高考物理 一轮复习-力的动态平衡专题ppt课件

1、力的动态平衡力的动态平衡v1.知道什么是动态平衡，了解动态平衡的常知道什么是动态平衡，了解动态平衡的常见题型见题型v2.掌握各种解动态平衡的方法及适用条件掌握各种解动态平衡的方法及适用条件教学目的教学目的v1.平衡形状平衡形状v2.平衡条件平衡条件v3.三力平衡的几个推论三力平衡的几个推论v4.静态平衡解题方法静态平衡解题方法v 合成、分解法合成、分解法v 矢量三角形矢量三角形v 类似三角形类似三角形v 正交分解法正交分解法v 整体隔离法整体隔离法知识回想知识回想 所谓动态平衡问题是指经过控制某些物理量，使物体的形状发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又一直处于一系列的平衡形状这是力平衡问题中的

2、一类难题处理这类问题的普通思绪是:化 “动 为“静，“静中求“动。什么是动态平衡什么是动态平衡动态平衡的常见问题：动态平衡的常见问题： 动态分析；动态分析； 临界问题；临界问题； 极值分析。极值分析。解动态问题的关键是抓住不变量，根据不变解动态问题的关键是抓住不变量，根据不变的量来确定其他量的变化规律。的量来确定其他量的变化规律。常用的分析方法：常用的分析方法： 图解法；图解法； 类似三角形；类似三角形； 正交分解法。正交分解法。常见问题及解题战略常见问题及解题战略 2 1F1F21.“滑轮滑轮:(1)跨过滑轮的轻绳上有大小相等的张力跨过滑轮的轻绳上有大小相等的张力 (F1=F2)(2)两轻绳

3、方向与滑轮轴线方向的偏角相两轻绳方向与滑轮轴线方向的偏角相等等 (1 = 2)2. “结点结点:几根绳子在端点打结几根绳子在端点打结,构成结点构成结点(1)几根绳子上的张力不一定相等几根绳子上的张力不一定相等(F1F2)(2)几根绳子的偏角不一定相等几根绳子的偏角不一定相等(1 2) 1 2F1F2“滑轮和滑轮和“结点结点 【例1】如下图，光滑的小球静止在斜面和竖直放置的木板之间，知球重为G，斜面的倾角为，现使木板沿逆时针方向绕O点缓慢挪动，求小球对斜面和挡板的压力怎样变化？一、图解法动态三角形一、图解法动态三角形题型特点：题型特点：v1物体受三个力物体受三个力v2有一个力是恒力往往是重力有一

4、个力是恒力往往是重力v3一个力的方向不变一个力的方向不变v4第三个力的大小方向变化第三个力的大小方向变化一、图解法动态三角形一、图解法动态三角形 【例1】如下图，光滑的小球静止在斜面和竖直放置的木板之间，知球重为G，斜面的倾角为，现使木板沿逆时针方向绕O点缓慢挪动，求小球对斜面和挡板的压力怎样变化？一、图解法动态三角形一、图解法动态三角形解题步骤：解题步骤：v1明确研讨对象。明确研讨对象。v2分析物体的受力。分析物体的受力。v3用力的合成或力的分解作平行四边形用力的合成或力的分解作平行四边形也可简化为矢量三角形。也可简化为矢量三角形。v4在合成后的三角形中找到变化的角，画在合成后的三角形中找到

5、变化的角，画出变化后的三角形出变化后的三角形v5根据有向线段的长度变化判别各个力的根据有向线段的长度变化判别各个力的变化情况。变化情况。一、图解法动态三角形一、图解法动态三角形留意几点：留意几点：v1哪个是恒力，哪个是方向不变的力，哪哪个是恒力，哪个是方向不变的力，哪个是方向变化的力。个是方向变化的力。v2正确判别力的变化方向及方向变化的范正确判别力的变化方向及方向变化的范围。围。v3力的方向在变化的过程中，力的大小能力的方向在变化的过程中，力的大小能否存在极值问题。否存在极值问题。一、图解法动态三角形一、图解法动态三角形【变式训练】如图，电灯悬挂于【变式训练】如图，电灯悬挂于O点，三根绳子的

6、拉力分点，三根绳子的拉力分别为别为TA、TB、TC，坚持，坚持O点的位置不变，绳子的悬点点的位置不变，绳子的悬点B也也不变，那么悬点不变，那么悬点A向上挪动的过程中，以下说法正确的选项向上挪动的过程中，以下说法正确的选项是是 A、 TA、TB不断减少；不断减少；B、 TA不断增大，不断增大，TB不断减少；不断减少；C、TA先增大后减少，先增大后减少，TB先减少后增大；先减少后增大；D、TA先减少后增大，先减少后增大，TB不断减少；不断减少； D一、图解法动态三角形一、图解法动态三角形 【例【例2】在两个共点力的合成实验中，如】在两个共点力的合成实验中，如下图，用下图，用A、B两个测力计拉橡皮条

7、的结点两个测力计拉橡皮条的结点D，使其位于使其位于E处，处，90，然后坚持，然后坚持A的读数的读数不变，当角不变，当角由图示位置逐渐减小时，欲使结由图示位置逐渐减小时，欲使结点仍在点仍在E处，可采用的方法是处，可采用的方法是() A增大增大B的读数，减小的读数，减小角角 B减小减小B的读数，减小的读数，减小角角 C减小减小B的读数，增大的读数，增大角角 D增大增大B的读数，增大的读数，增大角角 二、图解法二、图解法2画圆画圆B受力特点： 受三个力作用； 一个力恒定不变大小、方向不变； 一个力大小不变，一个力可变方法：三力画出矢量三角形 画圆二、图解法二、图解法2画圆画圆题型特点：题型特点： 【

8、变式训练】如下图【变式训练】如下图,轻杆轻杆BC一端用绞链固定于墙上一端用绞链固定于墙上,另一端有小滑轮另一端有小滑轮C.重物系一轻绳经重物系一轻绳经C固定在墙上固定在墙上A点点.滑轮滑轮与绳的质量及摩擦均不计与绳的质量及摩擦均不计,假设将绳端假设将绳端A点沿墙稍向上挪动点沿墙稍向上挪动,系统再次平衡后系统再次平衡后,那么那么( ) A. 轻杆与墙的夹角减少轻杆与墙的夹角减少 B. 绳的拉力增大绳的拉力增大,轻杆所受的压力减少轻杆所受的压力减少 C. 绳的拉力不变绳的拉力不变,轻杆所受的压力减少轻杆所受的压力减少 D. 绳的拉力不变绳的拉力不变,轻杆所受的压力不变轻杆所受的压力不变BACDC二

9、、图解法二、图解法2画圆画圆T=mgmgFNBACD二、图解法二、图解法2画圆画圆【例【例3 3】轻绳长为】轻绳长为L L，A A端固端固定在天花板上，定在天花板上，B B端系一个端系一个分量为分量为G G的小球，小球静止的小球，小球静止在固定的半径为在固定的半径为R R的光滑球的光滑球面上，小球的悬点在球心正面上，小球的悬点在球心正上方间隔球面最小间隔为上方间隔球面最小间隔为h h，那么小球从球面底端缓拉到那么小球从球面底端缓拉到顶端的过程中，绳的拉力顶端的过程中，绳的拉力F F及半球面对小球的支持力及半球面对小球的支持力FNFN如何变化？如何变化？三、类似三角形法三、类似三角形法N NT

10、TRhGRNLT受力特点：受力特点： 受三个力作用；受三个力作用； 一个力恒定不变大小、方向不变，另一个力恒定不变大小、方向不变，另两个力可变；两个力可变； 力三角形与几何三角形类似力三角形与几何三角形类似三、类似三角形法三、类似三角形法题型特点：题型特点： 【变式训练】AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端经过铰链固定在C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A，用力F拉绳，开场时BCA90，现使BCA缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC。此过程中，杆BC所受的力 A.大小不变 B.逐渐增大 C.逐渐减小 D.先增大后减小FACBTmgN三、类似三角形法

11、三、类似三角形法A 【例【例4】如下图，人站在岸上经过定滑轮用绳牵】如下图，人站在岸上经过定滑轮用绳牵引小船，假设水的阻力恒定不变，那么在船匀速引小船，假设水的阻力恒定不变，那么在船匀速靠岸的过程中，绳的拉力和船遭到的浮力如何变靠岸的过程中，绳的拉力和船遭到的浮力如何变化？化？四、正交分解法四、正交分解法四、正交分解法四、正交分解法题型特点：题型特点：受力特点：受力特点： 受多个力作用；受多个力作用； 知角度的变化情况知角度的变化情况 解题步骤：解题步骤：1.选某一形状对物体受力分析选某一形状对物体受力分析2.将物体受的力按选定方向正交分解将物体受的力按选定方向正交分解3.列平衡方程求出未知量

12、与知量的关系式列平衡方程求出未知量与知量的关系式4.根据知量变化情况来确定未知量的变化根据知量变化情况来确定未知量的变化 【变式训练】质量分别为【变式训练】质量分别为M、m的两个物体的两个物体系在一根经过轻滑轮的轻绳两端，系在一根经过轻滑轮的轻绳两端，M放在程度地放在程度地板上，板上，m被悬挂在空中被悬挂在空中 ，假设将，假设将M沿程度地板向沿程度地板向右缓慢挪动少许后右缓慢挪动少许后M仍静止，那么仍静止，那么 A绳中张力变大绳中张力变大 B滑轮轴所受的压力变大滑轮轴所受的压力变大 CM对地面的压力变大对地面的压力变大 DM所受的静摩擦力变大所受的静摩擦力变大mMB四、正交分解法四、正交分解法

13、阐明：力的三角形法与正交分解阐明：力的三角形法与正交分解法是处理共点力平衡问题的最法是处理共点力平衡问题的最常见的两种解法前者适于三常见的两种解法前者适于三力平衡问题，简捷、直观后力平衡问题，简捷、直观后者适于多力平衡问题，是根本者适于多力平衡问题，是根本的解法，但有时有冗长的演算的解法，但有时有冗长的演算过程，因此要灵敏地选择解题过程，因此要灵敏地选择解题方法方法 1.如下图，把球夹在竖直墙如下图，把球夹在竖直墙AC和木板和木板BC之间，不计摩擦，球对墙的压力为之间，不计摩擦，球对墙的压力为FN1，球对板的压力为，球对板的压力为FN2在将板在将板BC逐渐放至程度的过程中，逐渐放至程度的过程中

14、，FN1和和FN2怎怎样变化？样变化？作业作业2.如下图如下图,直角型杆直角型杆OB程度程度,杆上用两根杆上用两根细线拉住一个小球细线拉住一个小球,开场开场AC绳处于程度绳处于程度,现坚持两细绳间夹角不变现坚持两细绳间夹角不变,将整个安装将整个安装绕绕O轴沿顺时针方向缓慢转过轴沿顺时针方向缓慢转过90,那么那么在转动过程中在转动过程中,AC绳上的拉力绳上的拉力TAC,BC绳上的拉力绳上的拉力TBC怎样变化？怎样变化？OABC作业作业3. 一细绳一端固定在竖直放置的光一细绳一端固定在竖直放置的光滑圆环上的滑圆环上的B点，另一端系一质量为点，另一端系一质量为m的小球于的小球于A点，小球穿过圆环，细点，小球穿过圆环，细绳与竖直方向的夹角为绳与竖直方向的夹角为30，如下图，如下图，求细绳的拉力和环对小球的弹力求细绳的拉力和环对小球的弹力 作业作业4.有一个直角支架有一个直角支架AOB，OA程度放置，外表粗程度放置，外表粗糙，糙，OB竖直向下，外表光滑竖直向下，外表光滑OA上套有小环上套有小环P，OB上套有小