专题物理动态平衡中的变力分析

专题物理动态平衡中的变力分析第一页，共二十五页，编辑于2023年，星期四一、受力分析的方法和步骤：1、明确研究对象。即确定我们要分析哪个物体的受力情况。2、隔离物体分析。即将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体对它施加力的作用，方向如何，并将这些力一一画在受力图上。（注意力的方向）3、按顺序分析受力。一重二弹三摩擦，有外力直接加。接触力应逐个接触面去找，必要时要用力的概念和产生条件或假设法去判断这个接触力是否存在。

v不光滑vGN光滑GNfFvGNf不光滑第二页，共二十五页，编辑于2023年，星期四二、受力分析时应注意：1、应防止“漏力”和“添力”。为防止“漏力”-----必须按正确的顺序去分析。为防止“添力”----注意找施力物体，找不到则没有。2、深刻理解“确定研究对象”的含义。题目要求分析A物体受力，那么A物体对其它物体的作用力就不是A物体受的力。3、画受力图时，箭尾画在作用点上。（重心）FvGNf第三页，共二十五页，编辑于2023年，星期四三、动态平衡问题物体处于静止或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态。平衡条件——在共点力作用下物体的平衡条件是合力等于零。动态平衡问题就是通过控制某一物理量,使物体的受力情况发生变化而物体仍时刻处于动态平衡状态（匀速直线运动），对于每时刻任然满足平衡条件。第四页，共二十五页，编辑于2023年，星期四四、处理平衡问题的基本思路：1.确定平衡状态(加速度为零)2.巧选研究对象(整体法或隔离法)3.受力分析，画出受力分析图4.建立平衡方程5.求解或作讨论.第五页，共二十五页，编辑于2023年，星期四例1、在竖直墙壁上，用斜向上的恒力按着一重为G的木块沿墙壁作匀速运动，F与竖直方向的夹角为θ，求滑动摩擦因数μ。解题思路：对木块分情况进行受力分析→根据平衡条件建立力学方程组→解方程组求得μθFNFGffNFG第六页，共二十五页，编辑于2023年，星期四

NFGffNFGxyxyθθ第七页，共二十五页，编辑于2023年，星期四例2、如图所示，斜面倾角θ，木块M和斜面间滑动摩擦因数为μ，问物体m质量多大时，才能使木块匀速运动？解题思路：对物体进行受力分析求出绳子的拉力→对木块进行受力分析（考虑摩擦力的两种可能性）→根据平衡条件列式求解MmθMmθGMNfF1F2Gm第八页，共二十五页，编辑于2023年，星期四解析：对物体进行受力分析可知绳子的拉力F2=mg，故绳子拉木块的力大小为F1=F2=mg当木块沿斜面向上匀速运动时，受力分析如图1所示：X轴方向：F1=f+MgsinθY轴方向：N=Mgcosθf=μN解得

当木块沿斜面向下匀速运动时，受力分析如图2所示：X轴方向：F1+f=MgsinθY轴方向：N=Mgcosθf=μN解得MmθMmθGMNfF1F2GmGMNF1fF2Gmyxyx图1图2第九页，共二十五页，编辑于2023年，星期四例3、如图5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N1,球对木板的压力大小为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.N1始终减小,N2始终增大B.N1始终减小,N2始终减小C.N1先增大后减小,N2始终减小D.N1先增大后减小,N2先减小后增大解题思路:对小球受力分析→找出N1、N2与mg、θ的函数关系→自变量θ与N1、N2的变化关系第十页，共二十五页，编辑于2023年，星期四解析:如图所示,因为N1＝mg/sinθ,N2＝mg/tanθ,随着θ逐渐增大到90°,tanθ、sinθ都增大,N1、N2都随之逐渐减小,所以选项B正确.第十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期四例4、水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)．现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则(

)A．F先减小后增大 B．F一直增大C．F的功率减小 D．F的功率不变解题思路：对木箱进行受力分析→根据平衡条件找出F与G、θ的函数关系→根据θ的变化第十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期四解析：由木箱受力平衡可知：Fcosθ＝μ(G－Fsinθ)，即F＝

＝

，故F先减小后变大．根据P＝Fvcosθ＝μv(G－Fsinθ)可知F的功率减小．

答案：AC第十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期四本课小结受力分析动态分析典例运用第十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期四下节课再见第十五页，共二十五页，编辑于2023年，星期四4．如图16所示，不可伸长的轻绳一端固定于墙上O点，拉力F通过一轻质定滑轮和轻质动滑轮作用于绳另一端，则重物m在力F的作用下缓慢上升的过程中，拉力F的变化为(不计一切摩擦) (

)A．变大 B．变小C．不变 D．无法确定第十六页，共二十五页，编辑于2023年，星期四解析：设拴动滑轮的两绳与竖直方向夹角为θ，则2Fcosθ＝mg，所以F＝ ，随着θ角的增大，拉力F逐渐变大，故选A.答案：A第十七页，共二十五页，编辑于2023年，星期四如图2所示,轻质弹簧两端拴接质量均为m的小球A和B,置于成直角的L型木板PMN上,木板的上表面光滑.木板沿倾角为θ的固定斜面下滑,在木板沿斜面下滑的过程中,小球、弹簧与木板始终保持相对静止,不计空气阻力,下列说法正确的是(

B

)图2A.若斜面光滑,MN板对A的作用力大小为mgsinθB.若斜面光滑,弹簧对A没有弹力C.若木板沿斜面匀速运动,MN板对A的作用力大小为mgsinθD.若木板沿斜面匀速运动,弹簧对A的弹力大小为2mgsinθ解析若斜面光滑,取木板PMN、A、B两球及弹簧作为整体,受力分析知,运动的共同加速度为gsinθ.先隔离B分析,得知弹簧弹力为0.再隔离A分析,得知MN板对A的作用力为0,故A项错误,B项正确.若木板PMN沿斜面匀速运动时,分析方法同上,A、B均做匀速运动,加速度为0,弹簧对A的弹力为mgsinθ,MN板对A的弹力为2mgsinθ,故C、D项错误.第十八页，共二十五页，编辑于2023年，星期四6.如图所示，质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上，它与斜面的滑动摩擦因数为μ，在水平推力的作用下，物体沿斜面向上匀速滑动，则物体所受的摩擦力为：B、C

A.μmgcosθB.μ(mgcosθ+Fsinθ)C.μ(mgcosθ－Fsinθ)D.Fcosθ－mgsinθθ第十九页，共二十五页，编辑于2023年，星期四7.如图所示，斜面倾角为θ，物体A质量为m,沿斜面匀速下滑，板B静止，B和A的质量相等，若A与B间，A与斜面间的滑动摩擦因数相同，求绳上的拉力。BA第二十页，共二十五页，编辑于2023年，星期四第二十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期四共点力的平衡解题方法小结1.正确选取研究对象2.隔离物体，分析物体的受力，画出受力图3.根据作用效果，准确进行力的分解4.根据平衡条件，列方程求解重要推论——当物体处于平衡状态时，它所受的某一个力与它受的其余的力的合力等值反向。

此方法是力学解题中应用最普遍的方法，应注意学习。⑴共点力作用下物体的平衡条件是：F合=0；⑵在建立直角坐标系时，要考虑尽量减少力的分解。正交分解法把矢量运算转化成标量运算，极大的降低了数学应用的难度。

第二十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期四正交分解法解平衡问题的一般思维程序为①选择研究对象：处于平衡状态下的物体；②对研究对象进行受力分析，画好受力图；③建立直角坐标系（原则是尽量减少力的分解）；④根据平衡条件布列方程⑤解方程(组)，必要时验证结论。

第二十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期四四、处理平衡问题的基本思路：确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论.2.常用的方法(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用

假设

法.(2)求解平衡问题常用二力平衡法、矢量

三角形法、正交分解法