高中物理動態(tài)平衡受力分析

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1、受力分析精講（2）知識點1：動態(tài)平衡1.動態(tài)平衡：物體受到大小方向變化的力而保持平衡。是受力分析問題中的難點，也是高考熱門考點。2.在共點力的平衡中，有些題目中常有“緩慢”一詞，表示物體在受力過程中處于動態(tài)平衡狀態(tài)，即每一時刻下物體都保持平衡。3.基本方法：解析法、圖解法和相似三角形法.知識點2：解析法解析法：對研究對象的任一狀態(tài)進行受力分析，建立平衡方程，求出未知力的函數(shù)表達式，然后根據(jù)自變量的變化進行分析。通常需要借助正交分解法和力的合成分解法。特別適合解決四力以上的平衡問題。例1：有一只小蟲重為G，不

2、慎跌入一個碗中，如圖，碗內(nèi)壁為一半徑為R的球殼的一部分，且其深度為D，碗與小蟲腳間的動摩擦因數(shù)為μ，若小蟲可順利爬出碗口而不會滑入碗底，則D的最大值為多少?（用G、R表示D）例2：如圖所示,上表面光滑的半圓柱體放在水平面上,小物塊從靠近半圓柱體頂點O的A點,在外力F作用下沿圓弧緩慢下滑到B點,此過程中F始終沿圓弧的切線方向且半圓柱體保持靜止狀態(tài)。下列說法中正確的是?(　??)A.半圓柱體對小物塊的支持力變大B.外力F先變小后變大C.地面對半圓柱體的摩擦力先變大后變小D.地面對半圓柱體的支持力變大8知識點3：

3、圖解法圖解法常用來解決動態(tài)平衡類問題，尤其適合物體只受三個力作用，且其中一個為恒力的情況。根據(jù)平行四邊形(三角形)定則，將三個力的大小、方向放在同一個三角形中.利用鄰邊及其夾角跟對角線的長短關(guān)系分析力大小變化情況。因此圖解法具有直觀、簡便的特點。在應(yīng)用時需正確判斷某個分力方向的變化情況及變化范圍，也常用于求極值問題。1.恒力F+某一方向不變的力例3：如圖1所示，用細繩通過定滑輪沿豎直光滑的墻壁勻速向上拉動，則拉力Ｆ和墻壁對球的支持力Ｎ的變化情況如何？例4：如右圖所示，半圓形支架BAD，兩細繩OA和OB結(jié)于圓

4、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繩所受力的大小如何變化？例5：如圖所示，在固定的、傾角為α斜面上，有一塊可以轉(zhuǎn)動的夾板（β不定），夾板和斜面夾著一個質(zhì)量為m的光滑均質(zhì)球體，試求：β取何值時，夾板對球的彈力最小？歸納：物體受到三個力而平衡，若其中一個力大小方向不變，另一個力的方向不變，第三個力大小方向都變，在這種情況下，當大小、方向可改變的分力與方向不變、大小可變的分力垂直時，存在最小值。例6：如圖3裝置，AB為一光滑輕桿

5、，在B處用鉸鏈固定于豎墻壁上，AC為不可伸長的輕質(zhì)拉索，重物Ｗ可在AB桿上滑行。(1)畫出重物W移動到AB桿中點，AB桿的受力分析。(2)試分析當重物W從A端向B端緩慢滑行的過程中，繩索中拉力的變化情況以及墻對AB桿作用力的變化情況。82.恒力F+某一大小不變的力三力中有一個力確定．即大小、方向不變，一個力大小確定，這個力的方向及第三個力的大小、方向變化情況待定。這類題目需要輔助圓圖解法。例7：如圖所示，在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時，用M、N兩個測力計通過細線拉橡皮條的結(jié)點，使其到達O點，此時α+

6、β=90°．然后保持M的讀數(shù)不變，而使α角減小，為保持結(jié)點位置不變，可采用的辦法是（）A減小N的讀數(shù)同時減小β角B減小N的讀數(shù)同時增大β角C增大N的讀數(shù)同時增大β角D增大N的讀數(shù)同時減小β角例8：如圖7所示，質(zhì)量為m的小球，用一細線懸掛在點0處．現(xiàn)用一大小恒定的外力F(F﹤mg)，慢慢將小球拉起，在小球可能的平衡位置中，細線與豎直方向的最大的偏角是多少?3.恒力F+某一大小不變的角ACB例9：如圖所示的裝置,用兩根細繩拉住一個小球,兩細繩間的夾角為θ,細繩AC呈水平狀態(tài).現(xiàn)將整個裝置在紙面內(nèi)順時針緩慢轉(zhuǎn)動,

7、共轉(zhuǎn)過90°.在轉(zhuǎn)動的過程中,CA繩中的拉力F1和CB繩中的拉力F2的大小發(fā)生變化,即()A．F1先變小后變大B．F1先變大后變小C．F2逐漸減小D．F2最后減小到零知識點4：相似三角形法相似三角形法是解平衡問題時常遇到的一種方法，屬于圖解法的特例情況。正確作出力的三角形后，如能判定力的三角形與圖形中已知長度的三角形（幾何三角形）相似，則可用相似三角形對應(yīng)邊成比例求出三角形中力的比例關(guān)系，從而達到求未知量的目的。往往涉及三個力，其中一個力為恒力，另兩個力的大小和方向均發(fā)生變化，則此時用相似三角形分析。解題的

8、關(guān)鍵是正確的受力分析，尋找力三角形和結(jié)構(gòu)三角形相似。例10：如圖所示，半徑為的球形物體固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑輪，滑輪到球面的距離為，輕繩的一端系一小球，靠放在半球上的點，另一端繞過定滑輪后用力拉住，使小球靜止，現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球由到的過程中，半球?qū)π∏虻闹С至屠K對小球的拉力的大小變化的情況是（　?。?、變大，變小　　　　　　、變小，變大、變小，先變小后變大　　、不變，變小例11：如圖所示