高中物理中动态平衡问题
第一部分动态平衡分析动态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,故这是力平衡问题中的一类难题。
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。
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。
1 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B.F逐渐变大,T逐渐变小C.F逐渐变小,T逐渐变大D.F逐渐变小,T逐渐变小【答案】A【解析】动态平衡问题,F与T的变化情况如图:可得:'''F F F→→↑'''T T T→→↑2 如图所示,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?12【解析】取球为研究对象,如图所示,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 增大而始终减小。
3 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?【解析】绳上张力减小,斜面对小球的支持力增大【同类题】如图所示,小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上,设小球质量为m ,斜面倾角α=30°,细绳与竖直方向夹角θ=30°,斜面体的质量M =3m ,置于粗糙水平面上.求: (1)当斜面体静止时,细绳对小球拉力的大小? (2)地面对斜面体的摩擦力的大小和方向?(3)若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的k 倍,为了使整个系统始终处于静止状态,k 值必须满足什么条件?θFβα图1-1图1-2βαGF 1F 23解:(1)选小球为研究对象,受力分析并合成如图: 由平衡条件:F ′= mg由平面几何知识可得:N 与F ′的夹角为30°,T 与F ′夹角也为30° 故画出的平行四边形为菱形,连接对角线便可找出直角三角形:由:cos30°=TG2 得:T =mg 33 (2)、(3)选小球和斜面组成的系统为研究对象,受力分析如图,由平衡条件得:N + T cos30°= (M +m )g , 解得:N =(M+m)g-2mg =Mg +2mg =3.5mg 水平方向上:f = T sin30°=63mg,方向水平向左.为了使整个系统始终处于静止状态,则最大静摩擦力f max ≥f 所以k ·N ≥f 解得:k ≥213答:(1)当斜面体静止时,细绳对小球拉力的大小为mg 33; (2)地面对斜面体的摩擦力的大小为63mg,方向水平向左; (3)为了使整个系统始终处于静止状态,k 值必须满足k ≥213 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。
4 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【答案】B【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:(如图所示,设AO高为H,BO长为L,绳长l,)lFLFHGN==,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B5 如图所示,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,使小球静止.现缓慢地拉绳,在使小球沿球面由A到半球的顶点B的过程中,半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化情况是( )。
(A)N变大,T变小,(B) N变小,T变大(B)N变小,T先变小后变大(D) N不变,T变小45【答案】D【解析】如图所示,对小球:受力平衡,由于缓慢地拉绳,所以小球运动缓慢视为始终处于平衡状态,其中重力mg 不变,支持力N ,绳子的拉力T 一直在改变,但是总形成封闭的动态三角形(图1-2中小阴影三角形)。
由于在这个三角形中有四个变量:支持力N 的大小和方向、绳子的拉力T 的大小和方向,所以还要利用其它条件。
实物(小球、绳、球面的球心)形成的三角形也是一个动态的封闭三角形(图中大阴影三角形),并且始终与三力形成的封闭三角形相似,则有如下比例式:R NR h mg L T =+=可得:mg Rh LT +=运动过程中L 变小,T 变小。
mg Rh RN +=运动中各量均为定值,支持力N 不变。
正确答案D 。
方法三:作辅助圆法特点:作辅助圆法适用的问题类型可分为两种情况:① 物体所受的三个力中,开始时两个力的夹角为90°,且其中一个力大小、方向不变,另两个力大小、方向都在改变,但动态平衡时两个力的夹角不变。
② 物体所受的三个力中,开始时两个力的夹角为90°,且其中一个力大小、方向不变,动态平衡时一个力大小不变、方向改变,另一个力大小、方向都改变,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,第一种情况以不变的力为弦作个圆,在辅助的圆中可容易画出两力夹角不变的力的矢量三角形,从而轻易判断各力的变化情况。
第二种情况以大小不变,方向变化的力为直径作一个辅助圆,在辅助的圆中可容易画出一个力大小不变、方向改变的的力的矢量三角形,从而轻易判断各力的变化情况。
ACB O6 如图所示,物体G用两根绳子悬挂,开始时绳OA水平,现将两绳同时顺时针转过90°,且保持两绳之间的夹角α不变)90(0>α,物体保持静止状态,在旋转过程中,设绳OA的拉力为F1,绳OB的拉力为F2,则()。
(A)F1先减小后增大(B)F1先增大后减小(C)F2逐渐减小(D)F2最终变为零【答案】B、C、D【解析】取绳子结点O为研究对角,受到三根绳的拉力,如图2所示分别为F1、F2、F3,将三力构成矢量三角形(如图3所示的实线三角形CDE),需满足力F3大小、方向不变,角∠CDE不变(因为角α不变),由于角∠DCE为直角,则三力的几何关系可以从以DE边为直径的圆中找,则动态矢量三角形如图3中一画出的一系列虚线表示的三角形。
由此可知,F1先增大后减小,F2随始终减小,且转过90°时,当好为零。
正确答案选项为B、C、D6 如图所示,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6【答案】A【解析】要保证结点不动,应保证合力不变,则由平行四边形定则可知,合力不变,M方向向合力方向靠拢,则N的拉力应减小,同时应减小β角;故选A方法四:解析法特点:解析法适用的类型为一根绳挂着光滑滑轮,三个力中其中两个力是绳的拉力,由于是同一根绳的拉力,两个拉力相等,另一个力大小、方向不变的问题。
原理:先正确分析物体的受力,画出受力分析图,设一个角度,利用三力平衡得到拉力的解析方程式,然后作辅助线延长绳子一端交于题中的界面,找到所设角度的三角函数关系。
当受力动态变化是,抓住绳长不变,研究三角函数的变化,可清晰得到力的变化关系。
7 如图所示,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?图2′图3′图478【解析】取绳子C 点为研究对角,受到三根绳的拉力,如图2所示分别为F 1、F 2、F 3,延长绳AO 交竖直墙于D 点,由于是同一根轻绳,可得:21F F =,BC 长度等于CD ,AD 长度等于绳长。
设角∠OAD 为θ;根据三个力平衡可得:θsin 21GF = ;在三角形AOD 中可知,AD OD=θsin 。
如果A 端左移,AD 变为如图3中虚线A ′D ′所示,可知A ′D ′不变,OD ′减小,θsin 减小,F 1变大。
如果B 端下移,BC 变为如图4虚线B ′C ′所示,可知AD 、OD 不变,θsin 不变,F 1不变。
8 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?【解析】由于绳上挂的一个光滑的轻质挂钩不是结点,即左右两部分绳子其实是一根绳子,同一根绳子上的力必然是相等的,设绳与水平方向夹角为α、β,则水平方向:T cosα=T cosβ,得:α = β设两杆间的距离为S ,细绳的总长度为L ,挂钩右侧长度为L 1,左侧长度为L 2,由题有S =4m ,L =5m . 由几何知识:得 S =L 1cosα+L 2cosα=L cosα 得 cos α =54=L S 分析挂钩受力情况,根据平衡条件2T cos[21(π-2α)]=G解得,T =αsin 2G=10 N方法五:极限分析法特点:运用极限思维,把所涉及的变量在不超过变量取值范围的条件下,使某些量的变化抽象成无限大或无限小去思考解决实际问题的方法。
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。
高中物理必修二第三章—3.9动态平衡的问题
质量相等的小球A和B套在杆上,A、B间用不可 伸长的轻绳相连,用水平拉力F沿杆向右拉A使
之缓慢移动的过程中(AD )
A.A球受到杆的弹力保持不变
B.A球受到的摩擦力逐渐变小
C.B球受到杆的弹力保持不变
D.力F逐渐增大
例题7:如图所示,重为500N的人通过跨过定滑轮的 轻绳牵引重200N的物体,不计绳与滑轮间的摩擦。
二、解决动态平衡问题的方法:
1、图解法:
对物体进行受力分析,画出受力示意图,并根据平衡 条件,画出平行四边形。根据力或位置的变化,判 断平行四边如何变化,再根据四边形中各边长度变 化来确定各力的大小如何变化,这种方法叫图解法。
例题1:如图所示,重物G用绳子OA悬挂于天花板下。
在绳上的B点系一段绳子BC,现对BC绳施加一水平
③确定方向变化的力的方向如何改变,以及对应的角 度变化的范围。
④根据平行四边形形状的变化,确定各力大小的变化, 和各力大小的取值范围。
2、相似三角形法:
利用力构成的平行四边形中的三角形与支撑物体的 支架、细绳、支持面等组成的三角形相似对应边 成比例的规律来判断各力变化的方法。
例题3:光滑的半球固定在水平地面上。一小球(可 看作质点)通过细绳绕过光滑的定滑轮用手拉住。 如图所示,现拉动细绳,使小球在球面上缓慢移动, 请分析移动过程中,细绳的拉力、球面的支持力如 何变化。
例题5.如图所示,一端可绕0点自由转动的长木板上方 放一个物块,手持木板的另一端,使木板从水平位置沿 顺时针方向缓慢旋转,则在物块滑离木板前:( BCD )
A.物块对木板的压力不变 B.木板对物块的支持力一直减小。 C.木板对物块的作用力先不变,后减小。 D.物块受到的摩擦力先增大后减小
巧解高中物理动态平衡类问题——由高考全国卷21题引起的教学反思
巧解高中物理动态平衡类问题——由高考全国卷21题引起的教学反思近年来,高中物理的教学一直备受关注。
物理作为一门综合性学科,涵盖了丰富的知识内容和解题技巧。
然而,许多学生在动态平衡类问题上仍然感到困惑。
本文将以高考全国卷21题为引子,探讨如何巧解高中物理动态平衡类问题,并进行教学反思。
一、题目回顾高考全国卷21题:“一木板折断的图象如图所示,该木板是质量均匀的。
已知两端压力的大小分别为P和2P,求使木板保持平衡的力所在位置与木板长度的比为多少?”二、问题分析1. 理解题目:首先,我们需要理解题目中的木板是如何折断的,以及两端的压力是如何分布的。
从题干中可以得知,木板折断成两段,两端的压力分别为P和2P。
2. 分析平衡条件:我们知道,物体处于平衡状态时,力矩的和为零。
在这道题目中,我们需要找到平衡时力所在位置与木板长度的比。
三、解题思路1. 划分木板:根据题干中给出的信息,我们可以划分木板为两段。
设整个木板的长度为L,则第一段木板的长度为x,第二段木板的长度为L-x。
2. 确定力的作用点:在动态平衡问题中,我们需要确定力的作用点。
根据题目中的信息,我们可以得知第一段木板的一端受到了P的压力,第二段木板的一端受到了2P的压力。
3. 确定力的大小:根据压力的定义,我们知道力的大小与压力成正比。
由此可得,第一段木板受到的力为P,第二段木板受到的力为2P。
4. 确定力的平衡条件:根据题目要求,我们需要找到平衡时力所在位置与木板长度的比。
由于力的作用点分别在两段木板的一端,我们可以得到力的距离分别为x和L-x。
5. 确定平衡条件:根据力矩的平衡条件,我们可以得到平衡时的方程式为:P * x = 2P * (L - x)。
6. 求解平衡条件:根据上述方程式,我们可以求解出平衡时力所在位置与木板长度的比为:x / (L - x) = 2。
四、教学反思通过解析高考全国卷21题,我们可以反思高中物理教学中动态平衡类问题的教学方法和策略。
高中物理课件(人教版2019必修第一册)专题 物体的动态平衡问题(课件)
(3)轻杆HG对G端的支持力。
解析:
题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状
态,根据平衡的条件,首先判断与物体相连的
细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C点
和G点为研究对象,进行受力分析如图甲和乙所
示,根据平衡规律可求解。
(2)图甲中,三个力之间的夹角都为120°,根据平衡规律有
C.A对B的弹力增大
D.墙壁对B的弹力减小
解析:对B球受力分析,受到重力mg、A球对B球的弹力N'和墙壁对B球的弹力N,如图所
示:当A球向左移动后,A球对B球的支持力的方向不断变化,根据平衡条件并结合合成法
知:A球对B球的弹力和墙壁对B球的弹力N都在不断减小,故C错误,D正确;由于A缓慢地
向左移动,A处于动态平衡过程,A所受合
力始终为零,A所受合力不变,故B错误;对A和B整
体受力分析,受到总重力G、地面支持力FN,推力
F、墙壁的弹力N,水平面对它的摩擦力f,如图所示:
根据平衡条件有:F=N+f,FN=G,地面的支持力不变,
FN2
G
G
FN2
【例题】如图所示,电灯悬挂于O点,三根绳子的拉力分别为TA、TB、TC,保持
O点的位置不变,绳子的悬点B也不变,则悬点A向上移动的过程中,下列说法
正确的是( D )
A、TA、TB一直减少;
B、TA一直增大,TB一直减少;
TB
C、TA先增大后减少,TB先减少后增大;
D、TA先减少后增大,TB一直减少;
FN不变,故B正确。
【例题】如图所示,轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上,圆环A套在粗糙的水平
直杆MN上。现用水平力F拉着绳子上的一点O,使小球B从图中实线位置缓慢上升到
高一上学期物理培优(一) 巧解动态平衡问题
高中物理培优之(一)·巧解动态平衡问题动态平衡问题是高中物理平衡问题中的一个难点,学生不掌握问题的根本和规律,就不能解决该类问题,一些教学资料中对动态平衡问题归纳还不够全面。
因此,专题对动态平衡问题的常见解法梳理如下。
所谓的动态平衡,就是通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢变化的平衡问题,物体在任意时刻都处于平衡状态,动态平衡问题中往往是三力平衡。
即三个力能围成一个闭合的矢量三角形。
一、图解法例题1如图所示,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,在此过切程中( )A.F N1始终减小B. F N2始终减小C. F N1先增大后减小D. F N2先减小后增大归纳:二、解析法物体处于动态平衡状态时,对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,得到自变量与应变量的函数关系,由自变量的关系确定应变量的关系。
例题2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变大变式:如图所示,轻绳OA、OB系于水平杆上的A点和B点,两绳与水平杆之间的夹角均为30°,重物通过细线系于O点。
将杆在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转动30°此过程中( )A. OA绳上拉力变大,OB绳上拉力变大B. OA绳上拉力变大,OB绳上拉力变小C. OA绳上拉力变小,OB绳上拉力变大D. OA绳上拉力变小,OB绳上拉力变小归纳:三、相似三角形方法:找到与力的矢量三角形相似的几何三角形,根据相似三角形的性质,建立比例关系,进行讨论。
高中物理课件动态平衡(正弦定理)-2024鲜版
2024/3/28
1
目录
2024/3/28
• 课程介绍与目标 • 基础知识回顾 • 动态平衡问题分析方法 • 正弦定理在动态平衡中应用举例 • 学生实验操作与探究 • 课程总结与拓展延伸
2
01
课程介绍与目标
2024/3/28
3
动态平衡概念引入
平衡状态与动态平衡
数值法
借助计算机进行数值计算,模拟系统平衡过程。 适用于大型复杂系统,能够得到数值解。
2024/3/28
24
正弦定理在物理中其他应用
力学
用于解决共点力平衡问 题,如三力平衡、多力 平衡等。
2024/3/28
电磁学
用于计算交流电路中的 电流、电压和功率等参 数。
光学
用于分析光的干涉、衍 射和偏振等现象,以及 计算光程差和光强分布 等。
连接体动态平衡
研究连接体在动态过程中的平衡条件,结合正弦定理求解相关物 理量。
典型例题解析
通过具体例题,讲解如何利用正弦定理解决连接体动态平衡问题 。
18
05
学生实验操作与探究
2024/3/28
19
实验器材准备和检查
2024/3/28
准备实验器材
滑轮、细绳、质量块、测力计、 量角器等。
检查实验器材
解释平衡状态的概念,引入动态平衡作为特 殊类型的平衡,其中物体在受到外力作用时 仍能保持平衡。
动态平衡的条件
阐述动态平衡的条件,即物体所受合外力为 零,但各分力可能随时间变化。
实例分析
通过具体实例,如悬挂的物体在风中的摆动 ,帮助学生理解动态平衡的概念。
2024/3/28
4
高中物理解决动态平衡问题的五种方法(带答案)
第 03 讲 解决动态平衡问题的五种方法通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢地变化,物体在这一变化过程中始终处 于一系列的平衡状态中, 这种平衡称为动态平衡。
解决此类问题的基本思路是化 “动 ”为“静”, “静”中求 “动”,具体有以下三种方法:(一)解析法 对研究对象进行受力分析,先画出受力示意图,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。
(二)结论法 若合力不变,两等大分力夹角变大,则分力变大 . 若分力大小不变,两等大分力夹角变大,则合力变小 .1、粗细均匀的电线架在 A 、 B 两根电线杆之间。
由于热胀冷缩,电线在夏、冬两季呈现如 图所示的两种形状,若电线杆始终处于竖直状态,下列说法中正确的是 ( ) A .冬季,电线对电线杆的拉力较大 B .夏季,电线对电线杆的拉力较大C .夏季与冬季,电线对电线杆的拉力一样大D .夏季,电线杆对地面的压力较大移,双臂缓慢张开到图乙位置,则在此过程中,吊环的两根绳的拉力 F T (两个拉力大小相等) 及它们的合力 F 的大小变化情况为 ( A . F T 减小, F 不变 B .F T 增大, F 不变 C .F T 增大, F 减小 D .F T 增大, F 增大 3、如图所示, 硬杆 BC 一端固定在墙上的 B 点,另一端装有滑轮 用绳拴住通过滑轮固定于墙上的 A 点。
若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计,C ,重物 将绳的固定端从 A 点稍向下移,则在移动过程中 (2、如图所示,体操吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环 图甲) ,然后身体下A.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都增大C.绳的拉力不变,滑轮对绳的作用力增大B.绳的拉力减小,滑轮对绳的作用力增大D.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都不变(三)图解法此法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力、另有一个力方向不变的问题。
一般按照 以下流程解题。
高中物理解决动态平衡问题的五种方法(带答案)
第03讲 解决动态平衡问题的五种方法通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢地变化,物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中,这种平衡称为动态平衡。
解决此类问题的基本思路是化“动”为“静”,“静”中求“动”,具体有以下三种方法:(一)解析法 对研究对象进行受力分析,先画出受力示意图,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。
(二)结论法 若合力不变,两等大分力夹角变大,则分力变大.若分力大小不变,两等大分力夹角变大,则合力变小.1、粗细均匀的电线架在A 、B 两根电线杆之间。
由于热胀冷缩,电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状,若电线杆始终处于竖直状态,下列说法中正确的是( )A .冬季,电线对电线杆的拉力较大B .夏季,电线对电线杆的拉力较大C .夏季与冬季,电线对电线杆的拉力一样大D .夏季,电线杆对地面的压力较大2、如图所示,体操吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环(图甲),然后身体下移,双臂缓慢张开到图乙位置,则在此过程中,吊环的两根绳的拉力F T (两个拉力大小相等)及它们的合力F 的大小变化情况为( )A .F T 减小,F 不变B .F T 增大,F 不变C .F T 增大,F 减小D .F T 增大,F 增大3、如图所示,硬杆BC 一端固定在墙上的B 点,另一端装有滑轮C ,重物D用绳拴住通过滑轮固定于墙上的A 点。
若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计,将绳的固定端从A 点稍向下移,则在移动过程中( ) A.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都增大 B.绳的拉力减小,滑轮对绳的作用力增大C.绳的拉力不变,滑轮对绳的作用力增大D.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都不变A CB(三)图解法此法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力、另有一个力方向不变的问题。
一般按照以下流程解题。
1、如图所示,小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上,当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大2、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN.在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于平衡状态,如图所示是这个装置的截面图.现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,发现P始终保持静止.则在此过程中,下列说法中正确的是()A.MN对Q的弹力逐渐减小B.P对Q的弹力逐渐增大C.地面对P的摩擦力逐渐增大D.Q所受的合力逐渐增大3、如图所示,挡板固定在斜面上,滑块m在斜面上,上表面呈弧形且左端最薄,球M搁在挡板与弧形滑块上,一切摩擦均不计,用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块,使球与滑块均静止。
高中物理动态平衡问题
高中物理动态平衡问题
动态平衡是指在物体平衡的同时,物体的速度不变,即物体处于匀速直线运动状态。
在高中物理中,动态平衡问题通常与牛顿第二定律和牛顿第三定律相关。
以下是一些典型的动态平衡问题。
1. 一个物体在水平面上匀速运动,所受合外力为多少?
令物体质量为m,物体受到的合外力为F,根据牛顿第二定律,有F=ma。
因为物体处于动态平衡状态,所以a=0,即F=0,
即所受合外力为零。
2. 一个物体在竖直方向上匀速运动,所受合外力为多少?
令物体质量为m,物体受到的合外力为F,根据牛顿第二定律,有F=ma。
因为物体处于动态平衡状态,所以a=0,即F=mg,即所受合外力等于物体的重力,即F=mg。
3. 一个物体沿斜面向下匀速运动,所受合外力为多少?
令物体质量为m,物体所在的斜面与水平面夹角为θ,物体受
到的合外力为F,根据牛顿第二定律,有F=ma。
因为物体处
于动态平衡状态,所以a=0,即物体所受合外力等于物体沿斜
面方向的重力分量,即F=mg*sinθ。
4. 一个物体沿斜面向上匀速运动,所受合外力为多少?
令物体质量为m,物体所在的斜面与水平面夹角为θ,物体受到的合外力为F,根据牛顿第二定律,有F=ma,因为物体处于动态平衡状态,所以a=0,即物体所受合外力等于物体沿斜面方向的重力分量加上斜面提供的力,即F=mg*sinθ+Fn,其中Fn为斜面提供的法向力。
高中物理力的动态平衡专题
高中物理力的动态平衡专题摘要:1.动态平衡问题的定义与特点2.解析法求解动态平衡问题3.图解法求解动态平衡问题4.矢量三角形法求解动态平衡问题5.动态平衡问题的实际应用正文:一、动态平衡问题的定义与特点动态平衡问题是指在物体运动过程中,受到多个力的作用而达到平衡状态的问题。
在动态平衡问题中,物体的速度和方向可能发生变化,但其所受的合力为零。
动态平衡问题的特点是,物体受到的力不是恒定的,而是随着物体运动状态的变化而变化。
解决动态平衡问题时,需要分析物体在不同状态下的受力情况,建立平衡方程,求解力的变化。
二、解析法求解动态平衡问题解析法是解决动态平衡问题的一种常用方法。
它通过对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出应变参量与自变参量的一般函数式,然后根据自变参量的变化确定应变参量的变化。
具体步骤如下:1.对物体进行受力分析,列出平衡方程;2.求解平衡方程,得到应变参量与自变参量的关系式;3.根据自变参量的变化,确定应变参量的变化。
三、图解法求解动态平衡问题图解法是另一种解决动态平衡问题的方法。
它通过对研究对象进行受力分析,画出不同状态下力的矢量图,然后根据有向线段的长度变化判断各个力的变化。
具体步骤如下:1.对物体进行受力分析,画出力的矢量图;2.根据力的矢量图,确定各个力的变化;3.根据力的变化,求解应变参量与自变参量的关系式。
四、矢量三角形法求解动态平衡问题矢量三角形法是解决动态平衡问题的一种简便方法,特别是在处理变动中的三力问题时。
它通过画出力的矢量三角形,直观地反映出力的变化过程。
具体步骤如下:1.画出力的矢量三角形;2.分析力的变化,确定三角形的形状;3.根据三角形的形状,求解应变参量与自变参量的关系式。
五、动态平衡问题的实际应用动态平衡问题在实际生活中有广泛的应用,例如:分析汽车的行驶稳定性、飞机的飞行稳定性、运动员的平衡能力等。
