物理教科版必修1學(xué)案第四章物體的平衡優(yōu)化總結(jié)Word版含答案

本章優(yōu)化總結(jié)[學(xué)生用書(shū)P91]動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的求解[學(xué)生用書(shū)P92]處理共點(diǎn)力作用下的動(dòng)態(tài)問(wèn)題的方法就是在原來(lái)處理平衡問(wèn)題的基礎(chǔ)上，注意分析由于某一個(gè)物理量的變化，而帶來(lái)的其他變化，可用圖解法，也可用數(shù)學(xué)討論法求解．如圖所示，小球用細(xì)繩系住，繩的另一端固定于O點(diǎn)．現(xiàn)用水平力F緩慢推動(dòng)斜面體，小球在斜面上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，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(shí)細(xì)繩接近水平，此過(guò)程中斜面對(duì)小球的支持力N以及繩對(duì)小球的拉力T的變化情況是()A．N保持不變，T不斷增大B．N不斷增大，T不斷減小C．N保持不變，T先增大后減小D．N不斷增大，T先減小后增大[解析]用水平力F緩慢推動(dòng)斜面體時(shí)，小球受重力、繩的拉力T和垂直于斜面的支持力N，在斜面體緩慢移動(dòng)過(guò)程中N方向不變，由三力平衡知其動(dòng)態(tài)變化如圖所示，T先減小后增大，N逐漸增大．[答案]D物體平衡的臨界問(wèn)題[學(xué)生用書(shū)P92]1．物體平衡的臨界問(wèn)題臨界狀態(tài)：當(dāng)物體從某種特性變化到另一種特性時(shí)，發(fā)生質(zhì)的飛躍的轉(zhuǎn)折狀態(tài)通常叫做臨界狀態(tài)，出現(xiàn)“臨界狀態(tài)”時(shí)，既可理解成“恰好出現(xiàn)”也可理解為“恰好不出現(xiàn)”某種物理現(xiàn)象．物體平衡的臨界問(wèn)題是指當(dāng)某一物理量變化時(shí)，會(huì)引起其他幾個(gè)物理量跟著變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)恰好出現(xiàn)變化或恰好不出現(xiàn)變化．2．臨界問(wèn)題的處理方法(1)極限分析法作為一種預(yù)測(cè)和處理臨界問(wèn)題的有效方法，是指通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x取某個(gè)變化的物理量將其推向極端(“極大”或“極小”、“極右”或“極左”等)，從而把比較隱蔽的臨界現(xiàn)象(或“各種可能性”)暴露出來(lái)，使問(wèn)題明朗化，以便非常簡(jiǎn)捷地得出結(jié)論．(2)數(shù)學(xué)解法是指通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析，依據(jù)物理規(guī)律寫(xiě)出物理量之間的函數(shù)關(guān)系(或畫(huà)出函數(shù)圖像)，用數(shù)學(xué)方法(例如求二次函數(shù)極值、討論公式極值、三角函數(shù)極值)求解極值．但需注意：利用數(shù)學(xué)方法求出極值后，一定要依據(jù)物理原理對(duì)解的合理性及物理意義進(jìn)行討論或說(shuō)明．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(gè)方向與水平方向成θ＝60°的拉力F，AB、AC的夾角也為θ，若要使繩都能伸直，求拉力F的大小范圍．(g取10m/s2)[解析]對(duì)物體受力分析如圖所示，并建立坐標(biāo)系，由平衡條件得：Fcosθ－F2－F1cosθ＝0①Fsinθ＋F1sinθ－mg＝0②由①②式得F＝eq\f(mg,sinθ)－F1③F＝eq\f(F2,2cosθ)＋eq\f(mg,2sinθ)④要使兩繩都能繃直，則有F1≥0⑤F2≥0⑥由③⑤式得F有最大值Fmax＝eq\f(mg,sinθ)＝eq\f(40,\r(3))N＝eq\f(40\r(3),3)N由④⑥式得F有最小值Fmin＝eq\f(mg,2sinθ)＝eq\f(20,\r(3))N＝eq\f(20\r(3),3)N故F的取值范圍eq\f(20\r(3),3)N≤