新課標(biāo)2023版高考物理一輪總復(fù)習(xí)第二章相互作用第5講“共點(diǎn)力的動(dòng)態(tài)平衡”解題技能強(qiáng)化課件

1、第5講“共點(diǎn)力的動(dòng)態(tài)平衡”解題技能強(qiáng)化加強(qiáng)點(diǎn)(一)解答動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的三種常用方法動(dòng)態(tài)平衡指通過(guò)控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化，而在這個(gè)過(guò)程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)，在問(wèn)題描述中常用“緩慢”等字眼。解決該類問(wèn)題的總體思路是“化動(dòng)為靜，靜中求動(dòng)”。方法1解析法對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，先畫(huà)出受力示意圖，再根據(jù)物體的平衡條件，得到因變量與自變量的關(guān)系表達(dá)式(通常要用到三角函數(shù))，最后根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化。例1 (2022天津高三月考)某同學(xué)參加“筷子夾玻璃珠”游戲。如圖所示，夾起玻璃珠后，左側(cè)筷子與豎直方向的夾角為銳角，右側(cè)筷子豎直，且兩筷子始終在同一豎直平面內(nèi)。保持玻璃

2、珠靜止不動(dòng)，且忽略筷子與玻璃珠間的摩擦。左側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的彈力為F1，右側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的彈力為F2。玻璃珠的重力為G，下列說(shuō)法正確的是 ( )AF1F2BF1GC保持右側(cè)筷子豎直，玻璃珠仍靜止，左側(cè)筷子與豎直方向的夾角略微減小，則F1減小D保持右側(cè)筷子豎直，玻璃珠仍靜止，左側(cè)筷子與豎直方向的夾角略微減小，則F2增大答案D答案AD方法2圖解法此法常用于求解三力平衡且有一個(gè)力是恒力、另有一個(gè)力方向不變的問(wèn)題。一般按照以下流程解題：例3 (多選)如圖所示，墻角處放置一個(gè)光滑的小球A，用輕繩一端拴著小球B靠在小球A上，輕繩的另外一端拴在墻壁上，兩個(gè)小球保持靜止不動(dòng)，此時(shí)兩個(gè)小球之間的彈力和輕繩的拉力正

3、好相互垂直，現(xiàn)在通過(guò)調(diào)整輕繩緩慢移動(dòng)小球B，調(diào)整后小球B和輕繩的位置如圖中虛線所示，小球B未越過(guò)小球A的最高點(diǎn)，小球A始終保持靜止，輕繩始終保持和原來(lái)繩方向平行，則 ( )A兩球之間的彈力變大，輕繩的拉力變小B兩球之間的彈力不變，輕繩的拉力變小C地面對(duì)A球的支持力變大，A球?qū)Ρ诘膲毫ψ冃地面對(duì)A球的支持力不變，A球?qū)Ρ诘膲毫ψ冃〗馕龈鶕?jù)題意，緩慢移動(dòng)小球B，輕繩始終保持和原來(lái)繩方向平行，輕繩對(duì)B球的拉力沿繩方向，B球的重力方向豎直向下，如圖甲所示，根據(jù)平行四邊形定則可知兩球之間的彈力變大，輕繩的拉力變小，A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)小球A進(jìn)行受力分析，如圖乙所示，小球受到重力G、墻壁的支持力N1、

4、地面的支持力N2、以及B對(duì)A的壓力F，根據(jù)上述分析，B對(duì)A的壓力在水平方向的分量減小，根據(jù)平衡條件，墻壁的支持力等于B的壓力在水平方向的分量，墻壁的支持力減小，A球?qū)Ρ诘膲毫ψ冃?，A球重力和B的壓力在豎直方向的分量的合力等于地面對(duì)A球的支持力，所以地面對(duì)A球的支持力增大，C正確，D錯(cuò)誤。答案AC方法3相似三角形法在三力平衡問(wèn)題中，如果有一個(gè)力是恒力，另外兩個(gè)力方向都變化，且題目給出了空間幾何關(guān)系，多數(shù)情況下力的矢量三角形與空間幾何三角形相似，可利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例進(jìn)行計(jì)算。例4 如圖所示，質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿承受彈力的最大值一定，桿的A端用鉸鏈固定，光滑輕小滑輪在A點(diǎn)正上方，B端吊

5、一重物G，現(xiàn)將繩的一端拴在桿的B端，用拉力F將B端緩慢上拉，在AB桿達(dá)到豎直前(均未斷)，關(guān)于繩子的拉力F和桿受的彈力FN的變化，判斷正確的是 ( )AF變大 BF變小CFN變大 DFN變小答案B加強(qiáng)點(diǎn)(二)三法破解平衡中的臨界和極值問(wèn)題臨界問(wèn)題是指當(dāng)某物理量變化時(shí)，會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，在問(wèn)題的描述中常用“剛好”“剛能”“恰好”等語(yǔ)言敘述；極值問(wèn)題是指在力的變化過(guò)程中的最大值和最小值問(wèn)題。解決平衡中的臨界極值問(wèn)題通常有以下三種方法：方法1數(shù)學(xué)分析法 根據(jù)物體的平衡條件列方程，在解方程時(shí)利用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值。通常用到的數(shù)學(xué)知識(shí)有二次函數(shù)

6、求極值、討論公式求極值、三角函數(shù)求極值以及幾何法求極值等。例1 如圖所示，質(zhì)量為M的木楔傾角為，在水平面上保持靜止，當(dāng)將一質(zhì)量為m的木塊放在木楔斜面上時(shí)，它正好勻速下滑。如果用與木楔斜面成角的力F拉著木塊，木塊能勻速上升，已知木楔在整個(gè)過(guò)程中始終靜止。(1)當(dāng)為多大時(shí)，F(xiàn)有最小值，求此時(shí)的大小及F的最小值；(2)當(dāng)時(shí)，木楔對(duì)水平面的摩擦力是多大？答案A方法3極限分析法首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過(guò)程分析，找出平衡的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn)；臨界條件必須在變化中去尋找，不能停留在一個(gè)狀態(tài)來(lái)研究臨界問(wèn)題，而要把某個(gè)物理量推向極端，即極大和極小。例3筷子是中國(guó)人常用的飲食工具，也是中華飲食文化的標(biāo)志之一?？曜釉谙惹貢r(shí)稱為“梜”，漢代時(shí)稱“箸”，明代開(kāi)始稱“筷”。如圖所示，用筷子夾質(zhì)量為m的小