《创新设计2015高考物理一轮课件专题2 求解平衡问题的技法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《创新设计2015高考物理一轮课件专题2 求解平衡问题的技法（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题二 求解平衡问题的技法 技法一 整体法和隔离法在多物体平衡问题中的应用 1 研究对象的选取方法是整体法和隔离法 2 根据题目要求 ， 研究对象选取一个平衡体 (单个物体或系统 ， 也可以是结点 )作为研究对象 【 典例 1】 如图 1所示 ， 用一水平力 、 A、 下列判断正确的是 ( ) 图 1 A 物体的静摩擦力方向向上 B C 若 的重力 ， 则 D 不论 A、 的摩擦力 解析 将 A、 可以看出 对 受到的摩擦力方向向上 ， 由牛顿第三定律可知 的摩擦力方向向下 ， 于 A、 根据平衡条件可知 、 故 答案 D 即学即练 1 (2013临汾模拟 )如图 2所示 ， 在一根粗糙的水平
2、直杆上套有两个质量均为 两铁环上系着两根等长细线 ， 共同拴住质量为 两铁环与小球都处于静止状态 现想办法使得两铁环间距离增大稍许而仍能保持系统平衡 ， 则水平直杆对铁环的支持力 ( ) A B C D 图 2 答案 析 对铁环和小球受力分析如图所示，以整体为研究对象， 2 F N 2 可见 F N 与 角无关，即 F N 不变， B 错；摩擦力 F f F c ， 2 F si n 所以 F fMg c 2，所以说 F f 随着 角的减小而增大， C 对， D 错 技法二 合成法 、 效果分解法 、 正交分解法求解力的平衡问题 求解平衡问题的三种解法对比 方法 规律及特点 效果 分解法 当物
3、体只受三个力时，有时可以根据力的作用效果，把研究对象所受的某一个力沿另外两个力的反方向分解，将三力变四力构成两对平衡力 正交 分解法 把力沿两个相互垂直的坐标轴 (进行分解，再在这两个坐标轴上求合力的方法，但在选取坐标轴时应注意：可以不考虑力的实际作用效果，少分解力，尽量不要分解未知力，此方法常用于物体受多个 (三个以上 )作用力的平衡问题 合成法 根据力的平行四边形定则将某两个力进行合成，三力变二力，组成一对平衡力，物体受几个共点力平衡时，其中任一力都与其他力的合力等大反向 【典例 2 】 如图 3 ，一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子 b 悬挂一质量为 一端与一轻质绳相连于 c 点悬挂
4、质量为 衡时 好水平，此时质量为 同一水平线上且到 b 点的距离为 l ，到 a 点的距离为54l ，则两重物的质量之比( ) A 52B 2 C 54D 35图 3 解析 取 c 点为研究对象，设此时 与水平方向夹角为 . 方法一 合成法 因 c 点处于平衡状态，所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等，方向相反，根据平行四边形定则将力 F 与 图甲，则 si n si n 3 5，所以4， C 对 方法二 效果分解法 因 c 点处于平衡状态，所以可在 F 、 m 1 g 方向上分解 m 2 g ，如图乙，则同样有 si n m 2 g，所以m 1m 254， C 对 方法三 正交分解法 将
5、倾斜绳拉力 m 1 g 沿竖直方向和水平方向分解，如图丙，则 m 1 g m 2 g ，同样可得m 1m 254， C 对 答案 C 即学即练 2 如图 4所示 ， 不可伸长的轻绳跨过动滑轮 ， 其两端分别系在固定支架上的 A、 支架的左边竖直 ，右边倾斜 滑轮下挂一物块 ， 物块处于平衡状态 ， 下列说法正确的是 ( ) 图 4 A 若左端绳子下移到 重新平衡后绳子上的拉力将变大 B 若左端绳子下移到 重新平衡后绳子上的拉力将不变 C 若右端绳子下移到 重新平衡后绳子上的拉力将变大 D 若右端绳子下移到 重新平衡后绳子上的拉力将不变 解析 设绳子长度为 L， A、 d， 绳子与竖直方向的夹角
6、为 ， 绳子拉力为 T， 物块重力为 G， 根据平衡条件可得 2 G， 且由几何关系可得 d， 左端绳子下移到 重新平衡后 ， 考虑到 故依然满足 d， 绳子与竖直方向的夹角不变 ， 绳子上的拉力不变 ， 故 端绳子下移到 重新平衡后 ， 考虑到 故绳子与竖直方向的夹角 将增大 ， 根据力的合成知识可知 ， 等大的两个分力的合力不变时 ， 夹角越大分力越大 ， 故 答案 法三 假设法在平衡问题中的应用 在共点力平衡问题中 ， 若所研究的物体或关联物体的状态 、 受力关系不能确定或题中的物理现象 、 过程存在多种可能的情况常用假设法求解 ， 即假设其达到某一状态或受某力作用 ， 然后再进行判定
7、假设法解决物体受力平衡问题时 ， 常用在判断弹力及摩擦力的有无和方向上 【 典例 3】 一物块放在粗糙斜面上 ， 在平行斜面向上的外力 斜面和物块始终处于静止状态 ， 当 所示规律变化时 ， 物块与斜面间的摩擦力大小的变化规律可能是下列选项中的 ( ) 图 5 解析 静摩擦力的方向有沿斜面向上和沿斜面向下两种情况 ， 假设开始时静摩擦力方向沿斜面向下 ， 则有 Ff F， 静摩擦力随着 当 0后 ， 静摩擦力的方向变为沿斜面向上 ， 且随着 到 后保持不变 ， 设开始时 F， 静摩擦力为 0， 之后随着 静摩擦力方向沿斜面向上 ， 并有 F ， 则静摩擦力随着 直到 后保持不变 ， 答案 学即
8、练 3 如图 6所示 ， 将质量为 的固定斜面上 滑块与斜面之间的动摩擦因数为 重力加速度为 g， 则 ( ) 图 6 A 将滑块由静止释放 ， 如果 ， 滑块将下滑 B 给滑块沿斜面向下的初速度 ， 如果 ， 即， 故 A、 设滑块在平行于斜面向上的拉力 由平衡条件有： F 0， 若 ， 则 ， 即 F 2， 要使滑块在平行于斜面向下的拉力 由平衡条件有： F 0， 若 ， 则 ， 即 F 0， 答案 C 技法四 图解法在平衡中的应用 物体在 3个力的作用下处于平衡状态 ， 这 3个力首尾相连组成一个闭合的矢量三角形 ， 我们可以根据题意 ， 判断出 3个力中什么不变 ， 什么在变 ， 画出
9、下个平衡状态的 3个力组成的矢量三角形 ， 得出表示 3个力的长度的变化情况 ，从而得到 3个力的大小变化情况 【 典例 4】 如图 7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 球对木板的压力大小为 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 B C D 图 7解析 对小球受力分析 ， 如图所示 ， 根据物体在三个共点力作用下的平衡条件 ， 可将三个力构建成矢量三角形 ， 随着木板顺时针缓慢转到水平位置 ， 球对木板的压力 墙面对球的压力 故 答案 B 即学即练 4 如图 8所示，轻绳的一端系在质量为 一端系在一个轻质圆环上，圆环套在粗糙水平杆用水平力 物体处于图中实线位置，然后改变 环仍在原来的位置不动在这一过程中，水平拉力 F、环与杆的摩擦力 环对杆的压力 ( ) 图 8 A 持不变 ， B 渐增大 ， C 渐增大 ， D 渐减小 ， 解析 物体在 3个力的作用下处于平衡状态 ， 根据矢量三角形法 ， 画出力的矢量三角形 ， 如图所示 其中 ， 重力的大小和方向不变 ， 力 绳子的拉力 减小 ， 由图可以看出 ， 随之减小 ， 答案 D
