新教材高中物理第三章相互作用-力专题2力的动态平衡课件新人教版必修

02专题2力的动态平衡题型1解析法解析专题2力的动态平衡刷题型A1．[河北石家庄2019高一上期末]如图所示，物块在水平推力F的作用下沿光滑半圆曲面从B点缓慢移动到C点，曲面对物块的支持力为FN，下列说法正确的是(

)

A．F逐渐增大，FN逐渐增大B．F逐渐增大，FN逐渐减小C．F逐渐减小，FN大小保持不变D．F逐渐减小，FN先增大后减小画出物块的受力分析图，设物块所在位置与圆心O的连线与竖直方向的夹角为θ，则F＝Gtanθ，FN＝

，物块从B点缓慢移动到C点的过程中，随θ角的增大，F增大，FN增大，故选A.解析专题2力的动态平衡刷题型B设弹力与竖直方向的夹角为θ，小鸟在运动过程中始终受力平衡，可得FN＝mgcosθ，f＝mgsinθ，从A到B的过程中，θ减小，所以FN变大，f变小，故选B.解析专题2力的动态平衡刷题型A题型2

相似三角形解析专题2力的动态平衡刷题型AC在小球被拉至B点前的过程中对小球进行受力分析，小球受重力、半球对小球的弹力和细线对小球的拉力，小球在三个力作用下缓慢滑至B点，可视为小球在运动过程中受力平衡，即小球受重力、半球对小球的弹力和细线拉力的合力为零．作出小球的受力示意图如图所示，故小球所受重力mg、半球对小球的弹力N和细线对小球的拉力T可以构成一个闭合的三角形，由图可知，三个力构成的三角形与图中由绳AC、定滑轮到水平面的高度CO及半球半径AO构成的△ACO始终相似，故有

，

由于小球在上拉的过程中，CO和AO的长度不变，AC减小，小球所受重力不变，所以根据相似比可以得出半球对小球的弹力N不变，细线对小球的拉力T变小，故A、C正确，B、D错误．解析专题2力的动态平衡刷题型BD以B点为研究对象，分析受力可得，受到连接重物的绳子的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，如图所示．由平衡条件得知，N和F的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可得

，又T＝G，解得N＝·G，F＝·G.使∠BAO缓慢变小时，AB、AO保持不变，BO变小，则N保持不变，F变小．故B、D正确，A、C错误．题型3

图解法(矢量三角形、平行四边形)解析专题2力的动态平衡刷题型BD对点O受力分析，受轻绳CO向下的拉力，大小等于物体的重力，轻绳BO的拉力FB和轻绳AO的拉力FA作用，O点始终处于平衡状态，则将三个力首尾相连，构成矢量三角形，如图所示．当A点缓慢向右移动时，从图中可以看出，轻绳AO与竖直方向的夹角逐渐变小，拉力FA逐渐减小，拉力FB也逐渐减小，即轻绳AO和BO的拉力一直在减小，故B、D正确，A、C错误．解析专题2力的动态平衡刷题型B虽然挡板在逆时针缓慢转动，但球M对球N的弹力方向没变，球N的重力没变，斜面对球N的支持力方向也没变，虽然球N位置在缓慢变化，但球N所受的各个力没有变化，故N球对斜面的压力不变，M、N两球间的弹力没有变，故A、C错误；对球M、N整体受力分析如图所示，当缓慢转动挡板至挡板与斜面垂直的过程中，挡板对球M的弹力F1的方向也从图示位置转动到与斜面平行的F′1方向的位置，两个弹力的合力不变，由分析可知，两弹力大小均变小，故M球对挡板的压力逐渐减小，M球对斜面的压力逐渐减小，故B正确，D错误．解析专题2力的动态平衡刷题型C对球M受力分析，球受到重力、滑块的弹力和挡板的弹力，如图甲所示，由于重力的大小和方向都不变，挡板的弹力方向不变．根据图解法知，滑块的弹力方向与竖直方向的夹角减小，从图中可知，挡板对球的弹力FP减小，滑块对球的弹力N1减小，故A、B错误．对滑块和球整体进行受力分析，整体受重力、支持力、挡板的弹力及拉力，如图乙所示，各力的方向不变，斜面对滑块的弹力N2等于G总沿垂直于斜面的分力，故C正确．挡板对球的弹力FP与拉力F之和等于G总沿斜面向下的分力，由于FP减小，则F增大，故D错误．题型4

正弦定理法、动态圆专题2力的动态平衡刷题型BC9．(多选)如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定环上的A、B两点，O点下面悬挂一物体M，

绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与OA夹角α＝120°，拉力大小为F2.将两绳同时缓慢顺时针转过75°，并保持两绳之间的夹角α始终不变，且物体始终保持静止状态．则在旋转过程中，下列说法正确的是(

)A．F1逐渐增大B．F1先增大后减小C．F2逐渐减小D．F2先减小后增大

专题2力的动态平衡刷题型解析解法一(“动态圆”法)：对结点O受力分析，受竖直向下的拉力(大小等于物体M的重力G)，OA的拉力F1，OB的拉力F2，始终保持静止，合力为零，所以G、F1、F2构成封闭的矢量三角形，如图甲所示，由于重力以及F1和F2夹角α＝120°不变，即β＝60°，当θ＝β＝60°，即OB绳水平时，F1为圆的直径最大，所以F1先增大后减小，F2一直减小．故B、C正确．解法二(正弦定理法)：如图乙所示，作出矢量三角形，由正弦定理可知

，在旋转过程中，两段绳子的夹角不变，则∠A始终为60°，而∠O会从90°逐渐减小，∠B会从30°逐渐增大，且最后大于90°，从而根据正弦值的变化可判断出F1先增大后减小、F2一直减小．解析专题2力的动态平衡刷难关C解析专题2力的动态平衡刷难关D方法总结对小球进行受力分析，重力、支持力FN、拉力FT组成一个闭合的矢量三角形，由于重力不变、支持力FN方向不变，斜面体向左移动的过程中，拉力FT与水平方向的夹角β减小，当β＝θ时，FT⊥FN，细绳的拉力FT最小，由题图可知，初始状态时β>θ，故随β的减小，斜面对小球的支持力FN不断增大，细绳的拉力FT先减小后增大，故D正确．物体受三个力作用而处于平衡状态时，其合力为零，三个力的矢量依次首尾相连，构成闭合三角形，比较不同形状的矢量三角形，可得出各力的大小及变化．解析专题2力的动态平衡刷难关A最终平衡时，绳的拉力F大小仍为mAg，由共点力平衡条件可得2Fsinθ＝mBg，故θ角不变，但因悬点由Q到P，定滑轮左侧部分绳子变长，故A应升高，所以A正确．解析专题2力的动态平衡刷难关C方法总结若在物块缓慢向上移动的过程中，小圆环A处于三力平衡状态，根据平衡条件知mg与N的合力与T等大反向共线，如图，由三角形相似有而F＝T，可得F＝mg，AB变小，BO不变，则F变小，N＝mg，AO、BO都不变，则N不变，故C正确，A、B、D错误．相似三角形法适用于边角关系较多、条件中有绳的具体长度等信息的问题，可以通过找与力的矢量三角形相似的几何三角形来求解．解析专题2力的动态平衡刷难关A5.[吉林梅河口博文高中2019高一上月考]如图所示，两小球A、B固定在一轻质细杆的两端，其质量分别为m1和m2，将其放入光滑的半圆形碗中，当细杆保持静止时，圆的半径OA、OB与竖直方向夹角分别为30°和45°，则m1和m2的比值为(

)轻杆受两个球的弹力而平衡，根据牛顿第三定律，杆对两球的弹力等大、反向，设大小为F，对两个球分别受力分析，如图所示，根据共点力平衡条件并结合正弦定理，有

联立解得

，故A正确．专题2力的动态平衡刷难关AC专题2力的动态平衡刷难关解析方法一：对圆柱体Q受力分析，受到重力、挡板MN的支持力和半圆柱体P对Q的支持力，如图甲所示．重力的大小和方向都不变，挡板MN的支持力方向不变、大小变化，半圆柱体P对Q的支持力方向和大小都变化，设P、Q截面圆心的连线与竖直方向夹角为θ，根据平衡条件，得到N1＝mgtanθ，N2＝.由于θ不断增大，故N1不断增大，N2也不断增大，故A正确，B错误．对P、Q整体受力分析，受到总重力、MN挡板的支持力N1，地面的支持力N3，地面的静摩擦力f，如图乙所示，根据共点力平衡条件，有f＝N1＝mgtanθ，由于θ不断增大，故f不断增大，故C正确．半圆柱体P一直保持静止，N3＝(M＋m)g保持不变，故D错误．故选A、C.解析专题2力的动态平