力的動(dòng)態(tài)平衡專題

關(guān)于力的動(dòng)態(tài)平衡專題第一頁，共二十八頁，2022年，8月28日1.知道什么是動(dòng)態(tài)平衡，了解動(dòng)態(tài)平衡的常見題型2.掌握各種解動(dòng)態(tài)平衡的方法及適用條件教學(xué)目標(biāo)第二頁，共二十八頁，2022年，8月28日1.平衡狀態(tài)2.平衡條件3.三力平衡的幾個(gè)推論4.靜態(tài)平衡解題方法①合成、分解法②矢量三角形③相似三角形④正交分解法⑤整體隔離法知識(shí)回顧第三頁，共二十八頁，2022年，8月28日

所謂動(dòng)態(tài)平衡問題是指通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化，而在這個(gè)過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)．這是力平衡問題中的一類難題．解決這類問題的一般思路是:化“動(dòng)”為“靜”，“靜”中求“動(dòng)”。什么是動(dòng)態(tài)平衡第四頁，共二十八頁，2022年，8月28日動(dòng)態(tài)平衡的常見問題：①動(dòng)態(tài)分析；②臨界問題；③極值分析。解動(dòng)態(tài)問題的關(guān)鍵是抓住不變量，依據(jù)不變的量來確定其他量的變化規(guī)律。常用的分析方法：①圖解法；②相似三角形；③正交分解法。常見問題及解題策略第五頁，共二十八頁，2022年，8月28日21F1F21.“滑輪”:(1)跨過滑輪的輕繩上有大小相等的張力(F1=F2)(2)兩輕繩方向與滑輪軸線方向的偏角相等(1=2)2.“結(jié)點(diǎn)”:幾根繩子在端點(diǎn)打結(jié),形成結(jié)點(diǎn)(1)幾根繩子上的張力不一定相等(F1F2)(2)幾根繩子的偏角不一定相等(1

2)

12F1F2“滑輪”和“結(jié)點(diǎn)”第六頁，共二十八頁，2022年，8月28日

【例1】如圖所示，光滑的小球靜止在斜面和豎直放置的木板之間，已知球重為G，斜面的傾角為θ，現(xiàn)使木板沿逆時(shí)針方向繞O點(diǎn)緩慢移動(dòng)，求小球?qū)π泵婧蛽醢宓膲毫υ鯓幼兓?？這種題型有什么特點(diǎn)嗎？一、圖解法（動(dòng)態(tài)三角形）第七頁，共二十八頁，2022年，8月28日題型特點(diǎn)：（1）物體受三個(gè)力（2）有一個(gè)力是恒力（往往是重力）（3）一個(gè)力的方向不變（4）第三個(gè)力的大小方向變化一、圖解法（動(dòng)態(tài)三角形）第八頁，共二十八頁，2022年，8月28日

【例1】如圖所示，光滑的小球靜止在斜面和豎直放置的木板之間，已知球重為G，斜面的傾角為θ，現(xiàn)使木板沿逆時(shí)針方向繞O點(diǎn)緩慢移動(dòng)，求小球?qū)π泵婧蛽醢宓膲毫υ鯓幼兓?？你能總結(jié)一下解題步驟嗎？一、圖解法（動(dòng)態(tài)三角形）第九頁，共二十八頁，2022年，8月28日解題步驟：（1）明確研究對(duì)象。（2）分析物體的受力。（3）用力的合成或力的分解作平行四邊形（也可簡化為矢量三角形）。（4）在合成后的三角形中找到變化的角，畫出變化后的三角形（5）根據(jù)有向線段的長度變化判斷各個(gè)力的變化情況。一、（圖解法）動(dòng)態(tài)三角形第十頁，共二十八頁，2022年，8月28日注意幾點(diǎn)：（1）哪個(gè)是恒力，哪個(gè)是方向不變的力，哪個(gè)是方向變化的力。（2）正確判斷力的變化方向及方向變化的范圍。（3）力的方向在變化的過程中，力的大小是否存在極值問題。一、圖解法（動(dòng)態(tài)三角形）第十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日【變式訓(xùn)練】如圖，電燈懸掛于O點(diǎn)，三根繩子的拉力分別為TA、TB、TC，保持O點(diǎn)的位置不變，繩子的懸點(diǎn)B也不變，則懸點(diǎn)A向上移動(dòng)的過程中，下列說法正確的是（）A、TA、TB一直減少；B、TA一直增大，TB一直減少；C、TA先增大后減少，TB先減少后增大；D、TA先減少后增大，TB一直減少；

D一、圖解法（動(dòng)態(tài)三角形）第十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日【例2】在兩個(gè)共點(diǎn)力的合成實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，用A、B兩個(gè)測力計(jì)拉橡皮條的結(jié)點(diǎn)D，使其位于E處，α＋β＜90°，然后保持A的讀數(shù)不變，當(dāng)角α由圖示位置逐漸減小時(shí)，欲使結(jié)點(diǎn)仍在E處，可采用的方法是()A．增大B的讀數(shù)，減小β角B．減小B的讀數(shù)，減小β角C．減小B的讀數(shù)，增大β角D．增大B的讀數(shù)，增大β角

二、圖解法2（畫圓）B第十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日①受力特點(diǎn)：受三個(gè)力作用；一個(gè)力恒定不變（大小、方向不變）；一個(gè)力大小不變，一個(gè)力可變②方法：三力畫出矢量三角形

畫圓二、圖解法2（畫圓）題型特點(diǎn)：第十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日【變式訓(xùn)練】如圖所示,輕桿BC一端用絞鏈固定于墻上,另一端有小滑輪C.重物系一輕繩經(jīng)C固定在墻上A點(diǎn).滑輪與繩的質(zhì)量及摩擦均不計(jì),若將繩端A點(diǎn)沿墻稍向上移動(dòng),系統(tǒng)再次平衡后,則()

A.

輕桿與墻的夾角減少

B.繩的拉力增大,輕桿所受的壓力減少

C.

繩的拉力不變,輕桿所受的壓力減少

D.

繩的拉力不變,輕桿所受的壓力不變BACDC二、圖解法2（畫圓）第十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日T=mgmgFNBACD二、圖解法2（畫圓）第十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日【例3】輕繩長為L，A端固定在天花板上，B端系一個(gè)重量為G的小球，小球靜止在固定的半徑為R的光滑球面上，小球的懸點(diǎn)在球心正上方距離球面最小距離為h，則小球從球面底端緩拉到頂端的過程中，繩的拉力F及半球面對(duì)小球的支持力FN如何變化？三、相似三角形法第十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日GNT＝＝第十八頁，共二十八頁，2022年，8月28日①受力特點(diǎn)：受三個(gè)力作用；一個(gè)力恒定不變（大小、方向不變），另兩個(gè)力可變；力三角形與幾何三角形相似三、相似三角形法題型特點(diǎn)：第十九頁，共二十八頁，2022年，8月28日

【變式訓(xùn)練】AC是上端帶定滑輪的固定豎直桿，質(zhì)量不計(jì)的輕桿BC一端通過鉸鏈固定在C點(diǎn)，另一端B懸掛一重為G的重物，且B端系有一根輕繩并繞過定滑輪A，用力F拉繩，開始時(shí)∠BCA＞90°，現(xiàn)使∠BCA緩慢變小，直到桿BC接近豎直桿AC。此過程中，桿BC所受的力（）A.大小不變 B.逐漸增大C.逐漸減小 D.先增大后減小FACBTmgN三、相似三角形法A第二十頁，共二十八頁，2022年，8月28日

【例4】如圖所示，人站在岸上通過定滑輪用繩牽引小船，若水的阻力恒定不變，則在船勻速靠岸的過程中，繩的拉力和船受到的浮力如何變化？四、正交分解法第二十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日四、正交分解法題型特點(diǎn)：①受力特點(diǎn)：受多個(gè)力作用；已知角度的變化情況

②解題步驟：1.選某一狀態(tài)對(duì)物體受力分析2.將物體受的力按選定方向正交分解3.列平衡方程求出未知量與已知量的關(guān)系式4.根據(jù)已知量變化情況來確定未知量的變化

第二十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日【變式訓(xùn)練】質(zhì)量分別為M、m的兩個(gè)物體系在一根通過輕滑輪的輕繩兩端，M放在水平地板上，m被懸掛在空中，若將M沿水平地板向右緩慢移動(dòng)少許后M仍靜止，則（）A．繩中張力變大B．滑輪軸所受的壓力變大C．M對(duì)地面的壓力變大D．M所受的靜摩擦力變大mMB四、正交分解法第二十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日說明：力的三角形法與正交分解法是解決共點(diǎn)力平衡問題的最常見的兩種解法．前者適于三力平衡問題，簡捷、直觀．后者適于多力平衡問題，是基本的解法，但有時(shí)有冗長的演算過程，因此要靈活地選擇解題方法．

第二十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日1.如圖所示，把球夾在豎直墻AC和木板BC之間，不計(jì)摩擦，球?qū)Φ膲毫镕N1，球?qū)Π宓膲毫镕N2．在將板BC逐漸放至水平的過程中，F(xiàn)N1和FN2怎么變化？作業(yè)第二十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日2.如圖所示,直角型桿OB水平,桿上用兩根細(xì)線拉住一個(gè)小球,開始AC繩處于水平,現(xiàn)保持兩細(xì)繩間夾角不變,將整個(gè)裝置繞O軸沿順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)過90o,則在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,AC繩上的拉力TAC,BC繩上的拉力TBC怎