高中物理動態(tài)平衡專題_第1頁
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...wd......wd......wd...高中物理動態(tài)平衡專題在有關(guān)物體平衡的問題中,有一類涉及動態(tài)平衡。這類問題中的一局部力是變力,是動態(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〞化為“靜〞,“靜〞中求“動〞。根據(jù)現(xiàn)行高考要求,物體受到往往是三個共點力問題,利用三力平衡特點討論動態(tài)平衡問題是力學中一個重點和難點。一物體受三個力作用F1GF2圖1-3例1.如圖1所示,一個重力GF1GF2圖1-3圖1圖1-2βαGF1F2βα圖1-1解析:取球為研究對象,如圖1-2所示,球受重力G、斜面支持力F1、擋板支持力F2。因為球始終處于平衡狀態(tài),故三個力的合力始終為零,將三個力矢量構(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,隨著擋板逆時針轉(zhuǎn)動時,F(xiàn)2的方向也逆時針轉(zhuǎn)動,動態(tài)矢量三角形圖1-3中一畫出的一系列虛線表示變化的F2。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,如圖2-1所示?,F(xiàn)將細繩緩慢往左拉,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AFAFBOθGFNFLlH圖2-2AFBOθ圖2-1解析:取BO桿的B端為研究對象,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,將三個力矢量構(gòu)成封閉的三角形(如圖中畫斜線局部),力的三角形與幾何三角形OBA相似,利用相似三角形對應邊成比例可得:(如圖2-2所示,設(shè)AO高為H,BO長為L,繩長l,),式中G、H、L均不變,l逐漸變小,所以可知FN不變,F(xiàn)逐漸變小。正確答案為選項BACACBO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,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B的過程中,半球?qū)π∏虻闹С至和繩對小球的拉力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,通過不計質(zhì)量的柔軟繩子和光滑的輕小滑輪懸掛重物G=40N,繩長L=2.5m,OA=1.5m,求繩中張力的大小,并討論:〔1〕當B點位置固定,A端緩慢左移時,繩中張力若何變化〔2〕當A點位置固定,B端緩慢下移時,繩中張力又若何變化ABCGABCGDF1F2F3Oθ圖3-2圖3-1ABCGOABCGDF1F2F3OθC′B′圖3-4ABCGDF1F2F3OθA′D′圖3-3解析:取繩子c點為研究對角,受到三根繩的拉力,如圖3-2所示分別為F1、F2、F3,延長繩AO交豎直墻于D點,由于是同一根輕繩,可得:,BC長度等于CD,AD長度等于繩長。設(shè)角∠OAD為θ;根據(jù)三個力平衡可得:;在三角形AOD中可知,。如果A端左移,AD變?yōu)槿鐖D3-3中虛線A′D′所示,可知A′D′不變,OD′減小,減小,F(xiàn)1變大。如果B端下移,BC變?yōu)槿鐖D3-4虛線B′C′所示,可知AD、OD不變,不變,F(xiàn)1不變。二物體受四個力及以上例4.如以以下列圖,當人向左跨了一步后人與物體保持靜止,跨后與垮前相比較,以下說法錯誤的選項是:A.地面對人的摩擦力減小B.地面對人的摩擦力增加C.人對地面壓力增大D.繩對人的拉力變小F跟蹤練習:如以以下列圖,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有一個直角支架AOB,AO是水平放置,外表粗糙.OB豎直向下,外表光滑.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.不可伸長的細繩相連,并在某一位置平衡,如以以下列圖.現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離,兩環(huán)再次到達平衡,那么移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)相比較,AO桿對P的支持力FN和細繩上的拉力F的變化情況是:BA.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:如以以下列圖,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O,使小球B從圖示實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,則在這一過程中,環(huán)對桿的摩擦力Ff和環(huán)對桿的壓力FN的變化情況〔B〕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)例6.如以以下列圖,外表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,均處于靜止狀態(tài)。當用水平向左的恒力推Q時,P、Q仍靜止不動,則(abd)PQA.Q受到的摩擦力可能變小B.QPQC.輕繩上拉力一定變?。模p繩上拉力一定不變跟蹤練習如以以下列圖,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狀態(tài)?,F(xiàn)在向A中緩慢參加沙子,整個系統(tǒng)始終保持靜止,則在參加沙子的過程中BDA.繩子拉力逐漸減小B.A對斜面的壓力逐漸增大C.A所受的摩擦力逐漸增大D.A所受的合力不變課后練習:ABABOA.逐漸增大B.逐漸減小C.先增大后減小D.先減小后增大AOB2.如以以下列圖,電燈懸于兩壁之間,保持O點及OB繩的位置不變,而將繩端AAOBA.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.如以以下列圖,質(zhì)量不計的定滑輪用輕繩懸掛在B點,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,假設(shè)改變B點位置使滑輪位置發(fā)生移動,但使A段繩子始終保持水平,則可以判斷懸點B所受拉力FT的大小變化情況是:BA.假設(shè)B向左移,F(xiàn)T將增大B.假設(shè)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ABO4.如以以下列圖,繩子的兩端分別固定在天花板上的A、B兩點,開場在繩的中點O掛一重物G,繩子OA、OB的拉力分別為F1、F2。假設(shè)把重物右移到點懸掛〔〕,繩和中的拉力分別為和,則力的大小關(guān)系正確的選項是:DABOA.,B.,C.,D.,5.重力為G的重物D處于靜止狀態(tài)。如以以下列圖,AC和BC兩段繩子與豎直方向的夾角分別為α和β。α+β<90°。現(xiàn)保持α角不變,改變β角,使β角緩慢增大到90°,在β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,T2逐漸減小C.T1逐漸增大,T2先增大后減小D.T1逐漸增大,T2先減小后增大D6.如以以下列圖,均勻小球放在光滑豎直墻和光滑斜木板之間,木板上端用水平細繩固定,下端可以繞O點轉(zhuǎn)動,在放長細繩使板轉(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.如以以下列圖,在粗糙水平地面上放著一個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,整個裝置處于靜止狀態(tài)?,F(xiàn)對擋板加一向右的力F,使擋板緩慢向右移動,B緩慢上移而A仍保持靜止。設(shè)地面對A的摩擦力為F1,B對A的作用力為F2,地面對A的支持力為F3。在此過程中:DA.F1緩慢減小,F(xiàn)3緩慢增大B.F1緩慢增大,F(xiàn)3保持不變C.F2緩慢增大,F(xiàn)3緩慢增大D.F2緩慢減小,F(xiàn)3保持不變8.如以以下列圖,在粗糙水平地面上放著一個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,整個裝置處于靜止狀態(tài),假設(shè)把A向右移動少許后,它們?nèi)蕴幱陟o止狀態(tài),則(BC)A.球B對墻的壓力增大B.物體A與球B之間的作用力減小C.地面對物體A的摩擦力減小D.物體A對地面的壓力減小9.如以以下列圖,一根自然長度為

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