共点力的动态平衡

1、马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分0秒课题导入课题导入专题：共点力的动态平衡问题专题：共点力的动态平衡问题马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分1秒目标引领目标引领学会分析物体的动态平衡问题学会分析物体的动态平衡问题马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分1秒独立自学独立自学什么是动态平衡？分析动态平衡问题又有哪些方法？通过控制某一物理量，使物体的位置发生缓慢变化。解析法解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出相应因变量与自变量之间的函数关系式，然后根据自变量的变化确定因变量的变化图解法：对研究物体进行受力分析，再根据图解法：对研究物体进行受力分析，再根据平行

2、四边形定平行四边形定则则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图，然后根据或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图，然后根据有向线段的长度有向线段的长度判断各个力的变化情况判断各个力的变化情况马鞍山中加双语学校 高一物理组什么是动态平衡？什么是动态平衡？ 物体处于一系列的平衡状态中，此过程中物体处于一系列的平衡状态中，此过程中外力在发生变化，但合力始终为零。外力在发生变化，但合力始终为零。 变化的外力一般是被动力（微变弹力、静变化的外力一般是被动力（微变弹力、静摩擦力）。摩擦力）。 解决动态平衡问题的关键是：在变中找到解决动态平衡问题的关键是：在变中找到不变。不变。引导探究一引导探究一马鞍山中加双

3、语学校 高一物理组1.1.选择对象：单体和系统选择对象：单体和系统3.3.基本方法：基本方法：2.2.受力分析：受力分析：解析法、图解法解析法、图解法、（三、（三角形相似角形相似法）法）隔离对象，隔离对象，分析分析“受受”到的力，要明确到的力，要明确“施施”力物力物关注物体状态，判断有无。关注物体状态，判断有无。正交分解法、合成法、按效果分解正交分解法、合成法、按效果分解马鞍山中加双语学校 高一物理组1解析法：引导探究二引导探究二选某一状态对物体受力分析选某一状态对物体受力分析将物体受的力按实际效果分解或将物体受的力按实际效果分解或正交分解正交分解列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式列平衡

4、方程求出未知量与已知量的关系表达式根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分1秒引导探究引导探究例例1 1、如图所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引、如图所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船，若水的阻力恒定不变，则在船匀速靠岸的小船，若水的阻力恒定不变，则在船匀速靠岸的过程中，绳的拉力和船受到的浮力如何变化？过程中，绳的拉力和船受到的浮力如何变化？马鞍山中加双语学校 高一物理组G=F+TsinG=F+Tsin f=Tcosf=Tcos点评：多力平衡，正交分解用图解法进行分点评：多力平衡，正交分解用图解法进行分析

5、。析。引导探究引导探究马鞍山中加双语学校 高一物理组变式训练：变式训练：如图所示，质量分别为如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻的两个物体通过轻弹簧连接，在力弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面上，在地面上，m2在空中在空中)，力，力F与水平方向成与水平方向成 角。则角。则m1所受所受支持力支持力N和摩擦力和摩擦力f正确的是正确的是 ( )A.N=m1g+m2g-Fsin B.N=m1g+m2g-Fcos C.f=Fcos D.f=Fsin AC马鞍山中加双语学校 高一物理组 方法一：方法一：将将m1、m2、弹簧看作整体

6、，受力分析如图所示、弹簧看作整体，受力分析如图所示 根据平衡条件得根据平衡条件得 f=Fcos N+Fsin =(m1+m2)g N=(m1+m2)g-Fsin 故选项故选项A、C正确。正确。 方法二：方法二：分别隔离分别隔离m1、m2，受力情况如图，受力情况如图 对对m1根据平衡条件有根据平衡条件有f=Tcos N+Tsin =mg 对对m2，根据平衡条件，有，根据平衡条件，有 Fcos =Tcos Fsin =m2g+Tsin 解得解得N=m1g+m2g-Fsin f=Fcos 。马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分1秒引导探究三引导探究三图解法：图解法：选某一状态对物体受力分析选某

7、一状态对物体受力分析根据平衡条件画出平行四边形根据平衡条件画出平行四边形根据已知量的变化情况，画出平行四边形的根据已知量的变化情况，画出平行四边形的边角边角变化变化确定未知量大小、方向的变化确定未知量大小、方向的变化马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分1秒如图所示，在一个半圆环上用两根细线悬挂一个重为如图所示，在一个半圆环上用两根细线悬挂一个重为G的物体，的物体，设法使设法使OA线固定不动，将线固定不动，将OB线从竖直位置沿半圆环缓缓移到线从竖直位置沿半圆环缓缓移到水平位置水平位置OB ，则，则OA与与OB线中受到的拉力线中受到的拉力FA、FR的变化情况是的变化情况是( ) A.FA、F

8、B都增大都增大 B.FA增大，增大，FB减小减小 C.FA增大，增大，FB先增大后减小先增大后减小 D.FA增大，增大，FB先减小后增大先减小后增大D马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分1秒对结点O受力分析如图：结点O始终处于平衡状态，所以OB绳和OA绳上的拉力的合力大小保持不变，方向始终是竖直向上的故答案为：OA绳受力大小变化情况：变小；OB绳受力大小变化情况是：先变小后变大马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分1秒变式训练：如图所示，小球用细绳系住变式训练：如图所示，小球用细绳系住 放在倾角为放在倾角为 的光滑斜面上，当细的光滑斜面上，当细 绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳由水平

9、方向逐渐向上偏移时，细 绳上的拉力将绳上的拉力将( ) A.逐渐增大逐渐增大 B.逐渐减小逐渐减小 C.先增大后减小先增大后减小 D.先减小后增大先减小后增大D马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分1秒目标升华目标升华应用平衡条件解题的一般步骤应用平衡条件解题的一般步骤 (1)选取研究对象选取研究对象 根据题目要求根据题目要求,选取某物体选取某物体(整体或局部整体或局部)作为研究对象，在平作为研究对象，在平衡问题中，研究对象常有三种情况：衡问题中，研究对象常有三种情况： 单个物体。若是有关共点力平衡的问题，可以将物体受到的各单个物体。若是有关共点力平衡的问题，可以将物体受到的各个力的作用点

10、全部画到物体的几何中心上；否则各个力的作用点个力的作用点全部画到物体的几何中心上；否则各个力的作用点不能随便移动，应画在实际作用位置上。不能随便移动，应画在实际作用位置上。 多个物体多个物体(系统系统)。在分析外力对系统的作用时，用整体法；。在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体间的相互作用时，用隔离法，其关键是找物在分析系统内各物体间的相互作用时，用隔离法，其关键是找物体之间的联系，相互作用力是它们相互联系的纽带。体之间的联系，相互作用力是它们相互联系的纽带。 几个物体的结点。几根绳或绳和棒之间的结点常常是平衡几个物体的结点。几根绳或绳和棒之间的结点常常是平衡问题的研究对象。

11、问题的研究对象。马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分2秒 (2)分析研究对象的受力情况，并作出受力图分析研究对象的受力情况，并作出受力图 确定物体受到哪些力的作用，不能添力，也不能漏力，受力确定物体受到哪些力的作用，不能添力，也不能漏力，受力分析通常按重力、弹力、摩擦力等力的顺序来分析。分析通常按重力、弹力、摩擦力等力的顺序来分析。 准确画出受力示意图，力的示意图关键是力的方向要确定，准确画出受力示意图，力的示意图关键是力的方向要确定，要养成准确画图的习惯。要养成准确画图的习惯。(3)在解题中采用合成法还是分解法应视具体问题而定，通常利用正在解题中采用合成法还是分解法应视具体问题而定，通

12、常利用正交分解法求解平衡问题。交分解法求解平衡问题。 (4)利用平衡条件建立方程并求解利用平衡条件建立方程并求解 利用合成法分解问题时，其平衡方程为：利用合成法分解问题时，其平衡方程为：F合合=0。 利用分解法特别是正交分解法分析平衡问题时，其平衡方程利用分解法特别是正交分解法分析平衡问题时，其平衡方程为：为：Fx=0，Fy=0。 关于坐标轴的选取，一般选外力多的方向为坐标轴，使力的关于坐标轴的选取，一般选外力多的方向为坐标轴，使力的分解个数少，计算简化。分解个数少，计算简化。马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分2秒当堂诊学当堂诊学1、如图所示，一物块置于水平地面上。当用与水平方向成、如图所示，一物块置于水平地面上。当用与水平方向成60 角的力角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成成30 角的力角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动。若推物块时，物块仍做匀速直线运动。若F1和和F2的大小相等，则物块与地面之间的动的大小相等，则物块与地面之间的动 摩擦因数为摩擦因数为 ( ) A. B. C. D.13 32 2123 331 B马鞍山中加双语学校 高一物理组上午8时0分2秒2.两个可视为质点的小球两个可视为质点的小球a和和b，用质量可忽略的刚性细杆相连，用质量可忽