高中物理动态平衡受力分析

受力分精（）知识点1：动态平衡动态平体受到大小方向变化的力而保持平衡受分析问题中的难点是高考热门考点。在共点的平衡中，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。基本方解析、解和相似角法知识点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，然根据自变量的变化进行分析。通常需要借正交解和力的成解。别适合四力上平衡问题。例1一只小虫重为，慎跌入一个碗中，如图，碗内壁为一半径R球壳的一部分，且其深度为D碗与小虫脚间的动摩擦因数为小虫可顺利爬出碗口而不会滑入碗底，则的大值为多少（GR示D）如所上表面光滑的半圆柱体放在水平面,小物块从靠近半圆柱体点O的点在力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点,此程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态。下列说中正确的是()半圆柱体对小物块的支持力变大外力先变后变大地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小地面对半圆柱体的支持力变大1/知识点3：图解法图解法常用来解决动态平衡类问题，尤其适合物只受个作，其中一个为恒力的情况。根据平行四边形(三形定，将三个力的大小、向放在同一个三角形中利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方向的变化情况及变化范围，也常用于求极值问题。恒F+一向变力例3：如图1所示，用细绳通过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，细绳OA和结圆O下悬重G的体，使绳固定不动，将OB的B端半圆支架从水平位置逐渐至竖直位置的程中，分析绳OB绳受力的大小如何变化？αβ为m的：归：体到个而衡若中个大方不，一个的向变第个大方都在这种况当小方向改的力方不大可的力直存最值例6：如3装，为一滑轻杆，在处用链固定于竖墙壁上AC为不伸长的轻质拉索，重物Ｗ可在AB杆滑行(1)画出重移动AB杆中AB杆的力分析。试析当重物W从A向B端缓慢滑行的过程中，绳索中力的变化情况以及墙对AB杆作用力的变化情况。2/121122121122恒力F+某大不的力三力中有一个力确定．即大小、方向不变，一个力大小确定，这个力的方向及第三个力的大小方向变化情况待定。这类题目需辅助图法例7：如图所示，在做“验证力平行四边形定则”的实验时，两测力计通过细线拉橡皮条的结点，使其到达O点，此时α+=90°．然后保持M的读不变，而使α角小为保持结点位置不变，可采用的办法是（）A减N的数同时减小β角B减N的数同时增大角C增N的数同时增大β角D增N的数同时减小角例8如图示，质量为小球，用一细线悬挂在点．现用一大小恒定的外力﹤，慢将小球拉起，在小球可能的平衡位置中，细线与竖直方向的最大的偏角是多?3.力F+一小变角例9如图示的装置用两根细绳拉住一个小球两细绳间的夹角为绳呈平状态现整个装置在纸面内顺时针缓慢转动,转过90°.转动的过程,CA绳的拉力F和CB绳的拉力F的小生变化即()A先小后变大

B．先变大后变小

BC．逐渐减小

D．最减小到零

知识点4：相似三角形法相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法，属于图解法的特例情况。正确作出力的三角后，如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。往往涉及三个力，其中一个力为恒力，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。解题的关键是正确的受力分析，寻找力三形和结构三角形相似。例10：如所示，半径为R

的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，滑轮到球面的离为h绳的一端系一小球放在半球上的A点一端绕过定滑轮后用力拉住小球止，现缓慢地拉绳，在使小球由

到B

的过程中，半球对小球的支持力

N

和绳对小球的拉力T

的大小变化的情况是（）3/TTTTTNNNTTTTTNNNA、N大，变

B

、N变小，T变大、变，

先变小后变大

D、不，

变小例11：如图所示，质量不计的滑轮用轻绳悬挂B点另一条绳一端系重物C，绕过滑轮后，另一端固定在墙上A点若改变B点置使滑轮位置发生移动，但使A绳子始终保持水平，则可以判断悬点B所拉力F的大小变化情况是（）BFBBF．无论B向左、向右移F都小例12：(多选)一杆BO其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上B端一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示．现将细绳缓慢往左拉，使杆杆间的夹角渐小此过程中F及所压力的大小变化情况）F先小，后增大F始不变F先减小，后增大F始终不变知识点5：临界法若题目中出“最”“最小刚好等词语时，一般都有临界状态出现。求解平衡中的临界问题和极值问题时，首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点。临界条件必须在变化中寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而是把某个物理量推向极，即极大或极小，并依此作出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论。有时会出多解情况。常的界态:两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为物体间弹力为绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大;绳子绷紧与松弛的临界条为绳中张力为存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大。例13：轻绳的两端A、B固定在天花板上，绳能承受的最大拉力为。现

0

B用挂钩将一重物挂在绳子的结点处如所示，两端与竖直方向的夹角分别为°和°。要保证两绳均不绷断求此重物的重力不应超过多少？4/

0例：如图所示，在倾角为θ的固定粗糙斜面，一个质量为m的体被水平力F推静止于斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，且＜，力的值范围。例：如图所示三长度均为L的绳分别连接于两A两被悬挂在水平天花板,距2L。现在点悬挂一个质量为m重物为使CD绳保持水,在点可施加力的最小值是多少知识点6：假设法假设法，就是以已有的经验和已知的事实为基础，对所求知的结果、结论或现象的原因作推测或假定性的说明，然后根据物理规律进行分析、推理和验证。假设法主要有两种情况假某条件存在或不存在判断由此带来的现象是否与题设条件相符。(2)假设处于题设中的临界状态，以题为依据，寻求问题的切入点，进解决该问题。例16多)如图所示，竖直平面内质量m的球与三条相同的轻质弹簧相连接。静止时相邻两弹簧间的夹角均为120°知弹簧a对球的作用力均为弹c对小球的作用力的大小可能()A.B.F＋mgC.FD.－F其他问例17如图示，两相距L的直杆，用一根长度大于L的绳分别固定在杆的AB两，细绳上用一光滑的挂钩吊一个重物，其重力为G.当上下移动A端悬挂点时G可由移动，若将点缓慢向杆下方移动一小段时，绳上张力的变化情况是（）均不变C.均小

均变大均先变小后变大（注：如果杆左右移动时绳中张力如何变化？）5/12122121212212例：如图示，一根轻绳跨过光滑定滑轮，两端分别系一个质量为m、m的块。放在地面上，离地面有一定高度。当的量发生改变时的速度的小也将随之改变。以下的四个象，最能准确反映与m间的关系的是)例19一个圆球形薄壳容器所受重力为G，用一线悬挂起来，如图所示。现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，将小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，对容器和容器内的水组成的系，下列说法正确的是()．系统的重心慢慢下降．系统的重心先下降后上升．系统对地球的引力先减小后增大．有可能绳的方向不竖直例(多选)如图所示粗水平面上放置质分别为和2m四个木块其两个质量为的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为木与水平面间的动摩擦因数相同，认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力平拉力F其中一个质量为2m木块个木块一起匀速运动，则需要满足的条件是)μ木块与水平面间的动摩擦因数最大为2μ木块与水平面间的动摩擦因数最大为水平拉力F大为2μmg水平拉力最为3μmg例21在机设计中常用到下面的力学原理，如图所示，只要使连杆与滑块所平面间的夹角θ大于某个值，那么，无论连杆对滑块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆对块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力学上称为“自锁”现(设滑块与所在平面间的动擦因数为μ)，满足什么条件才能使滑块满足“自锁”现象？答案：≥μ6/121T1T2121T1T2T1

课后作如图所示，人和物处于静止状态．当人拉着绳向右跨出一步后，人和物仍保持静止．不计绳与轮的摩擦，下列说法中正确的()．绳的拉力大小不变．人所受的合外力增大．地面对人的摩擦力增大．人对地面的压力减小有个直角支架AOBAO水平放置，表面粗糙OB竖向下，表面光滑AO上有小环P，OB套有小环Q两质量均为，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，如图所示。现将环左移一小段距离，两再次达到平衡，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环支力和绳上拉力T的化情况是A．N不，变C．变，变

B．N不，变DN变，变3.如所,两块放在水平面,们之间用细线相两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样两块与水平面间的动摩擦因数相同。先后用水平力F和拉A、一匀速运动则()F>C.F>F

B.=FD.F=F如所示，在绳下端挂一物体，用力F拉体使悬线偏离竖直方向的角为，保持其平衡。保持不变，当拉力有最小值时，与水平方向的夹角β应)A0C．

D．2如所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮A端固定在墙上，且绳保持水平C端一重物BO与竖直方向夹角θ＝45°，系统保持平。若保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆作用力小变化情况是()．只有角θ变小，作用力才变大．只有角θ变，作用力才变大．不论角θ变或变小，作用力都是变大．不论角θ变大或变小，作用力都不变7/OB12121211OB12121211．如图所示，固定在水平地面上的物体，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶上的小滑轮，一端系有质量为m＝kg的小球与心连线跟水平方向的夹角θ＝60°所受拉沿圆切线方向。绳的另一端水平连接物块三物块重均为50N作在物块水平力F＝整系统处于平衡状态，取＝，则以下说法正确的()．1和2之间的摩擦力是20N．2和3之的摩擦力是20N．3与面间的摩擦力为20N．物块3受力作用如所示用OAOB两轻绳将物体悬于两竖直墙之间始时绳平现持O位置不变，改变OB绳使绳端由B点慢上移至点此时与OA之的夹角θ。设此过程中、OB的拉力分别为F、，列说法正确的是()A逐增大C．逐增大

BF逐渐减小D．逐减如所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，轻杆A端铰链固定，滑轮在A点正上方(轮大小及摩擦均可不计，轻杆B端一物，现将绳的一端拴在杆的B端用拉力将端慢上拉均未)在杆达到竖直前，以下分析正确的是()A绳子越来越容易断C．AB杆来越容易断

B绳子越来越不容易断D．AB杆来越不容易断右是给墙壁粉刷用的“涂料滚”的示意图用用竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上