《2022年高一物理寒假（补弱培优）作业》3.5共点力平衡（解析版）

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3.5 共点力平衡——2022 年高一物理寒假（补弱培优）作业

1.理解平衡状态的运动特点，并熟练掌握运动状态与受力之间的关系.

2.理解共点力平衡的条件，应用条件解决实际问题.

3.掌握动态平衡的特征，熟练解决其问题.

4.掌握整体法与隔离法的应用．

一、共点力

几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力．

二、共点力平衡的条件

1．平衡状态：

物体受到几个力作用时，保持静止或匀速直线运动的状态．

2．在共点力作用下物体平衡的条件是合力为

0 .

即F合＝0或，其中 Fx合和Fy合分别是将力进行正交分解后，在 x轴和 y轴上所受的合力．

三、正交分解法求解多力平衡问题

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.

例1.物体在五个共点力的作用下保持平衡，如图 1所示，其中 F1大小为 10 N，方向水平向

右，求：

图1

(1)若撤去力 F1，而保持其余四个力不变，其余四个力的合力的大小和方向；

(2)若将 F1转过 90°，物体所受的合力大小．

【答案】　(1)10 N　方向水平向左　(2)10 N

【解析】

　(1)五个共点力平衡时合力为零，则其余四个力的合力与 F1等大、反向，故其余四个力的

合力大小为 10 N，方向水平向左．

(2)若将 F1转过 90°得到 F1′，则 F1′与其余四个力的合力 F垂直，F合＝＝ N＝10 N.

例2.用三根轻绳将质量为 m的物块悬挂在空中，如图 2所示．已知 ac 和bc 与竖直方向的

夹角分别为 30°和60°，重力加速度为 g，则 ac 绳和 bc 绳中的拉力大小分别为(　　)

图2

A.mg，mg

B.mg，mg

C.mg，mg

D.mg，mg

【答案】A

【解析】

　对结点 c受力分析如图所示，设 ac 绳上的拉力为 F1、bc 绳上的拉力为 F2，根据平衡条件

知F1、F2的合力 F与重力 mg 等大、反向，由几何知识得 F1＝Fcos 30°＝mg，F2＝Fsin 30°

＝mg.选项 A正确．

例3.如图 3，一质量 m＝6 kg 的物块，置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数 μ＝，

为了使物块沿水平地面做匀速直线运动，现用一与水平方向夹角为 37°的力斜向上拉物体，

求此拉力的大小．(已知 sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)

图3

【答案】20 N

【解析】

　物块做匀速直线运动，受力分析如图，

则水平方向：FTcos 37°＝Ff

竖直方向：FN＝mg－FTsin 37°

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