对生产者均衡点与消费者均衡点平衡状态的分析

对生产者均衡点与消费者均衡点平衡状态的分析
对生产者均衡点与消费者均衡点平衡状态的分析

城市建设与管理学院《西方经济学》教程教师:陈涛

姓名:李艳梅

专业:工程管理

学号:20131150078

对生产者均衡点与消费者均衡点平衡状态的分析

摘要:在市场经济体制中,消费者依据效用最大化的原则购买实物,生产者依据利润最大化的原则来生产商品决策销售。在经济学中,均衡指的是这样一种状态:各个经济决策者(消费者、生产者等)所做出的决策正好相容,并且在外界条件不变的情况下,每个人都不会愿意再调整自己的决策,从而不改变其经济行为。所谓均衡分析方法,就是假定外界诸因素(自变量)是已知的和固定不变的,然后再研究因变量达到均衡时应具备的条件。

关键词:生产者均衡;消费者均衡;边际成本;边际利益;效用最大化

1.1什么是生产者均衡点(producer equilibrium)

1.1.1 生产者均衡的定义

生产者均衡,即为厂商谋求利润最大化或成本最小化,但是受制于其他条件或其他利益主体,主要提供要素的厂商,市场价格等方面的约束,各种要素交织在一起,使生产者达到最优状态。也可以说是指在既定成本下,如何实现利润最大化的问题。

而生产者均衡的基本条件是,边际成本等于边际利益(MR=MC),因为每一个可能的边际利益线与边际成本线的交点都发生在边际成本线上,所以企业的供给曲线就是企业的边际成本线,企业按照边际成本线决定价格和产出就能实现它的利润最大化。

而边际成本(MC)是指企业每增加一单位产量所增加的总成本量。

边际收益(MR)是指企业每增加销售一单位的产品所增加的收入。

1.1.2 生产者均衡的条件

①产量既定

由于产量既定,所以某一产量下的等产量线就是已知的,假设生产要素的价格也是确定的,那么等成本线的斜率的绝对值也可以知道,即两种要素的价格比:PL/PK。如图所示:

在众多的等成本线中必有一条,而且也只有一条等成本线与既定的等产量线相切。在等成本线AB上除切点外的其他任何一点代表的要素所费成本,同切点所代表的要素成本虽然相同,但不能生产出所要求的既定产量;等成本线AB左侧的等成本线虽然代表的成本支出比较少,但生产不出要求的既定产量;等成本线右侧的有些要素组合虽然可以生产出要求的既定产量,但相应的成本也随之增加,因此,只有在等产量曲线与等成本线相切的切点E是符合条件的要素投入组合。

②成本既定

假设厂商愿意花费的成本既定,而且生产要素的价格确定,从而等成线AB 是确定的,需要寻求能够使产量达到最大化的生产要素投入组合。

如图所示:

现有技术条件下的等产量线有很多,但为了使一定成本下的总产量达到最大,只有等产量线与既定等成本线相切的切点E处是符合要求的要素投入组合。因为等产量线Q2所代表的产量虽然大于等产量Q0,但所需要的总成本也比较大,也就是说,现有的成本支出难以购买到那么多生产所需要的投入要素;至于等产量线Q1与既定的等成本线有交点,且交点处代表的成本也没有增加,但其产量小于Q0,也就是说,用既定成本购买到的生产要素组合不能使产量达到最大。因此,同前述一样,成本既定条件下的要素最优投入组合在等产量线与等成本线的切点E处。

1.2 什么是消费者均衡点

它是研究单个消费者在既定收入条件下实现效用最大化的均衡条件。消费者均衡是指在既定收入和各种商品价格的限制下选购一定数量的各种商品,以达到最满意的程度。消费者均衡是消费者行为理论的核心。消费者均衡实现的假设条件有消费者的偏好既定、消费者的收入既定和物品的价格既定三个方面:

1.2.1 消费者的偏好既定

这就是说,消费者对各种物品效用的评价是既定的,不会发生变动。也就是

消费者在购买物品时,对各种物品购买因需要程度不同,排列的顺序是固定不变的。比如一个消费者到商店中去买盐、电池和点心,在去商店之前,对商品购买的排列顺序是盐、电池、点心,这一排列顺序到商店后也不会发生改变。这就是说先花第一元钱购买商品时,买盐在消费者心目中的边际效用最大,电池次之,点心排在最后。

1.2.2 消费者的收入既定

由于货币收入是有限的,货币可以购买一切物品,所以货币的边际效用不存在递减问题。因为收入有限,需要用货币购买的物品很多,但不可能全部都买,只能买自己认为最重要的几种。因为每一元货币的功能都是一样的,在购买各种商品时最后多花的每一元钱都应该为自己增加同样的满足程度,否则消费者就会放弃不符合这一条件的购买量组合,而选择自己认为更合适的购买量组合。

1.2.3 物品的价格既定

由于物品价格既定,消费者就要考虑如何把有限的收入分配于各种物品的购买与消费上,以获得最大效用。由于收入固定,物品价格相对不变,消费者用有限的收入能够购买的商品所带来的最大的满足程度也是可以计量的。因为满足程度可以比较,所以对于商品的不同购买量组合所带来的总效用可以进行主观上的分析评价。

1.2.4 消费者均衡点

无差异曲线代表的是消费者对不同商品组合的主观态度,而预算线约束则显示了消费者有支付能力的商品消费的客观条件,将两者放在一起,就能决定消费者的最后选择。把无差异曲线与预算线合在一个图上,那么,预算线必定与无差异曲线中的一条切于一点,这个切点就是消费者均衡点。如图所示:

为什么只有在E点才能实现消费者均衡呢?从上图中可以看出,I3代表的效用大于I2的,但I3与直线AB既不相交,也不相切,说明达到I3效用水平的X 商品与Y商品的数量组合在收入与价格既定的条件下是无法实现的。AB线与I1相交于C、D。在C点和D点所购买的X商品与Y商品的组合也是收入与价格既定条件下的最大组合,但I1

假设X商品的价格为PX,Y商品的价格为PY,所购买的X与Y的数量为QX 与QY,X与Y的边际效应分别为:MUX和MUY,每一单位货币的边际效用为MUm。这样,我们可以把消费者均衡的条件写为:

Px·Qx+Py·Qy=M

MUx = MUy =MUm

Px Py

1.3 价格-消费曲线的分析

消费者效用最大化的均衡条件在于在一定的预算约束下,消费者为了实现最大的效用而选择最优的商品组合,使得商品的边际替代率等于商品的价格之比。即当MRS12=P1/P2时,消费者才能获得最大利润。而消费曲线是在消费者的偏好、收入以及其他商品价格不变的条件下,与某一商品的不同价格水平相联系的消费者效用最大化地均衡点的轨迹。

如图所示:

在图中,假定商品1的初始价格为P1,相应的预算线为AB,它与无差异曲线U1相切于效用最大化的均衡点E1。如果商品1的价格由P1下降为P2,相应的预算线由AB移至AB',于是,AB'与另一种较高无差异曲线U2相切于均衡点E2。以此类推,当AB移至AB''时,AB''与另一条更高的无差异曲线U3相切于

均衡点E3……,因此不难发现,随着商品1的价格的不断变化,可以找到无数个诸

如E1、E2、E3……那样的均衡点。

1.4 消费者均衡点与生产者均衡点的分析

受价值规律的影响,价格是呈现波动趋势的,消费者的偏好、收入以及其他

因素都会影响消费者的选择。因此,消费者均衡点是在消费者绝对理性并对市场

条件的分析绝对准确的情况下形成的。

而作为生产商,为了实现既定成本条件或既定产量条件下的最大产量,必须

选择最优的生产要素组合,使得两要素的边际替代率等于两要素的价格比例。这

也是两种生产要素的最优组合的原则。因为边际技术替代率可以表示两要素的边

际产量之比,所以,上式可以写为: MRTSLK=MPL/MPK。它表示:为了实现既定

产量条件下的最小成本,厂商应该通过对两要素投入量的不断调整,使得花费在

每一种要素上的最后一单位的成本支出所带来的边际产量相等。

厂商生产的目的是为了追求最大的利润。在完全竞争条件下,对厂商来说,

商品的价格和生产要素的价格都是既定的,厂商可以通过对生产要素投入量的不

断调整来实现最大的利润。厂商在追求最大利润的过程中,可以得到最优的生产

要素组合。

假定:在完全竞争的条件下,企业的生产函数为Q=f(L、K),既定的商品的

价格为P,既定的劳动的价格和资本的价格分别为w和r,W表示利润。由于厂商

的利润等于收益减去总成本,于是,厂商的利润函数为:W(L、K)=P*f(L、K)-(wL+rK) 式中,P*f(L、K)表示总收益,(wL+rK)表示总成本,而L的多少取决于产量,产

量的多少取决于利润。

根据上式,我们只能证明,追求利润最大化的厂商是可以得到最优的生产要

素的组合的,但是,在经济社会多方面的因素,包括政策等因素的驱使,使得生

产均衡点并非时刻都能分析得当。从公式上看,消费者均衡公式为MRTSLK=MPL/MPK,生产者均衡公式为MRTSLK=MPL/MPK=w/r。二者的决定因素并

非相等,因此生产者均衡点与消费者均衡点不能重合。

1.5 效用最大化的实例分析

(1)、例题:假设某个消费者准备购买X与Y两种商品,已知两种商品的价格分别为Px=10,Py=20元,该消费者的收入为100元,并将其全部用于购买X和Y两种商品。两种商品的边际效用MUx和MUy如表,此消费者应该购买多少X,多少Y才能使得总效用最大?

如图:

(2)、分析过程:根据收入约束条件:100=10X+20Y的限制,该消费者能够购买的X和Y这两种商品的所有整数的组合是有限的。依据给定的条件,该消费者购买这两种商品不同数量的组合,及相应的MUx/Px与MUy/Py和总效用,如表3所示。根据表3所列出的资料,运用实现消费均衡的限制条件,就可以确定该消费者实现效用最大化的两种商品的购买量组合比例。

由表2可以看出:只有在Qx=4,Qy=3的购买量组合时,才既符合收入条件的限制,又符合MUx/Px=MUy/Py的要求。此时,该消费者购买X商品所带来的总效用为14,购买Y商品所带来的总效用为15,购买X商品与Y商品所带来的总效用

为14+15=29。也就是实现了消费均衡。具体分析过程和结果见表2和表3。

1.6 消费者均衡一般归结为在限制条件下求解效用函数的极大值问题

设效用函数和预算限制分别为:

TU = U(X,Y)

Px·Qx + Py·Qy =M

由拉格朗日函数可得,效用函数TU = U(X,Y)的总效用达到极大值的必要条件是:

X的边际效用Ux = X的价格Px

Y的边际效用Uy Y的价格Py

即Ux = Uy

Px Py

参考文献:

[1]《西方经济学》第二版梁小民编著第104页、第145页、第96页.

[2]《西方经济学》百度文库.2012-08-31 [引用日期2013-04-21] .

[3]《经济学原理》(英)马歇尔著.北京出版社.第84页.

[4]高鸿业:西方经济学(第四版).中国人民大学出版社2007 .(来源于思源电子图书馆)

[5] 梁小民:高级宏观经济学.北京:北京大学出版社2004 .(百度文书)

[6] 梁诣远:西方经济学.北京:高等教育出版社2000 .(百度文书)

高中物理专题:受力分析与动态平衡问题

图1 图1-4 高中物理专题:受力分析与动态平衡问题 例1.如图1所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α=60°。则小球的质量比m 2/m 1为 A . B . C . D . 2. 如图所示,物体A 靠在竖直墙面上,在力F 作用下,A 、B 保持静止。物体B 的受力个 数为( ) A .2 B .3 C .4 D .5 例2. 如图1所示,一个重力G 的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态。今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板和斜面对球的压力大小如何变化? 思考1:所示,小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑斜面上,小球质量为m ,斜面倾角为θ,向左缓慢推动斜面,直到细线与斜面平行,在这个过程中,绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况? (答案:绳上张力减小,斜面对小球的支持力增大) 思考2:如图所示,细绳一端与光滑小球连接,另一端系在竖直墙壁上的A 点,当缩短细绳小球缓慢上移的过程中,细绳对小球的拉力、墙壁对小球的弹力如何变化? 例2.如图所示,质量为m 的小球用细线悬于天花板上。在小球上作用水平拉力F ,使细线与竖直方向保持θ角,小球保持静止状态。现让力F 缓慢由水平方向变为竖直方向。这一过程中,小球处于静止状态,细线与竖直方向夹角不变。则力F 的大小、细线对小球的拉力大小如何变化?

例3.轻绳一端系在质量为m 的物体A 上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN 的圆环上。现用水平力F 拉住绳子上一点O ,使物体A 从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中,环对杆的摩擦力F 1和环对杆的压力F 2的变化情况是 A .F 1保持不变,F 2逐渐增大 B .F 1逐渐增大,F 2保持不变 C .F 1逐渐减小,F 2保持不变 D .F 1保持不变,F 2逐渐减小 思考:如图3-4所示,在做“验证力的平行四边形定则”的实验时, 用M 、N 两个测力计通过细线拉橡皮条的结点,使其到达O 点,此时 α+β= 90°.然后保持M 的读数不变,而使α角减小,为保持结点 位置不变,可采用的办法是( )。 (A)减小N 的读数同时减小β角 (B)减小N 的读数同时增大β角 (C)增大N 的读数同时增大β角 (D)增大N 的读数同时减小β角 例4.如图4所示,在水平天花板与竖直墙壁间,通过不计质量的柔软绳子和光滑的轻小滑轮悬挂重物G =40N ,绳长L =2.5m ,OA =1.5m ,求绳中张力的大小,并讨论: (1)当B 点位置固定,A 端缓慢左移时,绳中张力如何变化? (2)当A 点位置固定,B 端缓慢下移时,绳中张力又如何变化? 思考:如图所示,长度为5cm 的细绳的两端分别系于竖立地面上相距为4m 的两杆的顶端A 、B ,绳子上挂有一个光滑的轻质钩,其下端连着一个重12N 的 物体,平衡时绳中的张力多大? 思考:人站在岸上通过定滑轮用绳牵引低处的小船,若水的阻力不变,则船在匀速靠岸的过程中,下列说法中正确的是( ) (A )绳的拉力不断增大 (B )绳的拉力保持不变 (C )船受到的浮力保持不变 (D )船受到的浮力不断减小 图3-4

专题受力分析_共点力的平衡

专题受力分析、共点力的平衡 一.受力分析 力学中三种常见性质力 1.重力:(1)方向:竖直向下(2)作用点:重心 2. (1)有多少个接触面(点)就有可能有多少个弹力 (2)常见的弹力的方向: 弹簧对物体的弹力方向:与弹簧恢复原长的方向相同 绳子对物体的弹力:沿着绳子收缩的方向. 面弹力(压力,支持力):垂直于接触面指向受力的物体. 3.摩擦力 (1)有多少个接触面就有可能有多少个摩擦力 (2)静摩擦力方向:与相对运动的趋势方向相反 (3)滑动摩擦力的方向:与相对运动方向相反 二.受力分析 1.步骤(1).确定研究对象(受力物体):可以是一个整体,也可以个体(隔离分析) 注意:只分析外界给研究对象的力,研究对象给别人的力不分析 (2). 受力分析要看物体的运动状态:静止还是运动 2.顺序:(1)外力:外力可以方向不变地平移 (2)重力 (3)接触面的力(弹力,摩擦力) 先弹力:看有几个接触面(点)。判断面上若有挤压,则垂直于接触面有弹力。 其次摩擦力:若有相对运动或者相对运动趋势,则平行于接触面有摩擦力 分析完一个面(点),再分析其他面(点) 3.检验:是否多画力或者漏画力 检查每一个力的施力物体是否都是别的物体 静止水平面 竖直面 运动斜面 二、共点力的平衡 1.共点力 作用于物体的或力的相交于一点的力. 2.平衡状态 (1)物体保持或的状态. (2)通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化的过程(动态平衡). 物体的速度为零和物体处于静止状态是一回事吗? 提示:物体处于静止状态,不但速度为零,而且加速度(或合外力)为零.有时,物体速度为零,但加速度不一定为零,如竖直上抛的物体到达最高点时;摆球摆到最高点时,加速度都不为零,都不属于平衡状态.因此,物体的速度为零与静止状态不是一回事.

求解共点力平衡问题的常见方法(经典归纳附详细答案)

求解共点力平衡问题的常见方法 共点力平衡问题,涉及力的概念、受力分析、力的合成与分解、列方程运算等多方面数学、物理知识和能力的应用,是高考中的热点。对于刚入学的高一新生来说,这个部分是一大难点。 一、力的合成法 物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反; 1.(2008年·广东卷)如图所示,质量为m 的物体悬挂在轻质支架上,斜梁OB 与竖直方向的夹角为θ(A 、B 点可以自由转动)。设水平横梁OA 和斜梁OB 作用于O 点的弹力分别为F 1和F 2,以下结果正确的是( ) A.F 1=mgsinθ B.F 1= sin mg q C.F 2=mgcosθ D.F 2=cos mg q 二、力的分解法 在实际问题中,一般根据力产生的实际作用效果分解。 2、如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一质量为m 的光滑小球,球被竖直的木板挡住,则球对挡板的压力和球对斜面的压力分别是多少? 3.如图所示,质量为m 的球放在倾角为α的光滑斜面上,试分析挡板AO 与斜面间的倾角β多大时,AO 所受压力最小。 三、正交分解法 解多个共点力作用下物体平衡问题的方法 物体受到三个或三个以上力的作用时,常用正交分解法列平衡方程求解: 0x F =合,0 y F =合. 为方便计算,建立坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则 . θ

4、如图所示,重力为500N 的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N 的物体,当绳与水平面成60° 角时,物体静止。不计滑轮与绳的摩擦,求地面对人的支持力和摩擦力。 四、相似三角形法 根据平衡条件并结合力的合成与分解的方法,把三个平衡力转化为三角形的三条边,利用力的三角形与空间的三角形的相似规律求解. 5、 固定在水平面上的光滑半球半径为R ,球心0的正上方C 处固定一个小定滑轮,细线一端拴一小球置于半球面上A 点,另一端绕过定滑轮,如图5所示,现将小球缓慢地从A 点拉向B 点,则此过程中小球对半球的压力大小N F 、细线的拉力大小T F 的变化情况是 ( ) A 、N F 不变、T F 不变 B. N F 不变、T F 变大 C , N F 不变、T F 变小 D. N F 变大、T F 变小 6、两根长度相等的轻绳下端悬挂一质量为m 物体,上端分别固定在天花板M 、N 两点,M 、N 之间距离为S ,如图所示。已知两绳所能承受的最大拉力均为T ,则每根绳长度不得短于____ 。 五、用图解法处理动态平衡问题 对受三力作用而平衡的物体,将力矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭力三角形,进而处理物体平衡问题的方法叫三角形法;力三角形法在处理动态平衡问题时方便、直观,容易判断. 7、如图4甲,细绳AO 、BO 等长且共同悬一物,A 点固定不动,在手持B 点沿圆弧向C 点缓慢移动过程中,绳BO 的张力将 ( ) A 、不断变大 B 、不断变小 C 、先变大再变小 D 、先变小再变大 六.矢量三角形在力的静态平衡问题中的应用 若物体受到三个力(不只三个力时可以先合成三个力)的作用而处于平衡状态,则这三个力一定能构成一个力的矢量三角形。三角形三边的长度对应三个力的大小,夹角确定各力的方向。 8.如图所示,光滑的小球静止在斜面和木版之间,已知球重为G ,斜面的倾角为θ,求下列情况

共点力动态平衡分类及解题方法总结

共点力动态平衡问题分类及解题方法 一、总论 1、动态平衡问题的产生——三个平衡力中一个力已知恒定,另外两个力的大小或者方向不断变化,但物体仍然平衡,典型关键词——缓慢转动、缓慢移动…… 2、动态平衡问题的解法——解析法、图解法 解析法——画好受力分析图后,正交分解或者斜交分解列平衡方程,将待求力写成三角函数形式,然后由角度变化分析判断力的变化规律; 图解法——画好受力分析图后,将三个力按顺序首尾相接形成力的闭合三角形,然后根据不同类型的不同作图方法,作出相应的动态三角形,从动态三角形边长变化规律看出力的变化规律。 3、动态平衡问题的分类——动态三角形、相似三角形、圆与三角形(2类)、其他特殊类型 二、例析 1、第一类型:一个力大小方向均确定,一个力方向确定大小不确定,另一个力大小方向均不确定——动态三角形 【例1】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F N1,球对木板的压力大小为F 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 .F N1始终减小,F N2始终增大 B .F N1始终减小,F N2始终减小 C .F N1先增大后减小,F N2始终减小 D .F N1先增大后减小,F N2先减小后增大 解法一:解析法——画受力分析图,正交分解列方程,解出F N1、F N2随夹角变化的函数,然后由函数讨论; 【解析】小球受力如图,由平衡条件,有 联立,解得:θsin 2N mg F =,θtan 1N mg F = 木板在顺时针放平过程中,θ角一直在增大,可知F N1、F N2都一直在减 小。选B 。 解法二:图解法——画受力分析图,构建初始力的三角形,然后“抓住 不变,讨论变化”,不变的是小球重力和F N1的方向,然后按F N2方向变化规 律转动F N2,即可看出结果。 【解析】小球受力如图,由平衡条件可知,将三个力按顺序首尾相接,可形成如右图所示闭合三角形,其中重力mg 保持不变,F N1的方向始终水平向右,而F N2的方向逐渐变得竖直。 则由右图可知F N1、F N2都一直在减小。 【拓展】水平地面上有一木箱,木箱与地面间的动摩擦因数为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 的方向与水平地面的夹角为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 一直减小 D .F 先增大后减小 解法一:解析法——画受力分析图,正交分解列方程,解出F 随夹角θ变化的函数,然后由函数讨论; 【解析】木箱受力如图,由平衡条件,有 F N F mg F f θ F N2 mg F F N1 F mg θ

物体的受力(动态平衡)分析典型例题

物体的受力(动态平衡)分析及典型例题 受力分析就是分析物体的受力,受力分析是研究力学问题的基础,是研究力学问题的关键。 受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点。 一.几种常见力的产生条件及方向特点。 1.重力。 重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,只要物体在地球上,物体就会受到重力。 重力不是地球对物体的引力。重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。 重力的方向:竖直向下。 2.弹力。 弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。 判断弹力有无的方法:假设法和运动状态分析法。 弹力的方向与施力物体形变的方向相反,与施力物体恢复形变的方向相同。 弹力的方向的判断:面面接触垂直于面,点面接触垂直于面,点线接触垂直于线。 【例1】如图1—1所示,判断接触面对球有无弹力,已知球静止,接触面光滑。图a 中接触面对球 无 弹力;图b 中斜面对小球 有 支持力。 【例2】如图1—2所示,判断接触面MO 、ON 对球有无弹力,已知球静止,接触面光滑。水平面ON 对球 有 支持力,斜面MO 对球 无 弹力。 【例3】如图1—4所示,画出物体A 所受的弹力。 a 图中物体A 静止在斜面上。 b 图中杆A 静止在光滑的半圆形的碗中。 c 图中A 球光滑,O 为圆心,O '为重心。 【例4】如图1—6所示,小车上固定着一根弯成α角的曲杆,杆的另一端固定一个质 图1—1 a b 图1—2 图1—4 a b c

量为m 的球,试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向:(1)小车静止;(2)小车以加速度a 水平向右加速运动;(3)小车以加速度a 水平向左加速运动;(4)加速度满足什么条件时,杆对小球的弹力沿着杆的方向。 3.摩擦力。 摩擦力的产生条件为:(1)两物体相互接触,且接触面粗糙;(2)接触面间有挤压;(3)有相对运动或相对运动趋势。 摩擦力的方向为与接触面相切,与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。 判断摩擦力有无和方向的方法:假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。 【例5】如图1—8所示,判断下列几种情况下物体A 与接触面间有、无摩擦力。 图a 中物体A 静止。图 b 中物体A 沿竖直面下滑,接触面粗糙。图 c 中物体A 沿光滑斜面下滑。图 d 中物体A 静止。 图a 中 无 摩擦力产生,图b 中 无 摩擦力产生,图c 中 无 摩擦力产生,图d 中 有 摩擦力产生。 【例6】如图1—9所示为皮带传送装置,甲为主动轮,传动过程中皮带不打滑,P 、Q 分别为两轮边缘上的两点,下列说法正确的是:( B ) A .P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相反 B .P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反, Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同 C .P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同, Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反 D .P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同 【例7】如图1—10所示,物体A 叠放在物体B 上,水平地面光滑,外力F 作用于物体B 上使它们一起运动,试分析两物体受到的静摩擦力的方向。 图1—8 图1—9

动态平衡受力分析专题

专题 动态平衡中的三力问题 图解法分析动态平衡 在有关物体平衡的问题中,有一类涉及动态平衡。这类问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。根据现行高考要求,物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点,许多同学因不能掌握其规律往往无从下手,许多参考书的讨论常忽略几中情况,笔者整理后介绍如下。 方法一:三角形图解法。 特点:三角形图象法则适用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是 其它力),另一个力的方向不变,大小变化,第三个力则大小、方向均发生变化的问题。 方法:先正确分析物体所受的三个力,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形。然后将方向不变的力的 矢量延长,根据物体所受三个力中二个力变化而又维持平衡关系时,这个闭合三角形总是存在,只不过形状发生改变而已,比较这些不同形状的矢量三角形, 各力的大小及变化就一目了然了。 例1.1 如图1所示,一个重力G 的匀质球放在光 滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的 不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态。今 使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中, 挡板和斜面对球的压力大小如何变化? 解析:取球为研究对象,如图1-2所示,球受重力G 、斜面支持力F 1、挡板支持力F 2。因为球始终处于平衡状态,故三个力的合力始终为零,将三个力矢量构成封闭的三角形。F 1的方向不变,但方向不变,始终与斜面垂直。F 2的大小、方向均改变,随着挡板逆时针转动时,F 2的方向也逆时针转动,动态矢量三角形图1-3中一画出的一系列虚线表示变化的F 2。由此可知,F 2先减小后增大,F 1随β增大而始终减小。 同种类型:例1.2所示,小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑斜面上,小球质量 为m ,斜面倾角为θ,向右缓慢推动斜面,直到细线与斜面平行,在这个过程中, 绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况?(答案:绳上张力减小,斜面对小球 的支持力增大) 方法二:相似三角形法。 特点:相似三角形法适用于物体所受的三个力中,一个力大小、方向不变,其它二个力的方向均发生变化, 且三个力中没有二力保持垂直关系,但可以找到力构成的矢量三角形相似的几何三角形的问题 原理:先正确分析物体的受力,画出受力分析图,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形,再寻找与 力的三角形相似的几何三角形,利用相似三角形的性质,建立比例关系,把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论。 例2.一轻杆BO ,其O 端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO 上,B 端 挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A 处的光滑小滑轮,用力F 拉 住,如图2-1所示。现将细绳缓慢往左拉,使杆BO 与杆A O 间的夹角 θ逐渐减少,则在此过程中,拉力F 及杆BO 所受压力F N 的大小变化情 况是( ) A .F N 先减小,后增大 B .F N 始终不变 C .F 先减小,后增大 D.F 始终不变 解析:取BO 杆的B 端为研究对象,受到绳子拉力(大小为F )、BO 杆的支持力F N 和悬挂重物的绳子的拉力(大小为G )的作用,将F N 与G 合成,其合力与F 等值反向,如图2-2所示,将三个力矢量构成封 闭的三角形(如图中画斜线部分),力的三角形与几何三角形OBA 相似,利用相似三角形对 应边成比例可得:(如图2-2所示,设AO 高为H ,BO 长为L ,绳长l ,)l F L F H G N ==,式 中G 、H 、L 均不变,l 逐渐变小,所以可知F N 不变,F 逐渐变小。正确答案为选项B 同种类型:如图2-3 所示,光滑的半球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光

高三受力分析动态平衡模型总结(解析版)

高三受力分析动态平衡模型总结(解析版) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

动态平衡受力分析 在有关物体平衡的问题中,有一类涉及动态平衡。这类问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点。 基础知识必备 方法一:三角形图解法 特点:三角形图象法则适用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是其它力),另一个力的方向不变,大小变化,第三个力则大小、方向均发生变化的问题。 方法:先正确分析物体所受的三个力,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形。然后将方向不变的力的矢量延长,根据物体所受三个力中二个力变化而又维持平衡关系时,这个闭合三角形总是存在,只不过形状发生改变而已,比较这些不同形状的矢量三角形,各力的大小及变化就一目了然了。 【例1】如图所示,一个重力为G的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态.今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板对球的压力F N1和斜面对球的支持力F N2变化情况为() A.F N1、F N2都是先减小后增加 B.F N2一直减小,F N1先增加后减小 C.F N1先减小后增加,F N2一直减小 D.F N1一直减小,F N2先减小后增加 答案 C 【练习1】如图所示,小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑劈面上,小球质量为m,斜面倾角为θ,向右缓慢推动劈一小段距离,在整个过程中 () A.绳上张力先增大后减小

高一物理共点力平衡与动态分析精选练习题及答案

高一物理共点力平衡与动态分析练习题 1.倾斜长木板一端固定在水平轴O上,另一端缓慢放低,放在长木板上的物块m一直保持相对木板静止状态,如图所示.在这一过程中,物块m受到长木板支持力F N和摩擦力F f的大小变化情况是( ) A.F N变大,F f变大B.F N变小,F f变小 C.F N变大,F f变小D.F N变小,F f变大 2.如图所示,一均匀球放在倾角为α的光滑斜面和一光滑的挡板之间,挡板与斜面的夹角为θ设挡板对球的弹力为F l,斜面对球的弹力为F2,则当θ逐渐减小到θ=α的过程中,下列说法正确的是( ) A.F1先减小后增大B.F1先增大后减小 C.F2减小D.F2增大 3.如图所示,电灯悬于两壁之间,保持O点及OB绳的位置 不变,而将绳端A点向上移动,则( ) A.绳OA所受的拉力逐渐增大 B.绳OA所受的拉力逐渐减小 C.绳OA所受的拉力先增大后减小 D.绳OA所受的拉力逐渐先减小后增大 4.把球夹在竖直墙和木板BC之间,不计摩擦.球对墙的压力为F N1,球对板的压力为 F N2.在将板BC逐渐放至水平的过程中,说法正确的是( ) A.F N1,F N2,都增大B.F N1,F N2,都减小 C.F Nl增大,F N2减小D.F N1减小,F N2增大 5 .某一物体受到三个力作用,下列各组力中,能使的球挂在光滑的墙壁上,设绳的 ,当绳长增加时,下列说法正确的是( ) 拉力为F,球对墙的压力为F A.F,F N均不变B.F减小,F N增大 C.F增大,F N减小D.F减小,F N减小 6.半径为R的表面光滑的半球固定在水平面上。在距其最高点的正上方为h的悬点O,固定长L的轻绳一端,绳的另一端拴一个重为G的小球。小球静止在球面上,当绳长L逐渐变长时如图所示。则绳对小球的拉力T如何变化( );支持力N如何变化( ) A.变大B.变小C.不变D.无法确定

动态平衡受力分析专题学生版 一中 (2)

动态平衡中的三力问题专题 方法一:三角形图解法。 特点:三角形图象法则适用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是其它力),另一个力的方向不变,大小变化,第三个力则大小、方向均发生变化的问题。 方法:先正确分析物体所受的三个力,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形。然后将方向不变的力的矢量延长,根据物体所受三个力中二个力变化而又维持平衡关系时,这个闭合三角形总是存在,只不过形状发生改变而已,比较这些不同形状的矢量三角形,各力的大小及变化就一目了然了。 例1 如图1所示,一个重力G 的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态。今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板和斜面对球的压力大小 如何变化? 答案:F 2先减小后增大,F 1随β增大而始终减小。 例2.如图所示,小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑斜面上,小球质量为m ,斜面倾角为θ,向右缓慢推动斜面,直到细线与斜面平行,在这个过程中,绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况? 答案:绳上张力减小,斜面对小球的支持力增大 专题训练 1.半圆形支架BAD 上悬着两细绳OA 和OB ,结于圆心O ,下悬重为G 的物体,使OA 绳固定不动,将OB 绳的B 端沿半圆支架从水平位置缓慢移到竖直位置C 的过程中(如图),分析OA 绳和OB 绳所受力的大小如何变化。 2.如图,电灯悬挂于两墙之间,更换水平绳OA 使连结点A 向上移动而保持O 点的位置不变, 则A 点向上移动时( ) A .绳OA 的拉力逐渐增大 B .绳OA 的拉力逐渐减小 C .绳OA 的拉力先增大后减小 D .绳OA 的拉力先减小后增大 3.如图,用细绳将重球悬挂在竖直光滑墙上,当绳伸长时( ) A .绳的拉力变小,墙对球的弹力变大 B .绳的拉力变小,墙对球的弹力变小 C .绳的拉力变大,墙对球的弹力变小 D .绳的拉力变大,墙对球的弹力变大 4.在共点力的合成实验中,如图,使弹簧秤b 按图示的位置开始顺时针方向缓慢转 90角,在 这个过程中,保持O 点位置不动,a 弹簧秤的拉伸方向不变,则整个过程中关于a 、b 弹簧的 读数变化是( ) A .a 增大,b 减小 B .a 减小,b 减小 C .a 减小,b 先减小后增大 D .a 先减小后增大

高中物理 共点力动态平衡问题常见题型总结

高中物理共点力动态平衡问题常见题型总结 一、共点力平衡的概念 所谓共点力平衡,讲的就是在共点力的作用下,物体处于静止或者匀速直线运动的状态,当物体处于静止状态的时候,叫做静态平衡,而当物体处于匀速直线运动状态的时候,叫做动态平衡。这两种状态都是平衡状态,所以物体受到的合外力都是零。 共点力平衡的题型也可以分为静态平衡和动态平衡两类。其中静态平衡主要是通过力的合成和分解进行求解,这里不多赘述;而动态平衡问题是学生普遍错的比较多,也比较难以理解的,接下来将主要分析这类问题的题型和解法。 二、共点力动态平衡问题的解法一:解析法 解析法是对研究对象进行受力分析,画出受力分析图,并根据物体的平衡条件列出方程,得到力与力之间的函数关系,一般会涉及到一个变化角度的三角函数。 解析法比较适合题目中有明显角度变化的题型,比如: 【例1】如图所示,小船用绳牵引靠岸,设水的阻力不变,在小船匀速靠岸的过程中,有() A.绳子的拉力不断减小 B.绳子的拉力不断增大 C.船受的浮力减小 D.船受的浮力不变 这个题是比较常见的拉小船的问题,解题的时候可以先对小船进行受力分析, 小船受到重力mg,水的浮力Fn,拉力F以及水的阻力f,在这四个力中,重力mg和水的阻力f是不变的,Fn方向不变,大小改变,F大小和方向都在变。由于小船处于匀速直

线运动中,所以受力平衡,设拉力与水平方向的夹角为θ,有: Fcosθ=f ①; Fn+Fsinθ=mg ②; 再根据小船在靠岸过程中θ增大,则cosθ减小,sinθ增大,由①得F=f/cosθ,F增大;由②得Fn=mg-Fsinθ,F和sinθ都在增大,所以Fn减小。最后答案选BC。 三、共点力动态平衡问题的解法二:图解法 图解法是对研究对象进行受力分析,再根据平行四边形法则或是三角形定则画出不同情况下的矢量图,然后根据有向线段的长度与方向变化,判断各个力的大小和方向的变化。 图解法比较常用,尤其适合受到三个力作用处于平衡状态的题型。图解法根据不同的适用情境,可以分为矢量三角形法、相似三角形法以及辅助圆法。 01 矢量三角形法 受三个力平衡的物体,将三个力首尾相连刚好可以得到一个三角形,三角形三条边的长度和方向分别表示对应力的大小和方向。 矢量三角形法适用于受到的三个力中,一个力大小方向都不变,一个力大小改变方向不变,第三个力大小方向都改变的情况, 解题思路为: 1. 画三角 2. 定方向 3. 找变化 【例2】质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示.用 T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中() A.F逐渐变大,T逐渐变大

高一物理共点力平衡动态分析题

高一物理能力提高专项训练(一) 共点力平衡与动态分析 1.倾斜长木板一端固定在水平轴O上,另一端缓慢放低,放在长木板上的 物块m一直保持相对木板静止状态,如图所示.在这一过程中,物块m 受到长木板支持力F N和F f的大小变化情况是( ) A.F N变大,F f变大B.F N变小,F f变小 C.F N变大,F f变小D.F N变小,F f变大 2.如图所示,一均匀球放在倾角为α的光滑斜面和一光滑的挡板之间,挡 板与斜面的夹角为θ设挡板对球的弹力为F l,斜面对球的弹力为F2,则当 θ逐渐减小到θ=α的过程中,下列说法正确的是( ) A.F1先减小后增大B.F1先增大后减小 C.F2减小D.F2增大 3.如图所示,电灯悬于两壁之间,保持O点及OB绳的位置不变,而将绳 端A点向上移动,则( ) A.绳OA所受的拉力逐渐增大 B.绳OA所受的拉力逐渐减小 C.绳OA所受的拉力先增大后减小 D.绳OA所受的拉力逐渐先减小后增大 4.把球夹在竖直墙和木板BC之间,不计摩擦.球对墙的压力为F N1,球对板的 压力为F N2.在将板BC逐渐放至水平的过程中,说法正确的是( ) A.F N1,F N2,都增大B.F N1,F N2,都减小 C.F Nl增大,F N2减小D.F N1减小,F N2增大 5.某一物体受到三个力作用,下列各组力中,能使的球挂在光滑的墙壁上,设绳的拉力为 F,球对墙的压力为F N,当绳长增加时,下列说法正确的是( ) A.F,F N均不变B.F减小,F N增大 C.F增大,F N减小D.F减小,F N减小 6.半径为R的表面光滑的半球固定在水平面上。在距其最高点的正上方为h的悬点O,固定长L的轻绳一端,绳的另一端拴一个重为G的小球。小球静止在球面上,如图所示。则绳对小球的拉力T如何变化( );支持力N如何变化( ) A.变大B.变小C.不变D.无法确定

共点力平衡——动态平衡问题

共点力平衡——动态平衡问题 1、(单选)如图是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图.使用时,用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动,把涂料均匀地粉刷到墙壁上.撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计,而且撑竿足够长.粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚,使撑杆与墙壁间的夹角越来越小.该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1,涂料滚对墙壁的压力为F2,下列说法正确的是() A.F1增大,F2减小 B.F1减小,F2增大 C.F1、F2均增大 D.F1、F2均减小 2、(单选)如图所示,一根轻绳两端分别固定两个完全相同的小球a、b,每个球的重力为G.在绳的中点施加一个竖直向上的拉力F,两球静止在空中,以下判断正确的是( ) A.轻绳越长,F越大 B.轻绳越长,轻绳对球的拉力越大 C.轻绳对球的拉力可能小于G D.轻绳越短,a、b之间的弹力越大 3、(多选)如图所示,用绳跨过定滑轮牵引小船,设水的阻力不变,则在小船匀速靠岸的过程中() A.绳子的拉力不断增大 B.绳子的拉力不变 C.船所受浮力增大 D.船所受浮力变小 4、(多选)如图所示,不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O点,跨过滑轮的细绳连接物块A、B,A、B都处于静止状态,现将物块B移至C点后,A、B仍保持静止,下列说法中正确的是( ) A.B与水平面间的摩擦力增大 B.绳子对B的拉力增大 C.悬于墙上的绳所受拉力不变 D.A、B静止时,图中α、β、θ三角始终相等

5、(单选)甲、乙两人用aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮,将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢向上提升,如图所示。则在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中,以下判断正确的是() A.aO绳和bO绳中的弹力都逐渐减小 B.aO绳和bO绳中的弹力都逐渐增大 C.aO绳中的弹力一直在增大,bO绳中的弹力先减小后增大 D.aO绳中的弹力先减小后增大,bO绳中的弹力一直在增大 6、(单选)如图,三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球保持静止,A、D间细绳是水平的,现对B球施加一个水平向右的力F,将B缓缓拉到图中虚线位置,这时三根细绳张力T AC、T AD、T AB的变化情况是() A.都变大 B.T AD和T AB变大,T AC不变 C.T AC和T AB变大,T AD不变 D.T AC和T AD变大,T AB不变 7、(多选)如图所示,物体的重力为G,保持细绳AO的位置不变,让细绳BO的B端沿四分之一圆周从D点缓慢向E 点移动。在此过程中() A.细绳BO上的张力先增大后减小 B.细绳BO上的张力先减小后增大 C.细绳AO上的张力一直增大 D.细绳AO上的张力一直减小 8、(单选)如图所示,用一根细线系住重力为G的小球,开始细线在作用于O点的拉力下保持竖直位置,小球与倾角为α的光滑斜面体接触,处于静止状态,小球与斜面的接触面非常小。现保持小球位置不动,沿顺时针方向改变拉力方向,直到拉力方向与斜面平行。在这一过程中,斜面保持静止。下列说法正确的是()A.细线对小球的拉力先减小后增大 B.斜面对小球的支持力先增大后减小 C.斜面对地面的摩擦力一直减小,方向向右 D.细线对小球的拉力的最小值等于G sin α

(完整版)高考物理专题复习:受力分析 共点力平衡

专题2.3 受力分析共点力平衡 【高频考点解读】 1.学会进行受力分析的一般步骤与方法. 2.掌握共点力的平衡条件及推论. 3.掌握整体法与隔离法,学会用图解法分析动态平衡问题和极值问题. 【热点题型】 题型一物体的受力分析 例1、如图2-4-1所示,固定斜面上有一光滑小球,由一竖直轻弹簧P与一平行斜面的轻弹簧Q连接着,小球处于静止状态,则关于小球所受力的个数不可能的是( ) 图2-4-1 A.1 B.2 C.3 D.4 【提分秘籍】一般步骤 【举一反三】 如图2-4-2所示,物体A置于水平地面上,力F竖直向下作用于物体B上,A、B保持静止,则物体A的受力个数为( )

图2-4-2 A .3 B .4 C .5 D .6 题型二 解决平衡问题的四种常用方法 例2、(多选)如图2-4-3所示,光滑的夹角为θ=30°的三角杆水平放置,两小球A 、B 分别穿在两个杆上,两球之间有一根轻绳相连,现在用力将小球B 缓慢拉动,直到轻绳被拉直时,测出拉力F =10 N ,则此时关于两个小球受到的力的说法正确的是(小球重力不计)( ) 图2-4-3 A .小球A 受到杆对A 的弹力、绳子的张力 B .小球A 受到的杆的弹力大小为20 N C .此时绳子与穿有A 球的杆垂直,绳子张力大小为2033 N D .小球B 受到杆的弹力大小为2033 N 解析:因杆光滑,小球重力不计,故当轻绳被拉直时,小球A 仅受杆的弹力F N2和绳子的张力F T 两个力作用,且有F N2=F T ,A 正确;小球B 受三个力处于平衡状态,将拉力F T 正交分解,由平衡条件得:F T cos 60°=F ,F T sin 60°=F N1,解得:F T =20 N ,F N1=10 3 N 。F N2=F T =20 N ,故B 正确,C 、D 错误。

共点力动态平衡专题

共点力动态平衡专题 1.用绳将重球挂在光滑的墙上,设绳子的拉力为T,墙对球的弹力为N,如图所示,如果将绳的长度加长,则 A.T、N均减小B.T、N均增加 C.T增加,N减小D.T减小,N增加 2.2008年1月以来,中国南方大部分地区和西北地区东部出现了建国以来罕见的持续大范围低温、雨雪和冰冻的极端天气。南方是雨雪交加,不仅雪霜结冰,而且下雨时边刮风边结冰,结果造成输电线路和杆塔上面的冰层越裹越厚,高压电线覆冰后有成人大腿般粗,电力线路很难覆冰,而致使输配电线路被拉断或频频跳闸。现转化为如下物理模型:长为125m 的输电线的两端分别系于竖立在地面上相距为100m的两杆塔的顶端A、B。导线上悬挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为300N的物体,不计摩擦,平衡时,导线中的张力T1,现使A点缓慢下移一小段,导线中的张力为T2,则下列说法正确的是() A.T1>T2 B.T1

3.4 单体共点力平衡与简单动态分析(解析版)-高一物理同步知识点剖析(人教版必修第一册)

高中物理必修一专题训练- -第三章相互作用 第四讲单体共点力平衡与简单动态分析 内容导航 例题演练 例1.如图所示,一物体置于倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ.先用平行于斜面的推力F1作用于物体,恰好能使该物体沿斜面匀速上滑(如图甲所示).若改用水平推力F2作用于该物体上,也恰好能使该物体沿斜面匀速上滑(如图乙所示).则两次的推力之比为() A.cos θ+μsin θB.cos θ﹣μsin θ C.1+μtan θD.1﹣μtan θ 【解答】解:F1作用时,物体的受力情况如图1,根据平衡条件得:

F1=mgsinθ+μF N F N=mgcosθ 解得:F1=mgsinθ+μmgcosθ F2作用时,物体的受力情况如图2,根据平衡条件得: F2cosθ=mgsinθ+μF N′ F N′=mgcosθ+F2sinθ 解得:F2= 所以==cosθ﹣μsinθ 故选:B。 练1.1如图所以,质量为m的小球套在竖直放置的固定光滑圆环上,轻绳(其长度大于圆环半径小于圆环直径)一端固定在圆滑的顶点A,另一端与小球相连,小球静止时位于圆环上的B点,此时轻绳与竖直方向的夹角θ=30°.则轻绳和圆环对小球的作用力大小分别为() A.mg和2mg B.mg和3mg C.mg和mg D.mg和mg 【解答】解:小球沿圆环缓慢上移可看做平衡状态,对小球进行受力分析,小球受重力G、拉力 F、支持力N三个力,受力平衡,作出受力分析图如下: 由图可知△OBF∽△GFB 即: 解得:

F=?mg N=G=mg 由于cosθ=,故F=2mgcosθ=mg;故C正确,ABD错误; 故选:C。 练1.2如图所示,一物块置于水平地面上,当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为() A.2﹣B.1﹣C.D.﹣1 【解答】解:对两种情况下的物体分别受力分析,如图 将F1正交分解为F3和F4,F2正交分解为F5和F6,

力学中的动态平衡问题

力学中的动态平衡问题 1、动态三角形法 特点:物体所受的三个力中,其中一个力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是其它力),视为合力,一个分力的方向不变,大小变化,另一个分力则大小、方向均发生变化的问题。 分析技巧:正确画出物体所受的三个力,将方向不变的分力F1的矢量延长,通 过合力的末端做另一个分力F2的平行线,构成一个闭合三角形。看这个分力F2在动态平衡中的方向变化,画出其变化平行线,形成动态三角形,三角形变长的变化对应力的变化。 1.如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设球对墙面的压力大小为N 1 ,球 对木板的压力大小为N 2 ,以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从水平位置开始缓慢地转到图示位置.不计摩擦,在此过程中() A.N 1始终增大,N 2 始终增大 B.N 1始终减小,N 2 始终减小 C.N 1先增大后减小,N 2 始终减小 D.N 1先增大后减小,N 2 先减小后增大 2.如图所示,重物G系在OA、OB两根等长的轻绳上,轻绳的A端和B端挂在半圆形支架上.若固定A端的位置,将OB绳的B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置OC的过程中()

A.OA绳上的拉力减小B.OA绳上的拉力先减小后增大 C.OB绳上的拉力减小D.OB绳上的拉力先减小后增大 2、相似三角形法 特点:物体所受的三个力中,一个力大小、方向不变(一般是重力,视为合力),其它二个分力力的方向均发生变化。 分析技巧:先正确画出物体的受力,画出受力分析图,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形,再寻找与力的三角形相似的几何三角形,利用相似三角形的性质,建立比例关系,把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论。 3.一轻杆BO,其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO上,B端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮,用力F拉住,如图所示,现将细绳缓慢往右放,使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐增大,则在此过程中,拉力F及杆BO 所受压力F N 的大小变化情况是() A.F N 减小,F增大B.F N 、F都不变C.F增大,F N 不变D.F、F N 都减小 4.光滑的半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,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A点,另一端绕过定滑轮,后用力拉住,使小

共点力动态平衡专题及详解

共点力动态平衡专题及详解 1.用绳将重球挂在光滑的墙上,设绳子的拉力为T ,墙对球的弹力为N ,如图所示,如果将绳的长度加长,则 A .T 、N 均减小 B .T 、N 均增加 C .T 增加,N 减小 D .T 减小,N 增加 【答案】A 【解析】 试题分析:设绳子和墙面夹角为θ,对小球进行受析: 把绳子的拉力T 和墙对球的弹力为N 合成F ,由于物体是处于静止的,所以物体受力平衡, 所以物体的重力等于合成F ,即F=G ,根据几何关系得出: cos mg T θ =,N=mgtan θ.先找到其中的定值,就是小球的重力mg ,mg 角θ减小,则cos θ增大, cos mg θ 减小;tan θ减小,mgtang θ减小;所以T 减小,N 减小. 故选A 考点:共点力动态平衡 点评:动态平衡是指平衡问题中的一部分力是变力,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.解决这类问题的一般思路是:用不变化的力表示变化的力. 2.2008年1月以来,中国南方大部分地区和西北地区东部出现了建国以来罕见的持续大范围低温、雨雪和冰冻的极端天气。南方是雨雪交加,不仅雪霜结冰,而且下雨时边刮风边结冰,结果造成输电线路和杆塔上面的冰层越裹越厚,高压电线覆冰后有成人大

腿般粗,电力线路很难覆冰,而致使输配电线路被拉断或频频跳闸。现转化为如下物理模型:长为125m的输电线的两端分别系于竖立在地面上相距为100m的两杆塔的顶端A、B。导线上悬挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为300N的物体,不计摩擦,平衡时,导线中的张力T1,现使A点缓慢下移一小段,导线中的张力为T2,则下列说法正确的是() A.T1>T2 B.T1

高三受力分析动态平衡模型总结(解析版)

动态平衡受力分析 在有关物体平衡的问题中,有一类涉及动态平衡。这类问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点。 基础知识必备 方法一:三角形图解法 特点:三角形图象法则适用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是其它力),另一个力的方向不变,大小变化,第三个力则大小、方向均发生变化的问题。 方法:先正确分析物体所受的三个力,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形。然后将方向不变的力的矢量延长,根据物体所受三个力中二个力变化而又维持平衡关系时,这个闭合三角形总是存在,只不过形状发生改变而已,比较这些不同形状的矢量三角形,各力的大小及变化就一目了然了。 【例1】如图所示,一个重力为G的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态.今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板对球的压力F N1和斜面对球的支持力F N2变化情况为()A.F N1、F N2都是先减小后增加 B.F N2一直减小,F N1先增加后减小 C.F N1先减小后增加,F N2一直减小 D.F N1一直减小,F N2先减小后增加 答案 C 【练习1】如图所示,小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑劈面上,小球质量为m,斜面倾角为θ,向右缓慢推动劈一小段距离,在整个过程中() A.绳上张力先增大后减小 B.绳上张力先减小后增大 C.劈对小球支持力减小 D.劈对小球支持力增大 答案 D

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