高中物理必修一动态平衡
专题05 动态平衡问题-高中物理(人教版2019必修第一册)
第三章相互作用——力专题05：动态平衡问题题组一矢量三角形法解决三力动态平衡问题1.(2022江苏如皋期末)如图所示，小球在力F的作用下静止，细线与竖直方向的夹角为θ。
将F由图示位置逆时针缓慢转至竖直方向的过程中，小球始终静止在图中位置，则()A.F一直变小B.F先变小后变大C.细线的拉力一直变大D.细线的拉力先变小后变大2.(2023湖南岳阳一中期中)如图所示，OA、OB、OC都为轻绳，OA绳水平，OC绳下悬挂有一小物体(可视为质点)。
现施加一水平力F于小物体上，使小物体缓慢被拉高，在此过程中，OA、OB两绳位置不变，则()A.拉力F增大B.绳AO的拉力不变C.绳BO的拉力减小D.绳CO的拉力先减小后增大题组二解析法解决三力动态平衡问题3.(2023江苏南通大学附属中学期中)如图所示，水平地面上有一个曲面光滑、截面为半圆的柱体，用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的M点。
通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，细线方向始终与半圆相切，柱体保持不动。
下列说法正确的是()A.细线对小球的拉力先增大后减小B.小球对柱体的压力先减小后增大C.柱体受到水平地面的支持力逐渐减小D.柱体对地面的摩擦力先增大后减小4.(2022江苏常州礼嘉中学期中)如图所示，小球用细绳系住置于斜面体上，绳的另一端固定于O点。
现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于伸直状态。
当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变化情况是()A.F N保持不变，F T不断增大B.F N不断增大，F T不断减小C.F N保持不变，F T先增大后减小D.F N不断增大，F T先减小后增大题组三相似三角形法解决三力动态平衡问题5.(2022北京西城第四中学月考，改编)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，细绳跨过竖直轻杆顶端A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示。
高一物理动态平衡笔记
高一物理动态平衡笔记
1.动态平衡定义：动态平衡是指物体在受到多个力的作用下，虽然
各力的大小和方向都在变化，但物体仍能保持静止或做匀速直线运动的状态。
2.动态平衡条件：动态平衡的条件是物体所受的所有力的矢量和
（包括重力、支持力、摩擦力、推力等）等于零，即ΣF=0。
3.动态平衡与静态平衡的区别：静态平衡是指物体在受到力的作用
下，保持静止状态。
而动态平衡则是物体在力的作用下，能够保持匀速直线运动。
4.动态平衡的应用实例：
车轮在行驶过程中的平衡：车轮在转动过程中，由于离心力的作用，可能会产生不平衡，通过动态平衡调整，可以使车轮在高速行驶时保持稳定。
悬挂系统的平衡：汽车悬挂系统的设计中，就需要考虑到动态平衡，使得车辆在行驶过程中，即使路面不平，也能保持相对稳定的行驶状态。
5.分析动态平衡问题的方法：
确定研究对象：明确要分析的物体及其运动状态。
列出作用在物体上的所有力：包括重力、支持力、摩擦力、拉力、压力等。
根据力的平衡条件进行分析：ΣF=0，如果满足这个条件，则物体
处于动态平衡状态。
6.动态平衡实验：可以通过设计实验来观察和理解动态平衡，例如
使用旋转平台和附加不同质量的物体，观察平台的转动情况，理解动态平衡的原理。
以上是高一物理关于动态平衡的一些基本知识点和笔记，希望对你有所帮助。
在学习过程中，理解和应用这些概念是非常重要的，同时结合实际例子和实验操作，可以更好地理解和掌握动态平衡的原理。
人教版高一物理必修一第四章物体的平衡二：质点的动态平衡(学案)
物体的平衡二（质点的动态平衡）一、质点的动态平衡1．研究对象：可以看做质点的物体。
2．动态平衡：物体所受的某个力或者某几个力发生了变化，但是物体依然时刻处于平衡状态。
3．动态平衡的解题方法：1、图解法；2、相似三角形；3、解析法；4、其他一、单个物体（质点）的平衡问题2、动态平衡例一、三段不可伸长的细绳OA，OB，OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图1－39所示，其中OB是水平的，A端、B端固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳是（）A．必定是OAB．必定是OBC．必定是OCD．可能是OB，也可能是OC练习一、(2018·山东烟台高三上学期期中)用两根轻绳AC和BC悬挂一重物，绳与水平天花板的夹角分别为37°和53°，如图所示．AC绳能承受的最大拉力为100 N，BC绳能承受的最大拉力为200 N，已知sin 37°＝0.6，g取10 m/s2.(1)若重物的质量为5 kg，则两根绳AC和BC上的拉力分别为多大？(2)为了不使绳子被拉断，所悬挂重物的质量不应超过多大？练习二、(2019·兰州高三一诊)一质量为m的物体用一根足够长细绳悬吊于天花板上的O点，现用一光滑的金属钩子勾住细绳，水平向右缓慢拉动绳子(钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上)，下列说法正确的是( )A．钩子对细绳的作用力始终水平向右B．OA段绳子的力逐渐增大C．钩子对细绳的作用力先减小后增大D．钩子对细绳的作用力不可能等于2mg图解法解动态平衡图解法的应用技巧：图解法适于求解三个力作用下的动态平衡问题，并且三个力之中只有一个力的方向发生了变化的情况。
例二、如图所示，把球夹在竖直墙AC 和木板BC 之间，不计摩擦，球对墙的压力为F N １，球对板的压力为F N 2．在将板BC 逐渐放至水平的过程中，下列说法中，正确的是（ ） A ．F N １和F N 2都增大B ．F N １和F N 2都减小C ．F N １增大，F N 2减小D ．F N １减小，F N 2增大练习二、.(2018·衡水模拟)如图所示，三根长度均为l 的轻绳分别连接于C 、D 两点，A 、B 两端被悬挂在水平天花板上，相距2l .现在C 点上悬挂一个质量为m 的重物，为使CD 绳保持水平，在D 点上可施加的力的最小值为( )A ．mgB ．33mg C.12mg D ．14mg练习三、(2019·眉山仁寿一中高三第一次调研)(多选)如图所示，用与竖直方向成θ角(θ<45°)的轻绳a 和与水平方向成2θ角的轻绳b 拉一个小球，这时轻绳b 的拉力为T 1；现保持小球位置不动，使轻绳b 在竖直平面内顺时针转过θ角，轻绳b 的拉力变为T 2；再转过θ角，轻绳b 的拉力变为T 3.则( )A ．T 1＝T 3>T 2B ．T 1＝T 3<T 2C ．轻绳a 的拉力增大D ．轻绳a 的拉力减小练习四、如图7所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A ，A 的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆半径为球B的半径的3倍，球B所受的重力为G。
人教版高中物理必修第1册 第三章 专题3 力的动态平衡
专题3 力的动态平衡
刷题型
题型3 相似三角形法解决三力的动态平衡
6．[湖南长郡中学 2022 高一上月考](多选)如图所示，一表面光滑的半球形物体固定在水平面上，其截
面如图所示，一光滑小环 D 固定在半球形物体球心 O 的正上方，一轻绳穿过小环 D 一端与放在半球形物体 上的小球 P 相连，另一端与一轻弹簧连接，用手拿住弹簧的另一端 A，DA 始终水平．现手拿着弹簧 A 端向 右缓慢移动一段距离(小球 P 未到达半球最高点前)，在此过程中，下列说法正确的是( AD)
A．OB 绳上的拉力先增大后减小 B．OB 绳上的拉力先减小后增大 C．OA 绳上的拉力先增大后减小 D．OA 绳上的拉力不断减小
解析
对结点 O 受力分析，如图所示，结点 O 始终处于平衡状态，所以 OB 绳和 OA 绳拉 力的合力与重力等大、反向，所以该合力大小保持不变，方向始终是竖直向上的，由图知 OA 绳上的拉力不断变小，OB 绳上的拉力先减小后增大，B、D 正确，A、C 错误．
专题3 力的动态平衡
刷题型
5．[四川成都七中 2021 高一上期中]如图所示，质量均为 m 的小球 A、B 用两根不可伸长的轻绳连接后
悬挂于 O 点，在外力 F 的作用下，小球 A、B 均处于静止状态．若要使系统处于静止状态且悬线 OA 与竖直
方向的夹角保持 37°不变，则外力 F 的大小不可能为( A )
PO DO PD
DO
DO
位置拉到半球形物体最高点之前的过程中，DO、PO 长度不变，PD 长度变小，故 N 的大小不变，T 变小，
即弹簧的长度变短．由牛顿第三定律知半球形物体对小球的支持力与小球对半球形物体的压力大小始终相
等，N 方向虽然变了但大小始终没变，因此小球对半球形物体的压力也不变，A、D 正确、B、C 错误．
物理人教版(2019)必修第一册第三章专题：动态平衡(共23张ppt)
两个力的方向夹角保持不变。
【例题】
如图所示，装置中两根细绳拴住一球，保持两细绳间的夹角θ=120°
不变，若把整个装置顺时针缓慢转过90°，则在转动过程中，CA绳的
拉力FT1，CB绳的拉力FT2的大小变化情况是
A.FT1先变小后变大
B.FT1先变大后变小
C.FT2先变小后变大
，当FN1和FN2垂直时，弹力FN2最小，故选项B、C
正确，A、D错误。
02
解析法
（2）解析法：根据平衡关系式分析力的变化
模型：
（1）一个力大小、方向不变。
（2）其它二个力的方向均发生变化，相互垂直
解题思路：对研究对象的任意状态进行受力分析，建立平衡方
程，然后根据某一物理量的变化（一般是角度变化）确定待求
(多选)如图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量
为m的小球，小球和斜面及挡板间均无摩擦，当挡
板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中( )
A．斜面对球的支持力逐渐增大
B．斜面对球的支持力逐渐减小
C．挡板对小球的弹力先减小后增大
D．挡板对小球的弹力先增大后减小
解析： 对小球受力分析知，小球受到重力mg、斜面
01
图解法
（1）图解法：通过力的矢量图分析力的变化
模型：当物体受到三个共点力保持平衡时，其中一个力的大小
方向都不变，一个力的方向不变，一个力大小方向均改变
情况1：一个力恒定，方向
不变的力与恒力垂直，构建
直角三角形
情况2：一个力恒定，方向
不变的力与恒力不垂直，
构建三角形，当恒力之外
的两力垂直时，有极值
∆OBA
N
F
T
高中物理必修一动态平衡
当带电物体在电场中受到电场力作用 时，电荷将发生移动以重新分布，直 到物体内部电荷产生的电场与外界电 场相平衡，此时物体达到动态平衡状 态。
Hale Waihona Puke 物体在磁场作用下的动态平衡
总结词
物体在磁场中由于磁力作用而达到平衡 状态的过程。
VS
详细描述
当带电物体或磁体在磁场中受到磁力作用 时，磁力将使物体发生移动以重新分布， 直到物体内部磁力与外界磁力相平衡，此 时物体达到动态平衡状态。
03
动态平衡的应用
物体在重力作用下的动态平衡
总结词
物体在重力作用下保持平衡状态的过程。
详细描述
当物体在重力作用下处于平衡状态时，其受到的重力与支持力等大反向，同时物体可能 还受到其他外力的作用，这些外力与重力等大反向，使物体保持静止或匀速直线运动状
态。
物体在电场作用下的动态平衡
总结词
物体在电场中由于电荷分布变化而达 到平衡状态的过程。
中等难度习题解析
总结词
运用物理规律
详细描述
中等难度的习题解析要求学生在掌握动态平衡概念的 基础上，能够运用物理规律解决实际问题。这类题目 通常涉及多个力的平衡问题，需要学生正确分析受力 情况，并运用平衡条件求解未知量。
高难度习题解析
总结词
综合运用能力
详细描述
高难度习题解析要求学生具备综合运用物理 知识和方法的能力。这类题目通常涉及复杂 的受力分析和运动过程，需要学生灵活运用 动态平衡的原理，结合运动学、动力学等知 识进行分析和求解。同时，这类题目还可能 涉及到多种物理情景和实际应用，要求学生
详细描述
力的平衡原理指出，如果物体受到两个或更多力的作用，且这些力大小相等、 方向相反，则物体将保持静止或匀速直线运动状态。这种平衡状态可以通过平 行四边形法则或三角形法则进行求解。
模型强化：平衡与动态平衡-高一物理课件(人教2019必修第一册)
则由直角三角形知识可知：F1＝
F2=
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：
=
=
(+) (−)
解得：F1＝
F2=
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，
解法三：（正交分解法）
将O点受的力沿水平竖直方向正交分解。
由平衡条件得 :
F2cosθ－Ｆ１＝０，
F2sinθ－mg＝０，
解得:F1＝
F2=
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
合力F12如图所示，又F12＝mg，解直角三角形得：
F1＝
F2=
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：
��
F1＝F2’=
’’
F2=
=
一、平衡问题
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。
高一物理动态平衡
高一物理中的动态平衡是指物体在受到力的作用下，保持匀速直线运动或静止的状态。
以下是关于高一物理动态平衡的一些重要知识点：
1. 牛顿第一定律：也称为惯性定律，它表明物体将保持匀速直线运动或静止状态，除非受到外力的作用。
2. 力的平衡：当物体所受到的合力为零时，物体处于力的平衡状态。
这意味着物体不会改变其速度或位置。
3. 平衡方程：对于物体在水平面上的动态平衡问题，可以根据牛顿第二定律和力的平衡原理建立平衡方程。
例如，对于水平拉扯的物体，拉力等于摩擦力。
4. 惯性力：当物体在进行加速或减速运动时，会产生一个与运动方向相反的惯性力，也称为惯性反作用力。
惯性力的大小与物体的质量和加速度相关。
5. 重力和支持力：在考虑动态平衡时，需要考虑物体所受到的重力和支持力。
当物体竖直上升或下降时，重力与支持力之间的关系可以用来分析物体的运动状态。
6. 摩擦力：摩擦力是一种阻碍物体相对运动的力。
在动态平衡问题
中，需要考虑摩擦力的大小和方向。
7. 斜面上的动态平衡：当物体放置在倾斜角度不为零的斜面上时，需要考虑斜面的倾斜角度和重力分解等因素，以确定物体是否处于动态平衡状态。
了解这些基本知识后，你可以通过解决一些相关问题和练习来深入理解高一物理中的动态平衡概念。
此外，实际观察和实验也是加深对动态平衡的理解的有效方法。
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大，所以船的浮力减小．故
A、C正确
【变式训练】如图所示，质量分别为m、M的两个物体，系在一
根绕过定滑轮的轻绳两端，M放在水平地板上，m悬在空中，若
将M沿水平地面向右移动少许（仍保持平衡状态），则（ ）
A．绳中张力变大
BC B．M对地面的压力变大
C．M所受的静摩擦力变大
D．滑轮轴所受的压力变大
总结
（1）受力分析 （2）构建力的三角形(通过平移） （3）确定大小方向都不变的力（边），确定方 向不 变、大小变化的力（边） （4）通过活动大小方向都可变的力（边），得 到该力的变化情况 注意：进行第4步的时候不能改变3中的结论
【典例2】 右图所示为半圆形支架BAD，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 形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，分析OA绳和OB
动态平衡
动态平衡
定义：物体受到几个变力的作用而处于平衡态，我们把 这类问题叫做共点力的动态平衡。 处理方法：图解法、解析法、相似三角形法（极少）
基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”
图解法
1、图解法特点： （1）物体受三个力 （2）有一个力大小方向都不变 （3）物体受三个力；有一个力大小方向始终不变 （一般是重力）；还有一个力的方向不变 （2）做辅助圆：开始时两力的夹角是90°，其中一个力大 小方向都不变，另外两个力方向改变，但动态平衡时两力夹 角不变。 （3）相似三角形：一个力大小方向都不变，另外两个力方 向改变，且无二力保持垂直。 2、解析法 （1）变力用恒力和三角函数表示出来 （2）四个力用正交分解 3、极值法
BC 程中,下列说法正确的是(
)
A.F1逐渐增大
B.F1先增大后减小
C.F2逐渐减小
D.F2先减小后增大
直径
3．(多选)如图所示，一个物块静止在斜面上，斜面对
物块的支持力和摩擦力分别为FN和Ff.如果增大斜面的倾 角θ，而物块仍能在斜面上保持静止，则这一过程中()
A．FN增大 B．FN减小 C．Ff增大D．Ff减小
2、 如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端， 用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球 运动的过程中（该过程小球未脱离球面），木板对小球的推
B 力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是（ ）
A. F1增大，F2减小 B. F1增大，F2增大 C. F1减小，F2减小 D. F1减小，F2增大
小变化情况是( ) A．F不变，FN增大 B．F不变，FN减小 C．F减小，FN不变 D．F增大，FN减小
3.解析法解题步骤
（1）明确研究对象。 （2）分析物体的受力。 （3）找一个大小和方向不变的力作为另外两个力的合 力（也可简化为矢量三角形）。 （4）三力构成的矢量三角形为直角三角形 （5）把变力用恒力（一般为重力）和三角函数表示 （6）由角的变化判断变力的变化情况
3．(多选)如图所示，一个物块静止在斜面上，斜面对
物块的支持力和摩擦力分别为FN和Ff.如果增大斜面的倾 角θ，而物块仍能在斜面上保持静止，则这一过程中()
A．FN增大 B．FN减小 C．Ff增大D．Ff减小
如图所示，小船用绳索拉向岸边，设船在水中运动时所受水的
阻力不变，那么小船在匀速靠岸过程中，下面说法哪些是正确
3.相似三角形法解题步骤
（1）物体受三个力 （2）有一个力大小方向都不变 （3）还有两个力方向变化，但是和几何三角形有一定的比例 关系
1.分析物体的受力，画出受力分析图， 2.寻找与力的三角形相似的几何三角形 3.利用相似三角形的性质，建立比例关系 （关键）
4．如图所示，光滑半球的半径为R，有一质量为m的 小球用一细线挂靠在半球上，细线上端通过一个定滑 轮，在用力将小球缓慢往上拉的过程中，细线对小球 的拉力F大小和小球紧压球面的力F2大小的变化情况 是( )
1、如图示,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FN1,球对木板的压力大小为FN2.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．FN1始终减小，FN2始终增大 B．FN1始终减小，FN2始终减小 C．FN1先增大后减小，FN2始终减小 D．FN1先增大后减小，FN2先减小后增大
两头情况，30°，45°，60°，90°。 极值法没找到例题
AC 的（ ）
A. 绳子的拉力F不断增大 B. 绳子的拉力F不变 C. 船所受的浮力不断减小 D. 船所受的浮力不断增大
注意：四个力只能用正
Fcosθ=f…①
交分解解析法
Fsinθ+F浮=mg…②
船在匀速靠岸的过程中，θ
增大，阻力不变，根据平衡
方程①知，cosθ减小，绳子
的张力增大，根据平衡方程
②知，拉力F增大，sinθ增
A．两者都变小 B．两者都变大 C．F变小，F2不变 D．F不变，F2变小
8．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
绳所受的力大小如何变化？
3、如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O 点，现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩 擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近
斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支
D 持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是（ ）
A. FN保持不变，FT不断增大 B. FN不断增大，FT不断减小 C. FN保持不变，FT先增大后减小 D. FN不断增大，FT先减小后增大
2、辅助圆法
（1）物体受三个力 （2）有一个力大小方向都不变 （3）还有两个力方向变化，但是夹角不变
如图所示,两根轻绳一端系于结点O,另一端分别系于固定圆环上的
A、B两点,O为圆心.O点下面悬挂一物体M,绳OA水平,拉力大小
为,绳OB与绳OA成,拉力大小为.将两绳同时缓慢顺时针转过,并保
持两绳之间的夹角始终不变,物体始终保持静止状态.则在旋转过