高中物理動(dòng)態(tài)平衡專題

PAGEPAGE4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，在斜面上有一光滑的不計(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)球的壓力大小如何變化？ββα圖1-1例2．一輕桿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(xì)繩，細(xì)繩跨過桿頂A處的光滑小滑輪，用力F拉住，如圖2-1所示?，F(xiàn)將細(xì)繩緩慢往左拉，使桿BO與桿AO間的夾角θ逐漸減少，則在此過程中，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AAFBOθ圖2-1跟蹤練習(xí)1：ACBO圖2-3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CBO圖2-3(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變小圖3－1ABCGO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圖3－1ABCGO（1）當(dāng)B點(diǎn)位置固定，A端緩慢左移時(shí)，繩中張力如何變化？（2）當(dāng)A點(diǎn)位置固定，B端緩慢下移時(shí)，繩中張力又如何變化？二物體受四個(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B．地面對(duì)人的摩擦力增加C．人對(duì)地面壓力增大D．繩對(duì)人的拉力變小F跟蹤練習(xí)2：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FA、繩子的拉力不斷增大B、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．OA上套有小環(huán)P，OB套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，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桿對(duì)P的支持力FN和細(xì)繩上的拉力F的變化情況是：A．FN不變，F(xiàn)變大B．FN不變，F(xiàn)變小C．FN變大，F(xiàn)變大D．FN變大，F(xiàn)變小跟蹤練習(xí)3：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MN上現(xiàn)用水平力F拉著繩子上的一點(diǎn)O，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（）A．Ff不變，F(xiàn)N不變B．Ff增大，F(xiàn)N不變C．Ff增大，F(xiàn)N減小D．Ff不變，F(xiàn)N減小四與靜摩擦有關(guān)PQ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()PQA．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)4如圖所示，A是一質(zhì)量為M的盒子，B的質(zhì)量為eq\f(M,2)，A、B用細(xì)繩相連，跨過光滑的定滑輪，A置于傾角θ＝30°的斜面上，B懸于斜面之外而處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)在向A中緩慢加入沙子，整個(gè)系統(tǒng)始終保持靜止，則在加入沙子的過程中A．繩子拉力逐漸減小B．A對(duì)斜面的壓力逐漸增大C．A所受的摩擦力逐漸增大D．A所受的合力不變高中物理動(dòng)態(tài)平衡專題參考答案圖1-2βαGF1F2F1GF2圖1-3例1、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F2。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。F1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)，圖1-2βαGF1F2F1GF2圖1-3例AFBOθGFNFLlH圖2-22、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OBA相似，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)l,)，式中AFBOθGFNFLlH圖2-2跟蹤練習(xí)1D例ABCGDF1F2F3Oθ圖3－2ABCGDF1F2F3OθC′B′圖3－4ABCGDF1F2F3OθA′D′圖3－33、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FABCGDF1F2F3Oθ圖3－2ABCGDF1F2F3OθC′B