高中物理動(dòng)態(tài)平衡受力分析

受力分精（）知識(shí)點(diǎn)1：動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平體受到大小方向變化的力而保持平衡受分析問(wèn)題中的難點(diǎn)是高考熱門(mén)考點(diǎn)。在共點(diǎn)的平衡中，有些題目中常有“緩慢一詞，表示物體在受力過(guò)程中處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，即每一時(shí)刻下物體都保持平衡?；痉浇馕觥⒔夂拖嗨平欠ㄖR(shí)點(diǎn)2：解析法解析法：對(duì)研究對(duì)象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析，建立平衡方程，求出未知力的函數(shù)表達(dá)式，然根據(jù)自變量的變化進(jìn)行分析。通常需要借正交解和力的成解。別適合四力上平衡問(wèn)題。例1一只小蟲(chóng)重為，慎跌入一個(gè)碗中，如圖，碗內(nèi)壁為一半徑R球殼的一部分，且其深度為D碗與小蟲(chóng)腳間的動(dòng)摩擦因數(shù)為小蟲(chóng)可順利爬出碗口而不會(huì)滑入碗底，則的大值為多少（GR示D）如所上表面光滑的半圓柱體放在水平面,小物塊從靠近半圓柱體點(diǎn)O的點(diǎn)在力F作用下沿圓弧緩慢下滑到B點(diǎn),此程中F始終沿圓弧的切線方向且半圓柱體保持靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)中正確的是()半圓柱體對(duì)小物塊的支持力變大外力先變后變大地面對(duì)半圓柱體的摩擦力先變大后變小地面對(duì)半圓柱體的支持力變大1/知識(shí)點(diǎn)3：圖解法圖解法常用來(lái)解決動(dòng)態(tài)平衡類(lèi)問(wèn)題，尤其適合物只受個(gè)作，其中一個(gè)為恒力的情況。根據(jù)平行四邊形(三形定，將三個(gè)力的大小、向放在同一個(gè)三角形中利鄰邊及其夾角跟對(duì)角線的長(zhǎng)短關(guān)系分析力大小變化情況。因此圖解法具有直觀、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。在應(yīng)用時(shí)需正確判斷某個(gè)分方向的變化情況及變化范圍，也常用于求極值問(wèn)題。恒F+一向變力例3：如圖1所示，用細(xì)繩通過(guò)滑輪沿豎直光滑的墻壁勻速向上拉動(dòng)，則拉力Ｆ和墻壁對(duì)球的支持力Ｎ的變化情況如何？例4：如右圖所示，半圓形支架，細(xì)繩OA和結(jié)圓O下懸重G的體，使繩固定不動(dòng)，將OB的B端半圓支架從水平位置逐漸至豎直位置的程中，分析繩OB繩受力的大小如何變化？αβ為m的：歸：體到個(gè)而衡若中個(gè)大方不，一個(gè)的向變第個(gè)大方都在這種況當(dāng)小方向改的力方不大可的力直存最值例6：如3裝，為一滑輕桿，在處用鏈固定于豎墻壁上AC為不伸長(zhǎng)的輕質(zhì)拉索，重物Ｗ可在AB桿滑行(1)畫(huà)出重移動(dòng)AB桿中AB桿的力分析。試析當(dāng)重物W從A向B端緩慢滑行的過(guò)程中，繩索中力的變化情況以及墻對(duì)AB桿作用力的變化情況。2/121122121122恒力F+某大不的力三力中有一個(gè)力確定．即大小、方向不變，一個(gè)力大小確定，這個(gè)力的方向及第三個(gè)力的大小方向變化情況待定。這類(lèi)題目需輔助圖法例7：如圖所示，在做“驗(yàn)證力平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)線拉橡皮條的結(jié)點(diǎn)，使其到達(dá)O點(diǎn)，此時(shí)α+=90°．然后保持M的讀不變，而使α角小為保持結(jié)點(diǎn)位置不變，可采用的辦法是（）A減N的數(shù)同時(shí)減小β角B減N的數(shù)同時(shí)增大角C增N的數(shù)同時(shí)增大β角D增N的數(shù)同時(shí)減小角例8如圖示，質(zhì)量為小球，用一細(xì)線懸掛在點(diǎn)．現(xiàn)用一大小恒定的外力﹤，慢將小球拉起，在小球可能的平衡位置中，細(xì)線與豎直方向的最大的偏角是多?3.力F+一小變角例9如圖示的裝置用兩根細(xì)繩拉住一個(gè)小球兩細(xì)繩間的夾角為繩呈平狀態(tài)現(xiàn)整個(gè)裝置在紙面內(nèi)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)過(guò)90°.轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程,CA繩的拉力F和CB繩的拉力F的小生變化即()A先小后變大

B．先變大后變小

BC．逐漸減小

D．最減小到零

知識(shí)點(diǎn)4：相似三角形法相似三角形法是解平衡問(wèn)題時(shí)常遇到的一種方法，屬于圖解法的特例情況。正確作出力的三角后，如能判定力的三角形與圖形中已知長(zhǎng)度的三角形（幾何三角形）相似，則可用相似三角形對(duì)應(yīng)成比例求出三角形中力的比例關(guān)系，從而達(dá)到求未知量的目的。往往涉及三個(gè)力，其中一個(gè)力為恒力，兩個(gè)力的大小和方向均發(fā)生變化，則此時(shí)用相似三角形分析。解題的關(guān)鍵是正確的受力分析，尋找力三形和結(jié)構(gòu)三角形相似。例10：如所示，半徑為R

的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，滑輪到球面的離為h繩的一端系一小球放在半球上的A點(diǎn)一端繞過(guò)定滑輪后用力拉住小球止，現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球由

到B

的過(guò)程中，半球?qū)π∏虻闹С至?/p>

N

和繩對(duì)小球的拉力T

的大小變化的情況是（）3/TTTTTNNNTTTTTNNNA、N大，變

B

、N變小，T變大、變，

先變小后變大

D、不，

變小例11：如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的滑輪用輕繩懸掛B點(diǎn)另一條繩一端系重物C，繞過(guò)滑輪后，另一端固定在墻上A點(diǎn)若改變B點(diǎn)置使滑輪位置發(fā)生移動(dòng)，但使A繩子始終保持水平，則可以判斷懸點(diǎn)B所拉力F的大小變化情況是（）BFBBF．無(wú)論B向左、向右移F都小例12：(多選)一桿BO其O端用光滑鉸鏈鉸于固定豎直桿AO上B端一重物，且系一細(xì)繩，細(xì)繩跨過(guò)桿頂A處光滑小滑輪，用力F拉住，如圖所示．現(xiàn)將細(xì)繩緩慢往左拉，使桿桿間的夾角漸小此過(guò)程中F及所壓力的大小變化情況）F先小，后增大F始不變F先減小，后增大F始終不變知識(shí)點(diǎn)5：臨界法若題目中出“最”“最小剛好等詞語(yǔ)時(shí)，一般都有臨界狀態(tài)出現(xiàn)。求解平衡中的臨界問(wèn)題和極值問(wèn)題時(shí)，首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過(guò)程分析，找出平衡的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn)。臨界條件必須在變化中尋找，不能停留在一個(gè)狀態(tài)來(lái)研究臨界問(wèn)題，而是把某個(gè)物理量推向極，即極大或極小，并依此作出科學(xué)的推理分析，從而給出判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論。有時(shí)會(huì)出多解情況。常的界態(tài):兩接觸物體脫離與不脫離的臨界條件是相互作用力為物體間彈力為繩子斷與不斷的臨界條件為繩中張力達(dá)到最大;繩子繃緊與松弛的臨界條為繩中張力為存在摩擦力作用的兩物體間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)或相對(duì)靜止的臨界條件為靜摩擦力達(dá)到最大。例13：輕繩的兩端A、B固定在天花板上，繩能承受的最大拉力為?，F(xiàn)

0

B用掛鉤將一重物掛在繩子的結(jié)點(diǎn)處如所示，兩端與豎直方向的夾角分別為°和°。要保證兩繩均不繃斷求此重物的重力不應(yīng)超過(guò)多少？4/

0例：如圖所示，在傾角為θ的固定粗糙斜面，一個(gè)質(zhì)量為m的體被水平力F推靜止于斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且＜，力的值范圍。例：如圖所示三長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的繩分別連接于兩A兩被懸掛在水平天花板,距2L?，F(xiàn)在點(diǎn)懸掛一個(gè)質(zhì)量為m重物為使CD繩保持水,在點(diǎn)可施加力的最小值是多少知識(shí)點(diǎn)6：假設(shè)法假設(shè)法，就是以已有的經(jīng)驗(yàn)和已知的事實(shí)為基礎(chǔ)，對(duì)所求知的結(jié)果、結(jié)論或現(xiàn)象的原因作推測(cè)或假定性的說(shuō)明，然后根據(jù)物理規(guī)律進(jìn)行分析、推理和驗(yàn)證。假設(shè)法主要有兩種情況假某條件存在或不存在判斷由此帶來(lái)的現(xiàn)象是否與題設(shè)條件相符。(2)假設(shè)處于題設(shè)中的臨界狀態(tài)，以題為依據(jù)，尋求問(wèn)題的切入點(diǎn)，進(jìn)解決該問(wèn)題。例16多)如圖所示，豎直平面內(nèi)質(zhì)量m的球與三條相同的輕質(zhì)彈簧相連接。靜止時(shí)相鄰兩彈簧間的夾角均為120°知彈簧a對(duì)球的作用力均為彈c對(duì)小球的作用力的大小可能()A.B.F＋mgC.FD.－F其他問(wèn)例17如圖示，兩相距L的直桿，用一根長(zhǎng)度大于L的繩分別固定在桿的AB兩，細(xì)繩上用一光滑的掛鉤吊一個(gè)重物，其重力為G.當(dāng)上下移動(dòng)A端懸掛點(diǎn)時(shí)G可由移動(dòng)，若將點(diǎn)緩慢向桿下方移動(dòng)一小段時(shí)，繩上張力的變化情況是（）均不變C.均小

均變大均先變小后變大（注：如果桿左右移動(dòng)時(shí)繩中張力如何變化？）5/12122121212212例：如圖示，一根輕繩跨過(guò)光滑定滑輪，兩端分別系一個(gè)質(zhì)量為m、m的塊。放在地面上，離地面有一定高度。當(dāng)?shù)牧堪l(fā)生改變時(shí)的速度的小也將隨之改變。以下的四個(gè)象，最能準(zhǔn)確反映與m間的關(guān)系的是)例19一個(gè)圓球形薄殼容器所受重力為G，用一線懸掛起來(lái)，如圖所示?，F(xiàn)在容器里裝滿水，若在容器底部有一個(gè)小閥門(mén)，將小閥門(mén)打開(kāi)讓水慢慢流出，在此過(guò)程中，對(duì)容器和容器內(nèi)的水組成的系，下列說(shuō)法正確的是()．系統(tǒng)的重心慢慢下降．系統(tǒng)的重心先下降后上升．系統(tǒng)對(duì)地球的引力先減小后增大．有可能繩的方向不豎直例(多選)如圖所示粗水平面上放置質(zhì)分別為和2m四個(gè)木塊其兩個(gè)質(zhì)量為的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為木與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，認(rèn)為最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力平拉力F其中一個(gè)質(zhì)量為2m木塊個(gè)木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)，則需要滿足的條件是)μ木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)最大為2μ木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)最大為水平拉力F大為2μmg水平拉力最為3μmg例21在機(jī)設(shè)計(jì)中常用到下面的力學(xué)原理，如圖所示，只要使連桿與滑塊所平面間的夾角θ大于某個(gè)值，那么，無(wú)論連桿對(duì)滑塊施加多大的作用力，都不可能使之滑動(dòng)，且連桿對(duì)塊施加的作用力越大，滑塊就越穩(wěn)定，工程力學(xué)上稱(chēng)為“自鎖”現(xiàn)(設(shè)滑塊與所在平面間的動(dòng)擦因數(shù)為μ)，滿足什么條件才能使滑塊滿足“自鎖”現(xiàn)象？答案：≥μ6/121T1T2121T1T2T1

課后作如圖所示，人和物處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)人拉著繩向右跨出一步后，人和物仍保持靜止．不計(jì)繩與輪的摩擦，下列說(shuō)法中正確的()．繩的拉力大小不變．人所受的合外力增大．地面對(duì)人的摩擦力增大．人對(duì)地面的壓力減小有個(gè)直角支架AOBAO水平放置，表面粗糙OB豎向下，表面光滑AO上有小環(huán)P，OB套有小環(huán)Q兩質(zhì)量均為，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡，如圖所示?，F(xiàn)將環(huán)左移一小段距離，兩再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來(lái)的平衡狀態(tài)比較，AO桿對(duì)P環(huán)支力和繩上拉力T的化情況是A．N不，變C．變，變

B．N不，變DN變，變3.如所,兩塊放在水平面,們之間用細(xì)線相兩次連接情況中細(xì)線傾斜方向不同但傾角一樣兩塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。先后用水平力F和拉A、一勻速運(yùn)動(dòng)則()F>C.F>F

B.=FD.F=F如所示，在繩下端掛一物體，用力F拉體使懸線偏離豎直方向的角為，保持其平衡。保持不變，當(dāng)拉力有最小值時(shí)，與水平方向的夾角β應(yīng))A0C．

D．2如所示，滑輪本身的質(zhì)量可忽略不計(jì)，滑輪軸O安在一根輕木桿B上，一根輕繩AC繞過(guò)滑輪A端固定在墻上，且繩保持水平C端一重物BO與豎直方向夾角θ＝45°，系統(tǒng)保持平。若保持滑輪的位置不變，改變夾角θ的大小，則滑輪受到木桿作用力小變化情況是()．只有角θ變小，作用力才變大．只有角θ變，作用力才變大．不論角θ變或變小，作用力都是變大．不論角θ變大或變小，作用力都不變7/OB12121211OB12121211．如圖所示，固定在水平地面上的物體，左側(cè)是光滑圓弧面，一根輕繩跨過(guò)物體P頂上的小滑輪，一端系有質(zhì)量為m＝kg的小球與心連線跟水平方向的夾角θ＝60°所受拉沿圓切線方向。繩的另一端水平連接物塊三物塊重均為50N作在物塊水平力F＝整系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，?。?，則以下說(shuō)法正確的()．1和2之間的摩擦力是20N．2和3之的摩擦力是20N．3與面間的摩擦力為20N．物塊3受力作用如所示用OAOB兩輕繩將物體懸于兩豎直墻之間始時(shí)繩平現(xiàn)持O位置不變，改變OB繩使繩端由B點(diǎn)慢上移至點(diǎn)此時(shí)與OA之的夾角θ。設(shè)此過(guò)程中、OB的拉力分別為F、，列說(shuō)法正確的是()A逐增大C．逐增大

BF逐漸減小D．逐減如所示，質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿承受彈力的最大值一定，輕桿A端鉸鏈固定，滑輪在A點(diǎn)正上方(輪大小及摩擦均可不計(jì)，輕桿B端一物，現(xiàn)將繩的一端拴在桿的B端用拉力將端慢上拉均未)在桿達(dá)到豎直前，以下分析正確的是()A繩子越來(lái)越容易斷C．AB桿來(lái)越容易斷

B繩子越來(lái)越不容易斷D．AB桿來(lái)越不容易斷右是給墻壁粉刷用的“涂料滾”的示意圖用用竿推著粘有涂料的涂料滾沿墻壁上