高中物理力学图解动态平衡

静力学解问题方法3分析图式解法动态平衡问题问题类型的特征： (1)物体受到三种力量。 (2)三个力中的一个力是恒定的力，一个力的方向不变，第三个力的方向变化，因此该力和方向不变的力的大小变化，但两者的合力不变。解决问题的想法： (1)明确研究对象。 (2)分析物体的力量。 (3)把有力的合成和力的分解做成平行四边形(也可以简化成矢量三角形)。 (4)正确找出力的变化方向。 (5)根据有向线段的长度变化判断各力的变化。注意点： (1)哪个是一定的力，哪个是不改变方向的力，哪个是改变方向的力。(2)正确判断力的变化方向和方向变化的范围。(3)力的方向变化过程中，力的大小是否存在极值问题。【例1】如图2-4-2所示，两根等长的绳索AB和BC悬吊重物而静止，两根绳索在水平方向上的角度均为60度。 当前，绳索AB与水平方向的角度没有变化，使绳索BC逐渐在水平方向变化。 在这个过程中，绳索BC的拉伸力发生变化的是()a .大一点b .小一点再大一点c .减少d .首先增大，然后减少解析：方法1 :力的处理(求合力)采用合成法，应用合成零求解时采用图式解法(动态平行四边形法)。 如图甲所示，发出力的平行四边形在FBC先减少后增大方法2 :力的处理(求合力)采用正交分解法，采用合力零求解法FABcos 60=FB Csin FABsin 60 FB Ccos =FB联合是FBCsin(30 )=FB/2当然，由于在=60时FBC最小，因此变大时FBC先变小后变大.答案： b在变形例1-1中，如图2-4-3所示，光滑的球体被固定在光杆的一端，杆的另一端o是自由旋转轴，球被放置在光滑的斜面上。 如果将杆与壁面的角度设为，斜面的倾斜度设为，开始时将光杆与垂直方向的角度设为.且 90，则在球体离开斜面之前，作用于斜面的水平外力f的大小、光杆受到的力t和面向斜面的支承力n的大小发生变化，以使斜面能够在光滑的水平面上向右等速直线运动的情况下A.F逐渐增大，t逐渐减小，FN逐渐B.F逐渐减小，t逐渐减小，FN逐渐增大，t逐渐减小后增大，FN逐渐增大D.F逐渐减少，t先减少再增大，FN逐渐减少解析：如果用向量三角形法解析球体，则如图a所示，可知t先减少后增大.对球的支承力fn 逐渐增大，对斜面的力的解析如图b所示，可知F=FNsin时，f逐渐变大，相对于水平面斜面的支承力FN=G FNcos ，因此FN逐渐变大答案： c【例2】光杆BO的o端通过光滑的铰链固定在垂直光杆AO上，b端悬挂着重物，系紧绳子，绳子越过杆顶a的光滑的滑轮，用力f拉，则如图2-4-4所示，细绳子被缓慢地向左拉，杆A.FN先变小，然后再变大B.FN也不变C.F首先减少，然后增大D.F不变解析：以BO杆的b端为研究对象，受到绳索的拉力(大小f )、BO杆的支撑力FN和悬吊重物的绳索的拉力(大小g )的作用，合成FN和g，其合力和f的值相反，如图所示，得到力的三角形(图中画斜线部分)，该力的三角形在几何三角形OBA上如图所示，力的三角形类似于几何三角形OBA。如果设AO的高度为h，BO的长度为l，绳的长度为l，则可以与对应的边成比例地获得三角形，其中，FN=G，F=G式中，g、h、l都不变化，l逐渐变小，因此可知FN不变化，f逐渐变小.答案： b变形式2-1如图2-4-5所示，两个球a、b由功率因数k1的轻弹簧连接，球b以长度l的绳索悬挂在o点，球a固定在o点的正下方，并且点o、a之间的距离正好为l，系统平衡时绳索受到的张力为F1。 现在，即使将a、b之间的