专题：动态平衡问题课件

1、专题：动态平衡问题专题：动态平衡问题1 1、力的合成与分解遵循平行四边形定则、力的合成与分解遵循平行四边形定则一、复习回顾：一、复习回顾：2 、力的三角形定则、力的三角形定则3、力的正交分解力的正交分解 平衡状态：如果一个物体在力的作用下平衡状态：如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动保持静止或匀速直线运动状态，我们说状态，我们说这个物体处于平衡状态。这个物体处于平衡状态。 平衡条件：在平衡条件：在共点力作用下共点力作用下物体的平衡物体的平衡条件是条件是合力为零合力为零 三力作用下的物体的平衡条件：三力作用下的物体的平衡条件： 任何两个力的合力和任何两个力的合力和第三个力必然等大第三个

2、力必然等大反向反向什么是动态平衡？什么是动态平衡？ 动态平衡问题动态平衡问题：通过控制某一物理量，使：通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢变化的平衡问题，从物体的状态发生缓慢变化的平衡问题，从宏观上看，物体是运动变化的，但从微观宏观上看，物体是运动变化的，但从微观上理解是平衡的，即任一时刻物体均处于上理解是平衡的，即任一时刻物体均处于平衡状态。平衡状态。 解决动态平衡问题的关键是：在变中找到解决动态平衡问题的关键是：在变中找到不变。不变。例例1 1：如图所示，细绳一端与光滑小：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球连接，另一端系在竖直墙壁上的A A点，当缩短细绳小球点，

3、当缩短细绳小球缓慢缓慢上移的过程上移的过程中，细绳对小球的拉力、墙壁对小球中，细绳对小球的拉力、墙壁对小球的弹力如何变化？的弹力如何变化？方法一：公式法方法一：公式法 例例2 2：人站在岸上通过定滑轮用绳牵引低处的小船，：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（列说法中正确的是（ ）（A A）绳的拉力不断增大）绳的拉力不断增大（B B）绳的拉力保持不变）绳的拉力保持不变（C C）船受到的浮力保持不变）船受到的浮力保持不变（D D）船受到的浮力不断减小）船受到的浮力不断减小方法一：公式法方法一：

4、公式法ADADG=F+Tsin f=Tcosf=Tcos 点评：多力平衡，正交分解用图解法进行分点评：多力平衡，正交分解用图解法进行分析。析。解决动态平衡的步骤解决动态平衡的步骤 正确分析物体动态平衡问题，可分三步进正确分析物体动态平衡问题，可分三步进行：行： 1、对物体的初状态进行受力分析。、对物体的初状态进行受力分析。 2、在变化过程中，找出不变的物理量。、在变化过程中，找出不变的物理量。 3、应用正交分解法分析物体的受力，列出、应用正交分解法分析物体的受力，列出平衡关系进行判断。平衡关系进行判断。 方法二、相似三角形法分析动态平衡问题：方法二、相似三角形法分析动态平衡问题：（1 1）相似

5、三角形：正确作出力的三角形后，如）相似三角形：正确作出力的三角形后，如能判定力的三角形与图形中已知长度的三角形能判定力的三角形与图形中已知长度的三角形（几何三角形）相似，则可用相似三角形对应（几何三角形）相似，则可用相似三角形对应边成比例求出三角形中力的比例关系，从而达边成比例求出三角形中力的比例关系，从而达到求未知量的目的。到求未知量的目的。（2 2）往往涉及三个力，其中一个力为恒力，另）往往涉及三个力，其中一个力为恒力，另两个力的大小和方向均发生变化，则此时用相两个力的大小和方向均发生变化，则此时用相似三角形分析。相似三角形法是解平衡问题时似三角形分析。相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一

6、种方法，解题的关键是正确的受力常遇到的一种方法，解题的关键是正确的受力分析，寻找力三角形和结构三角形相似。分析，寻找力三角形和结构三角形相似。 例例2 2、光滑的半球固定在水平地面上，球心正上、光滑的半球固定在水平地面上，球心正上方有一滑轮，轻绳的一端系一小球靠在半球上，另方有一滑轮，轻绳的一端系一小球靠在半球上，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图3 3所示，现缓慢地拉绳，在使小球沿球面上移过程中，所示，现缓慢地拉绳，在使小球沿球面上移过程中，半球对小球的支持力半球对小球的支持力F FN N和绳对小球的拉力和绳对小球的拉力F F拉拉的大小的大

7、小变化情况如何？变化情况如何？F FN NF F拉拉点评：合力大小方向不变，力的矢量三角形与点评：合力大小方向不变，力的矢量三角形与几何三角形相似。几何三角形相似。解决动态平衡的方法解决动态平衡的方法三力平衡问题用合成法，多力平衡用分三力平衡问题用合成法，多力平衡用分解法（正交分解法）。解法（正交分解法）。方法三、图解法方法三、图解法：对研究对象进行受力分析，再根：对研究对象进行受力分析，再根据三角形定则画出不同状态下的力的矢量图（画在据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）的长同一个图中），然后根据有向线段（表示力）的长度变化判断各力的变化情况。度

8、变化判断各力的变化情况。 图解法分析动态平衡问题，往往涉及三个力，其图解法分析动态平衡问题，往往涉及三个力，其中中一个力为恒力一个力为恒力，另一个力，另一个力方向不变方向不变，但大小发生，但大小发生变化，变化，第三个力则随外界条件的变化而变化第三个力则随外界条件的变化而变化，包括，包括大小和方向都变化。大小和方向都变化。 解答此类解答此类“动态型动态型”问题时，一定要认清哪些因问题时，一定要认清哪些因素保持不变，哪些因素是改变的，这是解答动态问素保持不变，哪些因素是改变的，这是解答动态问题的关键题的关键例例4 4：半圆形支架：半圆形支架BCDBCD上悬着两细绳上悬着两细绳OAOA和和OBOB，

9、结于圆心，结于圆心O O，下悬重为，下悬重为G G的物体，使的物体，使OAOA绳固定不动，将绳固定不动，将OBOB绳的绳的B B端沿半圆支架端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置从水平位置逐渐移至竖直的位置C C的过程的过程中，如图所示，分析中，如图所示，分析OAOA绳和绳和OBOB绳所受力绳所受力的大小如何变化？的大小如何变化？练习练习1 1：如图所示，电灯悬挂于两壁之间，更换：如图所示，电灯悬挂于两壁之间，更换水平绳水平绳OAOA使连结点使连结点A A向上移动而保持向上移动而保持O O点的位置点的位置不变，则不变，则A A点向上移动时（点向上移动时（ ）A A绳绳OAOA的拉力逐渐增大；的拉力逐渐增大；B B绳绳OAOA的拉力逐渐减小；的拉力逐渐减小；C C绳绳OAOA的拉力先增大后减小；的拉力先增大后减小；D D绳绳OAOA的拉力先减小后增大。的拉力先减小后增大。D D练习练习2 2：重：重G G的光滑小球静止在固定的光滑小球静止在固定斜面和竖