《高考物理二轮复习专题力与物体的平衡2共点力作用下物体的动态平衡学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习专题力与物体的平衡2共点力作用下物体的动态平衡学案（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2共点力作用下物体的动态平衡1动态平衡：是指平衡问题中的一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题2基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”3基本方法：图解法和解析法考点1“解析法”分析动态平衡问题例1如图所示，绳子质量、滑轮摩擦不计，物体M静止在倾角为的斜面上，若倾角增大，物体M仍然静止(连接M一端的绳子始终与斜面平行)下列判断正确的是()A绳子的拉力可能增大B斜面对地面的正压力增大C物体M受到的静摩擦力可能增大D物体M受到斜面的作用力可能增大解析对物体m受力分析，受重力和拉力，由二力平衡得到：Tmg，绳子拉力一定不变，故A错误；对M、
2、m和斜面的整体可知，地面对整体的支持力等于M、m和斜面体的重力之和，故斜面对地面的正压力不变，选项B错误；对物体M受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力；如果静摩擦力沿斜面向上，如图：根据平衡条件得到fTMgsin 0；NMgcos 0解得：fMgsin TMgsin mg；NMgcos 当变大时，f变大，N变小；如果静摩擦力沿斜面向下，同理可得到：fTMgsin mgMgsin ；NMgcos ；当变大时，f变小，N变小；综上所述可知，选项C正确；斜面对M的作用力应是N与f的合力，也是Mg与T的合力；增大时，Mg与T的大小不变，夹角增大，合力应变小D错误；故选C.答案C考点2“图解法”分析
3、动态平衡问题例2如图所示，质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为的斜面体置于光滑水平面上，有水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高(细绳尚未到达平行于斜面的位置)在此过程中()A绳对小球的拉力减小B斜面体对小球的支持力减少C水平推力F减小D地面对斜面体的支持力不变解析对小球受力分析如图所示，重力的大小方向不变，平移另两个力构成一首尾相连的闭合的三角形，滑块左移会引起FT的方向及大小的变化而FN的方向不变，且合力为0，则三力依然为闭合三角形，如图所示：则FT与FN相垂直时FT最小，此时细线和斜面平行，则闭合三角形发生如图所示变化，则细绳尚未到达平行于斜面的
4、位置时，FT逐渐变小，FN逐渐变大故选项A正确，B错误；对斜面体分析，受推力、支持力、重力和压力，根据平衡条件，有：FFNsin ，NMgFNcos ，由于FN增加，故支持力N和推力F均增加，故C、D错误；故选A.答案A考点3“相似三角形法”分析动态平衡问题例3如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔质量为m的小球套在圆环上一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是()AF不变，FN增大BF不变，FN减小CF减小，FN不变 DF增大，FN减小解析小球沿圆环缓慢上移可看作处于平
5、衡状态，对小球进行受力分析，作出受力示意图如图所示，由图可知OABGFA即：，当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，FN不变，故C正确答案C方法总结1图解法：如果物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，并且还有另一个力的方向不变，此时可用图解法，画出不同状态下力的矢量图，判断各个力的变化情况2解析法：如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根据自变量的变化确定因变量的变化3相似三角形法：此法是图解法的特例，一般研究对象受绳(杆)、或其它物体的约束，且物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化经典习题练习1如图
6、所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑小球被轻质细线系住放在斜面上细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢移动一段距离，斜面体始终静止移动过程中()A细线对小球的拉力变大B斜面对小球的支持力变大C斜面对地面的压力变大D地面对斜面的摩擦力变大解析：选A.AB、设小球和斜面的质量分别为m和M，绳子与斜面的夹角为.取球研究：小球受到重力mg、斜面的支持力N和绳子的拉力T，则由平衡条件得斜面方向：mgsin Tcos 垂直斜面方向：NTsin mgcos 使小球沿斜面缓慢上移时，增大，其他量不变，由式知，T变大由知，N变小，故A正确，B错误CD、对斜面分析受力：重力Mg、地面的支持力N和摩擦力
7、f，小球压力N，由平衡条件得fNsin ，N变小，则f变小，NMgNcos ，N变小，则N变小，由牛顿第三定律得知，斜面对地面的压力也变小，故C、D错误2 (多选)如图所示，质量分布均匀的光滑小球O，放在倾角均为的斜面体上，斜面体置于同一水平面上，且处于平衡，则下列说法中正确的是()A甲图中斜面体对球O弹力最大B丙图中斜面体对球O弹力最小C乙图中挡板MN对球O弹力最小D丙图中挡板MN对球O弹力最小解析：选AD.将甲、乙、丙、丁四种情况小球的受力图作在同一幅图上，如图，根据平衡条件得知，丁图中斜面体对小球的弹力为零，挡板对小球的弹力等于其重力G.斜面体对小球的弹力和挡板对小球的弹力的合力与重力大
8、小相等、方向相反，即得到三种情况下此合力相等，根据平行四边形定则得知，丙图中挡板MN对球O弹力FN挡最小，甲图中斜面体对球O弹力FN斜最大故B、C错误，A、D正确3 (多选)如图所示，质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，当小球B平衡时，绳子所受的拉力为T1，弹簧的弹力为F1；现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2k1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为T2，弹簧的弹力为F2，则下列关于T1与T2、F1与F2大小之间的关系正确的是()AT1T2BT1T2CF1F2 DF1F2解析：选BC.以小球B为研究对象，分析受力情况，如图所示由平衡条件可知，弹簧的弹力F和绳子的拉力T的合力F合与重力mg大小相等，方向相反，即F合mg，由三角形相似得：.当弹簧劲度系数变大时，弹簧的压缩量减小，故AB长度增加，而OB、OA的长度不变，故T1T2，F2F1；故A、D错误，B、C正确5
