实用之高中物理 动态平衡 受力分析

实用文之"受力分析精（2知识点1：动态平衡动平衡：物体受到大小方向变化的力而保持平衡。是受力分析问题中的难点，也是高考热门考点。在共点的平衡中些题目中常“缓慢一词表示物体在受力过程中处于动态平衡状态，即每一时刻下物体都保持平衡。基本方解析、解和相似角法知识点2：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，求出未知力的函数表达式，然后根据自变量的变化进行分析。通常需要借正交分法和的成解。特别适合解决四力上平衡问题。例1：有只小虫重为，不慎跌入一个碗中，如图，碗内壁为一半径为R的球壳的一部分，且其深度为D，碗与小虫脚间的动摩擦因数为小可顺利爬出碗口而不会滑入碗底，则D的大值为多?用G表）1

2如所示,上表面光滑的半圆柱体放在水平面,小物块从靠近半圆柱体顶点O的A点,在外力F作下圆弧缓慢下滑到B点,过程中F始沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态。下列说法中正确的()A.半柱体对小物块的支持力变大B.外F先小后变大C.地对半圆柱体的摩擦力先变大后变小D.地对半圆柱体的支持力变大知识点3：图解法图解法常用来解决动态平衡类问题，尤其适合物只受个作用，其中一个为恒力的情况根据平行边(三角形)定则将个力的大小方向放在同一个三角形中利用邻边及其夹角跟对角线的长短关系分析力大小变化情况。因此图解法具有直观、简便的特点。在应用时需正确判断某个分力方向的变化情况及变化范围，也常用于求极值问题。恒F+一向变力例3：图1所，用细绳通过定滑轮沿竖直光滑的墙壁匀速向上拉动，则拉力Ｆ和墙壁对球的支持力Ｎ的变化情况如何？例4：如图所示，半圆形支架BAD两细绳OA和OB结于圆心，悬重为的体，使OA绳定不动，将OB绳端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，分析绳和OB绳受力的大小如何变化？5：如图所示，在固定的、倾角α（夹板和斜面夹为m的光2

归：体到个而衡，其一力小方不，另个的方不，三力小向变在种况，大、向可变分力方不、小变分垂时存最值例6：如图3装，AB为光轻杆，在B用铰链固定于竖墙壁上AC为不可伸长的轻质拉索，重物Ｗ可在AB杆上滑行画出重物W移动AB杆中点杆受力分析。(2)试析当重物W从向缓慢滑行的过程中，绳索中拉力的变化情况以及墙对AB杆作用力的变化情况。恒力F+某大不变力三力中有一个力确定．即大小、方向不变，一个力大小确定，这个力的方向及第三个力的大小、方向变化情况待定。这类题目需助图法例7：如图所示，在做“验证力平行四边形定则”的实验时，用、两测力计通过细线拉橡皮条的结点，使其到达点，此时=90°然后保持M的读数不变，而使α角小，为保持结点位置不变，可采用的办法是（）A减N的数同时减小角B小N的读同时增大β角C增N的数同时增大角D大N的读同时减小β角例：如图7所，质量为m的小球，用一细线悬挂在点处．现用一大小恒定的外力F(F﹤mg)，慢慢将小球拉起，在小可能的平衡位置中，细线与竖直方向的最大的偏角是多少3

121122TT121122TT3.恒F+某一小变角例：如图所示的装置用两根细绳拉住一个小球两细绳间的夹角为绳呈水平状态.将整个装置在纸面内顺时针缓慢转,转过90°.在转动的过程中,绳的拉力F和CB绳的拉力F的小生变,即()A先小后变大B．先大后变小C．逐渐减小D．F最减小到零

B知识点4：相似三角形法相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法图解法的特例情况。正确作出力的三角形后，如能判定力的三角形与图形中已知长度的三角形（几何三角形相则可用相似三角形对应边成比例求出三角形中力的比例关系，从而达到求未知量的目的。往往涉及三个力，其中一个力为恒力，另两个力的大小和方向均发生变化，则此时用相似三角形分析。解题的关键是正确的受力分析，寻找力三角形和结构三角形相似。例如图示，半径为的形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，滑轮到球面

B的距离为h，绳的一端系一小球，靠放在半球上的A点另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，现缓慢地拉绳，在使小球由

A

到

B

的过程中，半球对小球的支持力N和对小球的拉力

的大小变化的情况是（）A、变大，变小

B

、变，变、N变，

先变小后变大

D、N不，

变小例11：如图所示，质量不计的定轮用轻绳悬挂在B点另一条轻绳一端系重物，过滑轮后，另一端固定在墙上A，若改变B位置使滑轮位置发生移动，但使A段子始终保持水平，则可以判断悬点B所拉的大小变化情况是（）ABF4

TTTNNNTTTNNNBBFCBD．论向、向右移，都小例12：(多选)一杆BO，其端光滑铰链铰于固定竖直杆AO上端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶处光滑小滑轮，用力F拉，如图所示现细绳缓慢往左拉杆BO与间夹角渐小则在此过程中，拉力F杆BO所受压力F的小变化情况是（）AF先小，后增大B.F始终不变CF减小，后增大D.F始终不变知识点5：临界法若题目中出现“最“最小“刚好等词语时，一般都有临界状态出现。求解平衡中的临界问题和极值问题时，首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点。临界条件必须在变化中寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而是把某个物理量推向极端，即极大或极小，并依此作出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论。有时会出多解情况。常的界态:0);

(1)两接触物体脱离与不脱离的临条件是相互作用力为0(体间弹力为(2)绳子断与不断的临界条件为绳张力达到最大绳子绷紧与松弛的临界条件为绳中张力为0;(3)存在摩擦力作用的两物体间发相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大。例：轻的两端AB固在花板上，绳能承受的最大拉力为。现用挂钩将一重物挂在绳子的结点C处。如图所示，两端与竖直方向的夹角分别为37和53°。要保证两绳均不绷断，求此物的重力不应超过多少？

0

0

B5

例14如所示在角为θ的固定粗糙斜面上一质量为物体被水平力F推静止于斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ且＜，力的取值范围。例15如图所示,三根长度均为L轻绳分别连接于C、两点,A、两被悬挂在水平天花板上,相距2L现在C点悬一个质量为的物为CD绳保持水平,点上可施加力的最小是多少？知识点6：假设法假设法，就是以已有的经验和已知的事实为基础，对所求知的结果、结论或现象的原因作推测性或假定性的说明，然后根据物理规律进行分析、推理和验证。假设法主要有两种情况：(1)假设某条件存在或不存在，进而判断由此带来的现象是否与题设条件相符。假设处于题设中的临界状态，以题为依据，寻求问题的切入点，进而解决该问题。例16：(多)图所示，竖直平面内质量为m的球与三条相同的轻质簧相连接静时相邻两弹簧间的夹角均为已知弹簧a小球的作用力均为F，则弹簧c对小球的作用力的大小可能()A.B.F＋mgC.FmgD.－F6

112212112212其他问例17如图示，两相距L的直杆，用一根长度大于L的细绳分别固定在杆的A、B两点，细绳上用一光滑的挂钩吊一个重物，其重力为G.当上下移动A端悬挂点时可由移动，若将B点慢向杆下方移动一小段时，绳上张力的变化情况是（）均不变C.均小

均变大均先变小后变大（注：如果杆B右移动时绳中张力如何变化？）例18如图示，一根轻绳跨过光滑定滑轮，两端分别系一个质量为m、的物块。放在地面上m离地面有一定高度。当m的质量发生改变时，的加速度a大小也将随之改变以的四个图象，最能准确反映a与间的关系的是()例19一个圆球形薄壳容器所受重力为G，一细线悬挂起来，如图所示。现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，将小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，对容器和容器内的水组成的系统，下列说法正确的是A系统的重心慢慢下降B系统的重心先下降后上升C．统对地球的引力先减小后增大7

D．可绳的方向不竖直例20(多选)如图所示，粗糙水平面上放置质分别为m和的个木块其中两个质量为m的块间用不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为木块与水平面间的动摩擦因数相同，认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力。现用水平拉力拉中一个质量为2m的块，使四个木块一起匀速运动，则需要满足的条件()μ木块与水平面间的动摩擦因数最大为2μ木块与水平面间的动摩擦因数最大为C.水拉力F最大为水拉力最为例21机械设计中常用到下面的力学原理，如图所示，只要使连B与块所平面间的夹角θ大某个值，那么，无论连杆对块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆AB对块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力学上称为“自锁”现(设滑块与所在平面间的动摩因数为μ)，μ满什么条件才能使滑块满足“自锁”现象？答案：≥μ8

121T1121T1T1课后作如图所示，人和物处于静止状态．当人拉着绳向右跨出一后，人和物仍保持静止．不计绳与滑轮的摩擦，下列说法中正确的()．的拉力大小不变B人所受的合外力增大C．面对人的摩擦力增大D．人对地面的压力减小有个直角支架AOBAO水放置，表面粗糙OB竖向，表面光滑。AO上有小环P，OB套小环，环质量均为，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示。现将环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将P环动后的平衡状态和原来的平衡状态比较AO杆P环支持力N和绳上拉力的化情况是AN不变C．变，变

B．N不，变D．变，变3.如所,两块在水平面上它们之用细线相两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样,木块与水平面间的动摩擦因数相同后用水平力F和F拉A起匀速运动则()F>C.F>

B.FFD.F=F如所示，在绳下端挂一物体，用力拉体使悬线偏离竖直方向的夹角为α且保持其平衡。保持变，当拉力有最小值时与水平方向的夹角应是()A090C．

D．29

OBOB如所示滑本身的质量可忽略不计滑轮轴安一根轻木杆一根轻绳AC绕过滑轮A固定在墙上，且绳保持水平C端一重物BO与竖直方向夹角＝，系统保持平衡若保持滑轮的位置不变，改变夹角的大小，则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是()A只有角θ变，作用力才变大B只有角θ变大，作用力变大C．论角θ变大或变小，作力都是变大D．论θ变或变小，作用力不变．如图所示，固定在水平地面上的物体P，左侧是光滑圆弧面，一根绳跨过物体顶点上的小滑轮，一端系有质量为＝4kg的球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ＝60°，小球所受拉力沿圆切线方。绳的另一端水平连接物块，三个物块重均为，用在物块水平力＝，个系统处于平衡状态，取＝

，则以下说法正确的是)A1和间的摩擦力是20NB2和3之的摩擦力是20NC．与桌面间的摩擦力为20ND．块6个作用如所示，用OA、两轻绳将物体悬于竖直墙之间，开始时OB水平。现保持O位置不变，改变绳长使绳端由点缓慢上移至B点此时OB与间的夹角<90°。设此过程中OA的拉力分别为FF，下列说法正确的是()A逐渐增大C．逐增大

BF逐渐减小D．逐减小如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A端铰链固定，滑轮在A点正上(滑轮大小及摩擦均可不计，轻杆B端一重物G现将绳的一端拴在杆的B端用拉力F将B端慢上(均未断)，在AB杆达到竖直前，以下分析正确的是()A绳子越来越容易断C．AB杆来越容易断

B绳子越来越不容易断D．AB越来越不容易断10

1212121112121211右是给墙壁粉刷用的“涂料滚”的示意图．使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁