高中物理专题:受力分析与动态平衡问题
- 格式:doc
- 大小:250.00 KB
- 文档页数:4
动态平衡一、三角形图示法(图解法)方法规律总结:常用于解三力平衡且有一个力是恒力,另一个力方向不变的问题。
例1、如图1-17所示,重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。
若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F1 、F2各如何变化?答案:F1逐渐变小,F2先变小后变大变式:1、质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示,用T表示OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中( A )A.F逐渐变大,T逐渐变大B。
F逐渐变大,T逐渐变小C。
F逐渐变小,T逐渐变大D。
F逐渐变小,T逐渐变小2、如图所示,一个球在两块光滑斜面板AB、AC之间,两板与水平面间的夹角均为60°,现使AB板固定,使AC板与水平面间的夹角逐渐减小,则下列说法中正确的是( A )A。
球对AC板的压力先减小再增大B.球对AC板的压力逐渐减小C.球对AB板的压力逐渐增大D.球对AB板的压力先增大再减小二、三角形相似法方法规律总结:在三力平衡问题中,如果有一个力是恒力,另外两个力方向都发生变化,且力的矢量三角形与题所给空间几何三角形相似,可以利用相似三角形对应边的比例关系求解.例2、如图所示,AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点,另一端B悬挂一重为G的重物,且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮,用力F拉绳,开始时∠BAC>90°,现使∠BAC缓慢变小,直到杆AB接近竖直杆AC.此过程中,杆AB所受的力( A )A.大小不变 B.逐渐增大C.先减小后增大 D.先增大后减小变式:1、如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m的小球套在圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是( C )A。
做题技巧:高中物理受力分析(动态平衡问题一般有三种做法,一种是用矢量三角形也是本次专题所讲解的内容,另外两种分别是用相似三角形和动态圆,我们下次讲解)动态平衡(矢量三角形)的做法分为以下几步:1、找一个大小和方向都不改变的力(一般为重力)2、找另外一个力(方向不变,大小在改变)3、第三个力,可以看这个力是怎样转动的,或者看这个力与水平方向上或者竖直方向上的夹角怎么改变。
因为是受到三个力,三个力平移到一个三角形里面满足首尾相连的矢量三角形,故边长边长则力变大,否则反之。
三、单选题(共15小题)1.如图所示,保持θ不变,将B点向上移,则BO绳的拉力将:A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小例如:1、保持重力的大小方向不变,画出F1(OC方向上的力)2、保持角度θ不变,即AO方向上的力的方向不变3、B点上移,即BO与竖直方向上夹角变小接下来只需要构建矢量三角形即可,得出边长的变化关系进而得出力的变化关系2.如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上的等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时将两绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后()A.F1不变,F2变大B.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小3.将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后,再用细线悬挂于O点,如图所示.用力F拉小球b,使两个小球都处于静止状态,且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ=60°,则F的最小值为()A. B.mgC.D.4.如图所示,轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上,圆环A套在粗糙的水平直杆MN上.现用水平力F拉着绳子上的一点O,使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置,但圆环A始终保持在原位置不动.则在这一过程中,环对杆的摩擦力F f和环对杆的压力F N的变化情况是()A.F f不变,F N不变B.F f增大,F N不变C.F f增大,F N减小D.F f不变,F N减小5.如图所示,一小球用轻绳悬于O点,用力F拉住小球,使悬线保持偏离竖直方向60°角,且小球始终处于平衡状态.为了使F有最小值,F与竖直方向的夹角θ应该是()A. 90°B. 45°C. 30°D. 0°6.如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m的小球,小球被竖直的木板挡住,不计摩擦,则球对挡板的压力是()A.mg cosαB.mg tanαC.D.mg7.一个挡板固定于光滑水平地面上,截面为圆的柱状物体甲放在水平面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间,没有与地面接触而处于静止状态,如图所示.现在对甲施加一个水平向左的力F,使甲沿地面极其缓慢地移动,直至甲与挡板接触为止.设乙对挡板的压力F1,甲对地面的压力为F2,在此过程中()A.F1缓慢增大,F2缓慢增大B.F1缓慢增大,F2不变C.F1缓慢减小,F2不变D.F1缓慢减小,F2缓慢增大8.如图所示,一定质量的物体通过轻绳悬挂,结点为O.人沿水平方向拉着OB绳,物体和人均处于静止状态.若人的拉力方向不变,缓慢向左移动一小段距离,下列说法正确的是()A.OA绳中的拉力先减小后增大B.OB绳中的拉力不变C.人对地面的压力逐渐减小D.地面给人的摩擦力逐渐增大9.如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点.现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变化情况是()A.F N保持不变,F T不断增大B.F N不断增大,F T不断减小C.F N保持不变,F T先增大后减小D.F N不断增大,F T先减小后增大10.如图所示,轻绳的一端系在质量为m的物体上,另一端系在一个轻质圆环上,圆环套在粗糙水平杆MN上.现用水平力F拉绳上一点,使物体处于图中实线位置,然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来的位置不动.在这一过程中,水平拉力F、环与杆的摩擦力F f和环对杆的压力F N的变化情况是()A.F逐渐增大,F f保持不变,F N逐渐增大B.F逐渐增大,F f逐渐增大,F N保持不变C.F逐渐减小,F f逐渐增大,F N逐渐减小D.F逐渐减小,F f逐渐减小,F N保持不变11.如图所示,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置,则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()A.F1先增大后减小,F2一直减小B.F1先减小后增大,F2一直减小C.F1和F2都一直减小D.F1和F2都一直增大12.如图所示,一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端,用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面),木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是()A.F1增大,F2减小B.F1增大,F2增大C.F1减小,F2减小D.F1减小,F2增大13.如图所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为F N1,球对木板的压力大小为F N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中() A.F N1始终减小,F N2始终增大B.F N1始终减小,F N2始终减小C.F N1先增大后减小,F N2始终减小D.F N1先增大后减小,F N2先减小后增大14.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止状态.如图所示是这个装置的纵截面图.若用外力使MN保持竖直,缓慢地向右移动,在Q落到地面以前,发现P始终保持静止.在此过程中,下列说法中正确的是()A.MN对Q的弹力逐渐减小B.地面对P的摩擦力逐渐增大C.P、Q间的弹力先减小后增大D.Q所受的合力逐渐增大15.如图所示,用OA、OB两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间,开始时OB绳水平.现保持O点位置不变,改变OB 绳长使绳端由B点缓慢上移至B′点,此时绳OB′与绳OA之间的夹角θ<90°.设此过程中绳OA、OB的拉力分别为FOA、FOB,下列说法正确的是()A.FOA逐渐增大B.FOA逐渐减小C.FOB逐渐增大D.FOB逐渐减小答案解析1.【答案】C【解析】结点O在三个力作用下平衡,受力如图甲所示,根据平衡条件可知,这三个力必构成一个闭合的三角形,如图乙所示,由题意知,OC绳的拉力F3大小和方向都不变,OA绳的拉力F1方向不变,只有OB绳的拉力F2大小和方向都在变化,变化情况如图丙所示,则只有当OA⊥OB时,OB绳的拉力F2最小,故C选项正确.2.【答案】A【解析】木板静止,所受合力为零,所以F1不变,将两轻绳各减去一小段,木板再次静止,两绳之间的夹角变大,木板重力沿绳方向的分力变大,故F2变大,正确选项A.3.【答案】B【解析】以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力,作出F在三个方向时整体的受力图,根据平衡条件得知:F与F T的合力与重力总是大小相等、方向相反,由力的合成图可知,当F与绳子oa垂直时,F有最小值,即图中2位置,F的最小值根据平衡条件得:F=2mg sin 60°=mg;故选B.4.【答案】B【解析】以结点O为研究对象进行受力分析如图(a).由题可知,O点处于动态平衡,则可作出三力的平衡关系图如图(a).由图可知水平拉力增大.以环,绳和小球构成的整体作为研究对象,作受力分析图如图(b).由整个系统平衡可知:F N=(mA+mB)g;F f=F.即F f增大,F N不变,故B正确.5.【答案】C【解析】如图所示,小球受三个力而处于平衡状态,重力mg的大小和方向都不变,绳子拉力F T方向不变,因为绳子拉力F T和外力F 的合力等于重力,通过作图法知,当F的方向与绳子方向垂直时,由于垂线段最短,所以F最小,则由几何知识得θ=30°.故C正确,A、B、D错误.6.【答案】B【解析】法一(正交分解法):对小球受力分析如图甲所示,小球静止,处于平衡状态,沿水平和竖直方向建立坐标系,将F N2正交分解,列平衡方程为F N1=F N2sinα,mg=F N2cosα可得:球对挡板的压力F N1′=F N1=mg tanα,所以B正确.法二(力的合成法):如图乙所示,小球处于平衡状态,合力为零.F N1与F N2的合力一定与mg平衡,即等大反向.解三角形可得:F N1=mg tanα,所以,球对挡板的压力F N1′=F N1=mg tanα.所以B正确.法三(三角形法则):如图所示,小球处于平衡状态,合力为零,所受三个力经平移首尾顺次相接,一定能构成封闭三角形.由三角形解得:F N1=mg tanα,故挡板受压力F N1′=FN1=mg tanα.所以B正确.7.【答案】C【解析】先以小球为研究对象,分析受力情况,当柱状物体向左移动时,F N2与竖直方向的夹角减小,由图甲看出,柱状物体对球的弹力F N2与挡板对球的弹力F N1均减小.则由牛顿第三定律得知,球对挡板的弹力F1减小.再对整体受力分析如图乙所示,由平衡条件得知,F=F N1,推力F变小.地面对整体的支持力F N=G总,保持不变.则甲对地面的压力不变.故C正确.A、B、D错误.8.【答案】D【解析】将重物的重力进行分解,当人的拉力方向不变,缓慢向左移动一小段距离,则OA与竖直方向夹角变大,OA的拉力由图中1位置变到2位置,可见OA绳子拉力变大,OB绳拉力逐渐变大;OA拉力变大,则绳拉力水平方向分力变大,根据平衡条件知地面给人的摩擦力逐渐增大;人对地面的压力始终等于人的重力,保持不变.9.【答案】D【解析】对小球受力分析如图(重力mg、支持力F N,绳的拉力F T)画出一簇平行四边形如图所示,当F T方向与斜面平行时,F T最小,所以F T先减小后增大,F N一直增大,只有选项D正确.10.【答案】D【解析】物体在3个力的作用下处于平衡状态,根据矢量三角形法,画出力的矢量三角形,如图所示.其中,重力的大小和方向不变,力F的方向不变,绳子的拉力F T与竖直方向的夹角θ减小,由图可以看出,F随之减小,F f 也随之减小,D正确.11.【答案】B【解析】小球受力如图甲所示,因挡板是缓慢移动,所以小球处于动态平衡状态,在移动过程中,此三力(重力G、斜面的支持力F N、挡板的弹力F)组合成一矢量三角形的变化情况如图乙所示(重力大小方向均不变,斜面对其支持力方向始终不变),由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小,挡板对小球弹力先减小后增大,再由牛顿第三定律知B对.12.【答案】B【解析】作出球在某位置时的受力分析图,如图所示,在小球运动的过程中,F1的方向不变,F2与竖直方向的夹角逐渐变大,画力的动态平行四边形,由图可知F1、F2均增大,选项B正确.13.【答案】B【解析】对小球受力分析,如图所示,根据物体在三个共点力作用下的平衡条件,可将三个力构建成矢量三角形,随着木板顺时针缓慢转到水平位置,球对木板的压力F N2逐渐减小,墙面对球的压力F N1逐渐减小,故B对.14.【答案】B【解析】对圆柱体Q受力分析如图所示,P对Q的弹力为F,MN对Q的弹力为F N,挡板MN向右运动时,F和竖直方向的夹角逐渐增大,如图所示,而圆柱体所受重力大小不变,所以F和F N的合力大小不变,故D选项错误;由图可知,F和F N都在不断增大,故A、C两项都错;对P、Q整体受力分析知,地面对P的摩擦力大小就等于F N,所以地面对P的摩擦力也逐渐增大.故选B.15.【答案】B【解析】以O点为研究对象,进行受力分析,其中OA绳拉力方向不变,OA绳、OB绳拉力的合力方向竖直向上,大小等于物体的重力,始终不变,根据力的矢量三角形定则可知,FOA逐渐减小,FOB先减小后增大,如图所示,选项B正确,A、C、D错误.。
βα图1θ图1-4F高中物理专题:受力分析与动态平衡问题例1.如图1所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。
一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°。
则小球的质量比m2/m1为A. B.C. D.2. 如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下,A、B保持静止。
物体B的受力个数为( )A.2 B.3C.4 D.5例2。
如图1所示,一个重力G的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态。
今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板和斜面对球的压力大小如何变化?思考1:所示,小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑斜面上,小球质量为m,斜面倾角为θ,向左缓慢推动斜面,直到细线与斜面平行,在这个过程中,绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况?(答案:绳上张力减小,斜面对小球的支持力增大)思考2:如图所示,细绳一端与光滑小球连接,另一端系在竖直墙壁上的A点,当缩短细绳小球缓慢上移的过程中,细绳对小球的拉力、墙壁对小球的弹力如何变化?例2.如图所示,质量为m的小球用细线悬于天花板上。
在小球上作用水平拉力F,使细线与竖直方向保持θ角,小球保持静止状态.现让力F缓慢由水平方向变为竖直方向。
这一过程中,小球处于静止状态,细线与竖直方向夹角不变。
则力F的大小、细线对小球的拉力大小如何变化?例3.轻绳一端系在质量为m的物体A上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上.现用水平力F拉住绳子上一点O,使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动。
则在这一过程中,环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是A.F1保持不变,F2逐渐增大B.F1逐渐增大,F2保持不变C.F1逐渐减小,F2保持不变D.F1保持不变,F2逐渐减小思考:如图3-4所示,在做“验证力的平行四边形定则”的实验时,用M、N两个测力计通过细线拉橡皮条的结点,使其到达O点,此时α+β= 90°.然后保持M的读数不变,而使α角减小,为保持结点位置不变,可采用的办法是().(A)减小N的读数同时减小β角(B)减小N的读数同时增大β角(C)增大N的读数同时增大β角(D)增大N的读数同时减小β角例4.如图4所示,在水平天花板与竖直墙壁间,通过不计质量的柔软绳子和光滑的轻小滑轮悬挂重物G=40N,绳长L=2。
专题 动态平衡中的三力问题 图解法分析动态平衡在有关物体平衡的问题中,有一类涉及动态平衡。
这类问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题.解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动"。
根据现行高考要求,物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点,许多同学因不能掌握其规律往往无从下手,许多参考书的讨论常忽略几中情况,笔者整理后介绍如下。
方法一:三角形图解法。
特点:三角形图象法则适用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是其它力),另一个力的方向不变,大小变化,第三个力则大小、方向均发生变化的问题。
方法:先正确分析物体所受的三个力,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形。
然后将方向不变的力的矢量延长,根据物体所受三个力中二个力变化而又维持平衡关系时,这个闭合三角形总是存在,只不过形状发生改变而已,比较这些不同形状的矢量三角形,各力的大小及变化就一目了然了.例1.1 如图1所示,一个重力G 的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态。
今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板和斜面对球的压力大小如何变化?解析:取球为研究对象,如图1-2所示,球受重力G 、斜面支持力F 1、挡板支持力F 2。
因为球始终处于平衡状态,故三个力的合力始终为零,将三个力矢量构成封闭的三角形。
F 1的方向不变,但方向不变,始终与斜面垂直。
F 2的大小、方向均改变,随着挡板逆时针转动时,F 2的方向也逆时针转动,动态矢量三角形图1-3中一画出的一系列虚线表示变化的F 2。
由此可知,F 2先减小后增大,F 1随β增大而始终减小。
同种类型:例1。
2所示,小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑斜面上,小球质量为m ,斜面倾角为θ,向右缓慢推动斜面,直到细线与斜面平行,在这个过程中,绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况?(答案:绳上张力减小,斜面对小球的支持力增大)方法二:相似三角形法。
高中物理力的动态平衡专题摘要:一、动态平衡的概念与特点二、动态平衡问题的分析方法1.解析法2.图解法三、高中物理动态平衡问题的应用实例四、如何提高动态平衡问题的解题能力正文:一、动态平衡的概念与特点动态平衡是指在物体受到多个力作用时,物体在运动过程中保持匀速运动或静止状态。
它有以下特点:1.受力分析:物体在动态平衡状态下,受到的力之间存在一定的关系,需要进行受力分析。
2.变化过程:物体的状态会随着时间的推移而发生缓慢变化,如力的变化、运动方向的变化等。
3.平衡条件:物体在动态平衡状态下,满足力的平衡条件,即合力为零。
二、动态平衡问题的分析方法1.解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出应变参量与自变参量的一般函数式,然后根据自变参量的变化确定应变参量的变化。
2.图解法:对研究对象进行受力分析,再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图(画在同一个图中),然后根据有向线段(表示力)的长度,变化判断各个力的大小和变化关系。
三、高中物理动态平衡问题的应用实例例如,一个物体在三个不平行的共点力作用下平衡,这三个力必组成一首尾相接的三角形。
用这个三角形来分析力的变化和大小关系的方法叫矢量三角形法。
在处理变动中的三力问题时,矢量三角形法能直观地反映出力的变化过程。
四、如何提高动态平衡问题的解题能力1.加强对物理基本概念的理解:理解动态平衡的概念,掌握平衡条件的应用。
2.熟练掌握分析方法:解析法和图解法,灵活运用这两种方法解决实际问题。
3.注重受力分析:对物体进行详细的受力分析,找出各个力之间的关系。
4.加强练习:通过大量的练习,提高自己对动态平衡问题的解题能力和应变能力。
动态平衡受力分析在有关物体平衡的问题中,有一类涉及动态平衡。
这类问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。
解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。
物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点。
基础知识必备方法一:三角形图解法特点:三角形图象法则适用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是其它力),另一个力的方向不变,大小变化,第三个力则大小、方向均发生变化的问题。
方法:先正确分析物体所受的三个力,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形。
然后将方向不变的力的矢量延长,根据物体所受三个力中二个力变化而又维持平衡关系时,这个闭合三角形总是存在,只不过形状发生改变而已,比较这些不同形状的矢量三角形,各力的大小及变化就一目了然了。
【例1】如图所示,一个重力为G的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态.今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板对球的压力F N1和斜面对球的支持力F N2变化情况为()A.F N1、F N2都是先减小后增加B.F N2一直减小,F N1先增加后减小C.F N1先减小后增加,F N2一直减小D.F N1一直减小,F N2先减小后增加答案C【练习1】如图所示,小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑劈面上,小球质量为m,斜面倾角为θ,向右缓慢推动劈一小段距离,在整个过程中()A.绳上张力先增大后减小B.绳上张力先减小后增大C.劈对小球支持力减小D.劈对小球支持力增大答案D方法二:相似三角形法。
特点:相似三角形法适用于物体所受的三个力中,一个力大小、方向不变,其它二个力的方向均发生变化,且三个力中没有二力保持垂直关系,但可以找到力构成的矢量三角形相似的几何三角形的问题原理:先正确分析物体的受力,画出受力分析图,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形,再寻找与力的三角形相似的几何三角形,利用相似三角形的性质,建立比例关系,把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论。
受力分析中的动态平衡问题一、动态矢量三角形法【题型特点】:1、三个力中,有一个力为恒力(大小方向均不变)2、另一个力方向不变,大小可变,3、第三个力大小方向均可变1. 如图,一粗糙的固定斜杆与水平方向成θ角,一定质量的滑环A 静止悬挂在杆上某位置。
现用一根轻质细绳AB 一端与滑环A 相连,另一端与小球B 相连,且轻绳AB 与斜杆垂直。
另一轻质细绳BC 沿水平方向拉小球B ,使小球B 保持静止。
将水平细绳BC 的C 端沿圆弧缓慢移动到竖直位置,B 的位置始终不变,则在此过程中( )A .轻绳AB 上的拉力先减小后增大 B .轻绳BC 上的拉力先增大后减小C .斜杆对A 的支持力一直在减小D .斜杆对A 的摩擦力一直在减小2. 如图所示,光滑小球静止放置在光滑半球面的底端,小球所受重力为G ,用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面),木板对小球的推力1F 、半球面对小球的支持力2F 的变化情况正确的是( )A .1F 增大,2F 减小B .1F 增大,2F 增大C .1F 减小,2F 减小D .1F 减小,2F 增大3. 如图所示,A 是一均匀小球,B 是一14圆弧形滑块,最初A 、B 相切于圆弧形滑块的最低点,一切摩擦均不计,开始B 与A 均处于静止状态,用一水平推力F 将滑块B 向右缓慢推过一段较小的距离,在此过程中( )A .墙壁对球的弹力不变B .滑块对球的弹力增大C .地面对滑块的弹力增大D .推力F 减小4. (多选)如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m 的小球,小球和斜面及挡板间均无摩擦,当挡板绕O 点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中( )A .斜面对球的支持力逐渐增大B .斜面对球的支持力逐渐减小C .挡板对小球的弹力先减小后增大D .挡板对小球的弹力先增大后减小5.光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆,小球通过轻绳与细杆相连,此时轻绳处于水平方向,球心恰位于圆弧形细杆的圆心处,如图所示.将悬点A缓慢沿杆向上移动,直到轻绳处于竖直方向,在这个过程中,轻绳的拉力()A.逐渐增大B.大小不变C.先减小后增大D.先增大后减小6. 质量为M的凹槽静止在水平地面上,内壁为半圆柱面,截面如图所示,A为半圆的最低点,B为半圆水平直径的端点。
受力分析中的动态平衡问题方法一:三角形图解法特点:三角形图象法则适用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是其它力),另一个力的方向不变,大小变化,第三个力则大小、方向均发生变化的问题。
【例1】如图所示,三段绳子悬挂一物体,开始时OA 、OB 绳与竖直方向夹角=,现使O 点保持不动,把OB 绳子的悬点移到竖直墙与O 点在同一水平面的C 点,在移动过程中,则关于OA 、OB 绳拉力的变化情况,正确的是( )A .OA 绳上的拉力一直在增大B .OA 绳上的拉力先增大后减小C .OB 绳上拉力先减小后增大,最终比开始时拉力大D .OB 绳上拉力先减小后增大,最终和开始时相等【练习】如图所示,一定质量的物体通过轻绳悬挂,结点为O 。
人沿水平方向拉着OB 绳,物体和人均处于静止状态。
若人的拉力方向不变,缓慢向左移动一小段距离,下列说法正确的是( )A .OA 绳中的拉力先减小后增大B .OB 绳中的拉力不变C .人对地面的压力逐渐减小D .地面对人的摩擦力逐渐增大方法二:相似三角形法。
特点:相似三角形法适用于物体所受的三个力中,一个力大小、方向不变,其它二个力的方向均发生变化,且三个力中没有二力保持垂直关系,但可以找到力构成的矢量三角形相似的几何三角形的问题【例】一轻杆BO ,其O 端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO 上,B 端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A 处的光滑小滑轮,用力F 拉住,如图所示。
现将细绳缓慢往左拉,使杆BO 与杆A O 间的夹角θ逐渐减少,则在此过程中,拉力F 及杆BO 所受压力F N 的大小变化情况是( )A .F N 先减小,后增大B .F N 始终不变C .F 先减小,后增大D .F 始终不变【练习】如图所示,光滑的半球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A 点,另一端绕过定滑轮,后用力拉住,使小球静止.现缓慢地拉绳,在使小球沿球面由A 到半球的顶点B 的过程中,半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化情况是( )A .N 变大,T 变小B .N 变小,T 变大C .N 变小,T 先变小后变大D .N 不变,T 变小方法三:解析法特点:解析法适用的类型为一根绳挂着光滑滑轮,三个力中其中两个力是绳的拉力,由于是同一根绳的拉力,两个拉力相等,另一个力大小、30方向不变的问题。
完整版高中物理动态平衡受力分析动态平衡是指在物体运动时,物体的受力平衡,使物体保持定速直线运动或转动。
在动态平衡中,物体可能受到多个力的作用,这些力可以分为两类:外力和内力。
外力是指与物体接触的其他物体对物体施加的力,如摩擦力、重力、拉力等。
内力是物体内部各个部分之间产生的相互作用力,如拉伸力、压缩力等。
为了分析物体在动态平衡下的受力情况,可以按照以下步骤进行受力分析:1.画出物体受力图:首先,需要画出一个简化的图示,表示物体接受的各个力。
根据具体情况,可以选择建立纵向受力图或者平面受力图。
2.确定物体受力情况:根据物体受力图,确定物体受到的各个力的大小、方向和作用点。
需要注意,对于物体上施加的力,需要标明受力的物体和受力的方式。
例如,使用箭头表示力的方向,同时标明受力物体。
3.列出受力方程:根据物体受力情况,根据牛顿第二定律可以得到受力方程。
根据具体情况,可以选择选择沿轴向或者选择各个方向进行受力分解。
4.解方程求解:根据受力方程,可以求解物体的加速度、速度或者其他需要的物理量。
在这一步骤中,可能需要使用数学方法来求解方程。
需要注意的是,以上步骤仅仅是一种一般的分析方法,实际应用中可能存在一些特殊情况。
例如,物体上可能还存在弹力、阻力等影响物体受力情况的因素,需要根据具体情况进行分析。
同时,动态平衡分析还需要结合运动学的知识,确定物体的运动方程。
例如,需要确定物体的加速度、速度、位移等物理量的关系,进一步分析物体受力情况。
总而言之,动态平衡受力分析是一项重要的物理问题,在解决实际问题中起到了关键的作用。
通过受力分析,可以了解物体的受力情况,为解决实际问题提供了理论基础。
同时,动态平衡受力分析也是物理学习的重要内容,有助于提升学生的问题分析和解决能力。
2025届高考一轮复习训练:第十讲受力分析动态平衡问题一、单项选择题1.如图,一块木板倾斜放置,O端着地,一个物块放在木板上处于静止,将木板绕O点在竖直面内顺时针缓慢转动,物块相对于木板始终静止。
则在转动过程中,下列说法正确的是()A.物块受两个力的作用B.物块受到的合外力变大C.物块对木板的压力大小不变D.木板对物块的摩擦力不断增大2.如图所示,将连接一重物的轻质小滑轮放置在一个轻弹性绳上,绳A、B两端在同一水平线上,不计一切摩擦,若将B端水平向左缓慢移动一小段距离,则弹性绳长度将()A.变短B.变长C.不变D.无法确定3.如图,跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球(大小不可忽略,轻绳延长线过球心)、一端连在水平台上的玩具小车上,小车牵引着绳使球沿光滑竖直墙面从较低处匀速上升。
则在球上升且未离开墙面的过程中()A.绳对球的拉力变小B.绳对球的拉力变大C.绳对球的拉力大小不变D.绳对球的拉力先减小后增大4.如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是()A.工人受到的重力和支持力是相互作用力B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对平衡力C.重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小D.重物缓慢拉起过程,绳子拉力变大5.如图所示,光滑小球被夹在竖直墙壁与A点之间,保持平衡.现稍微增大两竖直墙壁的距离,关于小球对墙面的压力F1和对A点的压力F2的变化情况,正确的是:()A.F1变大,F2变大B.F1变大,F2变小C.F1变小,F2变大D.F1变小,F2变小6.如图所示,固定在竖直平面内的光滑半圆环上套有一质量为m的小球,半圆环的圆心为O。
现用始终沿圆弧切线方向的力F拉动小球由M点向圆环最高点N缓慢移动,则此过程中,力F和球所受支持力N F的变化情况是()A.F减小,N F增大B.F增大,N F减小C.F增大,N F增大D.F减小,N F减小7.如图所示,光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内,A端与水平面相切。
高中物理力的动态平衡专题摘要:1.动态平衡问题的定义与特点2.解析法求解动态平衡问题3.图解法求解动态平衡问题4.矢量三角形法求解动态平衡问题5.动态平衡问题的实际应用正文:一、动态平衡问题的定义与特点动态平衡问题是指在物体运动过程中,受到多个力的作用而达到平衡状态的问题。
在动态平衡问题中,物体的速度和方向可能发生变化,但其所受的合力为零。
动态平衡问题的特点是,物体受到的力不是恒定的,而是随着物体运动状态的变化而变化。
解决动态平衡问题时,需要分析物体在不同状态下的受力情况,建立平衡方程,求解力的变化。
二、解析法求解动态平衡问题解析法是解决动态平衡问题的一种常用方法。
它通过对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出应变参量与自变参量的一般函数式,然后根据自变参量的变化确定应变参量的变化。
具体步骤如下:1.对物体进行受力分析,列出平衡方程;2.求解平衡方程,得到应变参量与自变参量的关系式;3.根据自变参量的变化,确定应变参量的变化。
三、图解法求解动态平衡问题图解法是另一种解决动态平衡问题的方法。
它通过对研究对象进行受力分析,画出不同状态下力的矢量图,然后根据有向线段的长度变化判断各个力的变化。
具体步骤如下:1.对物体进行受力分析,画出力的矢量图;2.根据力的矢量图,确定各个力的变化;3.根据力的变化,求解应变参量与自变参量的关系式。
四、矢量三角形法求解动态平衡问题矢量三角形法是解决动态平衡问题的一种简便方法,特别是在处理变动中的三力问题时。
它通过画出力的矢量三角形,直观地反映出力的变化过程。
具体步骤如下:1.画出力的矢量三角形;2.分析力的变化,确定三角形的形状;3.根据三角形的形状,求解应变参量与自变参量的关系式。
五、动态平衡问题的实际应用动态平衡问题在实际生活中有广泛的应用,例如:分析汽车的行驶稳定性、飞机的飞行稳定性、运动员的平衡能力等。
受力分析中的动态平衡问题在有关物体平衡的问题中,有一类涉及动态平衡。
这类问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。
解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。
物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点。
方法一:三角形图解法特点:三角形图象法则适用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是其它力),另一个力的方向不变,大小变化,第三个力则大小、方向均发生变化的问题。
【例1】如图所示,三段绳子悬挂一物体,开始时OA 、OB 绳与竖直方向夹角θ=30,现使O 点保持不动,把OB 绳子的悬点移到竖直墙与O 点在同一水平面的C 点,在移动过程中,则关于OA 、OB 绳拉力的变化情况,正确的是( )A .OA 绳上的拉力一直在增大B .OA 绳上的拉力先增大后减小C .OB 绳上拉力先减小后增大,最终比开始时拉力大D .OB 绳上拉力先减小后增大,最终和开始时相等【答案】AD【解析】对O 点受力分析如图所示,因O 点静止,两绳拉力的合力mg F =合不变,B F 方向顺时针移动,由动态图可知A F 一直增大,B F 先减小,后增大,又由对称性可知,最终和开始时相等,故A 、D 正确。
【练习1】如图所示,小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上,当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力将( )A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大【答案】D【解析】因为G、N、T三力共点平衡,故三个力可以构成一个矢量三角形,其中G的大小和方向始终不变,N的方向也不变,大小可变,T的大小、方向都在变.在绳向上偏移的过程中,可以作出一系列矢量三角形,如图所示.显然易见在T变化到与N垂直前,T是逐渐变小的,然后T又逐渐变大,故应选D。
同时看出斜面对小球的支持力N是逐渐变小的。
【练习2】如图所示,一定质量的物体通过轻绳悬挂,结点为O。
受力分析:动态平衡问题所谓动态平衡问题,是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态,常用方法:1:公式法。
2:矢量三角形法。
3:相似三角形法。
4:拉密定理。
1.如图所示,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O 点转至水平位置,则此过程中球对挡板的压力F 1和球对斜面的压力F 2的变化情况是( ).答案 BA .F 1先增大后减小,F 2一直减小B .F 1先减小后增大,F 2一直减小C .F 1和F 2都一直减小D .F 1和F 2都一直增大2.如图所示,一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端,用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面),木板对小球的推力F 1、半球面对小球的支持力F 2的变化情况正确的是( ). 答案 BA .F 1增大,F 2减小B .F 1增大,F 2增大C .F 1减小,F 2减小D .F 1减小,F 2增大3.如图,半圆形金属框竖直放在粗糙的水平地面上,套在其上的光滑小球P 在水平外力F 的作用下处于静止状态,P 与圆心O 的连线与水平面的夹角为θ,现用力F 拉动小球,使其缓慢上移到框架的最高点,在此过程中金属框架始终保持静止,下列说法中正确的是( ) 答案 DA .框架对小球的支持力先减小后增大B .水平拉力F 先增大后减小C .地面对框架的支持力先减小后增大D .地面对框架的摩擦力一直减小4.甲、乙两人用两绳aO 和bO 通过装在P 楼和Q 楼楼顶的定滑轮,将质量为m 的物块由O 点沿Oa 直线缓慢向上提升,如图.则在物块由O 点沿直线Oa 缓慢上升过程中,以下判断正确的是( ) 答案 DA .aO 绳和bO 绳中的弹力都逐渐减小B .aO 绳和bO 绳中的弹力都逐渐增大C .aO 绳中的弹力先减小后增大,bO 绳中的弹力一直在增大D .aO 绳中的弹力一直在增大,bO 绳中的弹力先减小后增大5.如图所示,A 是一均匀小球,B 是一14圆弧形滑块,最初A 、B 相切于圆弧形滑块的最低点,一切摩擦均不计,开始B 与A 均处于静止状态,用一水平推力F 将滑块B 向右缓慢推过一段较小的距离,在此过程中 ( ) 答案 BA .墙壁对球的弹力不变B .滑块对球的弹力增大C .地面对滑块的弹力增大D .推力F 减小6、(单选)如图所示,一物块受一恒力F 作用,现要使该物块沿直线AB 运动,应该再加上另一个力的作用,则加上去的这个力的最小值为( ).答案 BA .F cos θB .F sin θC .F tan θD .F cot θ7、(多选)如图所示,质量均为m 的小球A 、B 用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O 点,在外力F 的作用下,小球A 、B 处于静止状态.若要使两小球处于静止状态且悬线OA 与竖直方向的夹角θ保持30°不变,则外力F 的大小( ).答案 BCDA .可能为33mgB .可能为52mgC .可能为2mgD .可能为mg8、(多选)如图所示,带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上,放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接,开始时轻绳与斜劈平行.现给小滑块施加一竖直向上的拉力F ,使小滑块沿杆缓慢上升,整个过程中小球始终未脱离斜劈,则有( ) 答案ADA .轻绳对小球的拉力逐渐增大B .小球对斜劈的压力先减小后增大C .竖直杆对小滑块的弹力先增大后减小D .对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大9.重力都为G 的两个小球A 和B 用三段轻绳按如图所示连接后悬挂在O 点上,O 、B 间的绳子长度是A 、B 间的绳子长度的2倍,将一个拉力F 作用到小球B 上,使三段轻绳都伸直且O 、A 间和A 、B 间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上,则拉力F 的最小值为( ) 答案 AA.12GB.33G C .G D.233G 10.如图所示,两个小球a 、b 的质量均为m ,用细线相连并悬挂于O 点.现用一轻质弹簧给小球a 施加一个拉力F ,使整个装置处于静止状态,且Oa 与竖直方向夹角为30°,已知弹簧的劲度系数为k ,重力加速度为g ,则弹簧的最短伸长量为( ) 答案 BA.mg 2kB.mg kC.3mg 3kD.3mg k11.用力F 拉小球b ,使两个小球都处于静止状态,且细线Oa 与竖直方向的夹角保持θ=30°,如图20所示,重力加速度为g ,则F 达到最小值时Oa 绳上的拉力为( ) 答案 AA.3mg B.mgC.32mg D.12mg12.[注意“活结”和“死结”的区别] (多选)如图所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上,三条细绳结于O点。
动态平衡的受力分析一、力学动态平衡问题所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢的变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态中。
解决动态平衡问题的思路是,①明确研究对象。
②对物体进行正确的受力分析。
③观察物体受力情况,认清哪些力是保持不变的,哪些力是改变的。
④选取恰当的方法解决问题。
根据受力分析的结果,我们归纳出解决动态平衡问题的三种常用方法,分别是“图解法” ,“相似三角形法”和“正交分解法”。
(1)解析法:根据物体平衡,对物体受力分析,在相互垂直的方向上写出两个方程。
求解所求力的数学表达式,根据三角函数知识分析某个变力的大小如何变化。
适用题型:. 物体受三个力(或可等效为三个力)作用,三个力方向都不变,其中一个力大小改变。
例题1.如图所示,与水平方向成B角的推力F作用在物块上,随着B逐渐减小直到水平的过程中,物块始终沿水平面做匀速直线运动.关于物块受到的外力,下列判断正确的是()A .推力 F 先增大后减小B .推力F 一直减小_____ a mg cos 6 — a sin ,可见,当6减小时,F 一直减小,B 正确; 摩擦解析 对物块受力分析,建立如图所示的坐标系.由平衡条件得:F cos6 — F f = 0, F N — (mg^ F sin 6 ) = 0,又 F f =^F N,联立可得 F =力F f = aF = a (mg^ F sin 6 ),可知,当6、F 减小时,F f —直减小.方法:解析法,正交分解法(2)图解法在同一图中做出物体在不同平衡状态下的力的矢量图,画出 力的平行四边形或平移成矢量三角形,由动态力的平行四边 形(或三角形)的各边长度的变化确定力的大小及方向的变 化情况。
物体受三个力(或可等效为三个力) 作用,一个力是恒力(通 常是重力),其余两个力中一个方向不变, 另一个方向改变。
例题2:如图所示,用 OA 0B 两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间, 开始时C .物块受到的摩擦力先减小后增大D .物块受到的摩擦力一直不变答案 B0B绳水平.现保持0点位置不变,改变0B绳长使绳末端由B 点缓慢上移至B'点,此时0B与0A之间的夹角6 <90° .设此过程中0A 0B的拉力分别为F0A F。
高中物理力的动态平衡专题高中物理力的动态平衡专题动态平衡是高中物理力学中的一个重要专题,它研究的是物体在受到多个力作用下保持平衡的情况。
在我们日常生活中,动态平衡无处不在,比如我们行走、跑步、骑自行车等等,都需要保持身体的平衡。
而在物理学中,动态平衡更是涉及到了更加复杂的力学问题。
首先,我们来了解一下什么是动态平衡。
动态平衡指的是物体在受到多个力作用下,其合力为零,并且合力矩也为零。
合力为零意味着物体不会发生加速度,保持匀速直线运动或静止;而合力矩为零则意味着物体不会发生转动。
那么,在什么情况下会出现动态平衡呢?首先,当一个物体受到两个相等大小、方向相反的力作用时,这两个力会互相抵消,使得物体保持静止或匀速直线运动。
这就是所谓的静止或匀速直线运动的动态平衡。
其次,在转动方面也存在着动态平衡。
当一个物体受到多个力矩作用时,如果这些力矩的合力矩为零,那么物体就会保持平衡。
这种情况下,物体可以绕着一个固定点旋转,但是不会发生转动。
动态平衡的研究对于我们理解物体的运动和力学规律有着重要的意义。
通过分析物体受到的各个力和力矩,我们可以预测物体的运动状态,并且可以设计出一些能够保持平衡的结构。
在日常生活中,我们经常会遇到一些与动态平衡相关的问题。
比如,在骑自行车时,我们需要保持身体和车辆的平衡,这就需要我们调整身体的重心和施加在脚踏板上的力来保持平衡。
又比如,在行走时,我们也需要不断调整身体姿势和步伐来保持平衡。
总之,高中物理中的动态平衡专题是一个非常重要且有趣的内容。
通过学习动态平衡,我们可以更好地理解物体运动和力学规律,并且能够应用于日常生活中。
同时,对于那些希望从事工程设计或者其他与力学相关领域工作的人来说,掌握动态平衡的知识也是非常重要的。
二、动态平衡问题的解法:1)图解法:1.半圆形支架BAD 上悬着两细绳OA 和OB ,结于圆心O ,下悬重为G 的物体,使OA 绳固定不动,将OB 绳的B 端沿半圆支架从水平位置缓慢移到竖直位置C 的过程中(如图),分析OA 绳和OB 绳所受力的大小如何变化?第1题 第2题 第3题 第4题 第5题2.如图,电灯悬挂于两墙之间,更换水平绳OA 使连结点A 向上移动而保持O 点的位置不变,则A 点向上移动时( )A .绳OA 的拉力逐渐增大B .绳OA 的拉力逐渐减小C .绳OA 的拉力先增大后减小D .绳OA 的拉力先减小后增大3.如图,用细绳将重球悬挂在竖直光滑墙上,当绳伸长时( )A .绳的拉力变小,墙对球的弹力变大B .绳的拉力变小,墙对球的弹力变小C .绳的拉力变大,墙对球的弹力变小D .绳的拉力变大,墙对球的弹力变大4.如图,均匀光滑的小球放在光滑的墙壁与木板之间,图中30=θ,当将θ角缓慢增大至接近 90的过程中( )A .小球施于木板的压力不断增大B .小球施于墙的压力不断减小C .小球对墙壁的压力始终小于mgD .小球对木板的压力始终大于mg5.在共点力的合成实验中,如图,使弹簧秤b 按图示的位置开始顺时针方向缓慢转 90角,在这个过程中,保持O 点位置不动,a 弹簧秤的拉伸方向不变,则整个过程中关于a 、b 弹簧的读数变化是( ) A .a 增大,b 减小 B .a 减小,b 减小 C .a 减小,b 先减小后增大 D .a先减小后增大6.如图,一个均质球重为G ,放在光滑斜面上,倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度θA O的木板挡住球。
使之处于静止状态,今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:此过程中,球对挡板和球对斜面的压力如何变化?αβ第7题第8题第9题第6题7.如图,小球被轻质绳系着,斜吊着放在光滑劈上,球质量为m,斜面倾角为θ,在水平向右缓慢推动劈的过程中()A.绳上张力先增大后减小 B.绳上张力先减小后增大C.劈对球的支持力减小 D.劈对球的支持力增小8、如图所示,三段绳子悬挂一物体,开始时OA、OB绳与竖直方向夹角=,现使O点保持不动,把OB绳子的悬点移到竖直墙与O点在同一水平面的C点,在移动过程中,则关于OA、OB绳拉力的变化情况,正确的是( AD )A.OA绳上的拉力一直在增大B.OA绳上的拉力先增大后减小C.OB绳上拉力先减小后增大,最终比开始时拉力大D.OB绳上拉力先减小后增大,最终和开始时相等9、如图所示,小球用细绳系住放在倾角为的光滑斜面上,当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力将( D )A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大2)三角形法则:1、电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力,但不能到绳的自由端去直接测量.某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器,工作原理如图所示,将相距为L的两根固定支柱A、B(图中小圆圈表示支柱横截面)垂直于金属绳水平放置,在AB的中点用一可动支柱C向上推动金属绳,使绳在垂直于AB的方向竖直向上发生一个偏移量d(d<<L),这时仪器测得绳对支柱C竖直向下的作用力为F.(1)试用L、d、F表示这时绳中的张力T.(2)如果偏移量d=10mm,作用力F=400N,L=250mm,计算绳中张力的大小.θ支柱支柱支柱A B可动CA B P Q O2、如图1-5所示,固定在水平面上的光滑半球,球心O 的正上方固定一个小定滑轮,细线一端拴一小球, 置于半球面上的A 点,另一端绕过定滑轮,现缓慢地将小球从A 点拉到B点,在此过程中,小球对球面的压 力N ,细的拉力T 的变化情况是( C )A .N 变大,T 不变B .N 变小,T 变大C .N 不变,T 变小D .N 变大,T 变小3、如图所示,A 、B 两球用劲度系数为k 的轻弹簧相连,B 球用长为L 的细绳悬于0点,A球固定在0点正下方,且O 、A 间的距离恰为L ,此时绳子所受的拉力为F 1,现把A 、B 间的弹簧换成劲度系数为k 2的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为F 2,则F 1与F 2大小之间的关系为 ( C )A .F 1<F 2B . F 1>F 2C .F 1=F 2D .无法确定三、整体隔离法1.适合2个或2个以上的组合体、连接体、叠加体2.一般先整体确定恒力,而后隔离其中的某个物体受力分析。
物理必修⼀精品专题物体受⼒分析与动态平衡问题A B F精品专题物体受⼒分析与动态平衡问题1.如图所⽰,物体A 、B 、C 叠放在⽔平桌⾯上,⽔平⼒F 作⽤于C 物体,使A 、B 、C 以共同速度向右匀速运动,且三者相对静⽌,那么关于摩擦⼒的说法,正确的是()A .C 不受摩擦⼒作⽤B .B 不受摩擦⼒作⽤C .A 受摩擦⼒的合⼒为零D .以A 、B 、C 为整体,整体受到的摩擦⼒为零2.(2011⼭东理综卷)如图所⽰,将两相同的⽊块a 、b 置于粗糙的⽔平地⾯上,中间⽤⼀轻弹簧连接,两侧⽤细绳固定于墙壁。
开始时a 、b 均静⽌。
弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉⼒,a 所受摩擦⼒F fa ≠0,b 所受摩擦⼒F fb =0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间() A .F fa ⼤⼩不变 B. F fa ⽅向改变 C . F fb 仍然为零 D, F fb ⽅向向右3.⽊块A 、B 分别重50 N 和60 N ,它们与⽔平地⾯之间的动磨擦因数均为0.25;夹在A 、B 之间轻弹簧被压缩了2cm ,弹簧的劲度系数为400N/m 。
系统置于⽔平地⾯上静⽌不动。
现⽤F =1 N 的⽔平拉⼒作⽤在⽊块B 上。
如图所⽰.。
⼒F 作⽤后 A.⽊块A 所受摩擦⼒⼤⼩是12.5 NB.⽊块A 所受摩擦⼒⼤⼩是11.5 NC.⽊块B 所受摩擦⼒⼤⼩是9 ND.⽊块B 所受摩擦⼒⼤⼩是7 N4.如图,位于⽔平桌⾯上的物块P ,由跨过定滑轮的轻绳与物块相连,从滑轮到P 和到Q 的两段绳都是⽔平的,已知Q 与P 之间以及桌⾯之间的动摩擦因数都µ,两物块的质量都是m ,滑轮轴上的摩擦不计,若⽤⼀⽔平向右的⼒F 拉P 使P 做匀速运动,则F 的⼤⼩为A .4µmgB .3µmgC .2µmgD .µmg5.图所⽰,A 、A ′两点很接近圆环的最⾼点.BOB ′为橡⽪绳,∠BOB ′=120°,且B 、B ′与OA 对称.在点O 挂重为G 的物体,点O 在圆⼼,现将B 、B ′两端分别移到同⼀圆周上的点A 、A ′,若要使结点O 的位置不变,则物体的重量应改为A .GB .2G C .4GD .2GF QP6.(2013⾼考⼴东理综第20题)如图8,物体P 静⽌于固定的斜⾯上,P 的上表⾯⽔平,现把物体Q 轻轻地叠放在P 上,则A.P 向下滑动 B.P 静⽌不动C.P 所受的合外⼒增⼤[来源:学科⽹ZXXK]D.P 与斜⾯间的静摩擦⼒增⼤7.(2011安徽理综卷)⼀质量为m 的物块恰好静⽌在倾⾓为θ的斜⾯上。
令狐采学创作受力分析精讲(2)令狐采学知识点1:动态平衡1•动态平衡:物体受到大小方向变化的力而保持平衡。
是受力分析问题中的难点,也是高考热门考点。
2.在共点力的平衡中,有些题目中常有“缓慢” 一词,表示物体在受力过程中处于动态平衡状态,即每一时刻下物体都保持平衡。
3.基本方法:解析法、图解法和相似三角形法.知识点2:解析法解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程, 求出未知力的函数表达式,然后根据自变量的变化进行分析。
通常需要借助正交分解法和力的合成分解法。
特别适合解决四力以上的平衡问题。
例1:有一只小虫重为G,不慎跌入一个碗中,如图,碗内壁例2:如图所示,上表面光滑的半圆柱体放在水平面上,小物块从靠近半圆柱体顶点()的A点,在外力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态。
下列说法中正确的是()A.半圆柱体对小物块的支持力变大B.外力F先变小后变大C.地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小D.地面对半圆柱体的支持力变大知识点3:图解法图解法常用来解决动态平衡类问题,尤其适合物体只受三个力作用,且其中一个为恒力的情况。
根据平行四边形(三角形)定则,将三个力的大小、方向放在同一个三角形中•利用邻边及其夹角跟对角线的长短关系分析力大小变化情况。
因此图解法具有直观、简便的特点。
在应用时需正确判断某个分力方向的变化情况及变化范围,也常用于求极值问题。
1•恒力F+某一方向不变的力例3:如图1所示,用细绳通过定滑轮沿竖直光滑的墙壁匀速向上拉动,则拉力F和墙壁对球的支持力N的变化情况如何?例4:如右图所示,半圆形支架BAD,两细绳()A和()B结于圆心(),下悬重为G的物体,使()A绳固定不动,将()B绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中,分析()A绳和()B绳所受力的大小如何变化?例5:如图所示,在固定的、倾角为oc斜面上,有一块可以转动的夹板(卩不定),夹板和斜面夹着一个质量为m的光滑均质球体,试求:卩取何值时,夹板对球的弹力最小?归纳:物体受到三个力而平衡,若其中一个力大小方向不变,另一个力的方向不变,第三个力大小方向都变,在这种情况下,当大小、方向可改变的分力与方向不变、大小可变的分力垂直时,存在最小值。
β
α
图1
θ
图1-4F
高中物理专题:受力分析与动态平衡问题
例1.如图1所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。
一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°。
则小球的质量比m2/m1为
A. B.
C. D.
2. 如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下,A、B保持静止。
物体B的受力个
数为()
A.2 B.3
C.4 D.5
例2.如图1所示,一个重力G的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态。
今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板和斜面对球的压力大小如何变化?
思考1:所示,小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑斜面上,
小球质量为m,斜面倾角为θ,向左缓慢推动斜面,直到细线与斜面
平行,在这个过程中,绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况?
(答案:绳上张力减小,斜面对小球的支持力增大)
思考2:如图所示,细绳一端与光滑小球连接,另一端系在竖直墙壁上的A点,当
缩短细绳小球缓慢上移的过程中,细绳对小球的拉力、墙壁对小球的弹力如何变化?
例2.如图所示,质量为m的小球用细线悬于天花板上。
在小球上作用水平
拉力F,使细线与竖直方向保持θ角,小球保持静止状态。
现让力F缓慢由水平
方向变为竖直方向。
这一过程中,小球处于静止状态,细线与竖直方向夹角不变。
则力F的大小、细线对小球的拉力大小如何变化?
例3.轻绳一端系在质量为m的物体A上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。
现用水平力F拉住绳子上一点O,使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动。
则在这一过程中,环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是
A.F1保持不变,F2逐渐增大
B.F1逐渐增大,F2保持不变
C.F1逐渐减小,F2保持不变
D.F1保持不变,F2逐渐减小
思考:如图3-4所示,在做“验证力的平行四边形定则”的实验时,
用M、N两个测力计通过细线拉橡皮条的结点,使其到达O点,此时
α+β= 90°.然后保持M的读数不变,而使α角减小,为保持结点
位置不变,可采用的办法是()。
(A)减小N的读数同时减小β角
(B)减小N的读数同时增大β角
(C)增大N的读数同时增大β角
(D)增大N的读数同时减小β角
例4.如图4所示,在水平天花板与竖直墙壁间,通过不计质量的柔软绳子和光滑的轻小滑轮悬挂重物G=40N,绳长L=2.5m,OA=1.5m,求绳中张力的大小,并讨论:
(1)当B点位置固定,A端缓慢左移时,绳中张力如何变化?
(2)当A点位置固定,B端缓慢下移时,绳中张力又如何变化?
思考:如图所示,长度为5cm的细绳的两端分别系于竖立地面上相距为4m的两杆的顶端A、B,绳子上挂有一个光滑的轻质钩,其下端连着一个重12N的物体,平衡时绳中的张力多大?
思考:人站在岸上通过定滑轮用绳牵引低处的小船,若水的阻力不变,则
船在匀速靠岸的过程中,下列说法中正确的是()
(A)绳的拉力不断增大
(B)绳的拉力保持不变
(C)船受到的浮力保持不变
(D)船受到的浮力不断减小
A
C
G
O
M
N
O α
β
图3-4
例5、 如图所示,质量为m 的物体用细绳OC 悬挂在支架上的O 点,轻杆OB 可绕B 点转动,求细绳OA 中张力T 大小和轻杆OB 受力N 大小。
如图所示,水平横梁一端A 插在墙壁内,另一端装有小滑轮B ,一轻绳一端C 固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg 的重物,∠=
︒CBA 30,则滑轮受到绳子作用力为: A. 50N B. 503N C. 100N D. 100
3N
巩固练习:
1、如图所示,两球A 、B 用劲度系数为k 1的轻弹簧相连,球B 用长为L 的细绳悬于O 点,球A 固定在O 点正下方,且点O 、A 之间的距离恰为L ,系统平衡时绳子所受的拉力为F 1.现把A 、B 间的弹簧换成劲度系数为k 2的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为F 2,则F 1与F 2的大小之间的关系为( B ) A .F 1>F 2 B .F 1=F 2 C .F 1<F 2 D .无法确定
2、有一个直角支架AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表面光滑。
AO 上套有小环P ,OB 上套有小环Q ,两环质量均为m ,两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图)。
现将P 向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对P 环的支持力F N 和细绳上的拉力F 的变化情况是( ) A .F N 不变,F 变大 B. F N 不变,F 变小 C .F N 变大,F 变大 D. F N 变大,F 变小
3、如图所示,轻绳一端系一质量为m 的物体A ,另一端系住一个套在粗糙竖直杆MN 上的圆环,但圆环仍坚持在原来位置不动。
则在这一过程中,环对杆的摩擦力F 1和环对杆的压力F 2的变化情况是( )
A .F 1保持不变,F 2逐渐增大 B. F 1逐渐增大,F 2保持不变 C .F 1逐渐减小,F 2保持不变 D. F 1保持不变,F 2逐渐减小
3、如图所示,两个物体A 、B 的质量均为1kg ,各接触面间的动摩擦因数为0.3,同时有F=1N 的两个水平力分别作用于物体A 和物体B 上,则地面对物体B 、物体B 对物体A 的摩擦力分别为
A .6N ,3N B.1N ,1N C.0,1N D 0,2N
30o A
B
C m 图38
图37 A
θ B O C
mg A B
F
F
4、如图所示,重物G 用轻绳悬于O 点,被轻绳OA 、OB 拉住,现保持O 点及OA 绳位置不变,缓慢将OB 绳由水平方向转到竖直方向,试分析OA 、OB 中拉力的变化情况?
5、墙上固定一个小圆环,一小球用线系住穿过圆环靠于墙上,如图所示,当
从圆环到小球之间的细线在变长的过程中,线受到的拉力和球对墙的压力是如何变化的?
6、如图,一固定斜面上两个质量相同的小物块A 和B 紧挨着匀速下滑,A 与B 的接触面光滑。
已知A 与斜面之间的动摩擦因数是B 与斜面之间动摩擦因数的2倍,斜面倾角为α。
B 与斜面之间的动摩擦因数是( )
A.2
tan 3α
B.2
cot .3α C.tan α
D.cot α
7、如图所示,质量分虽为21,m m 的两个物体通过轻弹簧连接,在力F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(1m 在地面,2m 在空中),力F 与水平方向成θ角。
则1m 所受支持力N 和摩擦力f 正确的是( ) A .θsin 21F g m g m N -+= B .θcos 21F g m g m N -+=
C . f=Fcos θ
D .θsin F f =
8如图所示,当人向左跨了一步后人与物体保持静止,跨后与垮前相比较,下列
说法错误的是:
A .地面对人的摩擦力减小
B .地面对人的摩擦力增加
C .人对地面压力增大
D .绳对人的拉力变小
9如图所示,两个质量都是m 的小球A 、B 用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态。
已知竖直墙面光滑,水平地面粗糙,现将A 向上移动一小段距离,两球再次平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,地面对B 球的支持力N 和轻杆上的压力F 的变化情况是: A.N 不变,F 变大 B.N 不变,F 变小 C.N 变大,F 变大 D.N 变大,F 变小
10如图,质量为M 的楔形物A 静置在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m 的小物块B ,B 与斜面之间存在摩擦.用恒力F 沿斜面向上拉B ,使之匀速上滑.在B 运动的过程中,楔形物块A 始终保持静止.关于相互间作用力哪项是正确的 ( ) A .B 给A 的作用力大小为F mg - B .B 给A 摩擦力大小为 F C .地面受到的摩擦力大小为θcos F D .地面受到的压力大小为θθsin cos F mg Mg -+
A B
F A B
θ。