《【堂堂清】2022-2023学年高一物理同步易混易错（人教版2019必修第一册）》3.5共点力的平衡（解析版）

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第三章 相互作用 —— 力
第五节 共点力的平衡
[核心素养·明目标]
核心素养 学习目标
物理观念
知道什么是共点力，理解共点力平衡的条件。能够解释平衡状态的含义，
并能够判断一个物体所处的状态是否平衡。
科学思维
能够通过实验和练习归纳出应用力的平衡条件解决实际问题的基本步骤和
基本方法。能利用合成法、分解法、图解法解决三力平衡及动态平衡问
题。能利用正交分解法处理多力平衡及动态平衡问题。
科学探究 能够从物理现象和实验中归纳简单的科学规律。
科学态度与责任 意识到物理规律在现实生活中的重要作用，增强对物理学习的兴趣。
知识点一　共点力
1.定义：如果一个物体受到两个或更多个力的作用，这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在
同一点上，但它们的延长线交于一点，这样的一组力叫作共点力。
2.力的合成的平行四边形定则只适用于共点力。
知识点二　共点力平衡的条件
1.平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动状态。
2.平衡条件：合力为 0。
3.平衡条件的推论
(1)二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向。
(2)三力平衡：若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力等大、反
向⇒表示三个力的有向线段首尾相接一定组成闭合的三角形，如图所示。
(3) 多力平衡：若物体在 n个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意一个力必定与另外(n－1)个力
的合力等大、反向。
(4) F合＝0⇒正交分解法表示为：
其中 Fx和Fy分别表示物体在 x轴和 y轴上所受的合力。
知识点二　共点力的平衡
1.应用共点力平衡条件解题时常用的方法：力的合成法、力的分解法、正交分解法。
2.解共点力作用下物体平衡问题的一般步骤：
（1）定研究对象；
（2）对所选研究对象进行受力分析，并画出受力示意图
（3）分析研究对象是否处于平衡状态；
（4）运用平衡条件，选用适当方法， 列出平衡方程求解。
易错易混点 1.共点力
易错易混点辨析：作用在一个物体上的几个力，如果作用在物体的同一点或者虽不作用在物体的同
一点，但力的作用线交汇于一点，那么这几个力是共点力。作用在不同物体上的几个力不是共点力
作用在同一物体上，大小相等的，方向相反，但如果没强调作用在同一点或力的作用线交汇于一点
不一定是共点力。
例1.[多选]关于共点力，下列说法中正确的是(　　)
A.作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，那么这两个力是共点力
B.作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，那么这两个力是共点力
C.作用在一个物体上的几个力，即使它们的作用点不在同一点上，这几个力也可能是共点力
D.作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用线可以汇交于一点，那么这几个力是共点力
解析：选 BCD。作用在一个物体上的几个力，如果作用在物体的同一点或者虽不作用在物体的同一
点，但力的作用线交汇于一点，那么这几个力是共点力，所以选项 C、D 正确；大小相等、方向相
反的力不一定作用在同一点，但一对平衡力必作用于同一物体的同一直线上，是共点力，所以选项
A 错误，选项 B 正确。
易错易混点 2.共点力的平衡条件
易错易混点辨析：共点力的平衡条件是物体受到的合力为 0，对应的状态是静止或匀速直线运动，
加速度 a=0。特别注意的是，物体速度瞬间为零并不是静止，例如竖直上抛运动的最高点，物体速
度瞬间为零，但从受力角度看，合力并不为零，是不平衡的状态。
2.[多选]下列实例中的物体处于平衡状态的是(　　)
A.“神舟”号飞船匀速落到地面的过程
B.汽车在水平路面上启动或刹车的过程
C.汽车停在斜坡上不动
D.竖直上抛的物体在到达最高点的那一瞬间
解析：选 AC。物体处于平衡状态，从运动状态上来说，物体保持静止或匀速直线运动；从受力情况
上来说，其所受合力为 0。“神舟”号飞船匀速落到地面的过程中，飞船处于平衡状态，A 正确；
汽车在水平路面上启动或刹车过程中，汽车的速度在增大或减小，其加速度不为 0，其所受合力不
为0，所以汽车不是处于平衡状态，B 错误；汽车停在斜坡上不动，速度和加速度均为0，其所受合
力为 0，保持静止状态不变，汽车处于平衡状态，C 正确；竖直上抛的物体在到达最高点时，只是
速度为 0 而加速度为
g
，物体不是处于平衡状态，D 错误。
例3.如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ。若此人所受重
力为 G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为(　　)
A. G B.Gsinθ C.Gcosθ D.Gtanθ
解析：选 A。当研究对象受到多个作用力处于静止状态时，其中一个力与其余力的合力是等大、
反向的，可知椅子各部分对人的作用力的合力大小为 G，选项 A 正确。
易错易混点 3.三力平衡问题
易错易混点辨析：三力平衡问题注意两点，一是解题方法较多，注意比较，选择自己掌握的最好
的方法求解，不要搞混，同时注意利用数学方法（三角函数关系）解决物理问题的能力；二是注
意整体法、隔离法在解题过程中的灵活选用或配合使用。
三力平衡问题的解题步骤：
例 4.在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示。仪器中一根轻质金属丝
悬挂着一个金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方
向一个角度。风力越大，偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力。那么水平风
力大小
F
跟金属球的质量
m
、偏角
θ
之间有什么样的关系呢？(重力加速度为
g
)
解析：选取金属球为研究对象，它受到三个力的作用，如图甲所示。金属球处于平衡状态，这三个
力的合力为零。可用以下四种方法求解。
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