高中物理動態(tài)平衡問題

動態(tài)平衡問題什么是動態(tài)平衡？物體處于一系列的平衡狀態(tài)中，此過程中外力在發(fā)生變化，但合力始終為零。變化的外力一般是被動力〔微變彈力、靜摩擦力〕。解決動態(tài)平衡問題的關(guān)鍵是：在變中找到不變。1.選擇對象：單體和系統(tǒng)3.根本方法：2.受力分析：解析法、圖解法、三角形相似法隔離對象，分析“受”到的力，要明確“施”力物關(guān)注物體狀態(tài)，判斷有無。正交分解法、合成法、按效果分解一、解析法：對研究對象的任一狀態(tài)進行受力分析，建立平衡方程，求出相應(yīng)因變量與自變量之間的函數(shù)關(guān)系式，然后根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化．例1、如下圖，人站在岸上通過定滑輪用繩牽引小船，假設(shè)水的阻力恒定不變，那么在船勻速靠岸的過程中，繩的拉力和船受到的浮力如何變化？

G=F+Tsinθ

f=Tcosθ點評：多力平衡，正交分解用圖解法進行分析。假設(shè)物體恰沿水平地面向右勻速運動，那么在此過程中，拉力F的大小變化情況是?二、動態(tài)三角形(圖解法〕G題型特點：〔1〕物體受三個力?！?〕三個力中一個力是恒力，一個力的方向不變，由于第三個力的方向變化，而使該力和方向不變的力的大小發(fā)生變化，但二者合力不變。解題思路：〔1〕明確研究對象?！?〕分析物體的受力?！?〕用力的合成或力的分解作平行四邊形〔也可簡化為矢量三角形〕?！?〕在合成后的三角形中找到變化的角，畫出變化后的三角形〔5〕根據(jù)有向線段的長度變化判斷各個力的變化情況。注意幾點：〔1〕哪個是恒力，哪個是方向不變的力，哪個是方向變化的力?！?〕正確判斷力的變化方向及方向變化的范圍?！?〕力的方向在變化的過程中，力的大小是否存在極值問題。

例1．如下圖，光滑的小球靜止在斜面和豎直放置的木板之間，球重為G，斜面的傾角為θ，現(xiàn)使木板沿逆時針方向繞O點緩慢移動，求小球?qū)π泵婧蛽醢宓膲毫υ鯓幼兓?？如下圖，電燈懸掛于O點，三根繩子的拉力分別為TA、TB、TC，保持O點的位置不變，繩子的懸點B也不變，那么懸點A向上移動的過程中，以下說法正確的選項是〔〕A、TA、TB一直減少；B、TA一直增大，TB一直減少；C、TA先增大后減少，TB先減少后增大；D、TA先減少后增大，TB一直減少；

D試一試如下圖，兩個光滑的球體，直徑均為d，置于直徑為D的圓桶內(nèi)，且d<D<2d，在相互接觸的三點A、B、C受到的作用力分別為F1、F2、F3，如果將桶的直徑加大，但仍小于2d，那么F1、F2、F3的變化情況是〔〕A．F1增大，F(xiàn)2不變，F(xiàn)3增大；B．F1減少，F(xiàn)2不變，F(xiàn)3減少；C．F1減少，F(xiàn)2減少，F(xiàn)3增大；D．F1增大，F(xiàn)2減少，F(xiàn)3減少；

鞏固練習A例2.半圓柱體P放在粗糙的水平地面上，其右端有一豎直放置的光滑擋板MN.在半圓柱體P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q，整個裝置處于靜止狀態(tài)，如下圖是這個裝置的截面圖．現(xiàn)使MN保持豎直并且緩慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止．那么在此過程中，以下說法中正確的選項是()A．MN對Q的彈力逐漸減小B．地面對P的支持力逐漸增大C．Q所受的合力逐漸增大D．地面對P的摩擦力逐漸增大1．半圓形支架BAD上懸著兩細繩OA和OB，結(jié)于圓心O，下懸重為G的物體，使OA繩固定不動，將OB繩的B端沿半圓支架從水平位置緩慢移到豎直位置C的過程中〔如圖〕，分析OA繩和OB繩所受力的大小如何變化。

2．如圖，電燈懸掛于兩墻之間，更換水平繩OA使連結(jié)點A向上移動而保持O點的位置不變，那么A點向上移動時〔〕A．繩OA的拉力逐漸增大B．繩OA的拉力逐漸減小C．繩OA的拉力先增大后減小D．繩OA的拉力先減小后增大3．如圖，用細繩將重球懸掛在豎直光滑墻上，當繩伸長時〔〕A．繩的拉力變小，墻對球的彈力變大B．繩的拉力變小，墻對球的彈力變小C．繩的拉力變大，墻對球的彈力變小D．繩的拉力變大，墻對球的彈力變大4．如圖，一個均質(zhì)球重為，放在光滑斜面上，傾角為，在斜面上有一光滑的不計厚度的木板擋住球。使之處于靜止狀態(tài)，今使板與斜面的夾角緩慢增大，問：此過程中，球?qū)醢搴颓驅(qū)π泵娴膲毫θ绾巫兓?/p>

5．如圖，小球被輕質(zhì)繩系著，斜吊著放在光滑劈上，球質(zhì)量為，斜面傾角為，在水平向右緩慢推動劈的過程中〔〕A．繩上張力先增大后減小B．繩上張力先減小后增大C．劈對球的支持力減小D．劈對球的支持力增小圖解法2：

①受力特點：受三個力作用，一個力恒定不變〔大小、方向不變〕；一個力大小不變，一個力可變②方法：合成，在兩個共點力的合成實驗中，如下圖，用A、B兩個測力計拉橡皮條的結(jié)點D，使其位于E處，α＋β＜90°，然后保持A的讀數(shù)不變，當角α由圖示位置逐漸減小時，欲使結(jié)點仍在E處，可采用的方法是()A．增大B的讀數(shù)，減小β角B．減小B的讀數(shù)，減小β角C．減小B的讀數(shù)，增大β角D．增大B的讀數(shù)，增大β角三、相似法①受力特點：受三個力作用，一個力恒定不變〔大小、方向不變〕；另兩個力可變；合成后與長度三角形相似例1.如下圖，AC時上端帶定滑輪的固定豎直桿，質(zhì)量不計的輕桿BC一端通過鉸鏈固定在C點，另一端B懸掛一重為G的重物，且B端系有一根輕繩并繞過定滑輪A，用力F拉繩，開始時∠BCA＞90°，現(xiàn)使∠BCA緩慢變小，直到桿BC接近豎直桿AC。此過程中，桿BC所受的力〔〕A.大小不變 B.逐漸增大C.逐漸減小 D.先增大后減小FACBTmgN例2、如下圖，輕繩長為L，A端固定在天花板上，B端系一個重量為G的小球，小球靜止在固定的半徑為R的光滑球面上，小球的懸點在球心正上方距離球面最小距離為h，那么輕繩對小球的拉力和半球體對小球的支持力分別是多大？1、對小球受力分析2、將受力圖轉(zhuǎn)化成矢量三角形＝＝GNT點評：合力大小方向不變，力的矢量三角形與幾何三角形相似。一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈固定在豎直輕桿AO上，B端掛一重物，且系一細繩，細繩跨過桿頂A處的光滑小滑輪，用力F拉住，如下圖．現(xiàn)將細繩緩慢往左拉，使桿BO與桿AO間的夾角θ逐漸減小，那么在此過程中，拉力F及桿BO所受壓力FN的大小變化情況是() 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B試一試三、力的合成中的動態(tài)問題如下圖，A、B、C的質(zhì)量分別為mA、mB、mC，整個系統(tǒng)相對于地處于靜止狀態(tài)，那么B對C和地面對C的摩擦力的大小分別為：Ａ．mAg，mBg Ｂ．mBg，mAgＣ．mAg，0 Ｄ．mBg，0ABC四、整體法解決動態(tài)問題C如下圖，斜面體放在墻角附近，一個光滑的小球置于豎直墻和斜面之間，假設(shè)在小球上施加一個豎直向下的力F，小球處于靜止。如果稍增大豎直向下的力F，而小球和斜面體都保持靜止，關(guān)于斜面體對水平地面的壓力和靜摩擦力的大小的以下說法正確：A.壓力隨力F增大而增大； B.壓力保持不變；C.靜摩擦力隨F增大而增大； D.靜摩擦力保持不變。AC

一物體重量為G,用一水平力F將它壓緊在墻上,開始時,重物從靜止開始運動,力F從零開始隨時間正比增大,那么,畫出物體受到墻的摩擦力隨時間變化的關(guān)系圖.F如下圖，用與豎直方向成α＝37°角的力F把重為G的物體緊壓在豎直墻上，物體靜止，F(xiàn)＝5G/2，那么物體對墻壁的壓力大小為，物體對墻壁的摩擦力大小為，方向?，F(xiàn)將力F逐漸減小，但物體仍能靜止，那么在此過程中，物體對墻壁的壓力大小變化情況是，物體受到墻壁的摩擦力大小的變化情