【物理】模型强化：平衡与动态平衡-2023-2024学年高一物理备课高效互动课件（人教2019必修第一册）

高中物理必修一

第三章

相互作用——力

模型强化：平衡与动态平衡

一、平衡问题1、合成法：物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反。2、分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件。3、正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件。

一、平衡问题4、力的三角形法：对受三个力作用而平衡的物体，将力平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力。

一、平衡问题例1、如图所示，重物的质量为m，轻细绳AO和BO的端点固定。平衡时AO沿水平方向，BO与水平方向的夹角为θ。求轻绳AO的拉力F1和轻绳BO的拉力F2的大小。AOBθ

一、平衡问题

解法二：（分解法）F2共产生两个作用效果，一个是水平方向沿A→O拉绳子AO，另一个是沿竖直方向拉绳子。如图所示，将F2

沿这两个方向分解得：

一、平衡问题

一、平衡问题解法四：（力的三角形法）

结点Ｏ受到Ｆ１、Ｆ２和Ｆ３作用处于平衡状态，画出受力分析图，再将三个力的矢量平移到一个三角形中，三力构成首尾依次相接的封闭三角形，如图所示:

一、平衡问题解法五：（拉密定理法）对O点受力分析，如图所示，根据拉密定理有：

二、动态平衡问题1、动态平衡问题：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中。2、解决方法：（1）解析法：对研究对象进行受力分析，画出受力示意图，再根据物体的平衡条件列式求解，得到因变量与自变量的一般函数表达式，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。（2）图解法：对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析，在同一图中作出物体在若干状态下所受的力的平行四边形，由各边的长度变化及角度变化来确定力的大小及方向的变化情况。

二、动态平衡问题（3）相似三角形法：

在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，且题目给出了空间几何关系，多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似，可利用相似三角形对应边成比例进行计算。

二、动态平衡问题例2、如图,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B

二、动态平衡问题

二、动态平衡问题例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

()

A.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D

二、动态平衡问题解析：以小球为研究对象,分析受力情况如图所示：根据动态三角形可知,框架对小球的支持力不断减小,故A错误;水平拉力F

也一直减小,故B错误；以框架与小球组成的整体为研究对象,整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F

的作用,由图可知,水平拉力F

一直减小,所以地面对框架的摩擦力也一直在减小,整体的重力不变,所以地面对框架的支持力保持不变,故D正确,C错误。

二、动态平衡问题例4、如图所示，光滑半球面上的小球（可看成质点）被一绕过定滑轮的轻绳由底端缓慢拉到顶端的过程中，试