高中物理力学中的动态平衡专题（王东老师）

,力学动态平衡专题主讲老师：王东,知识点回顾和梳理,科技使学习更简单,一、受力分析的方法和原则1受力分析根据研究对象的选取不同，分为隔离法和整体法，在题目中可交替使用2受力分析三原则：建立受力分析思维模板：对物体受力分析时，要养成按顺序分析的习惯，一般按“场力(包括重力、电场力、磁场力)已知外力弹力摩擦力”的顺序进行善于变换研究对象：如果题目中给出的物体不止一个，在分析物体受力情况时，往往不能直接判断它与接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力，这时可以采用隔离法，先分析其他物体(或整体)的受力情况，再分析被研究物体的受力情况结合运动状态及时修正由于弹力和摩擦力都是被动力，它们的方向和大小与物体的运动状态有密切的关系，所以分析物体的受力情况时，除了根据力产生的条件判断外，还必须根据物体的运动状态，结合牛顿第二定律及时进行修正二、“动态平衡”是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”知识点总结：三种方法：图解法解析法相似三角形法,受力分析：例题探究,科技使学习更简单,例1、2013北京卷倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上下列结论正确的是()A木块受到的摩擦力大小是mgcosB木块对斜面体的压力大小是mgsinC桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsincosD桌面对斜面体的支持力大小是(Mm)g,科技使学习更简单,受力分析：变式训练,变式1、2013湖南师大附中调研(多选)如图所示，FA5N，FB10N，在这两个力的作用下物体A、B一起向左匀速运动，那么以下说法正确的是()AB物体所受的合力为零B地面对B的摩擦力为10NCA、B间的摩擦力为5NDAB整体所受合力不为零,动态平衡：图解法,科技使学习更简单,1、图解法：适用于物体所受的三个力中，有一个力为恒力(通常为重力，也可以是其他力)，另一个力的大小变化，第三个力则大小、方向均发生变化的问题，对变化过程进行定性分析”例题、重为G的物体系在两根等长的细绳OA、OB上，轻绳的A端、B端挂在半圆形的支架上，如图所示，若固定A端的位置，将绳OB的B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，则：AOB绳上的拉力先增大后减小BOB绳上的拉力先减小后增大COA绳上的拉力先增大后减小DOA绳上的拉力不断减小,动态平衡：图解法变式训练,科技使学习更简单,变式、（图解法）如图所示，用细绳AB悬吊一质量为m的物体，现在AB上的某一点O处用力F拉细绳，使细绳的AO部分偏离竖直方向的夹角为，且保持平衡，适当调节F的方向，可使F最小而保持不变，则F的最小值为：AmgsinBmgcosCmgtanDmgcot,动态平衡：相似三角形法,科技使学习更简单,2、相似三角形法：对受三力作用而平衡的物体，先正确分析物体的受力，画出受力分析图，再寻找与力的三角形相似的几何三角形，利用相似三角形的性质，建立比例关系，把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论例2、(相似三角形法)固定在水平面上的光滑半球，半径为R，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细线一端拴一小球，置于半球面的A点，另一端绕过定滑轮，如图所示，现缓慢地将小球从A点拉到B点，则此过程中，小球对半球的压力大小为F1、细线的拉力大小为F2的变化情况是：AF1变大，F2不变BF1变小，F2变大CF1不变，F2变小DF1变大，F2变小,科技使学习更简单,动态平衡：相似三角形变式训练,变式、如图所示，竖直绝缘墙壁上固定一个带电质点A，A点正上方的P点用绝缘丝线悬挂另一质点B，A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬挂线与竖直方向成角，由于漏电A、B两质点的带电荷量缓慢减小，在电荷漏完之前，关于悬线对悬点P的拉力F1大小和A、B间斥力F2大小的变化情况，下面说法正确的是：AF1保持不变BF1先变大后变小CF2保持不变DF2逐渐减小,动态平衡：解析法,科技使学习更简单,3、解析法：物体处于动态平衡状态时，对研究对象的任一状态进行受力分析，根据具体情况引入参量，建立平衡方程，求出因变参量与自变参量的一般函数关系，然后根据自变量的变化确定因变量的变化例3、(解析法)如图所示，汽车用绳索通过定滑轮牵引小船，使小船匀速靠岸，在小船匀速靠岸的过程中，若水对小船的阻力不变，则下列说法正确的是：A绳子的拉力不断增大B小船受的浮力不断减小C小船受的合力不断增大D绳子的拉力可能不变,动态平衡：解析法变式训练,科技使学习更简单,变式3、如图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图，使用时，用撑杆推着沾有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀的粉刷到墙上，撑杆的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑杆足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，该过程中撑杆对涂料滚的推力为F，涂料滚对墙壁的压力为F，以下说法正确的是：AF增大，F减小BF减小，F增大CF、F均增大DF、F均减小,课后训练,科技使学习更简单,1如图所示，用一根细线系住重力为G、半径为R的球，其与倾角为的光滑斜面劈接触，处于静止状态，球与斜面的接触面非常小，细线悬点O固定不动，在斜面劈从图示位置缓慢水平向左移动直至绳子与斜面平行的过程中，下述正确的是()A细绳对球的拉力先减小后增大B细绳对球的拉力先增大后减小C细绳对球的拉力一直减小D细绳对球的拉力最小值等于Gsin2如图所示，倾角为30的斜面体放在水平地面上，一个重为G的球在水平力F的作用下，静止于光滑斜面上，此时水平力的大小为F；若将力F从水平方向逆时针转过某一角度后，仍保持F的大小不变，且小球和斜面依然保持静止，此时水平地面对斜面体的摩擦力为Ff.那么F和Ff的大小分别是()AFG，FfGBFG，FfGCFG，FfGDFG，FfG,课后训练,科技使学习更简单,3在固定于地面的斜面上垂直安放了一个挡板，截面为圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，乙没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示现在从球心处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止设乙对挡板的压力为F1，甲对斜面的压力为F2，在此过程中()AF1缓慢增大，F2缓慢增大BF1缓慢增大，F2缓慢减小CF1缓慢减小，F2缓慢增大DF1缓慢减小，F2保持不变4如图所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态若斜面的倾角为，则()AFGcosBFGsinC物体对斜面的压力FNGcosD物体对斜面的压力FNG/cos,课后训练,