高中阶段的物理课程里的共点力平衡内容,从起初处于听不懂的状况,转变到后来能够稳拿分数,这般的三个步骤极其具有实用价值!
诸多高中生在学习物理期间,都曾被“共点力平衡”给难住过,于课堂之上听老师讲解例题之时,会觉得简易,然而自己去做题时,就连受力分析都会画错,更别提去找出平衡条件了对此。实际上,这部分内容并非是“偏难怪”类型的,而是没有抓住核心逻辑要点。今日借助三个步骤,来帮你把共点力平衡的分数稳稳地攥在手中,即便零基础的人也能够看懂!
第一步:先搞懂“共点力平衡”到底在说啥?
许多同学从一开始便刻板记忆公式,然而却并未真正理解概念的实质属性,如此这般乃是最为严重的错误认知领域。首先要将两个关键的定义彻底领会掌握,随后在进行题目解答时才不至于陷入混乱状态。
什么样的力被称作共点力呢?简单来讲,就是那种所有力的作用线能够相交于同一个点的力。比如说,当你使用两根绳子去提水桶的时候,两根绳子所产生的拉力以及水桶自身的重力,这三个力的作用线最终会交汇到水桶的重心位置上,像这样的情况就是共点力;然而,要是你是用手去推桌子(手施加的推力在桌子的侧面,而桌子的重力作用在桌子的中心位置),此时力的作用线并不会相交于同一个点高中物理讲课,那就说明这不是共点力,这类题目在高中阶段基本上是不会考的,所以不用为此而纠结。
究竟什么才算是平衡状态呢?并非仅仅只有处于“静止”这种状况才能够被称作平衡!只要物体所呈现出的运动状态不会发生改变,那么这便是平衡状态,它又可以划分成两种情形:
1. 静止(比如放在桌面上的书,一动不动);
二,存在一种运动状况,名为匀速直线运动,举例而言,就像那种在平直公路之上呈现不间断匀速行驶状态的汽车,其速度的大小以及方向均不会发生改变 。
记住,共点力平衡的实质,是物体于多个力施加下,呈现出“如同未受力”(合力为零)的状况,故而运动状态保持不变,将此逻辑铭记于脑海,后续的受力分析以及列方程都会有了方向。
第二步:受力分析“四步法”,杜绝漏力、多力
受力分析这个环节呀,它可是共点力平衡状况的那个起着根基作用的部分呢,一旦力给画错了,那就会导致整个结果完全错误呀。现在来分享一种不会出现错误情况的“四步进的方法”哟,按照一定的先后顺序去做,能够保证既不会遗漏力,也不会多画出力来呢。
1. 确定“研究对象”:先搞清楚“分析谁的力”
像是那种“斜面上处于静止状态的木块,对其受力情况展开分析”,这里面所涉及到的研究对象指的就是木块;对于“靠着绳子被拉动从而靠在墙上的小球,针对它的受力状况予以分析”此例而言,其中的研究对象便是小球。千万要注意不能将研究对象跟周围相伴的物体混淆在一起,打个比方说,就在针对木块进行受力分析的时候,可千万别错把斜面自身那种重力也计算进去,这恰恰是新手们最为容易犯下的错误。

2. 先画“非接触力”:只有重力是必画的
物体不用接触就存在的非接触力,在高中阶段只需考虑重力,哪怕物体处于静止状态,或者处于运动状态,又或者是挂在绳子上,亦或是放在斜面上,重力始终是竖直向下的,其大小为mg,其中m是物体质量,g取9.8N/kg,要是题目没提及相关情况时也能够按照10来计算。
留意:不要去画“并不存在的力”!举例来说,有些同学会认为“木块处于斜面上没有滑落下来,必定存在一个‘向上的摩擦力’”,这种思考方向是正确的,然而要首先画出重力,接着再去查看接触力,绝不能够跳过相关步骤胡乱添加力。
3. 再画“接触力”:有几个接触面,就可能有几个力
物体接触才会产生接触力,要按照“先弹力、后摩擦力”的顺序来画,以此避免出现混乱 。
物体只要和别的物体接触,并且存在“挤压”,便会有弹力。比如说放在桌面上的书,它与桌面接触,桌面会给书一个所向上的“支持力”)(这是弹力的其中一种);用绳子去拉小球,绳子跟小球接触,绳子会给小球沿着绳子方向的“拉力”(这同样是弹力)。
• 摩擦力:其存在的条件是接触面粗糙,存在弹力,且物体存在“相对滑动趋势”或者“相对滑动”。就像斜面上的木块没有滑下来,存在向下滑的趋势,所以斜面对这木块具备沿斜面向上的“静摩擦力”;要是木块在桌面上滑动,那么桌面给予木块的“滑动摩擦力”就会和运动方向相反。
4. 检查“力的方向”:别画反了!
将绘制好的力标注其方向,接着迅速进行检查:重力是坚直向下的,支持力是垂直于接触面的(对于桌面的支持力是竖直接着向上的,而斜面的支持力是垂直于接着斜面处于向上境地的),拉力是沿着绳子收缩方向前行的,摩擦力与相对运动或者趋势的方向是相反的。要是方向出现错误,那么随后列方程全部都会是瞎忙活白费力气的。
第三步:用“两种方法”列方程,轻松解出未知力
当受力分析绘制完毕之后,便来到了这“列出方程来求解力”的段落。在高中这个学习时期,仅须把控住两种方式,便能够去应付多达90%以上的题目,无需去记忆繁杂的公式。
方法1:合成法——适合“二力平衡”或“三力平衡”
核心原理是,当共点力处于平衡状态的时候,对任意一个给出的力而言,其都与其他所有力做出的“合力”在大小方面相等,并且在方向上面相反。

二力平衡,存在着最为简单的情形、例如利用绳子垂直悬挂着一个处于静止状态的小球,小球受到重力G,该重力方向朝下,小球还受到拉力F,此拉力方向朝上,依据平衡条件,F等于G,而G又等同于mg,直接就是相等的状态 。
比如,有个小球是用绳子挂在墙体之上的,它受到重力为G,还受到绳子的拉力为F,以及墙给予的方向是水平朝着右方的支持力求N,这就是三力平衡的一种情况。此时呢,可以把拉力F以及支持力N进行“合成”,从而得到一个力,这个所形成的“合力”必然要跟重力G在大小方面相等,并且在方向上是相反的,也就是竖直朝着上方。之后呢留学之路,运用平行四边形定则或是三角函数来进行计算,比如说绳子与墙的夹角设定为θ,这样的话就能够得到公式推导结果为F等于G除以cosθ,N等于G乘以tanθ 。
方法2:正交分解法——适合“三个力以上”,万能方法
要是物体承受4个或者更多的力,比如说有一个物体处于水平面上,受到重力,还有支持力,以及拉力,再加摩擦力,运用合成法将会十分麻烦,在这个时候采用“正交分解法”是最为稳妥的,进行的步骤分为3步:
需要建立直角坐标系,一般情况下会使x轴沿着所谓的“运动方向”或者“趋势方向”,而y轴是垂直于x轴的,就好比在斜面相关问题里,x轴沿斜面方向,y轴垂直于斜面这一方向;在水平面相关问题中,x轴是水平的,y轴是竖直的,通过这样的方式能够让更多的力落在坐标轴之上,进而减少计算量 。
2. 为坐标轴分解力:将并非处于x、y轴上之力量,拆分为x方向以及y方向的分力。像斜面上存在的重力G,于x轴这个位置沿着斜面向下所得到的分力乃G sinθ,在y轴这个位置垂直斜面向下所获得的分力是G cosθ 。
3. 列出平衡方程高中物理讲课,由于合力是零,故而x方向之中所有分力的代数和是零(ΣFₓ=0),y方向以上所有分力的代数和同样是零(ΣFᵧ=0)。就像斜面问题里,x方向:摩擦力f等同于G sinθ;y方向:支持力N等同于G cosθ,直接求解方程则能求出来未知力 。
最后:3个避坑提醒,帮你少丢分
一,不要凭借那种所谓的“感觉”去增添力量:就好比那种认为“物体要是会动,那么肯定存在一个‘动力’”的想法,然而要是不存在施力的物体的话,这个力其实就是不存在的(就如同处于光滑水平面上做匀速运动的物体,仅仅受到重力以及支持力,并不存在“动力”)。
坐标系,切勿随意建立:建立坐标系,其目的在于“简化计算”,要尽可能使力落在轴上,不要因为“突出与众不同”而去建立斜坐标系,否则会致使分解步骤增多。
3. 多去练习“基础题”,减少对难题的钻研:共点力平衡存在5种基础题型,分别是水平面的情况、斜面的情况、绳子悬挂的情况、多力拉物体的情况以及动态平衡的情况,针对每种题型去练习10道题目,如此便能掌握其中规律,难题实际上是基础题的一种变形,没必要从一开始就死命去攻克。
实际上高中物理之中的共点力平衡情况,恰似搭建积木模样——首先要将概念及其受力分析相对应的“积木”搭建得稳固,之后运用方程当作“胶水”去进行固定,如此一来分数自然而然便收获了。起初学习之际速度慢一些并无大碍,依照步骤去实施,一周时间之内就能察觉到进步之处,下次考试再度碰到这类题目,你同样能够轻松获取满分!#高中物理#。
