(新)高中物理動(dòng)態(tài)平衡專題

1、所謂的光輝歲月，并不是以后，閃耀的日子，而是無人問津時(shí)，你對(duì)夢(mèng)想的偏執(zhí)。高中物理動(dòng)態(tài)平衡專題在有關(guān)物體平衡的問題中，有一類涉及動(dòng)態(tài)平衡。這類問題中的一部分力是變力，是動(dòng)態(tài)力，力的大小和方向均要發(fā)生變化，故這是力平衡問題中的一類難題。解決這類問題的一般思路是：把“動(dòng)”化為“靜”，“靜”中求“動(dòng)”。根據(jù)現(xiàn)行高考要求，物體受到往往是 三個(gè)共點(diǎn)力問題，利用三力平衡特點(diǎn)討論動(dòng)態(tài)平衡問題是力學(xué)中一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。一物體受三個(gè)力作用例1.如圖1所示，一個(gè)重力 G的勻質(zhì)球放在光滑斜面上，斜面傾角為，在斜面上有光滑的不計(jì)厚度的木板擋住球，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)。今使板與斜面的夾角緩慢增大，問:在此過程中，擋板和斜面對(duì)球

2、的壓力大小如何變化?放棄很簡(jiǎn)單，但你堅(jiān)持到底的樣子一定很酷!7解析：取球?yàn)檠芯繉?duì)象，如圖 1-2所示，球受重力 G斜面支持力F1、擋板支持力F20 因?yàn)榍蚴冀K處于平衡狀態(tài)，故三個(gè)力的合力始終為零，將三個(gè)力矢量構(gòu)成封閉的三角形。Fi的方向不變，但方向不變，始終與斜面垂直。F2的大小、方向均改變，隨著擋板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)2的方向也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)矢量三角形圖1-3中一畫出的一系列虛線表示變化的F2o由此可知，F(xiàn)2先減小后增大，F(xiàn)1隨增大而始終減小。例2. 一輕桿BQ其O端用光滑鍍鏈固定在豎直輕桿AO上，B端掛一重物，且系一細(xì)2-1所示。現(xiàn)將細(xì)繩緩慢往左拉,F及桿BO所受壓力Fn的大小變圖2-1圖2

3、-2繩，細(xì)繩跨過桿頂 A處的光滑小滑輪，用力 F拉住，如圖 使桿BO與卞f AO間的夾角e逐漸減少，則在此過程中，拉力 化情況是（）A. Fn先減小，后增大 B .Fn始終不變C. F先減小，后增大 D. F始終不變解析：取BO桿的B端為研究對(duì)象，受到繩子拉力 （大小為F）、BO桿的支持力Fn和懸掛 重物的繩子的拉力（大小為G的作用，將Fn與G合成，其合力與F等值反向，如圖2-2所示,將三個(gè)力矢量構(gòu)成封閉的三角形 (如圖中畫斜線部分)，力的三角形與幾何三角形 OBAf似, 利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例可得：(如圖2-2所示，設(shè) AO高為H, BO長(zhǎng)為L(zhǎng),繩長(zhǎng)1，）FnF,式中G H、L均不變，1

4、逐漸變小，所以可知1Fn不變，F(xiàn)逐漸變小。正確答案為選項(xiàng)B跟蹤練習(xí)：如圖2-3所示，光滑的半球形物體固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑輪，輕繩的一端系一小球，靠放在半球上的 A點(diǎn)，另一端繞過定滑 輪，后用力拉住，使小球靜止.現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面由 A到半球 的頂點(diǎn)B的過程中，半球?qū)π∏虻闹С至?N和繩對(duì)小球的拉力 T的大小變化 情況是(D )。(A)N變大，T變小，(B)N變小，T變大(C)N變小，T先變小后變大(D) N不變，T變小例3.如圖3-1所示，在水平天花板與豎直墻壁間，通過不計(jì)質(zhì)量的柔軟繩子和光滑的輕小滑輪懸掛重物G=40N, (1)當(dāng)B點(diǎn)位置固定, (2)當(dāng)A點(diǎn)位

5、置固定,繩長(zhǎng)L=2.5m, O/=1.5m,求繩中張力的大小，并討論:A端緩慢左移時(shí)，繩中張力如何變化？B端緩慢下移時(shí)，繩中張力又如何變化？圖3-1圖3-3圖3 4解析：取繩子c點(diǎn)為研究對(duì)角，受到三根繩的拉力，如圖 3-2所示分別為Fi、F2、F3,延 長(zhǎng)繩AO交豎直墻于D點(diǎn)，由于是同一根輕繩，可得： F1 F2, BC長(zhǎng)度等于CD AD長(zhǎng)度等 于繩長(zhǎng)。設(shè)角/ OAD為。；根據(jù)三個(gè)力平衡可得： F1 G；在三角形 AOD中可知，2sinOD ,sin 。如果A端左移，AD變?yōu)槿鐖D3 3中虛線A D 所不，可知A D不變，OD AD減小，sin 減小，F(xiàn)1變大。如果B端下移，BC變?yōu)槿鐖D34虛線

6、B C所示，可知 AD OD不變，sin 不變，F(xiàn)i不變。物體受四個(gè)力及以上例4 .如圖所示，當(dāng)人向左跨了一步后人與物體保持靜止，跨后與垮前相比較，下列說法錯(cuò)誤的是：A.地面對(duì)人的摩擦力減小C.人對(duì)地面壓力增大B.地面對(duì)人的摩擦力增加D.繩對(duì)人的拉力變小跟蹤練習(xí)：如圖所示，小船用繩牽引.設(shè)水平阻力不變，在小船勻速靠岸的過程中A、繩子的拉力不斷增大日繩子的拉力保持不變C船受的浮力減小D、船受的浮力不變?nèi)B接體問題例5有一個(gè)直角支架 AOB AO是水平放置，表面粗糙.OB豎直向下，表面光滑. OAk套有小環(huán)P, O臉有小環(huán)Q,兩環(huán)質(zhì)量均為mi兩環(huán)間由一根質(zhì)量可以忽略.不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相 連，并在某一

7、位置平衡，如圖所示.現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)相比較，AO桿又P的支持力Fn和細(xì)繩上的拉力F的變化情況是：B:A. Fn不變，F(xiàn)變大 B . Fn不變，F(xiàn)變小HC. Fn變大，F(xiàn)變大D . Fn變大，F(xiàn)變小悵跟蹤練習(xí)：I如圖所示，輕繩的兩端分別系在圓環(huán)A和小球B上，圓環(huán)A套在粗糙的水平直桿 MNk 現(xiàn)用水平力F拉著繩子上的一點(diǎn) Q使小球B從圖示實(shí)線位置緩慢上升到虛線位置，但圓環(huán) A始終保持在原位置不動(dòng)，則在這一過程中，環(huán)對(duì)桿的摩擦力Ff和環(huán)對(duì)桿的壓力Fn的變化情況（B ）A. Ff不變，F(xiàn)n不變C Ff增大，F(xiàn)n減小B. Ff增大，F(xiàn)n不變

8、D. Ff不變，F(xiàn)n減小四與靜摩擦有關(guān)例6 .如圖所示，表面粗糙的固定斜面頂端安有滑輪，兩物塊P、Q用輕繩連接并跨過滑輪（不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦），。P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)用水 平向左的恒力推Q時(shí)，P、Q仍靜止不動(dòng)，則（abd）A. Q受到的摩擦力可能變小B . Q受到的摩擦力可能變大C.輕繩上拉力一定變小D.輕繩上拉力一定不變跟蹤練習(xí)如圖所示，A是一質(zhì)量為 M的盒子，B的質(zhì)量為崇A B用細(xì)繩相連，跨過光滑的定滑輪,A置于傾角0=30的斜面上，B懸于斜面之外而處于靜止?fàn)顟B(tài)。整個(gè)系統(tǒng)始終保持靜止，則在加入沙子的過程中BDA.繩子拉力逐漸減小B. A對(duì)斜面的壓力逐漸增大C. A

9、所受的摩擦力逐漸增大D. A所受的合力不變課后練習(xí):1 .如圖所示，電燈懸掛于兩墻之間， 更換繩OA使連接點(diǎn)A向上移，但保持O點(diǎn)位置不變,則A點(diǎn)向上移時(shí)，繩 OA的拉力（D ）A.逐漸增大B .逐漸減小C.先增大后減小D .先減小后增大O點(diǎn)及OB期的位置不變，而將繩端 A點(diǎn)向上移動(dòng),2 .如圖所示，電燈懸于兩壁之間，保持 則：DA.繩OA所受的拉力逐漸增大B.繩OA所受的拉力逐漸減小C.繩OA所受的拉力先增大后減小D.繩OA所受的拉力先減小后增大3 .如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的定滑輪用輕繩懸掛在B點(diǎn)，另一條輕繩一端系重物 C,繞過滑輪后，另一端固定在墻上 A點(diǎn)，若改變B點(diǎn)位置使滑輪位置發(fā)生移動(dòng)，但使

10、A段繩子始終保持B水平，則可以判斷懸點(diǎn) B所受拉力Ft的大小變化情況是:A.若B向左移，F(xiàn)t將增大B.若B向右移，F(xiàn)t將增大C.無論B向左、向右移，F(xiàn)t都保持不變D.無論B向左、向右移，F(xiàn)t都減小4.如圖所示，繩子的兩端分別固定在天花板上的 A、B兩點(diǎn)，開始在繩的中點(diǎn) 。掛一重物G 繩子OA OB的拉力分別為Fl、F20若把重物右移到 O點(diǎn)懸掛（OA OB）,繩OA和OB中的拉力分別為 F1和F2 ,則力的大小關(guān)系正確的是： DA. FlF1 , F2F2B.FiFi , F2F2C. F1 F1 , F2 F2 D. F1 F1 , F2 F25.重力為G的重物D處于靜止?fàn)顟B(tài)。如圖所示，AC

11、和BC兩段繩 子與豎直方向的夾角分別為 a和3。a+390?，F(xiàn)保持a 角不變，改變3角，使3角緩慢增大到90 ,在3角增大過程中，AC的張力T1, BC的張力T2的變化情況為A. T1逐漸增大，T2也逐漸增大B. T1逐漸增大，丁2逐漸減小C. Ti逐漸增大，丁2先增大后減小D. Ti逐漸增大，丁2先減小后增大D6.如圖所示，均勻小球放在光滑豎直墻和光滑斜木板之間，木板上端用水平細(xì)繩固定, 下端可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在放長(zhǎng)細(xì)繩使板轉(zhuǎn)至水平的過程中（包括水平）：A.小球?qū)Π宓膲毫χ饾u增大且恒小于球的重力B.小球?qū)Π宓膲毫χ饾u減小且恒大于球的重力C.小球?qū)Φ膲毫χ饾u增大D.小球?qū)Φ膲毫χ饾u減小D7

12、.如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A, A與豎直擋板之間放一光滑圓球 B,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)?態(tài)。現(xiàn)對(duì)擋板加一向右的力 F,使擋板緩慢向右移動(dòng)，B緩慢上 移而A仍保持靜止。設(shè)地面對(duì)A的摩擦力為Fi, B對(duì)A的作用力 為F2,地面對(duì)A的支持力為F3。在此過程中： DA. Fi緩慢減小，F(xiàn)3緩慢增大B. Fi緩慢增大，F(xiàn)3保持不變C. F2緩慢增大，F(xiàn)3緩慢增大匚D. F2緩慢減小，F(xiàn)3保持不變8 .如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為四分之一圓弧的柱狀物體A, A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球 B,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)， 若把A向右移動(dòng)少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，則（BC ）A.千B對(duì)墻的壓力增大B.物體A與千B之間的作用力減小C.地面又物體A的摩擦力減小D.物體A對(duì)地面的壓力減小9.如圖所示，一根自然長(zhǎng)度為1