3.5共点力平衡（第二课时）（解析版）-2022-2023学年高一物理备课必备讲义（人教2019必修第一册 ）

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第三章 相互作用——力
3.5 共点力平衡（第二课时）
课标要求 素养要求
课
标
解
读
1.知道什么是共点力，知道什么是平衡状态，
掌握共点力平衡的条件.
2.会利用合成法或分解法分析多力平衡问题．
3.图解法和解析法和相似三角形法在动态平衡
中的应用
4.平衡中的临界或极值问题
1．物理观念：知道什么是共点力，
理解共点力平衡的条件。
2．科学思维：(1)能利用合成法、分
解法解决三力平衡
(2)能利用正交分解法处理多力平衡
及动态平衡问题。
3．科学态度与责任：能运用共点力
平衡条件解决生活、生产、科技中
的实际问题。
一、动态平衡
1．动态平衡：平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向缓慢变化，所以叫
动态平衡，这是共点力平衡问题中的一类题型．
2.动态平衡问题的特点
通过控制某一物理量，使其他物理量发生缓慢变化，而变化过程中的任何一个状态都看成是
平衡状态。
二、多力平衡问题
1．当物体受到不在同一条直线上的多个共点力时，一般要采用正交分解法．
2．用正交分解法解决平衡问题的一般步骤．
(1)对物体受力分析．
(2)建立坐标系：使尽可能多的力落在 x、y轴上，这样需要分解的力比较少，计算方便．
(3)根据共点力平衡的条件列方程：Fx＝0，Fy＝0.
三、平衡中的临界和极值问题
1．临界问题：物体所处平衡状态将要发生变化的状态为临界状态，涉及临界状态的问题
为临界问题。
2．极值问题：物体平衡的极值问题，一般指在力的变化过程中涉及力的最大值和最小值
的问题。
探究点 01 解析法处理动态平衡问题
探究归纳
处理动态平衡问题常用的方法
图解法
对研究对象的任一状态进行受力分析，根据平行四边形定则或三角形定则画出不
同状态下的力的矢量图，然后根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。
题型特点是：合力的大小和方向不变，一个分力的方向不变
解析法 适用于求解直角三角形或正交分解类问题，列出三角函数表达式，然后利用表达
式分析力的变化情况的方法
相似三
角形法
适用于求解的是一般形状三角形问题，做法是在受力分析的基础上作出力的平行
四边形，由力三角形与几何三角形相似，求解问题
【探究应用 1】质量为 m的物体用轻绳 AB 悬挂于天花板上．用水平向左的力 F缓慢拉动绳的
中点 O，如图所示．用 FT表示绳 OA 段拉力的大小，在 O点向左移动的过程中(　　)
A．F逐渐变大，FT逐渐变大
B．F逐渐变大，FT逐渐变小
C．F逐渐变小，FT逐渐变大
D．F逐渐变小，FT逐渐变小
【答案】A
【解析】
　　以O点为研究对象，受力如图所示，当用水平向左的力缓慢拉动 O点时，绳 OA 与竖直
方向的夹角 θ变大，由共点力的平衡条件知：FT＝，F＝mgtan θ，所以 F逐渐变大，FT逐渐
变大，选项 A正确．
【迁移应用 1】(多选)如图，一光滑的轻滑轮用细绳 OO′悬挂于 O点；另一细绳跨过滑轮，
其一端悬挂物块 a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块 b.外力 F向右上方拉 b，整个系统
处于静止状态．若 F方向不变，大小在一定范围内变化，物块 b仍始终保持静止，则(　　)
A．绳 OO′的张力也在一定范围内变化
B．物块 b所受到的支持力也在一定范围内变化
C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D．物块 b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
【答案】BD
【解析】
　由于物块 a、b均保持静止，各绳角度保持不变，对 a受力分析得，绳对 a的拉力 FT′＝
mag，所以物块 a受到绳的拉力保持不变．滑轮两侧绳的拉力大小相等，所以 b受到绳的拉力
大小、方向均保持不变，C选项错误；a、b受到绳的拉力大小、方向均不变，所以 OO′的
张力不变，A选项错误；对 b进行受力分析，如图所示．由平衡条件得：FTcos β＋Ff＝Fcos
α，Fsin α＋FN＋FTsin β＝mbg，其中 FT、mbg、β和α始终不变，当 F大小在一定范围内变化
时，支持力在一定范围内变化，摩擦力也在一定范围内发生变化，B、D选项正确．
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