高中物理必修一動態(tài)平衡課件

動態(tài)平衡動態(tài)平衡1動態(tài)平衡定義：物體受到幾個變力的作用而處于平衡態(tài)，我們把這類問題叫做共點力的動態(tài)平衡。處理方法：圖解法、解析法、相似三角形法（極少）基本思路：化“動”為“靜”，“靜”中求“動”動態(tài)平衡定義：物體受到幾個變力的作用而處于平衡態(tài)，我們把這類2圖解法圖解法32、圖解法解題步驟（1）受力分析（2）構(gòu)建力的三角形(通過平移）（3）確定大小方向都不變的力（邊），確定方向不變、大小變化的力（邊）（4）通過活動大小方向都可變的力（邊），得到該力的變化情況注意：進(jìn)行第4步的時候不能改變3中的結(jié)論1、圖解法特點：（1）物體受三個力（2）有一個力大小方向都不變（3）還有一個力方向不變2、圖解法解題步驟（1）受力分析1、圖解法特點：4【典例2】右圖所示為半圓形支架BAD，兩細(xì)繩OA和OB結(jié)于圓心O，下懸重為G的物體，使OA繩固定不動，將OB繩的B端沿半圓形支架從水平位置逐漸移至豎直位置C的過程中，分析OA繩和OB繩所受的力大小如何變化？【典例2】右圖所示為半圓形支架BAD，兩細(xì)繩OA和OB結(jié)于53、如圖所示，小球用細(xì)繩系住，繩的另一端固定于O點，現(xiàn)用水平力F緩慢推動斜面體，小球在斜面上無摩擦地滑動，細(xì)繩始終處于直線狀態(tài)，當(dāng)小球升到接近斜面頂端時細(xì)繩接近水平，此過程中斜面對小球的支持力FN以及繩對小球的拉力FT的變化情況是（）FN保持不變，F(xiàn)T不斷增大B.FN不斷增大，F(xiàn)T不斷減小C.FN保持不變，F(xiàn)T先增大后減小D.FN不斷增大，F(xiàn)T先減小后增大D3、如圖所示，小球用細(xì)繩系住，繩的另一端固定于O點，現(xiàn)用水平61、如圖示,一小球放置在木板與豎直墻面之間.設(shè)墻面對球的壓力大小為FN1,球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2.以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置．不計摩擦，在此過程中()A．FN1始終減小，F(xiàn)N2始終增大B．FN1始終減小，F(xiàn)N2始終減小C．FN1先增大后減小，F(xiàn)N2始終減小D．FN1先增大后減小，F(xiàn)N2先減小后增大1、如圖示,一小球放置在木板與豎直墻面之間.設(shè)墻面對球的壓力72、

如圖所示，一光滑小球靜止放置在光滑半球面的底端，用豎直放置的光滑擋板水平向右緩慢地推動小球，則在小球運動的過程中（該過程小球未脫離球面），木板對小球的推力F1、半球面對小球的支持力F2的變化情況正確的是（）A.F1增大，F(xiàn)2減小 B.F1增大，F(xiàn)2增大C.F1減小，F(xiàn)2減小

D.F1減小，F(xiàn)2增大B2、如圖所示，一光滑小球靜止放置在光滑半球面的底端，用豎直8（1）物體受三個力（2）有一個力大小方向都不變（3）還有兩個力方向變化，但是夾角不變2、輔助圓法（1）物體受三個力2、輔助圓法9如圖所示,兩根輕繩一端系于結(jié)點O,另一端分別系于固定圓環(huán)上的A、B兩點,O為圓心.O點下面懸掛一物體M,繩OA水平,拉力大小為,繩OB與繩OA成,拉力大小為.將兩繩同時緩慢順時針轉(zhuǎn)過,并保持兩繩之間的夾角始終不變,物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài).則在旋轉(zhuǎn)過程中,下列說法正確的是()A.F1逐漸增大B.F1先增大后減小C.F2逐漸減小D.F2先減小后增大BC直徑如圖所示,兩根輕繩一端系于結(jié)點O,另一端分別系于固定圓環(huán)上的103．(多選)如圖所示，一個物塊靜止在斜面上，斜面對物塊的支持力和摩擦力分別為FN和Ff.如果增大斜面的傾角θ，而物塊仍能在斜面上保持靜止，則這一過程中()

A．FN增大

B．FN減小C．Ff增大

D．Ff減小3．(多選)如圖所示，一個物塊靜止在斜面上，斜面對物塊的支持113.相似三角形法解題步驟1.分析物體的受力，畫出受力分析圖，2.尋找與力的三角形相似的幾何三角形3.利用相似三角形的性質(zhì)，建立比例關(guān)系（關(guān)鍵）（1）物體受三個力（2）有一個力大小方向都不變（3）還有兩個力方向變化，但是和幾何三角形有一定的比例關(guān)系3.相似三角形法解題步驟1.分析物體的受力，畫出受力分析圖，124．如圖所示，光滑半球的半徑為R，有一質(zhì)量為m的小球用一細(xì)線掛靠在半球上，細(xì)線上端通過一個定滑輪，在用力將小球緩慢往上拉的過程中，細(xì)線對小球的拉力F大小和小球緊壓球面的力F2大小的變化情況是()A．兩者都變小B．兩者都變大C．F變小，F(xiàn)2不變D．F不變，F(xiàn)2變小4．如圖所示，光滑半球的半徑為R，有一質(zhì)量為m的小球用一細(xì)線138．如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點有一個光滑的小孔．質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上．一根細(xì)線的下端系著小球，上端穿過小孔用手拉?。F(xiàn)拉動細(xì)線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移，在移動過程中手對線的拉力F和軌道對小球的彈力FN的大小變化情況是()A．F不變，F(xiàn)N增大B．F不變，F(xiàn)N減小C．F減小，F(xiàn)N不變D．F增大，F(xiàn)N減小8．如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點有一個光滑的143.解析法解題步驟（1）明確研究對象。（2）分析物體的受力。（3）找一個大小和方向不變的力作為另外兩個力的合力（也可簡化為矢量三角形）。（4）三力構(gòu)成的矢量三角形為直角三角形（5）把變力用恒力（一般為重力）和三角函數(shù)表示（6）由角的變化判斷變力的變化情況3.解析法解題步驟（1）明確研究對象。153．(多選)如圖所示，一個物塊靜止在斜面上，斜面對物塊的支持力和摩擦力分別為FN和Ff.如果增大斜面的傾角θ，而物塊仍能在斜面上保持靜止，則這一過程中()

A．FN增大

B．FN減小C．Ff增大

D．Ff減小3．(多選)如圖所示，一個物塊靜止在斜面上，斜面對物塊的支持16

如圖所示，小船用繩索拉向岸邊，設(shè)船在水中運動時所受水的阻力不變，那么小船在勻速靠岸過程中，下面說法哪些是正確的（）

A.繩子的拉力F不斷增大B.繩子的拉力F不變C.船所受的浮力不斷減小D.船所受的浮力不斷增大Fcosθ=f…①Fsinθ+F浮=mg…②船在勻速靠岸的過程中，θ增大，阻力不變，根據(jù)平衡方程①知，cosθ減小，繩子的張力增大，根據(jù)平衡方程②知，拉力F增大，sinθ增大，所以船的浮力減?。蔄、C正確AC注意：四個力只能用正交分解解析法如圖所示，小船用繩索拉向岸邊，設(shè)船在水中運動時所受水的阻力17【變式訓(xùn)練】如圖所示，質(zhì)量分別為m、M的兩個物體，系在一根繞過定滑輪的輕繩兩端，M放在水平地板上，m懸在空中，若將M沿水平地面向右移動少許（仍保持平衡狀態(tài)），則（）A．繩中張力變大B．M對地面的壓力變大C．M所受的靜摩擦力變大D．滑輪軸所受的壓力變大BC【變式訓(xùn)練】如圖所示，質(zhì)量分別為m、M的兩個物體，系在一根繞18總結(jié)1、圖解法（1）常見的：物體受三個力；有一個力大小方向始終不變（一般是重力）；還有一個力的方向不變（2）做輔助圓：開始時兩力的夾角是90°，其中一個力大小方向都不變，另外兩個力方向改變，但動態(tài)平衡時兩力夾角不變。（3）相似三角形：一個力大小方向都不變，另外兩個力方向改變，且無二力保持垂直。2、解析法（1）變力用恒力和三角函數(shù)表示出來（2）四個力用正交分解3、極值法兩頭情況，30°，45°，60°，90°。極值法沒找到例題總結(jié)1、圖解法極值法沒找到例題19跟蹤訓(xùn)練：一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈鉸于固定豎直桿AO上，B端掛一重物，且系一細(xì)繩，細(xì)繩跨過桿頂A處的光滑小滑輪，用力F拉住，如圖所示.現(xiàn)將細(xì)繩緩慢往左拉，使桿BO與桿AO間的夾角θ逐漸減少，則在此過程中，拉力F及桿BO所受壓力FN的大小變化情況是()A、FN先減小，后增大B、FN始終不變C、F先減小，后增大D、F始終不變跟蹤訓(xùn)練：一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈鉸于固定豎直桿AO上，201.半圓柱體P放在粗糙的水平面上，有一擋板MN，其延長線總是過半圓柱體的軸心O，但擋板與半圓柱體不接觸，在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q（可視為質(zhì)點），整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖是這個裝置的截面圖，若用外力使MN繞O點從水平位置緩慢地逆時針轉(zhuǎn)動，在Q到達(dá)最高位置前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止，在此過程中，下列說法正確的是：（

）A.MN對Q的彈力大小保持不變B.P、Q間的彈力先增大后減小C.桌面對P的摩擦力先增大后減小D.P所受桌面的支持力一直減小1.半圓柱體P放在粗糙的水平面上，有一擋板MN，其延長線總是21如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點處有一個光滑的小孔，質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上，一根細(xì)線的下端拴著小球，上端穿過小孔用手拉住?，F(xiàn)拉動細(xì)線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移，在移動過程中，手對線的拉力F和軌道對小球的彈力N的大小的變化情況是（）A.F大小將不變B.F大小將增大C.N大小將不變

D.N大小將增大C如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點處有一個光滑的小22正弦定理法例：兩個可視為質(zhì)點的小球a和b，用質(zhì)量可忽略的剛性細(xì)桿相連，放置在一個光滑的半球面內(nèi)，如圖所示。己知小球a和b的質(zhì)量之比為

，細(xì)桿長度是球面半徑的

倍。兩球處于平衡狀態(tài)時，細(xì)桿與水平面的夾角θ是（

）

A．450B．300

C．22.50D．150

D正弦定理法例：兩個可視為質(zhì)點的小球a和b，用質(zhì)量可忽略的剛性23平衡物體的臨界狀態(tài)與極值問題平衡物體的臨界狀態(tài)與極值問題24例、如圖，用細(xì)繩AO、BO懸掛重物，BO水平，AO和豎直方向成300，若AO、BO、所能承受的最大拉力分別為10N、6N，OC能承受足夠大的拉力，為使細(xì)繩不被拉斷，重物允許最大重力為多少？例、如圖，用細(xì)繩AO、BO懸掛重物，BO水平，AO和豎直方向25例：如圖所示，物體的質(zhì)量為2kg，兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個方向與水平線成θ=600的拉力F，若要使兩繩都能伸直，求拉力F的大小范圍。ABCFθθmgF2F1xy解析：作出A受力圖如圖所示，由平衡條件有：Fcosθ=F2+F1cosθ①

Fsinθ+F1sinθ=mg②

要使兩繩都能繃直，則有：由以上各式可解得F的取值范圍為：例：如圖所示，物體的質(zhì)量為2kg，兩根輕繩AB和AC的一端連26高中物理必修一動態(tài)平衡課件27

動態(tài)平衡動態(tài)平衡28動態(tài)平衡定義：物體受到幾個變力的作用而處于平衡態(tài)，我們把這類問題叫做共點力的動態(tài)平衡。處理方法：圖解法、解析法、相似三角形法（極少）基本思路：化“動”為“靜”，“靜”中求“動”動態(tài)平衡定義：物體受到幾個變力的作用而處于平衡態(tài)，我們把這類29圖解法圖解法302、圖解法解題步驟（1）受力分析（2）構(gòu)建力的三角形(通過平移）（3）確定大小方向都不變的力（邊），確定方向不變、大小變化的力（邊）（4）通過活動大小方向都可變的力（邊），得到該力的變化情況注意：進(jìn)行第4步的時候不能改變3中的結(jié)論1、圖解法特點：（1）物體受三個力（2）有一個力大小方向都不變（3）還有一個力方向不變2、圖解法解題步驟（1）受力分析1、圖解法特點：31【典例2】右圖所示為半圓形支架BAD，兩細(xì)繩OA和OB結(jié)于圓心O，下懸重為G的物體，使OA繩固定不動，將OB繩的B端沿半圓形支架從水平位置逐漸移至豎直位置C的過程中，分析OA繩和OB繩所受的力大小如何變化？【典例2】右圖所示為半圓形支架BAD，兩細(xì)繩OA和OB結(jié)于323、如圖所示，小球用細(xì)繩系住，繩的另一端固定于O點，現(xiàn)用水平力F緩慢推動斜面體，小球在斜面上無摩擦地滑動，細(xì)繩始終處于直線狀態(tài)，當(dāng)小球升到接近斜面頂端時細(xì)繩接近水平，此過程中斜面對小球的支持力FN以及繩對小球的拉力FT的變化情況是（）FN保持不變，F(xiàn)T不斷增大B.FN不斷增大，F(xiàn)T不斷減小C.FN保持不變，F(xiàn)T先增大后減小D.FN不斷增大，F(xiàn)T先減小后增大D3、如圖所示，小球用細(xì)繩系住，繩的另一端固定于O點，現(xiàn)用水平331、如圖示,一小球放置在木板與豎直墻面之間.設(shè)墻面對球的壓力大小為FN1,球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2.以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置．不計摩擦，在此過程中()A．FN1始終減小，F(xiàn)N2始終增大B．FN1始終減小，F(xiàn)N2始終減小C．FN1先增大后減小，F(xiàn)N2始終減小D．FN1先增大后減小，F(xiàn)N2先減小后增大1、如圖示,一小球放置在木板與豎直墻面之間.設(shè)墻面對球的壓力342、

如圖所示，一光滑小球靜止放置在光滑半球面的底端，用豎直放置的光滑擋板水平向右緩慢地推動小球，則在小球運動的過程中（該過程小球未脫離球面），木板對小球的推力F1、半球面對小球的支持力F2的變化情況正確的是（）A.F1增大，F(xiàn)2減小 B.F1增大，F(xiàn)2增大C.F1減小，F(xiàn)2減小

D.F1減小，F(xiàn)2增大B2、如圖所示，一光滑小球靜止放置在光滑半球面的底端，用豎直35（1）物體受三個力（2）有一個力大小方向都不變（3）還有兩個力方向變化，但是夾角不變2、輔助圓法（1）物體受三個力2、輔助圓法36如圖所示,兩根輕繩一端系于結(jié)點O,另一端分別系于固定圓環(huán)上的A、B兩點,O為圓心.O點下面懸掛一物體M,繩OA水平,拉力大小為,繩OB與繩OA成,拉力大小為.將兩繩同時緩慢順時針轉(zhuǎn)過,并保持兩繩之間的夾角始終不變,物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài).則在旋轉(zhuǎn)過程中,下列說法正確的是()A.F1逐漸增大B.F1先增大后減小C.F2逐漸減小D.F2先減小后增大BC直徑如圖所示,兩根輕繩一端系于結(jié)點O,另一端分別系于固定圓環(huán)上的373．(多選)如圖所示，一個物塊靜止在斜面上，斜面對物塊的支持力和摩擦力分別為FN和Ff.如果增大斜面的傾角θ，而物塊仍能在斜面上保持靜止，則這一過程中()

A．FN增大

B．FN減小C．Ff增大

D．Ff減小3．(多選)如圖所示，一個物塊靜止在斜面上，斜面對物塊的支持383.相似三角形法解題步驟1.分析物體的受力，畫出受力分析圖，2.尋找與力的三角形相似的幾何三角形3.利用相似三角形的性質(zhì)，建立比例關(guān)系（關(guān)鍵）（1）物體受三個力（2）有一個力大小方向都不變（3）還有兩個力方向變化，但是和幾何三角形有一定的比例關(guān)系3.相似三角形法解題步驟1.分析物體的受力，畫出受力分析圖，394．如圖所示，光滑半球的半徑為R，有一質(zhì)量為m的小球用一細(xì)線掛靠在半球上，細(xì)線上端通過一個定滑輪，在用力將小球緩慢往上拉的過程中，細(xì)線對小球的拉力F大小和小球緊壓球面的力F2大小的變化情況是()A．兩者都變小B．兩者都變大C．F變小，F(xiàn)2不變D．F不變，F(xiàn)2變小4．如圖所示，光滑半球的半徑為R，有一質(zhì)量為m的小球用一細(xì)線408．如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點有一個光滑的小孔．質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上．一根細(xì)線的下端系著小球，上端穿過小孔用手拉?。F(xiàn)拉動細(xì)線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移，在移動過程中手對線的拉力F和軌道對小球的彈力FN的大小變化情況是()A．F不變，F(xiàn)N增大B．F不變，F(xiàn)N減小C．F減小，F(xiàn)N不變D．F增大，F(xiàn)N減小8．如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點有一個光滑的413.解析法解題步驟（1）明確研究對象。（2）分析物體的受力。（3）找一個大小和方向不變的力作為另外兩個力的合力（也可簡化為矢量三角形）。（4）三力構(gòu)成的矢量三角形為直角三角形（5）把變力用恒力（一般為重力）和三角函數(shù)表示（6）由角的變化判斷變力的變化情況3.解析法解題步驟（1）明確研究對象。423．(多選)如圖所示，一個物塊靜止在斜面上，斜面對物塊的支持力和摩擦力分別為FN和Ff.如果增大斜面的傾角θ，而物塊仍能在斜面上保持靜止，則這一過程中()

A．FN增大

B．FN減小C．Ff增大

D．Ff減小3．(多選)如圖所示，一個物塊靜止在斜面上，斜面對物塊的支持43

如圖所示，小船用繩索拉向岸邊，設(shè)船在水中運動時所受水的阻力不變，那么小船在勻速靠岸過程中，下面說法哪些是正確的（）

A.繩子的拉力F不斷增大B.繩子的拉力F不變C.船所受的浮力不斷減小D.船所受的浮力不斷增大Fcosθ=f…①Fsinθ+F浮=mg…②船在勻速靠岸的過程中，θ增大，阻力不變，根據(jù)平衡方程①知，cosθ減小，繩子的張力增大，根據(jù)平衡方程②知，拉力F增大，sinθ增大，所以船的浮力減?。蔄、C正確AC注意：四個力只能用正交分解解析法如圖所示，小船用繩索拉向岸邊，設(shè)船在水中運動時所受水的阻力44【變式訓(xùn)練】如圖所示，質(zhì)量分別為m、M的兩個物體，系在一根繞過定滑輪的輕繩兩端，M放在水平地板上，m懸在空中，若將M沿水平地面向右移動少許（仍保持平衡狀態(tài)），則（）A．繩中張力變大B．M對地面的壓力變大C．M所受的靜摩擦力變大D．滑輪軸所受的壓力變大BC【變式訓(xùn)練】如圖所示，質(zhì)量分別為m、M的兩個物體，系在一根繞45總結(jié)1、圖解法（1）常見的：物體受三個力；有一個力大小方向始終不變（一般是重力）；還有一個力的方向不變（2）做輔助圓：開始時兩力的夾角是90°，其中一個力大小方向都不變，另外兩個力方向改變，但動態(tài)平衡時兩力夾角不變。（3）相似三角形：一個力大小方向都不變，另外兩個力方向改變，且無二力保持垂直。2、解析法（1）變力用恒力和三角函數(shù)表示出來（2）四個力用正交分解3、極值法兩頭情況，30°，45°，60°，90°。極值法沒找到例題總結(jié)1、圖解法極值法沒找到例題46跟蹤訓(xùn)練：一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈鉸于固定豎直桿AO上，B端掛一重物，且系一細(xì)繩，細(xì)繩跨過桿頂A處的光滑小滑輪，用力F拉住，如圖所示.現(xiàn)將細(xì)繩緩慢往左拉，使桿BO與桿AO間的夾角θ逐漸減少，則在此過程中，拉力F及桿BO所受壓力FN的大小變化情況是()A、FN先減小，后增大B、FN始終不變C、F先減小，后增大D、F始終不變跟蹤訓(xùn)練：一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈鉸于固定豎直桿AO上，471.半圓柱體P放在粗糙的水平面上，有一擋板MN，其延長線總是過半圓柱體的軸心O，但擋板與半圓柱體不接觸，在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q（可視為質(zhì)點），整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖是這個裝置的截面圖，若用外力使MN繞O點從水平位置緩慢地逆時針轉(zhuǎn)動，在Q到達(dá)最高位置前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止，在此過程中，下列說法正確的是：（

）A.MN對Q的彈力大小保持不變B.P、Q間的彈力先增大后減小C.桌面對P的摩擦力先增大后減小D.P所受桌面的支持力一直減小1.