高中物理 共点力动态平衡问题常见题型总结

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共点力动态平衡分类及解题方法总结

共点力动态平衡分类及解题方法总结

共点力动态平衡问题分类及解题方法一、总论1、动态平衡问题的产生——三个平衡力中一个力已知恒定,另外两个力的大小或者方向不断变化,但物体仍然平衡,典型关键词——缓慢转动、缓慢移动……2、动态平衡问题的解法——解析法、图解法解析法——画好受力分析图后,正交分解或者斜交分解列平衡方程,将待求力写成三角函数形式,然后由角度变化分析判断力的变化规律;图解法——画好受力分析图后,将三个力按顺序首尾相接形成力的闭合三角形,然后根据不同类型的不同作图方法,作出相应的动态三角形,从动态三角形边长变化规律看出力的变化规律。

3、动态平衡问题的分类——动态三角形、相似三角形、圆与三角形(2类)、其他特殊类型二、例析1、第一类型:一个力大小方向均确定,一个力方向确定大小不确定,另一个力大小方向均不确定——动态三角形【例1】如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。

设墙面对球的压力大小为F N1,球对木板的压力大小为F N2。

以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。

不计摩擦,在此过程中A .F N1始终减小,F N2始终增大B .F N1始终减小,F N2始终减小C .F N1先增大后减小,F N2始终减小D .F N1先增大后减小,F N2先减小后增大解法一:解析法——画受力分析图,正交分解列方程,解出F N1、F N2随夹角变化的函数,然后由函数讨论;【解析】小球受力如图,由平衡条件,有 联立,解得:θsin 2N mg F =,θtan 1N mg F = 木板在顺时针放平过程中,θ角一直在增大,可知F N1、F N2都一直在减小。

选B 。

解法二:图解法——画受力分析图,构建初始力的三角形,然后“抓住不变,讨论变化”,不变的是小球重力和F N1的方向,然后按F N2方向变化规律转动F N2,即可看出结果。

【解析】小球受力如图,由平衡条件可知,将三个力按顺序首尾相接,可形成如右图所示闭合三角形,其中重力mg 保持不变,F N1的方向始终水平向右,而F N2的方向逐渐变得竖直。

高一物理力的共点平衡与动态解析题目与解答

高一物理力的共点平衡与动态解析题目与解答

高一物理力的共点平衡与动态解析题目与
解答
题目一:力的共点平衡
题目描述
一个物体在水平桌面上,两个力 F1 和 F2 作用在该物体上,使得物体保持静止。

已知 F1 的大小为 10 N,方向为向右;F2 的大小为 8 N,方向为向左。

求物体所受合力的大小和方向。

解答
根据力的共点平衡原理,物体所受合力的大小等于两个力的矢量和的大小。

合力的方向可以通过矢量和的方向来确定。

设物体所受合力的大小为 F,方向为向右。

由矢量和的定义可得:
F = |F1 + F2|
代入已知数值:
F = |10 N + (-8 N)|
计算矢量和的大小:
F = |2 N|
根据矢量和的方向确定合力的方向:
合力的方向为向右。

因此,物体所受合力的大小为 2 N,方向为向右。

题目二:动态解析
题目描述
一个物体在水平桌面上,受到一个水平方向的力 F1,使得物
体产生加速度。

已知物体的质量为2 kg,加速度的大小为4 m/s^2。

求力 F1 的大小。

解答
根据牛顿第二定律,物体所受合力等于物体的质量乘以加速度
的大小。

即:
F1 = m * a
代入已知数值:
F1 = 2 kg * 4 m/s^2
计算力 F1 的大小:
F1 = 8 N
因此,力 F1 的大小为 8 N。

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以上是题目与解答。

共点力平衡的七大题型-Word版含解析

共点力平衡的七大题型-Word版含解析

共点力平衡的七大题型-Word版含解析引言在物理学中,共点力平衡是指当多个力作用在一个物体上时,这些力的合力为零,物体处于平衡状态。

共点力平衡是力学中的基础概念,也是解决各种物理问题的基础。

在本文中,我们将介绍共点力平衡的七大题型,并提供相应题型的解析。

题型一:两个力的平衡题目描述有一个物体,上面有两个力:F1和F2,分别作用在物体上的不同点,使物体处于平衡状态。

已知F1和F2的大小和方向,请问这两个力分别是多少?解析根据共点力平衡的定义,对于两个力的平衡题型,我们可以设立以下方程:F1+F2=0其中,F1和F2表示两个力的大小和方向,这里假设物体在水平方向上运动。

根据方程求解即可得到F1和F2的数值。

题型二:三个力的平衡题目描述有一个物体,上面有三个力:F1、F2和F3,分别作用在物体上的不同点,使物体处于平衡状态。

已知F1、F2和F3的大小和方向,请问这三个力分别是多少?解析对于三个力的平衡题型,我们可以设立以下方程组:$$ \\begin{cases} F1 + F2 + F3 = 0 \\\\ \\sum M = 0\\end{cases} $$其中,F1、F2和F3表示三个力的大小和方向,$\\sumM$表示物体上力矩的和,根据方程组求解即可得到F1、F2和F3的数值。

题型三:四个力的平衡题目描述有一个物体,上面有四个力:F1、F2、F3和F4,分别作用在物体上的不同点,使物体处于平衡状态。

已知F1、F2、F3和F4的大小和方向,请问这四个力分别是多少?解析对于四个力的平衡题型,我们可以设立以下方程组:$$ \\begin{cases} F1 + F2 + F3 + F4 = 0 \\\\ \\sum M = 0\\end{cases} $$同样地,F1、F2、F3和F4表示四个力的大小和方向,$\\sum M$表示物体上力矩的和。

根据方程组求解即可得到F1、F2、F3和F4的数值。

题型四:平衡条件的推导题目描述有一个物体,上面有多个力:F1、F2、…、Fn,分别作用在物体上的不同点,使物体处于平衡状态。

高中物理 一轮复习微专题 三个共点力作用下的动态平衡

高中物理 一轮复习微专题 三个共点力作用下的动态平衡

三个共点力作用下的动态平衡问题一.要点精讲1.共点力作用于物体的同一点或作用线相交于一点的几个力。

2.平衡状态物体保持静止或匀速直线运动的状态。

3.共点力的平衡条件(1)F 合=0或者⎩⎪⎨⎪⎧F x =0,F y =0。

(2)平衡条件的推论①二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反。

②三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反;并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。

③多力平衡:如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反。

4.静态平衡与动态平衡:(1)静态平衡模型物体保持静止或匀速直线运动的状态,物体受到的各个力不变。

(2)动态平衡模型①物体受到的力在发生动态变化,但物体保持静止或匀速直线运动的状态②物体“缓慢”运动时,可把物体看作平衡状态处理,物体所受合力为0. 动态平衡问题较难!二.解决动态平衡问题的思路与法:1.解决问题切入思路 (1)解析法对研究对象进行受力分析,先画出受力示意图,再根据物体的平衡条件列式求解,得到因变量与自变量的函数表达式(通常为三角函数关系),最后根据自变量的变化确定因变量的变化。

(2)图解法不需要列式计算,通过画图分析求解。

对于三个力作用下的平衡问题,通常①一个力大小、方向均不变,另一个力方向不变,通常画闭合三角形。

②一个力是恒力,另两个力方向的夹角保持不变的情况,可构造圆,来解决。

恒力对应的圆心角不变。

③当一个力是恒力,另一个力大小不变时,也可画圆来分析处理。

三.精选例题题型1:一恒两向变(一力不变,两力方向都变)——相似三角形把一光滑圆环固定在竖直平面内,在光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔,如图所示。

质量为m的小球套在圆环上,一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住。

现拉动细线,使小球沿圆环缓慢下移。

共点力平衡的七大题型-Word版含解析

共点力平衡的七大题型-Word版含解析

共点力平衡的七大题型-Word版含解析1. 题型一:简单共点力平衡问题在这种类型的问题中,给出了若干个力的大小和方向,要求求出力的合力是否为零,以及物体的平衡条件是否满足。

解析过程:首先,我们需要根据题目中给出的力的大小和方向进行向量分解。

然后,将所有力的分解结果在横轴和纵轴上进行相加,求得横轴和纵轴上的合力。

接下来,我们需要判断合力是否为零。

如果合力为零,则说明物体处于平衡状态;如果合力不为零,则说明物体不处于平衡状态。

最后,我们可以进一步计算力矩,以判断力矩是否为零,从而判断物体是否处于平衡状态。

2. 题型二:共点力平衡问题中的未知力在这种类型的问题中,给出了一些已知的力和物体的平衡条件,要求求解未知力。

解析过程:首先,我们需要根据题目中给出的已知力的大小和方向进行向量分解。

然后,将所有已知力的分解结果在横轴和纵轴上进行相加,求得横轴和纵轴上的合力。

接下来,我们将已知力的分解结果与未知力的分解结果进行相加,求得横轴和纵轴上的合力。

然后,根据物体的平衡条件,即合力为零,可以得到未知力的大小和方向。

最后,我们可以进一步计算力矩,以验证求解得到的未知力是否满足物体的平衡条件。

3. 题型三:共点力平衡问题中的物体质量在这种类型的问题中,给出了若干个力和物体的平衡条件,要求求解物体的质量。

解析过程:首先,我们需要根据题目中给出的力的大小和方向进行向量分解。

然后,将所有力的分解结果在横轴和纵轴上进行相加,求得横轴和纵轴上的合力。

接下来,根据物体的平衡条件,即合力为零,可以得到物体的质量。

物体的质量等于合力除以重力加速度。

最后,我们可以进一步计算力矩,以验证求解得到的物体质量是否满足物体的平衡条件。

4. 题型四:共点力平衡问题中的力的大小在这种类型的问题中,给出了若干个力和物体的平衡条件,要求求解力的大小。

解析过程:首先,我们需要根据题目中给出的力的方向进行向量分解。

然后,将所有力的分解结果在横轴和纵轴上进行相加,求得横轴和纵轴上的合力。

共点力平衡的七大题型Word版本含解析.docx

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专题共点力平衡的七大题型目录一、三类常考的“三力静态平衡”问题 (1)热点题型一三个力中,有两个力互相垂直,第三个力角度(方向)已知。

(1)热点题型二三个力互相不垂直,但夹角(方向)已知。

(3)热点题型三三个力互相不垂直,且夹角(方向)未知但存在几何边长的变化关系。

(5)二、三类常考的“动态平衡”模型 (7)热点题型四矢量三角形法类 (7)热点题型五相似三角形法类 (9)热点题型六单位圆或正弦定理发类型 (11)热点题型七衣钩、滑环模型 (13)【题型归纳】一、三类常考的“三力静态平衡”问题热点题型一三个力中,有两个力互相垂直,第三个力角度(方向)已知。

解决平衡问题常用的方法有以下五种①力的合成法②力的正交分解法③正弦定理法④相似三角形法⑤矢量三角形图解法【例1】如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O 为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止P 点。

设滑块所受支持力为F N。

OF与水平方向的夹角为。

下列关系正确的是()A.FmgB.F mg tanmgD.F N mg tan tanC.F Ntan【答案】 A 解法一力的合成法滑块受力如图甲,由平衡条件知:mg=tan θ?F=mg, F N mg 。

F tan θ=sin θ解法二力的分解法将滑块受的力水平、竖直分解,如图丙所示,mg= F N sin θ, F= F N cos θ,联立解得: F=mg, F N=mg。

tan θsin θ解法三力的三角形法(正弦定理)如图丁所示,滑块受的三个力组成封闭三角形,解直角三角形得:F=mg,F mg 。

tan θN=sin θ【点睛】通过例题不难发现针对此类题型应采用“力的合成法”解决较为容易。

【变式 1】( 2019·新课标全国Ⅱ卷)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行。

已知物块与斜面之间的动摩擦因数为3,重力加速度取 10m/s 2。

高中物理动态问题分类解析

高中物理动态问题分类解析
做加速度减小的变加速运动,当 时速度到达最大,因此 到达 时应有: ------〔4〕 解得
总结:〔1〕电磁感应中的动态分析,是处理电磁感应问题的关键,要学会从动态分析的过程中来选择是从动力学方面,还是从能量、动量方面来解决问题。〔2〕在分析运动导体的受力时,常画出平面示意图和物体受力图。
6、理想变压器中的动态问题
理想变压器中各物理量的制约关系为:
电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比 一定时,输出电压 由输入电压 决定,即 ,可简述为“原制约副〞。
电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比 一定时,且输入电压 确定时,原线圈中的电流 由副线圈中的输出电流 决定,即 ,可简述为“副制约原〞。
负载制约: 变压器副线圈中的功率 由用户负载决定, 变压器副线圈中的电流 由用户负载及电压 决定,即 ; 总功率
恒定功率的加速。由公式 和 知〔其中 为阻力〕,由于 恒定,随着 的增大, 必将减小, 也必将减小,汽车做加速度不断减小的加速运动,直到 ,这时 到达最大值 。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。因为 为变力,这种加速过程发电机做的功只能用 计算,不能用 计算。
恒定牵引力的加速。由公式 和 知,由于 恒定,所以 恒定,汽车做匀加速运动,而随着 的增大, 也将不断增大,直到P到达额定功率 ,功率不能再增大了。这时匀加速运动完毕,其最大速度为 ,此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。因为功率P是变化的,这种加速过程发电机做的功只能 用计算,不能 用计算。
动态问题分析的思路程序可表示为:
例6.图9为一理想变压器,S为单刀双掷开关,P为滑动变阻器的滑动触头, 为加在原线圈两端的电压, 为原线圈中的电流强度,那么保持 及P的位置不变,S由a合到b时, 将增大。保持 及P的位置不变,S由b合到a时,R消耗的功率减小。保持 不变,S合在a处,使P上滑, 将增大。保持P的位置不变,S合在a处,假设 增大, 将增大。

6 共点力作用下的动态平衡问题

6  共点力作用下的动态平衡问题

共点力作用下的动态平衡问题【核心要点提示】动态平衡问题:所谓动态平衡是指在预设情景中对物体受力大小和方向、空间位置等发生一系列缓慢变化,由于在变化过程“缓慢”,可以认为在变化过程中物体仍然受力平衡。

【核心方法点拨】处理共点力作用下平衡的方法:(1)涉及三个力的动态平衡问题解决方法:动态图解法、相似三角形法,极个别情况需要运用数学正弦定理解决问题。

(2)涉及四个及四个以上力的动态平衡问题一般采用解析法,通过寻找变化力的函数解析式,运用数学函数知识判断力的变化情况【微专题训练】【经典例题选讲】类型一:图解法解决动态平衡【例题1】(2016·全国卷Ⅱ,14)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【解析】对O点受力分析如图所示,F与T的变化情况如图,由图可知在O点向左移动的过程中,F逐渐变大,T逐渐变大,故选项A正确。

【答案A】【变式1】如图所示,质量相同分布均匀的两个圆柱体a、b靠在一起,表面光滑,重力均为G,其中b的下一半刚好固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a静止在平面上.现过a的轴心施以水平作用力F,可缓慢地将a拉离水平面且一直滑到b的顶端,对该过程进行分析,应有()A.拉力F先增大后减小,最大值是GB.开始时拉力F最大为3G,以后逐渐减小为0C.a、b间弹力由0逐渐增大,最大为GD.a、b间的弹力开始时最大为2G,而后逐渐减小到G【解析】对圆柱体a受力分析可知,a受重力、b的弹力和拉力F三个力的作用,拉力F方向不变,始终沿水平方向,重力大小、方向均不变,b的弹力始终沿两轴心的连线,画出力的矢量三角形分析易得b的弹力N=Gsinθ,拉力F=Gtanθ,由于θ逐渐增大,所以b的弹力和拉力F均逐渐减小,开始时的最大值分别为2G和3G,而后逐渐减小,至θ=90°时,最小值分别为G和0.故选项B、D正确.【答案】BD类型二:运用正弦定理解决动态平衡问题【例题2】图所示,置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球,绳B水平。

重难点突破:求解共点力静态、动态平衡问题(10大题型)(原卷版)25学年高一物理(人教版必修第一册)

重难点突破:求解共点力静态、动态平衡问题(10大题型)(原卷版)25学年高一物理(人教版必修第一册)

重难点突破:求解共点力静态、动态平衡问题(10大题型)知识点 1 求解共点力静态平衡问题的常用方法1、单个物体的静态平衡①合成法:物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,可以据此先求任意两个力的合力。

=G。

【举例】如图所示,将两个拉力T合成,F合②正交分解法:若物体受到三个以上的力,一般采用正交分解法。

先把物体所受的各个力逐一地分解在两个相互垂直的坐标轴(x 轴和y 轴)上,再列出x 轴和y 轴方向上的方程并求解。

【举例】如图所示,将F A 、F B 分解在x 轴和y 轴,可得出,x 轴:cos cos A B F F βθ= ,y 轴:sin sin A B F mg F βθ=+。

③效果分解法:物体受到几个力的作用处于平衡状态,将某一个力按力的作用效果进行分解,则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件。

【举例】如图所示,物体处于平衡状态,将mg 按效果分解成F 1和F 2两个力,则可得出1F f = ,2N F F =。

④矢量三角形法:三个共点力作用使物体处于平衡状态,则此三力首尾相接构成一个闭合的矢量三角形。

把三个共点力转化为三角形的三条边,利用三角形定则,根据边角关系,求解平衡问题。

如果力的三角形并不是直角三角形,可以利用相似三角形等规律求解。

【举例】如图所示,物体处于平衡状态,三个力共同作用于一个物体,可作出矢量三角形。

根据勾股定理可得F = 。

2、多个物体的静态平衡若系统中涉及两个或两个以上的物体,在选取研究对象时,可选用整体法和隔离法。

①整体法:当几个物体组成的系统具有相同的运动状态,且在只涉及研究系统与外界的相互作用面不涉及系统内部物体之间的力与运动时,一般采用整体法。

②隔离法:为了研究系统内某个物体的受力和运动情况,一般把需要研究的物体从系统中隔离出来进行研究的方法,称为隔离法。

【举例】如图所示,一光滑球体放在三角形木块与竖直墙壁之间,整个装置保持静止。

共点力平衡之动态平衡问题

共点力平衡之动态平衡问题

共点力平衡之动态平衡问题(一)共点力的平衡1.平衡状态:在共点力的作用下,物体处于静止或匀速直线运动的状态.2.共点力作用下物体的平衡条件:合力为零,即=F0.合(二)物体的动态平衡问题(1例1OA练习1缓慢推动劈,在这个过程中()A.绳上张力先增大后减小B.斜劈对小球支持力减小C.绳上张力先减小后增大 D.斜劈对小球支持力增大(2)相似三角形法例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AO 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FN 的大小变化情况是( )AC 练习2持力N A.N C.N (3例3. )A.B.C.D.船受到的浮力不断减小 E.小船受的合力不断增大练习3.如图所示,某人通过定滑轮拉住一重物,当人向右跨出一步后,人与物仍保持静止,则( ) A .地面对人的摩擦力减小AB.地面对人的摩擦力增大C.人对地面的压力增大D.人对地面的压力减小(三)警示易错试题警示1::注意“死节”和“活节”问题。

1、如图33所示,长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、问:②点向上移动少许,重新平衡后,绳2AO、BO为结点,OB与竖直方向夹角为θ,悬挂物质量为求○1OA②A警示23、OC悬挂求细绳OA4、如图38所示,水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有小滑轮B,一轻绳一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物,∠=︒CBA30,则滑轮受到绳子作用力为:1003N A. 50N B. 503N C. 100N D.达标练习A组基础巩固1.如图,用细绳将重球悬挂在竖直光滑墙上,当绳伸长时()A.绳的拉力变小,墙对球的弹力变大B.绳的拉力变小,墙对球的弹力变小CD2.A.FN都增大 BC.FN减小 D3.电灯悬挂于两墙之间,如图所示,使接点O点位置AC4.A.C.屋顶对他的摩擦力不变D.屋顶对他的摩擦力变大5.如图所示,在细绳的下端挂一物体,用力F拉物体,使细绳偏离竖直方向α角,且保持α不变,当拉力F与水平方向夹角β为多大时,拉力F值最小?最小值为多少?B组能力提升6.如图所示,一个重为G的匀质球放在光滑斜直面上,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,球对挡板和球对斜面的压力大小如何变化?7.)ABCD。

高中物理【共点力平衡条件的应用——动态平衡问题】

高中物理【共点力平衡条件的应用——动态平衡问题】

专题课4共点力平衡条件的应用——动态平衡问题题型一解析法的应用如图所示,人通过跨过定滑轮的轻绳牵引一物体,人向右缓慢移动时,地面对人的支持力和摩擦力如何变化?提示:人受重力、绳子的拉力及地面对人的支持力和摩擦力,当人缓慢向右移动时,绳子拉力的大小不变,但在水平方向的分力增大,竖直方向的分力减小,故地面对人的支持力和摩擦力都变大。

1.动态平衡:物体所受的力中有些是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,但变化过程中的每一个状态均可视为平衡状态,所以叫作动态平衡。

2.分析方法(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式;(2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况。

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点缓慢旋转到虚线所示位置,物体A、B仍保持静止,与原位置的情况相比()A.B对A的作用力变小B.A对B的压力增大C.木板对B的作用力不变D.木板对B的摩擦力不变[解析]设板与水平地面的夹角为α,木板转过的角度为β,以A为研究对象,无论木板如何转动,只要二者保持相对静止,B对A的作用力始终与A的重力平衡,保持不变,故A错误;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的重力分解情况如图甲,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;旋转后设B的上表面与水平方向之间的夹角是β,受到的B对A的支持力、摩擦力的合力仍然与A的重力大小相等,方向相反,则A受到B对A的作用力保持不变,由于支持力与摩擦力相互垂直,则N=G A·cos β,所以A受到的支持力一定减小了,根据牛顿第三定律可知A对B的压力减小,故B错误;以A、B整体为研究对象,分析受力情况如图乙,总重力G AB、板的支持力N2和摩擦力f2,板对B的作用力是支持力N2和摩擦力f2的合力,系统始终保持静止,由平衡条件分析可知,板对B的作用力大小与总重力大小相等,保持不变,支持力N2=G AB cos α,摩擦力f2=G AB sin α,α增大,N2减小,f2增大,故C正确,故D错误。

2024年高考物理复习重难点:共点力作用下的动平衡问题(解析版)

2024年高考物理复习重难点:共点力作用下的动平衡问题(解析版)

共点力作用下的动态平衡问题特训目标特训内容目标1解析法处理动态平衡问题(1T-4T)目标2图解法处理动态平衡问题(5T-8T)目标3三角形相似法处理动态平衡问题(9T-12T)目标4拉密定理(正弦定理)法处理动态平衡问题(13T-16T)【特训典例】一、解析法处理动态平衡问题1如图甲所示,空调外机用两个三角形支架固定在外墙上,图乙为简化示意图。

空调外机的重心恰好在横梁AO和斜梁BO连接点O的正上方,重力大小为210N。

AO水平,BO与AO的夹角为30°。

假定横梁对O点的拉力总沿OA方向,斜梁对O点的支持力总沿BO方向,下列说法正确的是()A.横梁对O点的拉力为210NB.斜梁对O点的支持力为210NC.调整斜梁BO的长度,仍保持连接点O的位置不变,横梁仍然水平,横梁AO对O点的作用力不变D.调整斜梁BO的长度,仍保持连接点O的位置不变,横梁仍然水平,横梁AO与斜梁BO对O点的合力不变【答案】D【详解】AB.对O点受力分析,如图所示:由平衡条件可得F OB cos30°=F OA;F OB sin30°=G解得F OA=2103N;F OB=420N故AB错误;C.调整斜梁BO的长度,仍保持连接点O的位置不变,横梁仍然水平,则∠AOB发生变化,由F OA=Gtan∠AOB可知,横梁AO对O点的作用力将发生变化,故C错误;D.调整斜梁BO的长度,仍保持连接点O的位置不变,横梁仍然水平,横梁AO与斜梁BO对O点的合力平衡空调外机对O点的压力大小(即外机重力大小),保持不变,D正确。

故选D。

2如图,一个装满水的空心球表面光滑,总质量为m,左侧紧靠在竖直墙面上,右侧由方形物块顶在其右下方的A点,使球处于静止状态。

空心球的圆心为O,半径为R,A点距离圆心O的竖直距离为R2,重力加速度为g。

则()A.方块物体对空心球的弹力大小为mgB.仅将方块物体向右移动一小许,墙面对空心球的弹力将不变C.仅当空心球里的水放掉一小部分,方形物块对球的弹力将变小D.仅当空心球里的水放掉一小部分,方形物块对球的弹力与水平方向的夹角将变小【答案】C【详解】A.对空心球整体为研究对象,受力分析如图空心球静止,故受力平衡,由几何关系可知图中sinθ=R2R=12;N A=mgsinθ=2mg故方块物体对空心球的弹力大小为2mg,A错误;B.仅将方块物体向右移动一小许,θ变小,由N=mgtanθ可知墙面对空心球的弹力将变大,B错误;CD.仅当空心球里的水放掉一小部分,重力变小,但虽然重心下降,但方形物块对空心球的弹力方向仍然指向圆心,方向不变,所以方体物块对球的弹力将变小,方体物块对球的弹力与水平方向的夹角θ不变,C正确,D错误。

共点力动态平衡专题及详解

共点力动态平衡专题及详解

标准文档共点力动态平衡专题及详解1.用绳将重球挂在光滑的墙上,设绳子的拉力为T ,墙对球的弹力为N ,如图所示,如果将绳的长度加长,则A .T 、N 均减小B .T 、N 均增加C .T 增加,N 减小D .T 减小,N 增加【答案】A【解析】试题分析:设绳子和墙面夹角为θ,对小球进行受析:把绳子的拉力T 和墙对球的弹力为N 合成F ,由于物体是处于静止的,所以物体受力平衡,所以物体的重力等于合成F ,即F=G ,根据几何关系得出: cos mg T θ=,N=mgtan θ.先找到其中的定值,就是小球的重力mg ,mg 是不变的,随着绳子加长,细线与墙壁的夹角θ减小,则cos θ增大, cos mg θ减小;tan θ减小,mgtang θ减小;所以T 减小,N 减小.故选A考点:共点力动态平衡点评:动态平衡是指平衡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,所以叫动态平衡,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:用不变化的力表示变化的力.2.2008年1月以来,中国南方大部分地区和西北地区东部出现了建国以来罕见的持续大范围低温、雨雪和冰冻的极端天气。

南方是雨雪交加,不仅雪霜结冰,而且下雨时边刮风边结冰,结果造成输电线路和杆塔上面的冰层越裹越厚,高压电线覆冰后有成人大腿般粗,电力线路很难覆冰,而致使输配电线路被拉断或频频跳闸。

现转化为如下物理模型:长为125m 的输电线的两端分别系于竖立在地面上相距为100m 的两杆塔的顶端A 、B 。

导线上悬挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为300N 的物体,不计摩擦,平衡时,导线中的张力T 1,现使A 点缓慢下移一小段,导线中的张力为T 2,则下列说法正确的是( )A .T 1>T 2B .T 1<T 2C .T 1=T 2D .不能确定【答案】C【解析】选挂钩为研究对象,受力如图所示。

设绳与水平面夹角为α,由平衡条件有 2T sin α=G ,其中G =300N ,若将绳延长,不难得到sin α=3/5,则可得T =250N 。

共点力动态平衡专题及详解

共点力动态平衡专题及详解

标准文档共点力动态平衡专题及详解1.用绳将重球挂在光滑的墙上,设绳子的拉力为T ,墙对球的弹力为N ,如图所示,如果将绳的长度加长,则A .T 、N 均减小B .T 、N 均增加C .T 增加,N 减小D .T 减小,N 增加【答案】A【解析】试题分析:设绳子和墙面夹角为θ,对小球进行受析:把绳子的拉力T 和墙对球的弹力为N 合成F ,由于物体是处于静止的,所以物体受力平衡,所以物体的重力等于合成F ,即F=G ,根据几何关系得出: cos mg T θ=,N=mgtan θ.先找到其中的定值,就是小球的重力mg ,mg 是不变的,随着绳子加长,细线与墙壁的夹角θ减小,则cos θ增大, cos mg θ减小;tan θ减小,mgtang θ减小;所以T 减小,N 减小.故选A考点:共点力动态平衡点评:动态平衡是指平衡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,所以叫动态平衡,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:用不变化的力表示变化的力.2.2008年1月以来,中国南方大部分地区和西北地区东部出现了建国以来罕见的持续大范围低温、雨雪和冰冻的极端天气。

南方是雨雪交加,不仅雪霜结冰,而且下雨时边刮风边结冰,结果造成输电线路和杆塔上面的冰层越裹越厚,高压电线覆冰后有成人大腿般粗,电力线路很难覆冰,而致使输配电线路被拉断或频频跳闸。

现转化为如下物理模型:长为125m 的输电线的两端分别系于竖立在地面上相距为100m 的两杆塔的顶端A 、B 。

导线上悬挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为300N 的物体,不计摩擦,平衡时,导线中的张力T 1,现使A 点缓慢下移一小段,导线中的张力为T 2,则下列说法正确的是( )A .T 1>T 2B .T 1<T 2C .T 1=T 2D .不能确定【答案】C【解析】选挂钩为研究对象,受力如图所示。

设绳与水平面夹角为α,由平衡条件有 2T sin α=G ,其中G =300N ,若将绳延长,不难得到sin α=3/5,则可得T =250N 。

共点力平衡的七大题型及解决方法

共点力平衡的七大题型及解决方法

共点力平衡的七大题型及解决方法共点力平衡是力学中一个重要的概念,指的是在一个物体或系统受到多个力的作用下,力的合力等于零,使物体或系统保持静止或平衡状态。

在力学中,共点力平衡问题是非常常见的,下面将介绍七种常见的共点力平衡的题型及解决方法。

1.单个物体受力平衡的题目这种题型是最基本的共点力平衡问题,即一个物体受到多个力的作用,要求求解物体所受力的大小和方向。

解决这个问题的关键是列出物体受力的平衡方程,根据力的平衡性质求解未知量。

2.多个物体受力平衡的题目这种题型相对于单个物体受力平衡问题来说,更加复杂一些。

题目要求求解多个物体之间受力的大小和方向,以及各个物体之间的平衡条件。

解决这个问题的关键是建立力的平衡条件方程组,并通过代入法或消元法求解未知量。

3.杆平衡问题这种题型是常见的三角形杆平衡问题,题目给出杆上的多个力及其大小和方向,要求求解该杆的平衡位置。

解决这个问题的关键是寻找杆的平衡条件,通常是杆受力和力的合力方向垂直,通过解这个平衡条件方程组求解未知量。

4.杆与物体的平衡问题这种题型是在杆平衡问题基础上增加了一个物体的问题,即杆上除了多个力之外,还有一个质量为m的物体。

要求求解该杆和物体的平衡位置。

解决这个问题的关键是建立杆与物体的平衡条件方程组,并通过代入法或消元法求解未知量。

5.系统平衡问题6.夹具平衡问题这种题型是在多个物体受力平衡问题基础上增加了夹具的问题,即物体之间通过夹具连接。

夹具可以是支架、滑轮等,并且在平衡时可能有些部分是不受力的。

要求求解夹具和物体的平衡位置。

解决这个问题的关键是分析夹具的受力情况,并建立物体和系统的平衡条件方程组,通过代入法或消元法求解未知量。

7.多个力垂直平衡问题这种题型是在多个物体受力平衡问题基础上,要求物体所受力之间两两垂直。

解决这个问题的关键是分解各个力的分量,并利用垂直性质建立物体和系统的平衡条件方程组,通过代入法或消元法求解未知量。

无论是哪种类型的共点力平衡问题,解决问题的关键是分析受力情况和建立平衡条件方程组。

高中物理共点力的动态平衡问题

高中物理共点力的动态平衡问题

共点力的动态平衡问题1、动态三角形法特点:物体所受的三个力中,其中一个力的大小、方向均不变(通常为重力,也可能是其它力),视为合力,一个分力的方向不变,大小变化,另一个分力则大小、方向均发生变化的问题。

分析技巧:正确画出物体所受的三个力,将方向不变的分力F1的矢量延长,通过合力的末端做另一个分力F2的平行线,构成一个闭合三角形。

看这个分力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,三角形变长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2、相似三角形法特点:物体所受的三个力中,一个力大小、方向不变(一般是重力,视为合力),其它二个分力力的方向均发生变化。

分析技巧:先正确画出物体的受力,画出受力分析图,将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形,再寻找与力的三角形相似的几何三角形,利用相似三角形的性质,建立比例关系,把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论。

3.★★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,如图所示,现将细绳缓慢往右放,使杆BO 与杆AO间的夹角θ逐渐增大,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减小,F增大B.F N、F都不变C.F增大,F N不变D.F、F N都减小4.★★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( )。

高中物理讲义:共点力平衡-动态平衡处理方法

高中物理讲义:共点力平衡-动态平衡处理方法

共点力平衡-动态平衡处理方法【考点归纳】一、共点力作用下物体的平衡1.平衡状态一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,就说这个物体处于平衡状态.如光滑水平面上做匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等,这些物体都处于平衡状态.2.共点力的平衡条件在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即0F =合。

3.平衡条件的推论(1)如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等、方向相反,为一对平衡力。

(2)如果物体在三个力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。

(3)如果物体受多个力作用而处于平衡状态,其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。

(4)当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体所受的合力均为零。

(5)三力汇交原理:如果一个物体受到三个非平行力作用而平衡,这三个力的作用线必定在同一平面内,而且必为共点力。

4.解答平衡问题时常用的数学方法解决共点力的平衡问题有力的合成分解法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法等多种方法,要根据题目具体的条件,选用合适的方法。

有时将各种方法有机的运用会使问题更易解决,多种方法穿插、灵活运用,有助于能力的提高。

(1)菱形转化为直角三角形如果两分力大小相等,则以这两分力为邻边所作的平行四边形是一个菱形,而菱形的两条对角线相互垂直,可将菱形分成四个相同的直角三角形,于是菱形转化成直角三角形。

(2)相似三角形法如果在对力利用平行四边形定则(或三角形定则)运算的过程中,力三角形与几何三角形相似,则可根据相似三角形对应边成比例等性质求解。

(3)正交分解法共点力作用下物体的平衡条件( 0F =合)是矢量方程,求合力需要应用平行四边形定则,比较麻烦;通常用正交分解法把矢量运算转化为标量运算。

正交分解法平衡问题的基本思路是: ①选取研究对象:处于平衡状态的物体; ②对研究对象进行受力分析,画受力图; ③建立直角坐标系;④根据0F =x 和0y F =列方程;⑤解方程,求出结果,必要时还应进行讨论。

专题10 共点力的动态平衡与临界极值 2022届高中物理常考点归纳

专题10  共点力的动态平衡与临界极值  2022届高中物理常考点归纳

专题10 共点力的动态平衡与临界极值常考点共点力的动态平衡与临界极值问题的常用方法【典例1】两根细绳AO和BO连接于O点,O点的下方用细绳CO悬挂一花盆并处于静止状态。

在保持O点位置不动的情况下,调整细绳BO的长度使悬点B在竖直墙壁上向下移动,此过程中绳AO受到的拉力()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大【解析】对结点O受力分析如图:F CO始终等于重力,不变,现将细绳BO的悬点缓慢地向B1、B2、B3移动过程中,分别画出平行四边形:B1点对应红色的力,B2点对应绿色的力,B3点对应蓝色的力,从平行四边形中我们可以看出:F AO一直在逐渐增大,故A正确,BCD错误。

【典例2】(多选)如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑,对物体施加一大小为F的水平向右的恒力,物体可沿斜面匀速向上滑行,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,则()A.物体与斜面间的动摩擦因数μ=B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=C.临界角θ0=60°D.临界角θ0=45°【解析】AB、物体恰能沿斜面匀速下滑,可知mgsin 30°=umgcos30°,解得μ=,故A正确;B错误;CD、当斜面倾角为临界角时,受力情况如图所示由物体做匀速直线运动的条件有Fcosα=mgsinα+F f2,F N=mgcosα+Fsinα,F f2=μF N,解F=,当cosα﹣μsinα≤0时,即满足“不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行”的临界条件,临界角α=60°。

【典例3】如图,在水平地面上竖直固定一个光滑的圆环,一个质量为m的小球套在环上,圆环最高点有一小孔P,细线上端被人牵着,下端穿过小孔与小球相连,使球静止于A处,此时细线与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g,则()A.在A处,细线对小球的弹力大小为mgcosθB.将小球由A缓慢拉至B的过程,细线所受拉力变大C.在A处,圆环对小球的弹力大小为mgD.将小球由A缓慢拉至B的过程,圆环所受压力变小【解析】AC、小球沿圆环缓慢上移可看做平衡状态,对小球进行受力分析,小球受重力G、拉力F、支持力N三个力,受力平衡,作出受力分析图如下:由图可知△OAF∽△GFA,则:解得:F=,N=G=mg由于细线与竖直方向的夹角为θ,则:cosθ=,故F=2mgcosθ;故A错误,C正确;BD、将球由A处缓慢地拉至B处的过程中,半径不变,AP长度减小,角θ变大,故F减小,N不变。

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高中物理共点力动态平衡问题常见题型总结
一、共点力平衡的概念
所谓共点力平衡,讲的就是在共点力的作用下,物体处于静止或者匀速直线运动的状态,当物体处于静止状态的时候,叫做静态平衡,而当物体处于匀速直线运动状态的时候,叫做动态平衡。

这两种状态都是平衡状态,所以物体受到的合外力都是零。

共点力平衡的题型也可以分为静态平衡和动态平衡两类。

其中静态平衡主要是通过力的合成和分解进行求解,这里不多赘述;而动态平衡问题是学生普遍错的比较多,也比较难以理解的,接下来将主要分析这类问题的题型和解法。

二、共点力动态平衡问题的解法一:解析法
解析法是对研究对象进行受力分析,画出受力分析图,并根据物体的平衡条件列出方程,得到力与力之间的函数关系,一般会涉及到一个变化角度的三角函数。

解析法比较适合题目中有明显角度变化的题型,比如:
【例1】如图所示,小船用绳牵引靠岸,设水的阻力不变,在小船匀速靠岸的过程中,有()
A.绳子的拉力不断减小
B.绳子的拉力不断增大
C.船受的浮力减小
D.船受的浮力不变
这个题是比较常见的拉小船的问题,解题的时候可以先对小船进行受力分析,
小船受到重力mg,水的浮力Fn,拉力F以及水的阻力f,在这四个力中,重力mg和水的阻力f是不变的,Fn方向不变,大小改变,F大小和方向都在变。

由于小船处于匀速直
线运动中,所以受力平衡,设拉力与水平方向的夹角为θ,有:
Fcosθ=f ①;
Fn+Fsinθ=mg ②;
再根据小船在靠岸过程中θ增大,则cosθ减小,sinθ增大,由①得F=f/cosθ,F增大;由②得Fn=mg-Fsinθ,F和sinθ都在增大,所以Fn减小。

最后答案选BC。

三、共点力动态平衡问题的解法二:图解法
图解法是对研究对象进行受力分析,再根据平行四边形法则或是三角形定则画出不同情况下的矢量图,然后根据有向线段的长度与方向变化,判断各个力的大小和方向的变化。

图解法比较常用,尤其适合受到三个力作用处于平衡状态的题型。

图解法根据不同的适用情境,可以分为矢量三角形法、相似三角形法以及辅助圆法。

01 矢量三角形法
受三个力平衡的物体,将三个力首尾相连刚好可以得到一个三角形,三角形三条边的长度和方向分别表示对应力的大小和方向。

矢量三角形法适用于受到的三个力中,一个力大小方向都不变,一个力大小改变方向不变,第三个力大小方向都改变的情况,
解题思路为:
1. 画三角
2. 定方向
3. 找变化
【例2】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
在这道题中,取O点为研究对象,它的受力情况如下:
其中,G的大小方向都不变,F的方向不变,T的方向沿绳变化。

将三个力平移,首尾相连得到一个矢量三角形如下:
然后根据题意,结点O逐渐左移,即T这个力绕着上端点作顺时针的偏转,对应的会有F的大小发生变化,得到如下的变化图像:
在变化的过程中,T和F的长度都在慢慢变长,即这两个力都在逐渐变大,答案选择A。

学生在实际考试和作业中遇到的绝大部分动态平衡问题都是这类问题,可以用矢量三角形法非常快速地求解。

02 相似三角形法
相似三角形法适用于一个力大小方向不变,另外两个力大小变化的情况,能用相似三角形法解的题目,往往会有非常明显的几何关系存在。

解题思路为:
1. 画出力构成的矢量三角形
2. 找与力的三角形相似的几何三角形
3. 写出两相似三角形的比例式进行判断
【例3】如图所示,为质量均可忽略的轻绳与轻杆组成系统,轻杆A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),轻杆B端吊一重物G.现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢释放(均未断)到AB杆转到水平位置前,以下说法正确的是()
A. 绳子受到的拉力越来越大
B. 绳子受到的拉力越来越小
C. AB杆受到的压力越来越大
D. AB杆受到的压力越来越小
在这题中,取B点为研究对象进行受力分析,如下:
B点受到下方绳子的拉力,大小为G,方向水平向下不变;受到上方绳子的拉力,大小为F,方向沿绳方向变化;同时受到杆的弹力,大小为N,方向沿杆方向变化。

下一步同样作出三个力的矢量三角形:
显然,这个三角形和图中的三角形ABO是相似三角形,OB对应F,AB对应N,AO 对应G,根据相似三角形的特点,得到
G/AO=N/AB=F/OB,其中G、OA、AB都是大小不变的,OB及绳长逐渐增大,根据比例关系得到N=G*AB/AO,恒定不变,F=G*OB/AO,逐渐增大。

答案选A。

考相似三角形的问题在考试和作业中出现的相对较少,但一旦考到,不会用相似三角形法的话是非常难以解决的,大部分学生甚至只能靠“猜”。

03 辅助圆法
辅助圆法适用于一个力大小方向不变,另外两个力方向变化但夹角不变的情况,不同于适用相似三角形法的题目,适用辅助圆法的题目往往没有明显的几何长度可以利用,而是由两个力的夹角不变,利用初中的圆周角定理,“在同圆或等圆中,同弧或等弧对应的圆周角相等”,当给这三个力组成的矢量三角形外接一个圆时,那个大小方向不变的力就是所谓的“同弧”所对的弦,而那个大小不变的夹角就是“同弧对应的圆周角”,移动角的端点在圆弧上的位置,就可以模拟动态变化过程中力的大小变化。

解题思路如图:
1. 画出力构成的三角形
2. 画出该三角形的外接圆
3. 找到起点和终点判断变化
【例4】如图所示,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为α(α> 90°).现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变.在OM由竖直被拉到水平的过程中()
A.OM上的张力逐渐增大
B.OM上的张力先减小后增大
C.MN上的张力逐渐增大
D.MN上的张力先增大后减小
分析题目发现在初始阶段物体只受到两个力的作用,无法画出矢量三角形,因此可以先
看OM被拉到水平时的绳子状态:
此时的受力情况如下:
画成矢量三角形如下:
由几何关系可知,F1和F2的夹角大小为π-α,由于α大小始终不变,π-α大小也不变。

接下来画矢量三角形的外接圆:
再在圆上画出多个状态对应的矢量三角形:
在图中可以看出,绳MN的拉力F1逐渐增大,而绳OM的拉力F2先增大后减小,即答案选C。

以上例题是2017年全国卷的高考题,辅助圆法在高考中也是属于比较难的部分,如果能够掌握,对学生获得高分有很大的帮助。

四、如何学好共点力动态平衡问题
无论是解析法还是图解法,两种方法的使用对学生的数学能力都有较高的要求,因此学好数学是学好物理的第一步;
其次物理知识点之间的关联性非常强,后面的内容往往需要前面的知识为基础,因此像受力分析、正交分解一类的基本知识需要做到熟练!熟练!再熟练!遇到不懂的内容要及时解决,不要让问题积累下来,避免问题滚雪球一样越积越多;
最后,物理是一门注重理解的学科,同学们在学习的过程中要学会多加思考。

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