高中物理动态平衡专题82250
高中物理动态平衡专题解析版
动态平衡问题解析版一、单选题1.如图所示,把一质量分布均匀的光滑小球放在竖直墙ab 与板d (c 处为固定转轴)之间静止,板cd 与墙ab 间的夹角为α,若把板的d 端缓慢向右转动,使α角增大,下列说法正确的是()A .墙ab 受到的压力增大B .墙ab 受到的压力不变C .板cd 受到的压力减小D .若把板的d 端缓慢向左转动,减小α角,小球受到的合力增大【答案】C 【详解】ABC.以光滑的圆柱体为研究对象,作出重力的分解图如图:根据几何知识得:12tan sin mgG mg G αα==当夹角α增大时,sin α、tan α增大,则G 1变小,G 2变小。
选项AB 错误,C 正确;D .若把板的d 端缓慢向左转动,小球处在动态平衡状态,受到的合力不变,选项D 错误。
故选C 。
2.如图所示,木板P 下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O 点,物体A 、B 叠放在木板上且处于静止状态,此时物体B 的上表面水平。
现使木板P 绕O 点缓慢逆时针旋转到虚线位置,A 、B 、P 之间均保持相对静止,则在此过程中()A .B 对A 的支持力减小B .B 对A 的作用力减小C .P 对B 的作用力增大D .P 对B 的摩擦力增大【答案】A 【详解】AB.以A为研究对象,A原来只受到重力和支持力而处于平衡状态,所以B对A的作用力与A的重力大小相等,方向相反;当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置,B的上表面不再水平,A受力情况如图1,A受到重力和B的支持力、摩擦力三个力的作用,其中B对A的支持力、摩擦力的和仍然与A的重力大小相等,方向相反,则B对A的作用力保持不变。
开始时物体A不受B对A的摩擦力,B对A的支持力大小与重力相等;后来时设B的上表面与水平方向之间的夹角是β,B对A的支持力、摩擦力的和仍然与A的重力大小相等,方向相反,又因为B对A 的作用力保持不变,由于支持力与摩擦力相互垂直1A cosN Gβ=⋅所以A受到的支持力一定减小了。
动态平衡专题
动态平衡专题1. 细线A0和BO 下端系一个物体 P,细线长AO>BO A, B 两个端点在同一水平线上。
开始时两线刚好绷直,B0线处于竖直方向,如图所示,细线 AO B0的拉力设为F A 和F B ,保持端点 A ,B 在同一水平线上, A 点不动,B 点向右移动,使 A, B 逐渐远离的过程中,物体P 静止不动,关于细线的拉力 F A 和F B 的大小随AB 间距离变化的情况是()A. F A 随距离增大而一直增大B. F A 随距离增大而一直减小C. F B 随距离增大而一直增大D. F B 随距离增大而一直减小2. 如图所示,用绳 OA 0B 和0C 吊着重物P 处于静止状态,其中绳 0A 水平,绳0B 与水平方向成 0角•现用水平向右的力 F 缓慢地将重物 P 拉起,用FA 和FB 分别表示绳 0A 和绳0B 的张力,则() A. FA ,FB, F 均增大B. FA 增大,FB 不变,F 增大C. FA 不变,FB 减小,F 增大D. FA 增大,FB 减小,F 减小 3. 如图所示,保持 不变,将B 点向上移,贝U B0绳的拉力将:B. 先减小,后增大 D.先增大,后减小A. 逐渐减小C. 先减小后增大 B. 逐渐增大D. 先增大后减小4. 如图所示,两根等长的绳子 AB 和BC 吊一重物静止,两根绳子与水平方向夹角均为 水平方向的夹角不变,将绳子 BC 逐渐缓慢地变化到沿水平方向,在这一过程中,绳子 60° .现保持绳子 AB 与 BC 的拉力变化情况是A. 增大C.减小5. 如图所示竖直绝缘墙壁上的 Q 处有一固定的质点 A, Q 正上方的P点用丝线悬挂另一质点 B; A , B 两质点 因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成完之前悬线对悬点 P 的拉力大小:绳,重物悬挂于滑轮下,处于静止状态•若按照以下的方式缓慢移动细绳的端点,则下列判断正确的是7.如图所示,两段等长细线串接着两个质量相等的小球a 、b ,悬挂于0点•现在两个小球上分别加上水平方 向的外力,其中作用在 b 球上的力大小为 F 、作用在a 球上的力大小为 2F ,则此装置平衡时的位置可能是下列哪幅图( )e 角,由于漏电使 A , B 两质点的带电量逐渐减小。
高中物理动态平衡问题课件(2024)
上。
曲线运动分类
03
平面曲线运动和空间曲线运动。
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曲线运动中动态平衡条件
动态平衡定义
动态平衡判据
物体在曲线运动中受到的合力与运动 状态相适应,使物体保持稳定的运动 状态。
通过比较物体受到的合力与向心加速 度的大小关系,判断物体是否处于动 态平衡状态。
动态平衡条件
物体受到的合力方向与速度方向垂直 ,且合力大小等于物体在该点的向心 加速度与质量的乘积。
表达式
$Delta E = W + Q$,其中$Delta E$ 表示系统内能的变化量,$W$表示外 界对系统做的功,$Q$表示系统吸收 的热量。
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能量守恒在动态平衡中意义
判断动态平衡状态
在动态平衡问题中,通过能量守 恒原理可以判断系统是否处于平 衡状态,以及平衡状态的稳定性
。
描述行星绕太阳运动的三大定律,包括轨 道定律、面积定律和周期定律。解析方法 包括万有引力定律、动量守恒等。
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05
能量守恒在动态平衡中运用
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能量守恒原理及表达式
能量守恒原理
能量既不会凭空产生,也不会凭空消 失,它只会从一种形式转化为另一种 形式,或者从一个物体转移到其它物 体,而能量的总量保持不变。
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典型例题解析
例题一
一个质量为m的物体放在水平地面上 ,受到一个斜向上的拉力F的作用,物 体仍处于静止状态。求地面对物体的 支持力和摩擦力。
例题二
一个质量为m的物体在水平面上做匀 速直线运动,受到一个与运动方向相 反的恒力F的作用。求物体的加速度和 经过时间t后的速度。
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(完整版)力学动态平衡专题
力学动态平衡专题一、矢量三角形法特点:物体受三个力作用,一为恒力,大小、方向均不变(通常为重力,也可能是其它力);一为定力,方向不变,大小变化;一为变力,大小、方向均发生变化。
分析技巧:正确画出物体所受的三个力,先作出恒力F3,通过受力分析确定定力F1的方向,并通过F3作一条直线,与另一变力F2构成一个闭合三角形。
看这个变力F2在动态平衡中的方向变化,画出其变化平行线,形成动态三角形,三角形长短的变化对应力的变化。
1.如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设球对墙面的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2,以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从水平位置开始缓慢地转到图示位置.不计摩擦,在此过程中()A.N1始终增大,N2始终增大B.N1始终减小,N2始终减小C.N1先增大后减小,N2始终减小D.N1先增大后减小,N2先减小后增大2.如图所示,重物G系在OA、OB两根等长的轻绳上,轻绳的A端和B端挂在半圆形支架上.若固定A端的位置,将OB绳的B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置OC的过程中()A.OA绳上的拉力减小B.OA绳上的拉力先减小后增大C.OB绳上的拉力减小D.OB绳上的拉力先减小后增大3. 质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图1所示.用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中()A.F逐渐变大,T逐渐变大B. F逐渐变大,T逐渐变小B.F逐渐变小,T逐渐变大 D. F逐渐变小,T逐渐变小4.如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点。
现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是()A、FN保持不变,FT不断增大B、FN不断增大,FT不断减小C、FN保持不变,FT先增大后减小D、FN不断增大,FT先减小后增大二、相似三角形法特点:物体所受的三个力中,一为恒力,大小、方向不变(一般是重力),其它两个力的方向均发生变化。
高中物理课件(人教版2019必修第一册)专题 物体的动态平衡问题(课件)
(3)轻杆HG对G端的支持力。
解析:
题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状
态,根据平衡的条件,首先判断与物体相连的
细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C点
和G点为研究对象,进行受力分析如图甲和乙所
示,根据平衡规律可求解。
(2)图甲中,三个力之间的夹角都为120°,根据平衡规律有
C.A对B的弹力增大
D.墙壁对B的弹力减小
解析:对B球受力分析,受到重力mg、A球对B球的弹力N'和墙壁对B球的弹力N,如图所
示:当A球向左移动后,A球对B球的支持力的方向不断变化,根据平衡条件并结合合成法
知:A球对B球的弹力和墙壁对B球的弹力N都在不断减小,故C错误,D正确;由于A缓慢地
向左移动,A处于动态平衡过程,A所受合
力始终为零,A所受合力不变,故B错误;对A和B整
体受力分析,受到总重力G、地面支持力FN,推力
F、墙壁的弹力N,水平面对它的摩擦力f,如图所示:
根据平衡条件有:F=N+f,FN=G,地面的支持力不变,
FN2
G
G
FN2
【例题】如图所示,电灯悬挂于O点,三根绳子的拉力分别为TA、TB、TC,保持
O点的位置不变,绳子的悬点B也不变,则悬点A向上移动的过程中,下列说法
正确的是( D )
A、TA、TB一直减少;
B、TA一直增大,TB一直减少;
TB
C、TA先增大后减少,TB先减少后增大;
D、TA先减少后增大,TB一直减少;
FN不变,故B正确。
【例题】如图所示,轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上,圆环A套在粗糙的水平
直杆MN上。现用水平力F拉着绳子上的一点O,使小球B从图中实线位置缓慢上升到
2024届高考物理微专题:动态平衡问题
微专题13动态平衡问题1.三力动态平衡常用解析法、图解法、相似三角形法、正弦定理法等:(1)若一力恒定还有一个力方向不变,第三个力大小、方向都变时可用图解法;(2)若另两个力大小、方向都变,且有几何三角形与力的三角形相似的可用相似三角形法;(3)若另外两个力大小、方向都变,且知道力的三角形中各角的变化规律的可用正弦定理;(4)若另外两个力大小、方向都变,且这两个力的夹角不变的可用等效圆周角不变法或正弦定理.2.多力动态平衡问题常用解析法.1.光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆,小球通过轻绳与细杆相连,此时轻绳处于水平方向,球心恰位于圆弧形细杆的圆心处,如图所示.将悬点A 缓慢沿杆向上移动,直到轻绳处于竖直方向,在这个过程中,轻绳的拉力()A .逐渐增大B .大小不变C .先减小后增大D .先增大后减小答案C 解析方法一图解法:在悬点A 缓慢向上移动的过程中,小球始终处于平衡状态,小球所受重力mg 的大小和方向都不变,支持力的方向不变,对小球进行受力分析如图甲所示,由图可知,拉力F T 先减小后增大,C 正确.方法二解析法:如图乙所示,由正弦定理得F T sin α=mg sin β,得F T =mg sin αsin β,由于mg 和sin α不变,而sin β先增大后减小,可得F T 先减小后增大,C 正确.2.质量为m 的球置于倾角为θ的光滑固定斜面上,被与斜面垂直的光滑挡板挡着,如图所示.当挡板从图示位置沿逆时针缓慢转动至水平位置的过程中,挡板对球的弹力F N1和斜面对球的弹力F N2的变化情况是()A.F N1先增大后减小B.F N1先减小后增大C.F N2逐渐增大D.F N2逐渐减小答案D解析对球受力分析如图,当挡板逆时针缓慢转动到水平位置时,挡板对球的弹力逐渐增大,斜面对球的弹力逐渐减小,故选D.3.(2023·湖南郴州市质检)如图所示,斜面体置于粗糙水平面上,光滑小球被轻质细线系住放在斜面上,细线另一端跨过光滑定滑轮,用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离,斜面体始终静止.则在小球移动过程中()A.细线对小球的拉力变大B.斜面体对小球的支持力变大C.斜面体对地面的压力变大D.地面对斜面体的摩擦力变大答案A解析对小球受力分析并合成矢量三角形.如图所示,重力大小、方向不变,支持力方向不变,细线拉力方向由图甲中实线变为虚线,细线对小球的拉力增大,斜面体对小球的支持力减小,A正确,B错误;甲乙对斜面体受力分析,正交分解:F N′sinα=F f,F N地=F N′cosα+Mg,根据牛顿第三定律,小球对斜面体的压力F N′减小,所以地面对斜面体的摩擦力减小,地面对斜面体的支持力减小,根据牛顿第三定律,斜面体对地面的压力减小,C、D错误.4.(多选)(2023·安徽蚌埠市高三月考)如图,轻杆一端连在光滑的铰链上,另一端固定着质量为m的小球,初始时,在球上施加作用力F使杆处于水平静止,力F和杆的夹角α=120°.现保持α角不变,改变力F的大小缓慢向上旋转轻杆,直至杆与水平方向成60°角,在这个过程中()A.力F逐渐增大B.力F逐渐减小C.杆对小球的弹力先增大后减小D.杆对小球的弹力先减小后增大答案BD解析由于轻杆一端连在光滑的铰链上,故杆对小球的作用力始终沿着杆的方向,设转动过程中杆与竖直方向夹角为θ,由平衡条件可得,垂直杆方向满足F sin60°=mg sinθ,杆转过60°过程,θ从90°减小到30°,可知力F逐渐减小,A错误,B正确;沿杆方向满足F杆=F cosmg·sin(θ-60°),可知当θ=60°时,F杆=0,故θ60°-mg cosθ,联立上述两式可得F杆=233从90°减小到30°的过程,杆对小球的弹力先减小为零后反向增大,C错误,D正确.5.在一些地表矿的开采点,有一些简易的举升机械,利用图示装置,通过轻绳和滑轮提升重物.轻绳a端固定在井壁的M点,另一端系在光滑的轻质滑环N上,滑环N套在光滑竖直杆上.轻绳b的下端系在滑环N上并绕过定滑轮.滑轮和绳的摩擦不计.在右侧地面上拉动轻绳b使重物缓慢上升过程中,下列说法正确的是()A.绳a的拉力变大B.绳b的拉力变大C.杆对滑环的弹力变大D.绳b的拉力始终比绳a的小答案D解析设a绳子总长为L,左端井壁与竖直杆之间的距离为d,动滑轮左侧绳长为L1,右侧绳长为L2.由于绳子a上的拉力处处相等,所以两绳与竖直方向夹角相等,设为θ则由几何知识,得d =L 1sin θ+L 2sin θ=(L 1+L 2)sin θ,L 1+L 2=L 得到sin θ=d L,当滑环N 缓慢向上移动时,d 、L 没有变化,则θ不变.绳子a 的拉力大小为F T1,重物的重力为G .以动滑轮为研究对象,根据平衡条件得2F T1cos θ=G ,解得F T1=G 2cos θ,故当θ不变时,绳子a 拉力F T1不变,A 错误;以滑环N 为研究对象,绳b 的拉力为F T2,则F T2=F T1cos θ保持不变;杆对滑环的弹力F N =F T1sin θ保持不变,B 、C 错误;绳b 的拉力F T2=F T1cos θ,所以绳b 的拉力F T2始终比绳a 的拉力F T1小,D 正确.6.某小区晾晒区的并排等高门形晾衣架A ′ABB ′-C ′CDD ′如图所示,AB 、CD 杆均水平,不可伸长的轻绳的一端M 固定在AB 中点上,另一端N 系在C 点,一衣架(含所挂衣物)的挂钩可在轻绳上无摩擦滑动.将轻绳N 端从C 点沿CD 方向缓慢移动至D 点,整个过程中衣物始终没有着地.则此过程中轻绳上张力大小的变化情况是()A .一直减小B .先减小后增大C .一直增大D .先增大后减小答案B 解析轻绳N 端由C 点沿CD 方向缓慢移动至D 点的过程中,衣架两侧轻绳与水平方向的夹角先增大后减小,设该夹角为θ,轻绳上的张力为F ,由平衡条件有2F sin θ=mg ,故F =mg 2sin θ,可见张力大小先减小后增大,B 项正确.7.如图所示,半径为R 的圆环竖直放置,长度为R 的不可伸长的轻细绳OA 、OB ,一端固定在圆环上,另一端在圆心O 处连接并悬挂一质量为m 的重物,初始时OA 绳处于水平状态,把圆环沿地面向右缓慢转动,直到OA 绳处于竖直状态,在这个过程中()A .OA 绳的拉力逐渐增大B .OA 绳的拉力先增大后减小C .OB 绳的拉力先增大后减小D .OB 绳的拉力先减小后增大答案B 解析以重物为研究对象,重物受到重力mg 、OA 绳的拉力F 1、OB 绳的拉力F 2三个力而平衡,构成矢量三角形,置于几何圆中如图所示.在转动的过程中,OA 绳的拉力F 1先增大,转过直径后开始减小,OB 绳的拉力F 2开始处于直径上,转动后一直减小,B 正确,A 、C 、D 错误.8.(2023·山东青岛市模拟)我国的新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世,目前新疆地区的棉田大部分是通过如图甲所示的自动采棉机采收.自动采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包,通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下,这个过程可以简化为如图乙所示模型:质量为m 的棉包放在“V ”型挡板上,两板间夹角为120°固定不变,“V ”型挡板可绕O 轴在竖直面内转动.在使OB 板由水平位置顺时针缓慢转动到竖直位置过程中,忽略“V ”型挡板对棉包的摩擦力,已知重力加速度为g ,下列说法正确的是()A .棉包对OA 板的压力逐渐增大B .棉包对OB 板的压力先增大后减小C .当OB 板转过30°时,棉包对OB 板的作用力大小为mgD .当OB 板转过60°时,棉包对OA 板的作用力大小为mg答案D 解析对棉包受力分析如图,(a)由正弦定理可得mg sin 120°=F OB sin β=F OA sin α,棉包在旋转过程中α从0逐渐变大,β从60°逐渐减小,因此OB 板由水平位置缓慢转动60°过程中,棉包对OA 板压力逐渐增大,对OB 板压力逐渐减小;OB 板继续转动直至竖直的过程中,棉包脱离OB 板并沿OA 板滑下,棉包对OA 板压(b)力随板转动逐渐减小,故A 、B 错误;当OB 板转过30°时,两板与水平方向夹角均为30°,两板支持力大小相等,与竖直方向夹角为30°,如图(b),可得F OA ′=F OB ′=33mg ,故C 错误;当OB 板转过60°时,OA 板处于水平位置,棉包只受到受力和OA 板的支持力,由二力平衡得F OA ″=mg ,故D 正确.9.(2023·上海市模拟)如图所示,细绳一端固定在A 点,另一端跨过与A 等高的光滑定滑轮B 后悬挂一个砂桶Q (含砂子).现有另一个砂桶P (含砂子)通过光滑挂钩挂在A 、B 之间的细绳上,稳定后挂钩下降至C 点,∠ACB =120°,下列说法正确的是()A .若只增加Q 桶中的砂子,再次平衡后P 桶位置不变B .若只增加P 桶中的砂子,再次平衡后P 桶位置不变C .若在两桶内增加相同质量的砂子,再次平衡后P 桶位置不变D .若在两桶内增加相同质量的砂子,再次平衡后Q 桶位置上升答案C 解析对砂桶Q 分析有,Q 受到细绳的拉力大小F T =G Q ,设AC 、BC 之间的夹角为θ,对C点分析可知C 点受三个力而平衡,由题意知,C 点两侧的绳张力相等,故有2F T cosθ2=G P ,联立可得2G Q cos θ2=G P ,故只增加Q 桶中的砂子,即只增加G Q ,夹角θ变大,P 桶上升,只增加P 桶中的砂子,即只增加G P ,夹角θ变小,P 桶下降,故A 、B 错误;由2G Q cosθ2=G P ,可知,当θ=120°时有G Q =G P ,此时若在两砂桶内增加相同质量的砂子,上式依然成立,则P 桶的位置不变,故C 正确,D 错误.10.如图所示,一光滑的轻滑轮用细绳OO ′悬挂于O 点.另一细绳跨过滑轮,左端悬挂物块a ,右端系一位于水平粗糙桌面上的物块b .外力F 向右上方拉b ,整个系统处于静止状态.若保持F 的方向不变,逐渐增大F 的大小,物块b 仍保持静止状态,则下列说法中正确的是()A .桌面受到的压力逐渐增大B.连接物块a、b的绳子张力逐渐减小C.物块b与桌面间的摩擦力一定逐渐增大D.悬挂于O点的细绳OO′中的张力保持不变答案D解析由于整个系统处于静止状态,所以滑轮两侧连接a和b的绳子的夹角不变;物块a只受重力以及绳子的拉力,由于物块a平衡,则连接a和b的绳子张力F T保持不变;由于绳子的张力及夹角均不变,所以OO′中的张力保持不变,B错误,D正确;对b分析可知,b处于静止即平衡状态,设绳子和水平方向的夹角为θ,力F和水平方向的夹角为α,对b受力分析,由平衡条件可得F N+F sinα+F T sinθ=mg,可得F N=mg-F sinα-F T sinθ,θ与α均保持不变,绳子拉力不变,力F增大,则桌面给物块b的支持力减小,根据牛顿第三定律,桌面受到的压力逐渐减小;在水平方向上,当力F的水平分力大于和绳子拉力F T的水平分力时,则有F cosα=F f+F T cosθ,此时摩擦力随着F增大而增大,当力F的水平分力小于和绳子拉力的水平分力时,则有F cosα+F f=F T cosθ,此时摩擦力随着F的增大而减小,A、C错误.11.(多选)(2023·陕西渭南市模拟)质量为m的物体,放在质量为M的斜面(倾角为α)体上,斜面体放在水平粗糙的地面上,物体和斜面体均处于静止状态,如图所示.当在物体上施加一个水平力F,且F由零逐渐加大到F m的过程中,物体和斜面体仍保持静止状态.在此过程中,下列判断正确的是()A.斜面体对物体的支持力逐渐增大B.斜面体对物体的摩擦力逐渐增大C.地面受到的压力逐渐增大D.地面对斜面体的摩擦力由零逐渐增大到F m答案AD解析对物体进行研究,物体受到重力mg、水平推力F、斜面的支持力F N1(如图甲,摩擦力F f1不确定)当F=0时,物体受到的静摩擦力大小为F f1=mg sinα,方向沿斜面向上,支持力F N1=mg cos α.在F不为零时,斜面体对物体的支持力F N1=mg cosα+F sinα,所以支持力逐渐增大;对于静摩擦力,当F cosα≤mg sinα时,静摩擦力大小F f1=mg sinα-F cosα,可见随F的增大而减小,当F cos α>mg sin α时,静摩擦力F f1=F cos α-mg sin α,随F 的增大而增大,故A 正确,B 错误;对于整体,受到总重力(M +m )g 、地面的支持力F N2、静摩擦力F f2和水平推力F ,如图乙,由平衡条件得F N2=(m +M )g ,地面的摩擦力F f2=F ,可见,当F 增大时,F f2逐渐增大.由牛顿第三定律得知,地面受到的压力保持不变,地面对斜面体的摩擦力由零逐渐增大到F m ,故C 错误,D 正确.12.(2023·河南洛阳市模拟)《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV 的高压线上带电作业的过程.如图所示,绝缘轻绳OD 一端固定在高压线杆塔上的O 点,另一端固定在兜篮D 上.另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C 点的定滑轮,一端连接兜篮,另一端由工人控制.身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里,缓慢地从C 点运动到处于O 点正下方E 点的电缆处.绳OD 一直处于伸直状态,兜篮、王进及携带的设备总质量为m ,可看作质点,不计一切阻力,重力加速度大小为g .关于王进从C 点缓慢运动到E 点的过程中,下列说法正确的是()A .绳OD 的拉力一直变小B .工人对绳的拉力一直变大C .OD 、CD 两绳拉力的合力小于mgD .当绳CD 与竖直方向的夹角为30°时,工人对绳的拉力为33mg 答案D 解析对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析,绳OD 的拉力为F 1,与竖直方向的夹角为θ;绳CD 的拉力为F 2,与竖直方向的夹角为α,则由几何关系得α=45°-θ2.由正弦定理可得F 1sin α=F 2sin θ=mg sin π2+α ,解得F 1=mg tan α,F 2=mg sin θcos α=mg cos 2αcos α=mg (2cos α-1cos α),α增大,θ减小,则F 1增大,F 2减小,A 、B 错误;两绳拉力的合力大小等于mg ,C 错误;当α=30°时,则θ=30°,根据平衡条件有2F 2cos 30°=mg ,可得F 2=33mg ,D 正确.。
高中物理必修一动态平衡
当带电物体在电场中受到电场力作用 时,电荷将发生移动以重新分布,直 到物体内部电荷产生的电场与外界电 场相平衡,此时物体达到动态平衡状 态。
Hale Waihona Puke 物体在磁场作用下的动态平衡
总结词
物体在磁场中由于磁力作用而达到平衡 状态的过程。
VS
详细描述
当带电物体或磁体在磁场中受到磁力作用 时,磁力将使物体发生移动以重新分布, 直到物体内部磁力与外界磁力相平衡,此 时物体达到动态平衡状态。
03
动态平衡的应用
物体在重力作用下的动态平衡
总结词
物体在重力作用下保持平衡状态的过程。
详细描述
当物体在重力作用下处于平衡状态时,其受到的重力与支持力等大反向,同时物体可能 还受到其他外力的作用,这些外力与重力等大反向,使物体保持静止或匀速直线运动状
态。
物体在电场作用下的动态平衡
总结词
物体在电场中由于电荷分布变化而达 到平衡状态的过程。
中等难度习题解析
总结词
运用物理规律
详细描述
中等难度的习题解析要求学生在掌握动态平衡概念的 基础上,能够运用物理规律解决实际问题。这类题目 通常涉及多个力的平衡问题,需要学生正确分析受力 情况,并运用平衡条件求解未知量。
高难度习题解析
总结词
综合运用能力
详细描述
高难度习题解析要求学生具备综合运用物理 知识和方法的能力。这类题目通常涉及复杂 的受力分析和运动过程,需要学生灵活运用 动态平衡的原理,结合运动学、动力学等知 识进行分析和求解。同时,这类题目还可能 涉及到多种物理情景和实际应用,要求学生
详细描述
力的平衡原理指出,如果物体受到两个或更多力的作用,且这些力大小相等、 方向相反,则物体将保持静止或匀速直线运动状态。这种平衡状态可以通过平 行四边形法则或三角形法则进行求解。
高考物理一轮复习:动态平衡的三种解法
动态平衡的三种解法什么是动态平衡?通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢地变化,物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中,这种平衡称为动态平衡。
解决此类问题的基本思路是化“动”为“静”,“静”中求“动”。
方法一解析法基本思路例 1:质量为 M 的半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面上,其右端固定一个竖直挡板 AB,在 P 上放两个大小相同的光滑小球 C 和 D,质量均为 m,整个装置的纵截面如图所示。
开始时P、C 球心连线与水平面的夹角为θ,点 P、D 球心连线处于竖直方向,已知重力加速度为g。
则下列说法正确的是()mg mgA.P 和挡板对 C 的弹力分别为tanθ和sinθB.地面对 P 的摩擦力大小为零C.使挡板缓慢地向右平行移动,但 C 仍在 P 和挡板 AB 作用下悬于半空中,则地面对 P 的摩擦力将不断增大D.使挡板绕 B 点顺时针缓慢转动,P 始终保持静止,则 D 一定缓慢下滑方法二图解法什么是图解法?对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析,在同一图中作出物体在若干状态下所受的力的平行四边形,由各边的长度变化及角度变化来确定力的大小及方向的变化,此即为图解法。
应用图解法的优点是什么?图解法的优点是能将各力的大小、方向等变化趋势形象、直观地反映出来,大大降低了解题三力平衡难度和计算强度。
思考:图解法可适用于物体受怎样的力时的动态分析?例 2:光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆,小球通过轻绳与细杆相连,此时轻绳处于水平方向,球心恰位于圆弧形细杆的圆心处,如图所示。
将悬点 A 缓慢沿杆向上移动,直到轻绳处于竖直方向,在这个过程中,轻绳的拉力() A.逐渐增大B.大小不变C.先减小后增大D.先增大后减小方法三相似三角形法在哪些情况下可应用相似三角形法判断力的变化?在三力平衡问题中,如果有一个力是恒力,另外两个力方向都变化,且题目给出了空间几何关系,多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似,可利用相似三角形对应边成比例进行计算。
高中物理:动态平衡问题的典型解法
高中物理:动态平衡问题的典型解法解决平衡问题的基本思路是对物体进行受力分析,根据平衡条件或三角形定则、正弦定理、相似三角形等知识来求解。
而动态平衡问题是指通过控制某些物理量的变化,使物体的状态发生缓慢变化,“缓慢”指物体的速度很小,可认为速度为零,所以物体在变化过程中处于平衡状态,所以把物体的这种状态称为动态平衡状态。
此类动态平衡问题的常见解法有:例、如图1所示,轻绳的一端系在质量为m的物体上,另一端系在一个轻质圆环上,圆环套在粗糙水平杆MN上,现用水平力F拉绳上一点,使物体处于图中实线位置,然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来的位置不动,则在这一过程中,水平拉力F、环与杆的摩擦力和环对杆的压力的变化情况是()A. F逐渐增大,F摩保持不变,F N逐渐增大;B. F逐渐增大,F摩逐渐增大,F N保持不变;C. F逐渐减小,F摩逐渐增大,F N逐渐减小;D. F逐渐减小,F摩逐渐减小,F N保持不变。
图1析:以环、绳及物体整体为研究对象,受力如图1-1所示,根据平衡条件有:图1-1在物体缓慢下降的过程,系统仍然在此四个力的作用下处于平衡状态,仍然有关系式mg=F N,由牛顿第三定律可知:物体缓慢下降过程中环对杆的压力F N保持不变,F与F摩仍满足大小相等,方向相反,所以两个力同时发生改变,关键是判断物体在下降过程中F的变化规律。
方法一:计算法以物体为研究对象,受力如图1-2所示,由平衡条件可知:mg与F的合力与绳子的拉力F T等大反向,F大小满足关系式,在物体缓慢下降过程中,物体的受力情况及平衡状态保持不变,所以关系式仍然成立,但θ逐渐减小,所以F也随之减小,F摩也随之减小,D答案正确。
图1-2小结:此题为高中阶段最常见的三力平衡问题,而力的合成法(这儿用的是力的合成思想,当然也可用力的正交分解来求解)与正交分解法是进行力的运算时最基本的方法。
同时需要借助数学知识中的正、余弦定理,相似三角形规律,直角三角形中勾股定理和三角函数进行综合求解,同学们应具备这种应用数学规律解决物理问题的能力,尤其要熟练掌握应用直角三角形中勾股定理和三角函数来解决物理问题。
高中物理力的动态平衡专题
高中物理力的动态平衡专题高中物理力的动态平衡专题动态平衡是高中物理力学中的一个重要概念,它描述了物体在受到多个力的作用下保持平衡的状态。
在这个专题中,我们将探讨动态平衡的原理、应用和实验方法。
首先,我们来了解一下什么是动态平衡。
在物理学中,力是指物体受到的作用,它可以改变物体的状态或形状。
当一个物体受到多个力的作用时,如果这些力之间相互抵消,且合力为零,则称该物体处于静态平衡状态。
而当一个物体在运动过程中受到多个力的作用时,如果这些力之间相互抵消,且合力为零,则称该物体处于动态平衡状态。
那么,在实际生活中有哪些例子可以说明动态平衡呢?我们可以想象一个人骑自行车的情景。
当人骑自行车时,他需要施加向前的推力来克服摩擦和空气阻力,并保持匀速运动。
这时候,人和自行车之间存在着多个相互作用的力:重力、摩擦、空气阻力等。
只有当这些作用力之间相互抵消,且合力为零时,人和自行车才能保持平衡状态,实现动态平衡。
在物理学中,我们可以通过实验来验证动态平衡的原理。
一种常见的实验方法是使用力传感器和数据采集器来测量物体受到的力。
我们可以在一个水平桌面上放置一个小球,并用力传感器测量小球受到的重力和支持力。
如果这两个力之间相互抵消,且合力为零,则说明小球处于动态平衡状态。
除了实验方法外,我们还可以通过数学模型来描述动态平衡。
在物理学中,我们可以使用牛顿第二定律来计算物体所受的合力。
根据牛顿第二定律的公式F=ma,其中F表示合力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
如果一个物体处于动态平衡状态,则它的加速度为零,即a=0。
因此,根据牛顿第二定律可以得出,在动态平衡状态下合力为零。
动态平衡在现实生活中有着广泛的应用。
例如,在建筑工程中,设计师需要考虑建筑物所受到的各种外部作用力,并确保建筑物能够在这些力的作用下保持动态平衡,以确保建筑物的结构稳定和安全。
此外,在机械工程中,工程师需要设计各种机械装置,以确保它们在运动过程中能够保持动态平衡,以提高效率和减少能量损失。
专题----动态平衡问题
1专题----动态平衡问题1.动态平衡问题:通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢变化的平衡问题,从宏观上看,物体是运动变化的,但从微观上理解是平衡的,即任一时刻物体均处于平衡状态。
2.图解法:对研究对象进行受力分析,再根据三角形定则画出不同状态下的力的矢量图(画在同一个图中),然后根据有向线段(表示力)的长度变化判断各力的变化情况。
图解法分析动态平衡问题,往往涉及三个力,其中一个力为恒力,另一个力方向不变,但大小发生变化,第三个力则随外界条件的变化而变化,包括大小和方向都变化。
解答此类“动态型”问题时,一定要认清哪些因素保持不变,哪些因素是改变的,这是解答动态问题的关键。
例1:半圆形支架BCD 上悬着两细绳OA 和OB ,结于圆心O ,下悬重为G 的物体,使OA 绳固定不动,将OB 绳的B 端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C 的过程中,如图所示,分析OA 绳和OB 绳所受力的大小如何变化?例2:如图所示,把球夹在竖直墙AC 和木板BC 之间,不计摩擦, 球对墙的压力为F N 1,球对板的压力为F N2.在将板BC 逐渐放至水 平的过程中,下列说法中,正确的是( ) A .F N 1和F N2都增大 B .F N 1和F N2都减小 C .F N 1增大,F N2减小 D .F N 1减小,F N2增大练习1:如图所示,电灯悬挂于两壁之间,更换水平绳OA 使连结点A 向上移动而保持O 点的位置不变,则A 点向上移动时( ) A .绳OA 的拉力逐渐增大; B .绳OA 的拉力逐渐减小; C .绳OA 的拉力先增大后减小; D .绳OA 的拉力先减小后增大。
练习2:如图所示,细绳一端与光滑小球连接,另一端系在竖直墙壁上的A点,当缩短细绳小球缓慢上移的过程中,细绳对小球的拉力、墙壁对小球的弹力如何变化?练习3:重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。
若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化?练习4:在共点力的合成实验中,如图,使弹簧秤b按图示的位置开始顺时针方向缓慢转900角,在这个过程中,保持O点位置不动,0a弹簧秤的拉伸方向不变,则整个过程中关于a、b弹簧的读数变化是()A.a增大,b减小B.a减小,b减小C.a减小,b先减小后增大D.a先减小后增大练习5:如图所示,小球用细绳系在倾角为θ的光滑斜面上,当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大θ2。
高中物理力的动态平衡专题
高中物理力的动态平衡专题摘要:一、高中物理动态平衡概念介绍二、分析动态平衡问题的两种方法:解析法和图解法三、解析法的具体步骤和应用四、图解法的具体步骤和应用五、高中物理动态平衡问题的实用案例解析正文:【一】高中物理动态平衡概念介绍动态平衡是物理学中的一个重要概念,主要应用于物体在受到多个力作用时,其状态发生缓慢变化的情况。
在动态平衡问题中,我们需要通过控制某一物理量,使物体的状态发生变化,这其中包括物体的运动状态、受力情况等。
【二】分析动态平衡问题的两种方法:解析法和图解法1.解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出应变参量与自变参量的一般函数式,然后根据自变参量的变化确定应变参量的变化。
2.图解法:对研究对象进行受力分析,再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图(画在同一个图中),然后根据有向线段(表示力)的长度,变化判断各个力的大小和关系。
【三】解析法的具体步骤和应用解析法的步骤主要包括受力分析、建立平衡方程、求解函数式和根据自变参量变化确定应变参量。
这种方法适用于对物体受力情况有明确了解的问题,能够通过数学方式求解出物体的状态变化。
【四】图解法的具体步骤和应用图解法的步骤主要包括受力分析、画出力的矢量图、根据图示判断力的大小和关系。
这种方法适用于对物体受力情况有一定了解的问题,能够通过图形方式直观地展示出物体的状态变化。
【五】高中物理动态平衡问题的实用案例解析1.案例一:一个物体在三个不平行的共点力作用下平衡,这三个力必组成一首尾相接的三角形。
通过分析这个三角形,我们可以直观地反映出力的变化过程。
2.案例二:一个物体受到三个力作用,其中有两个力是同时作用在同一物体上的同一直线上的力,另一个力则是这两个力的合力。
通过分析合力与各个力的关系,我们可以得出合力可能是一定的,也可能是变化的。
3.案例三:一个物体在斜面上受到重力和摩擦力的作用,通过分析斜面上的力的变化,我们可以判断出物体的运动状态。
高中物理力的动态平衡专题
高中物理力的动态平衡专题高中物理力的动态平衡专题动态平衡是高中物理力学中的一个重要专题,它研究的是物体在受到多个力作用下保持平衡的情况。
在我们日常生活中,动态平衡无处不在,比如我们行走、跑步、骑自行车等等,都需要保持身体的平衡。
而在物理学中,动态平衡更是涉及到了更加复杂的力学问题。
首先,我们来了解一下什么是动态平衡。
动态平衡指的是物体在受到多个力作用下,其合力为零,并且合力矩也为零。
合力为零意味着物体不会发生加速度,保持匀速直线运动或静止;而合力矩为零则意味着物体不会发生转动。
那么,在什么情况下会出现动态平衡呢?首先,当一个物体受到两个相等大小、方向相反的力作用时,这两个力会互相抵消,使得物体保持静止或匀速直线运动。
这就是所谓的静止或匀速直线运动的动态平衡。
其次,在转动方面也存在着动态平衡。
当一个物体受到多个力矩作用时,如果这些力矩的合力矩为零,那么物体就会保持平衡。
这种情况下,物体可以绕着一个固定点旋转,但是不会发生转动。
动态平衡的研究对于我们理解物体的运动和力学规律有着重要的意义。
通过分析物体受到的各个力和力矩,我们可以预测物体的运动状态,并且可以设计出一些能够保持平衡的结构。
在日常生活中,我们经常会遇到一些与动态平衡相关的问题。
比如,在骑自行车时,我们需要保持身体和车辆的平衡,这就需要我们调整身体的重心和施加在脚踏板上的力来保持平衡。
又比如,在行走时,我们也需要不断调整身体姿势和步伐来保持平衡。
总之,高中物理中的动态平衡专题是一个非常重要且有趣的内容。
通过学习动态平衡,我们可以更好地理解物体运动和力学规律,并且能够应用于日常生活中。
同时,对于那些希望从事工程设计或者其他与力学相关领域工作的人来说,掌握动态平衡的知识也是非常重要的。
高考物理动态平衡专题
动态平衡专题一、动态平衡问题在有关物体平衡的问题中,有一类涉及动态平衡。
这类问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。
解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。
根据现行高考要求,物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点。
二、解决动态平衡问题的常用方法1、方法一:动态矢量三角形法特点:该方法适用于物体所受的三个力中,有一力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是其它力),另一个力的方向不变,大小变化,第三个力则大小、方向均发生变化的问题。
方法:先正确分析物体所受的三个力,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形。
然后将方向不变的力的矢量延长,根据物体所受三个力中二个力变化而又维持平衡关系时,这个闭合三角形总是存在,只不过形状发生改变而已,比较这些不同形状的矢量三角形,各力的大小及变化就一目了然。
例1、 如图所示,光滑小球静止放置在光滑半球面的底端,小球所受重力为G,用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面),木板对小球的推力F ₁、半球面对小球的支持力F ₂的变化情况正确的是( )A.F ₁增大,F ₂减小B.F ₁增大,F ₂增大C.F ₁减小,F ₂减小D.F ₁减小,F ₂增大例2、 如图所示,在拉力F 作用下,小球A 沿光滑的斜面缓慢地向上移动,在此过程中,小球受到的拉力F 和支持力N F 、的大小变化是( )A.F 增大,N F 减小B.F 和N F 均减小C.F 和N F 均增大D.F 减小,N F 不变例3、(2016·全国卷Ⅱ,14)质量为m 的物体用轻绳AB 悬挂于天花上。
用水平向左的缓慢拉动绳的中点O ,如图所示。
用T 表示绳OA 段拉力的大小,在O 点向左移动的过程中( )A .F 逐渐变大,T 逐渐变大B .F 逐渐变大,T 逐渐变小C .F 逐渐变小,T 逐渐变大D .F 逐渐变小,T 逐渐变小2、方法二:相似三角形法。
高三物理动态平衡知识点
高三物理动态平衡知识点动态平衡是物理学中一个重要的概念,它涉及到物体在运动过程中力的平衡问题。
在高三物理学习中,动态平衡是一个需要重点掌握的知识点。
下面将介绍一些与动态平衡相关的重要知识点。
1. 平衡的定义在物理学中,平衡一般指的是物体在力的作用下不发生运动或变形的状态。
对于动态平衡来说,物体在运动过程中受到的力必须保持平衡,即合力为零。
2. 牛顿第二定律与动态平衡牛顿第二定律描述了物体在力作用下的运动情况,它可以用数学公式表示为 F = ma,其中 F 表示作用在物体上的合力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
对于动态平衡来说,当物体处于匀速运动时,物体所受到的合力必须为零。
3. 物体受力分析在处理动态平衡问题时,需要对物体受到的力进行分析。
常见的力包括重力、摩擦力、弹力等。
根据牛顿第二定律,物体所受的合力必须为零,因此可以通过受力分析来确定物体所处的动态平衡状态。
4. 动态平衡的实例动态平衡的概念可以通过一些实际的例子来理解。
比如,当一个人骑自行车匀速行驶时,他所受到的合力为零,这就是动态平衡的表现。
又如,一个挂在天花板上的钟摆,当它保持匀速摆动时,也处于动态平衡状态。
5. 动态平衡与静态平衡的区别动态平衡和静态平衡是物体平衡状态的两种不同情况。
动态平衡指的是物体在运动过程中受到的力平衡,而静态平衡指的是物体在静止时受到的力平衡。
两者的分析方法和条件是不同的,需要在具体问题中进行判断和应用。
6. 动态平衡的应用动态平衡的概念和原理在日常生活和工程领域有广泛的应用。
例如,在设计建筑物或桥梁时,需要考虑物体受力的平衡问题,以确保其结构的稳定性。
此外,在机械设计和运动控制中,也需要考虑动态平衡的因素,以提高机器的运行效果和安全性。
以上是关于高三物理动态平衡知识点的简要介绍。
通过了解和掌握这些知识,可以帮助我们更好地理解物体运动中的平衡问题,并应用于实际问题的解决中。
高中物理动态平衡专题
高中物理动态平衡专题之杨若古兰创作在有关物体平衡的成绩中,有一类涉及动态平衡.这类成绩中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变更,故这是力平衡成绩中的一类难题.解决这类成绩的普通思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”.根据现行高考请求,物体受到常常是三个共点力成绩,利用三力平衡特点讨论动态平衡成绩是力学中一个重点和难点.一 物体受三个力感化例1. 如图1所示,一个重力G 的匀质球放在光滑斜面上,斜面静止形态.斜面对球的压力大小如何变更?BO ,其O 端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO 上,B A 处的光滑小滑轮,用力F 拉住,如图2-1所示.现将细绳缓慢往左拉,使杆BO 与杆A O 间的夹角θ逐步减少,则在此过程中,拉力F 及杆BO 所受压力F N 的大小变更情况是( )A .F N 先减小,后增大B .F N 始终不变C .F 先减小,后增大 D.F 始终不变图1-1放在半球上的A 点,另一端绕过定滑轮,后用力拉住,使小球静止.现缓慢地拉绳,在使小球沿球面由A 到半球的顶点B 的过程中,半球对小球的撑持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变更情况是( ).(A)N 变大,T 变小,(B)N 变小,T 变大(C)N 变小,T 先变小后变大(D)N 不变,T 变小例3.如图3-1所示,在水平天花板与竖直墙壁间,通过不计质量的柔软绳子和光滑的轻小滑轮吊挂重物G =40N ,绳长L =2.5m ,OA =1.5m ,求绳中张力的大小,并讨论: (1)当B 点地位固定,A 端缓慢左移时,绳中张力如何变更?(2)当A 点地位固定,B 端缓慢下移时,绳中张力又如何变更?二 物体受四个力及以上例 4 .如图所示,当人向左跨了一步后人与物体坚持静止,跨后与垮前比拟较,以下说法错误的是:A .地面对人的摩擦力减小B .地面对人的摩擦力添加C .人对地面压力增大D .绳对人的拉力变小 跟踪练习2: 如图所示,划子用绳牵引.设水平阻力不变,在划子匀速靠岸的过程中A 、绳子的拉力不竭增大B 、绳子的拉力坚持不变图3-1 ABC GO FC 、船受的浮力减小 D、船受的浮力不变三连接体成绩例5 有一个直角支架AOB,AO是水平放置,概况粗糙.OB竖直向下,概况光滑.OA上套有小环P,OB套有小环Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可以忽略.不成伸长的细绳相连,并在某一地位平衡,如图所示.现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么挪动后的平衡形态和本来的平衡形态比拟较,AO杆对P的撑持力F N和细绳上的拉力F 的变更情况是:A.F N不变,F变大 B.F N不变,F变小C.F N变大,F变大 D.F N变大,F变小跟踪练习3:如图所示,轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上,圆环A套在粗糙的水平直杆MN 上现用水平力F拉着绳子上的一点O,使小球B从图示实线地位缓慢上升到虚线地位,但圆环A始终坚持在原地位不动,则在这一过程中,环对杆的摩擦力F f和环对杆的压力F N的变更情况()A.F f不变,F N不变B.F f增大,F不变NC.F f增大,F N减小D.F f不变,F N减小四与静摩擦有关例6 .如图所示,概况粗糙的固定斜面顶端安有滑轮,两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦),P 悬于空中,Q放在斜面上,均处于静止形态.当用水平向左的恒力推Q 时,P、Q仍静止不动,则 ()A.Q受到的摩擦力可能变小B.Q受到的摩擦力可能变大C.轻绳上拉力必定变小D.轻绳上拉力必定不变跟踪练习4如图所示,A是一质量为M的盒子,B的质量为M2,A、B用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A置于倾角θ=30°的斜面上,B悬于斜面以外而处于静止形态.此刻向A中缓慢加入沙子,全部零碎始终坚持静止,则在加入沙子的过程中A.绳子拉力逐步减小B.A对斜面的压力逐步增大C.A所受的摩擦力逐步增大D.A所受的合力不变课后练习:1. 如图所示,电灯吊挂于两墙之间,更换绳OA,使连接点A向上移,但坚持O点地位不变,则A点向上移时,绳OA的拉力( )A.逐步增大 B.逐步减小C.先增大后减小 D.先减小后增大2.如图所示,电灯悬于两壁之间,坚持O点及OB ABOOB绳的地位不变,而将绳端A 点向上挪动,则:A .绳OA 所受的拉力逐步增大B .绳OA 所受的拉力逐步减小C .绳OA 所受的拉力先增大后减小D .绳OA 所受的拉力先减小后增大3. 如图所示,质量不计的定滑轮用轻绳吊挂在B点,另一条轻绳一端系重物C ,绕过滑轮后,另一端固定在墙上A 点,若改变B 点地位使滑轮地位发生挪动,但使A 段绳子始终坚持水平,则可以判断悬点B 所受拉力F T 的大小变更情况是:A .若B 向左移,F T 将增大B .若B 向右移,F T 将增大C .不管B 向左、向右移,F T 都坚持不变D .不管B 向左、向右移,F T 都减小4.如图所示,绳子的两端分别固定在天花板上的A 、B两点,开始在绳的中点O 挂一重物G ,绳子OA 、OB的拉力分别为F 1、F 2.若把重物右移到O '点吊挂(B O A O '<'),绳A O '和BO '中的拉力分别为'1F 和'2F ,则力的大小关系准确的是:A.'>11F F ,'>22F FB. '<11F F ,'<22F FC. '>11F F ,'<22F FD. '<11F F ,'>22F F 5.重力为G 的重物D 处于静止形态.如图所示,AC 和BC 两段绳子与竖直方向的夹角分别为α和β.α+β<90°.现坚持α角不变,改变βA B O O '角,使β角缓慢增大到90°,在β角增大过程中,AC的张力T1,BC的张力T2的变更情况为:A.T1逐步增大,T2也逐步增大B.T1逐步增大,T2逐步减小C.T1逐步增大,T2先增大后减小D.T1逐步增大,T2先减小后增大6.如图所示,均匀小球放在光滑竖直墙和光滑斜木板之间,木板上端用水平细绳固定,下端可以绕O点动弹,在放长细绳使板转至水平的过程中(包含水平):A.小球对板的压力逐步增大且恒小于球的重力B.小球对板的压力逐步减小且恒大于球的重力C.小球对墙的压力逐步增大D.小球对墙的压力逐步减小7.如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直挡板之间放一光滑圆球B,全部安装处于静止形态.现对挡板加一贯右的力F,使挡板缓慢向右挪动,B缓慢上移而A仍坚持静止.设地面对A的摩擦力为F1,B对A的感化力为F2,地面对A的撑持力为F3 .在此过程中:A.F1缓慢减小,F3缓慢增大B.F1缓慢增大,F3坚持不变C.F2缓慢增大,F3缓慢增大D .F 2缓慢减小,F 3坚持不变8.如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A , A 的左端紧靠竖直墙,A 与竖直墙之间放一光滑圆球B ,全部安装处于静止形态,若把A 向右挪动少许后,它们仍处于静止形态,则()A .球B 对墙的压力增大B .物体A 与球B 之间的感化力减小C .地面对物体A 的摩擦力减小D .物体A 对地面的压力减小9.如图所示,一根天然长度为l 0的轻弹簧和一根长度为a 的轻绳连接,弹簧的上端固定在天花板的O 点上,P 是位于O 点正下方的光滑轻小定滑轮,已知OP =l 0+a .现将绳的另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A 相连,滑块对地面有压力感化.再用一水平力F 感化于A 使之向右做直线活动(弹簧的下端始终在P 之上),对于滑块A 受地面滑动摩擦力以下说法中准确的是( )A .逐步变小B .逐步变大C .先变小后变大D .大小不变高中物理动态平衡专题参考答案例1、解析:取球为研讨对象,如图1-2所示,球受重力G 、斜面撑持力F 1、挡板撑持力F 2.因为球始终处于平衡形态,故三个力的合力始终为零,将三个力矢量构成封闭的三角形.F 1的方向不变,但方向不变,始终图1-2 β αG F 1 F 2 F 1 G F 2 图1-3与斜面垂直.F 2的大小、方向均改变,随着挡板逆时针动弹时,F 2的方向也逆时针动弹,动态矢量三角形图1-3中一画出的一系列虚线暗示变更的F 2.由此可知,F 2先减小后增大,F 1.例2、解析:取BO 杆的B 端为研讨对象,受到绳子拉力(大小为F )、BO 杆的撑持力F N 和吊挂重物的绳子的拉力(大小为G )的感化,将F N 与G 合成,其合力与F 等值反向,如图2-2所示,将三个力矢量构成封闭的三角形(如图中画斜线部分),力的三角形与几何三角形OBA 类似,利用类似三角形对应边成比例可得:(如图2-2所示,设AO 高为H ,BO 长为L ,绳长lG 、H 、L 均不变,l 逐步变小,所以可知F N 不变,F 逐步变小.准确答案为选项B跟踪练习1 D例3、解析:取绳子c 点为研讨对角,受到三根绳的拉力,如图3-2所示分别为F 1、F 2、F 3,耽误绳AO 交竖直墙于D 点,因为BC 长度等于CD ,AD 长度等于绳长.设角∠OAD;在三角形AOD 如果A 端左移,AD 变成如图3-3中虚线A ′D ′图2-2图3-2图3-3′ 图3-4所示,可知A′D′不变,ODF1变大.如果B端下移,BC变成如图3-4虚线B′C′所示,可知AD、OD不变,F1不变.例4、BCD跟踪练习2、AC例5、B跟踪练习3、B例6、ABD跟踪练习4、BD练习题1、D2、D3、B4、D5、D6、D7、D8、BC9、D。
高中物理动态分析专题
高中物理动态分析专题(总4页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高中物理动态分析专题一、力学中的动态问题分析1、变动中力的平衡问题的动态分析 ①矢量三角形法物体在三个不平行的共点力作用下平衡,这三个力必组成一首尾相接的三角形。
用这个三角形来分析力的变化和大小关系的方法叫矢量三角形法,它有着比平行四边形更简便的优点, 特别在处理变动中的三力问题时能直观的反映出力的变化过程。
例1、如图1a 所 示,绳OA 、OB 等长,A 点固定不动,将B 点沿圆弧向C 点运动的过程中绳OB 中的张力将( )A 、由大变小;B 、由小变大C 、先变小后变大D 、先变大后变小解:如图1b ,假设绳端在B'点,此时O点受到三力作用平衡:T A 、书的大小方向不断的变化(图中T 'B 、T ''B T '''B ......),但T 的大小方向始终不变,T A 的方向不变而大小改变,封闭三角形关系始终成立.不难看出; 当T A 与T B 垂直时,即a+ =90时,T B 取最小值,因此,答案选C 。
②相似三角形法物体在三个共点力的作用下平衡,已知条件中涉及的是边长问题,则由力组成的矢量三角形和由边长组成的几何三角形相似, 利用相似比可以迅速的解力的问题。
图1aT AC例2、如图2a 所示,在半径为R的光滑半球面上高h 处悬挂一定滑轮。
重力为G的小球用绕过滑轮的绳子站在地面上的人拉住。
人拉动绳子,在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力和绳子拉力如何变化?分析与解:受一般平衡问题思维定势的影响,以为小球在移动过程中对半球的压力大小是变化的。
对小球进行受力分析:球受重力G、球面对小球的支持力N和拉力T,如图2b 所示:可以看到由N、T、G 构成的力三角形和由边长L 、R 、h+R 构成的几何三角形相似,从而利用相似比 N/G=R /R+h ,T /G=L /R+h.由于在拉动的过程中,R 、h 不变,L 减小,则N=R G/R+h 大小不变, 绳子的拉力T =L G/R+h 减小。
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高中物理动态平衡专题在有关物体平衡的问题中,有一类涉及动态平衡。
这类问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力平衡问题中的一类难题。
解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。
根据现行高考要求,物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点。
一 物体受三个力作用例1. 如图1所示,一个重力G 的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态。
今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板和斜面对球的压力大小如何变化?解析:取球为研究对象,如图1-2所示,球受重力G 、斜面支持力F 1、挡板支持力F 2。
因为球始终处于平衡状态,故三个力的合力始终为零,将三个力矢量构成封闭的三角形。
F 1的方向不变,但方向不变,始终与斜面垂直。
F 2的大小、方向均改变,随着挡板逆时针转动时,F 2的方向也逆时针转动,动态矢量三角形图1-3中一画出的一系列虚线表示变化的F 2。
由此可知,F 2先减小后增大,F 1随β增大而始终减小。
例2.一轻杆BO ,其O 端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO 上,B 端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A 处的光滑小滑轮,用力F 拉住,如图2-1所示。
现将细绳缓慢往左拉,使杆BO 与杆A O 间的夹角θ逐渐减少,则在此过程中,拉力F 及杆BO 所受压力F N 的大小变化情况是( )A .F N 先减小,后增大B .F N 始终不变C .F 先减小,后增大 D.F 始终不变解析:取BO 杆的B 端为研究对象,受到绳子拉力(大小为F )、BO 杆的支持力F N 和悬挂重物的绳子的拉力(大小为G )的作用,将F N 与G 合成,其合力与F 等值反向,如图2-2图2-1图2-2图1-1图1-2F 1GF 2图1-3所示,将三个力矢量构成封闭的三角形(如图中画斜线部分),力的三角形与几何三角形OBA 相似,利用相似三角形对应边成比例可得:(如图2-2所示,设AO高为H ,BO 长为L ,绳长l ,)lF L F HG N ==,式中G 、H 、L 均不变,l 逐渐变小,所以可知F N 不变,F 逐渐变小。
正确答案为选项B跟踪练习:如图2-3所示,光滑的半球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A 点,另一端绕过定滑轮,后用力拉住,使小球静止.现缓慢地拉绳,在使小球沿球面由A 到半球的顶点B 的过程中,半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化情况是( D )。
(A)N 变大,T 变小, (B)N 变小,T 变大(C)N 变小,T 先变小后变大 (D)N 不变,T 变小例3.如图3-1所示,在水平天花板与竖直墙壁间,通过不计质量的柔软绳子和光滑的轻小滑轮悬挂重物G =40N ,绳长L =2.5m ,OA =1.5m ,求绳中张力的大小,并讨论: (1)当B 点位置固定,A 端缓慢左移时,绳中张力如何变化? (2)当A 点位置固定,B 端缓慢下移时,绳中张力又如何变化?解析:取绳子c 点为研究对角,受到三根绳的拉力,如图3-2所示分别为F 1、F 2、F 3,延长绳AO 交竖直墙于D 点,由于是同一根轻绳,可得:21F F =,BC 长度等于CD ,AD 长度等于绳长。
设角∠OAD 为θ;根据三个力平衡可得:θsin 21GF = ;在三角形AOD 中可知,ADOD=θsin 。
如果A 端左移,AD 变为如图3-3中虚线A ′D ′所示,可知A ′D ′不变,OD ′减小,θsin 减小,F 1变大。
如果B 端下移,BC变为如图3-4虚线B ′C ′所示,可知AD 、OD 不变,θsin 不变,F 1不变。
图2-3图3-1图3-2图3-3′图3-4二物体受四个力及以上例4 .如图所示,当人向左跨了一步后人与物体保持静止,跨后与垮前相比较,下列说法错误的是:A.地面对人的摩擦力减小B.地面对人的摩擦力增加C.人对地面压力增大D.绳对人的拉力变小跟踪练习:如图所示,小船用绳牵引.设水平阻力不变,在小船匀速靠岸的过程中A 、绳子的拉力不断增大B、绳子的拉力保持不变C、船受的浮力减小D、船受的浮力不变F三连接体问题例5 有一个直角支架AOB,AO是水平放置,表面粗糙.OB竖直向下,表面光滑.OA上套有小环P,OB套有小环Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可以忽略.不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡,如图所示.现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较,AO杆对P的支持力F N和细绳上的拉力F的变化情况是:BA.F N不变,F变大B.F N不变,F变小C.F N变大,F变大D.F N变大,F变小跟踪练习:如图所示,轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上,圆环A套在粗糙的水平直杆MN 上现用水平力F拉着绳子上的一点O,使小球B从图示实线位置缓慢上升到虚线位置,但圆环A始终保持在原位置不动,则在这一过程中,环对杆的摩擦力F f和环对杆的压力F N的变化情况( B )A.F f不变,F N不变B.F f增大,F N不变C.F f增大,F N减小D.F f不变,F N减小四 与静摩擦有关例6 .如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮,两物块P 、Q 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦),P 悬于空中,Q 放在斜面上,均处于静止状态。
当用水平向左的恒力推Q 时,P 、Q 仍静止不动,则 (abd)A.Q 受到的摩擦力可能变小 B.Q 受到的摩擦力可能变大 C.轻绳上拉力一定变小 D.轻绳上拉力一定不变跟踪练习如图所示,A 是一质量为M 的盒子,B 的质量为M2,A 、B 用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A 置于倾角θ=30°的斜面上,B 悬于斜面之外而处于静止状态。
现在向A 中缓慢加入沙子,整个系统始终保持静止,则在加入沙子的过程中 BD A .绳子拉力逐渐减小B .A 对斜面的压力逐渐增大C .A 所受的摩擦力逐渐增大D .A 所受的合力不变课后练习:1. 如图所示,电灯悬挂于两墙之间,更换绳OA ,使连接点A 向上移,但保持O 点位置不变,则A 点向上移时,绳OA 的拉力( D ) A .逐渐增大 B .逐渐减小 C .先增大后减小 D .先减小后增大2.如图所示,电灯悬于两壁之间,保持O 点及OB 绳的位置不变,而将绳端A 点向上移动,则:DA .绳OA 所受的拉力逐渐增大B .绳OA 所受的拉力逐渐减小C .绳OA 所受的拉力先增大后减小D .绳OA 所受的拉力先减小后增大3. 如图所示,质量不计的定滑轮用轻绳悬挂在B 点,另一条轻绳一端系重物C ,绕过滑轮后,另一端固定在墙上A 点,若改变B 点位置使滑轮位置发生移动,但使A 段绳子始终保持水平,则可以判断悬点B 所受拉力F T 的大小变化情况是:BA BOO B PQA .若B 向左移,F T 将增大 B .若B 向右移,F T 将增大C .无论B 向左、向右移,F T 都保持不变D .无论B 向左、向右移,F T 都减小4.如图所示,绳子的两端分别固定在天花板上的A 、B 两点,开始在绳的中点O 挂一重物G ,绳子OA 、OB 的拉力分别为F 1、F 2。
若把重物右移到O '点悬挂(B O A O '<'),绳A O '和B O '中的拉力分别为'1F 和'2F ,则力的大小关系正确的是: D A.'>11F F ,'>22F F B. '<11F F ,'<22F F C. '>11F F ,'<22F F D. '<11F F ,'>22F F5.重力为G 的重物D 处于静止状态。
如图所示,AC 和BC 两段绳子与竖直方向的夹角分别为α和β。
α+β<90°。
现保持α角不变,改变β角,使β角缓慢增大到90°,在β角增大过程中,AC 的张力T 1,BC 的张力T 2的变化情况为 : A .T 1逐渐增大,T 2也逐渐增大 B .T 1逐渐增大,T 2逐渐减小 C .T 1逐渐增大,T 2先增大后减小 D .T 1逐渐增大,T 2先减小后增大 D6.如图所示,均匀小球放在光滑竖直墙和光滑斜木板之间,木板上端用水平细绳固定,下端可以绕O 点转动,在放长细绳使板转至水平的过程中(包括水平): A .小球对板的压力逐渐增大且恒小于球的重力 B .小球对板的压力逐渐减小且恒大于球的重力 C .小球对墙的压力逐渐增大D .小球对墙的压力逐渐减小 D7.如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A ,A 与竖直挡板之间放一光滑圆球B ,整个装置处于静止状态。
现对挡板加一向右的力F ,使挡板缓慢向右移动,B 缓慢上移而A 仍保持静止。
设地面对A 的摩擦力为F 1,B 对A 的作用力为F 2,地面对A 的支持力为F 3 。
在此过程中: D A .F 1缓慢减小,F 3缓慢增大 B .F 1缓慢增大,F 3保持不变C .F 2缓慢增大,F 3缓慢增大D .F 2缓慢减小,F 3保持不变 8.如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A , A 的左端紧靠竖直墙,A 与竖直墙之间放一光滑圆球B ,整个装置处于静止状态,若把A 向右移动少许后,ABOO '它们仍处于静止状态,则(BC )A.球B对墙的压力增大B.物体A与球B之间的作用力减小C.地面对物体A的摩擦力减小D.物体A对地面的压力减小9.如图所示,一根自然长度为l0的轻弹簧和一根长度为a的轻绳连接,弹簧的上端固定在天花板的O点上,P是位于O点正下方的光滑轻小定滑轮,已知OP=l0+a.现将绳的另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连,滑块对地面有压力作用.再用一水平力F作用于A使之向右做直线运动(弹簧的下端始终在P之上),对于滑块A 受地面滑动摩擦力下列说法中正确的是( D )A.逐渐变小B.逐渐变大C.先变小后变大D.大小不变如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!。