高考物理二輪復(fù)習(xí)專題力與物體的平衡共點(diǎn)力作用下物體的動(dòng)態(tài)平衡學(xué)案

1、2共點(diǎn)力作用下物體的動(dòng)態(tài)平衡1動(dòng)態(tài)平衡：是指平衡問(wèn)題中的一部分是變力，是動(dòng)態(tài)力，力的大小和方向均要發(fā)生變化，所以叫動(dòng)態(tài)平衡，這是力平衡問(wèn)題中的一類難題2基本思路：化“動(dòng)”為“靜”，“靜”中求“動(dòng)”3基本方法：圖解法和解析法考點(diǎn)1“解析法”分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題例1如圖所示，繩子質(zhì)量、滑輪摩擦不計(jì)，物體M靜止在傾角為的斜面上，若傾角增大，物體M仍然靜止(連接M一端的繩子始終與斜面平行)下列判斷正確的是()A繩子的拉力可能增大B斜面對(duì)地面的正壓力增大C物體M受到的靜摩擦力可能增大D物體M受到斜面的作用力可能增大解析對(duì)物體m受力分析，受重力和拉力，由二力平衡得到：Tmg，繩子拉力一定不變，故A錯(cuò)誤；對(duì)M、

2、m和斜面的整體可知，地面對(duì)整體的支持力等于M、m和斜面體的重力之和，故斜面對(duì)地面的正壓力不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)物體M受力分析，受重力、支持力、拉力和靜摩擦力；如果靜摩擦力沿斜面向上，如圖：根據(jù)平衡條件得到fTMgsin 0；NMgcos 0解得：fMgsin TMgsin mg；NMgcos 當(dāng)變大時(shí)，f變大，N變小；如果靜摩擦力沿斜面向下，同理可得到：fTMgsin mgMgsin ；NMgcos ；當(dāng)變大時(shí)，f變小，N變??；綜上所述可知，選項(xiàng)C正確；斜面對(duì)M的作用力應(yīng)是N與f的合力，也是Mg與T的合力；增大時(shí)，Mg與T的大小不變，夾角增大，合力應(yīng)變小D錯(cuò)誤；故選C.答案C考點(diǎn)2“圖解法”分析

3、動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題例2如圖所示，質(zhì)量為m的小球用細(xì)線拴住放在光滑斜面上，斜面足夠長(zhǎng)，傾角為的斜面體置于光滑水平面上，有水平力F推斜面體使斜面體緩慢地向左移動(dòng)，小球沿斜面緩慢升高(細(xì)繩尚未到達(dá)平行于斜面的位置)在此過(guò)程中()A繩對(duì)小球的拉力減小B斜面體對(duì)小球的支持力減少C水平推力F減小D地面對(duì)斜面體的支持力不變解析對(duì)小球受力分析如圖所示，重力的大小方向不變，平移另兩個(gè)力構(gòu)成一首尾相連的閉合的三角形，滑塊左移會(huì)引起FT的方向及大小的變化而FN的方向不變，且合力為0，則三力依然為閉合三角形，如圖所示：則FT與FN相垂直時(shí)FT最小，此時(shí)細(xì)線和斜面平行，則閉合三角形發(fā)生如圖所示變化，則細(xì)繩尚未到達(dá)平行于斜面的

4、位置時(shí)，F(xiàn)T逐漸變小，F(xiàn)N逐漸變大故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)斜面體分析，受推力、支持力、重力和壓力，根據(jù)平衡條件，有：FFNsin ，NMgFNcos ，由于FN增加，故支持力N和推力F均增加，故C、D錯(cuò)誤；故選A.答案A考點(diǎn)3“相似三角形法”分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題例3如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點(diǎn)有一個(gè)光滑的小孔質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上一根細(xì)線的下端系著小球，上端穿過(guò)小孔用手拉住現(xiàn)拉動(dòng)細(xì)線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移，在移動(dòng)過(guò)程中手對(duì)線的拉力F和軌道對(duì)小球的彈力FN的大小變化情況是()AF不變，F(xiàn)N增大BF不變，F(xiàn)N減小CF減小，F(xiàn)N不變 DF增大，F(xiàn)N減小解析小球沿圓環(huán)緩慢上移可看作處于平

5、衡狀態(tài)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，作出受力示意圖如圖所示，由圖可知OABGFA即：，當(dāng)A點(diǎn)上移時(shí)，半徑不變，AB長(zhǎng)度減小，故F減小，F(xiàn)N不變，故C正確答案C方法總結(jié)1圖解法：如果物體受到三個(gè)力的作用，其中一個(gè)力的大小、方向均不變，并且還有另一個(gè)力的方向不變，此時(shí)可用圖解法，畫(huà)出不同狀態(tài)下力的矢量圖，判斷各個(gè)力的變化情況2解析法：如果物體受到多個(gè)力的作用，可進(jìn)行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化3相似三角形法：此法是圖解法的特例，一般研究對(duì)象受繩(桿)、或其它物體的約束，且物體受到三個(gè)力的作用，其中的一個(gè)力大小、方向均不變，另外兩個(gè)力的方向都發(fā)生變化經(jīng)典習(xí)題練習(xí)1如圖

6、所示，斜面體置于粗糙水平面上，斜面光滑小球被輕質(zhì)細(xì)線系住放在斜面上細(xì)線另一端跨過(guò)定滑輪，用力拉細(xì)線使小球沿斜面緩慢移動(dòng)一段距離，斜面體始終靜止移動(dòng)過(guò)程中()A細(xì)線對(duì)小球的拉力變大B斜面對(duì)小球的支持力變大C斜面對(duì)地面的壓力變大D地面對(duì)斜面的摩擦力變大解析：選A.AB、設(shè)小球和斜面的質(zhì)量分別為m和M，繩子與斜面的夾角為.取球研究：小球受到重力mg、斜面的支持力N和繩子的拉力T，則由平衡條件得斜面方向：mgsin Tcos 垂直斜面方向：NTsin mgcos 使小球沿斜面緩慢上移時(shí)，增大，其他量不變，由式知，T變大由知，N變小，故A正確，B錯(cuò)誤CD、對(duì)斜面分析受力：重力Mg、地面的支持力N和摩擦力

7、f，小球壓力N，由平衡條件得fNsin ，N變小，則f變小，NMgNcos ，N變小，則N變小，由牛頓第三定律得知，斜面對(duì)地面的壓力也變小，故C、D錯(cuò)誤2 (多選)如圖所示，質(zhì)量分布均勻的光滑小球O，放在傾角均為的斜面體上，斜面體置于同一水平面上，且處于平衡，則下列說(shuō)法中正確的是()A甲圖中斜面體對(duì)球O彈力最大B丙圖中斜面體對(duì)球O彈力最小C乙圖中擋板MN對(duì)球O彈力最小D丙圖中擋板MN對(duì)球O彈力最小解析：選AD.將甲、乙、丙、丁四種情況小球的受力圖作在同一幅圖上，如圖，根據(jù)平衡條件得知，丁圖中斜面體對(duì)小球的彈力為零，擋板對(duì)小球的彈力等于其重力G.斜面體對(duì)小球的彈力和擋板對(duì)小球的彈力的合力與重力大

8、小相等、方向相反，即得到三種情況下此合力相等，根據(jù)平行四邊形定則得知，丙圖中擋板MN對(duì)球O彈力FN擋最小，甲圖中斜面體對(duì)球O彈力FN斜最大故B、C錯(cuò)誤，A、D正確3 (多選)如圖所示，質(zhì)量均為m的小球A、B用勁度系數(shù)為k1的輕彈簧相連，B球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩懸于O點(diǎn)，A球固定在O點(diǎn)正下方，當(dāng)小球B平衡時(shí)，繩子所受的拉力為T(mén)1，彈簧的彈力為F1；現(xiàn)把A、B間的彈簧換成原長(zhǎng)相同但勁度系數(shù)為k2(k2k1)的另一輕彈簧，在其他條件不變的情況下仍使系統(tǒng)平衡，此時(shí)繩子所受的拉力為T(mén)2，彈簧的彈力為F2，則下列關(guān)于T1與T2、F1與F2大小之間的關(guān)系正確的是()AT1T2BT1T2CF1F2 DF1F2解析：選BC.以小球B為研究對(duì)象，分析受力