动态平衡的受力分析

1、动态平衡的受力分析一、力学动态平衡问题所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量, 使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态中。解决动态平衡问题的思路是, 明确研究对象。对物体进行正确的受力分析。观察物体受力情况，认清哪些力是保持不变的，哪些力是改变的。选取恰当的方法解决问题。根据受力分析的结果，我们归纳出解决动态平衡问题的三种常用方法 , 分别是“图解法” ， “相似三角形法”和“正交分解法”。（1） 解析法 : 根据物体平衡, 对物体受力分析，在相互垂直的方向上写出两个方程. 求解所求力的数学表达式，根据三角函数知识分析某个变力的大小如何变化。适用题型：. 物体

2、受三个力 (或可等效为三个力） 作用，三个力方向都不变，其中一个力大小改变。例题 1。如图所示，与水平方向成角的推力 f 作用在物块上，随着 逐渐减小直到水平的过程中，物块始终沿水平面做匀速直线运动关于物块受到的外力,下列判断正确的是 (）a推力 f 先增大后减小b推力 f 一直减小c物块受到的摩擦力先减小后增大d物块受到的摩擦力一直不变解析对物块受力分析，建立如图所示的坐标系 由平衡条件得 :fcos ff0,fn(mgfsin )0, 又fffn，联立可得f错误 !，可见，当减小时,f一直减小， b正确；摩擦力fffn(mgfsin ） ，可知，当、f减小时，ff一直减小 . 答案b 方法

3、：解析法，正交分解法(2 ）图解法在同一图中做出物体在不同平衡状态下的力的矢量图, 画出力的平行四边形或平移成矢量三角形, 由动态力的平行四边形（或三角形) 的各边长度的变化确定力的大小及方向的变化情况。物体受三个力( 或可等效为三个力) 作用 , 一个力是恒力( 通常是重力），其余两个力中一个方向不变，另一个方向改变。例题 2：如图所示，用oa、ob两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时ob绳水平现保持o点位置不变，改变ob绳长使绳末端由b点缓慢上移至b点，此时ob与oa之间的夹角90。设此过程中oa、ob的拉力分别为foa、fob, 下列说法正确的是（) afoa逐渐增大bfoa逐渐减小c

4、fob逐渐增大dfob逐渐减小解析：选 b。以结点o为研究对象， 受力如图所示， 根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳ob在两个位置时力的合成图如图，由图看出，foa逐渐减小，fob先减小后增大，当90时，fob最小，选项 b正确（3）. 相似三角形法相似三角形法的适用条件：物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，另两个力的方向都变化例题 3 如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，杆的a端用铰链固定，光滑轻小滑轮在a点正上方 ,b端吊一重物g，现将绳的一端拴在杆的b端，用拉力f将b端缓缦上拉，在ab杆达到竖直前 ( 均未断） ,

5、关于绳子的拉力f和杆受的弹力fn的变化，判断正确的是( ) af变大bf变小cfn变大dfn变小解析设物体的重力为g。以b点为研究对象，分析受力情况，作出受力分析图，如图所示：作出力fn与f的合力f2， 根据平衡条件得知，f2f1g。由f2fnbabo得错误 !错误 !，解得fn错误 !g，式中，bo、ao、g不变，则fn保持不变， c、d 错误；由f2fnbabo得错误 !错误 !，ab减小，则f一直减小， a错误 ,b 正确答案b 例题 4 （多选) 如图所示，一辆小车静止在水平地面上，车内固定着一个倾角为60的光滑斜面oa， 光滑挡板ob可绕转轴o在竖直平面内转动， 现将一质量为m的圆球

6、放在斜面与挡板之间，挡板与水平面的夹角60, 下列说法正确的是 ( ）a若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60，则球对斜面的压力逐渐增大b若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60，则球对挡板的压力逐渐减小c若保持挡板不动，则球对斜面的压力大小为mgd若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，则球对挡板的压力可能为零解析: 选 cd 。若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60，根据图象可知，fb先减小后增大，fa逐渐减小 , 根据牛顿第三定律可知，球对挡板的压力先减小后增大, 球对斜面的压力逐渐减小，故选项a、b 错误；球处于静止状态，受力平衡，对球进行受力分析，fa、fb以及g构成的三角形为等边三角形,根据几何关系可知，fafbmg，故选项 c正确；若保持挡板不动 , 使小车水平向右做匀加速直线运动，当fa和重力g的合力正好提供加速度时,球对挡板的压力为零，故选项 d正确例题 5 如图所示 , 用oa、ob两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间,开始时ob绳水平现保持o点位置不变 , 改变ob绳长使绳末端由b点缓慢上移至b点，此时ob与oa之间的夹角90. 设此过程中oa、ob的拉力分别为foa、fob，下列说法正确的是 ( ） afoa逐渐增大bfoa逐渐减小cfob逐渐增大dfob逐渐减小解析： 选 b.以结点