高一物理-动态平衡专题
(完整版)高一物理力学受力分析之动态平衡问题
动态平衡一、三角形图示法(图解法)方法规律总结:常用于解三力平衡且有一个力是恒力,另一个力方向不变的问题。
例1、如图1-17所示,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?答案:F1逐渐变小,F2先变小后变大变式:1、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OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中( A )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、如图所示,一个球在两块光滑斜面板AB、AC之间,两板与水平面间的夹角均为60°,现使AB板固定,使AC板与水平面间的夹角逐渐减小,则下列说法中正确的是( A )A。
球对AC板的压力先减小再增大B.球对AC板的压力逐渐减小C.球对AB板的压力逐渐增大D.球对AB板的压力先增大再减小二、三角形相似法方法规律总结:在三力平衡问题中,如果有一个力是恒力,另外两个力方向都发生变化,且力的矢量三角形与题所给空间几何三角形相似,可以利用相似三角形对应边的比例关系求解.例2、如图所示,AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点,另一端B悬挂一重为G的重物,且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮,用力F拉绳,开始时∠BAC>90°,现使∠BAC缓慢变小,直到杆AB接近竖直杆AC.此过程中,杆AB所受的力( A )A.大小不变 B.逐渐增大C.先减小后增大 D.先增大后减小变式:1、如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.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,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是( C )A。
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。
16
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。
9
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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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、动态平衡的概念与特点二、动态平衡问题的分析方法1.解析法2.图解法三、高中物理动态平衡问题的应用实例四、如何提高动态平衡问题的解题能力正文:一、动态平衡的概念与特点动态平衡是指在物体受到多个力作用时,物体在运动过程中保持匀速运动或静止状态。
它有以下特点:1.受力分析:物体在动态平衡状态下,受到的力之间存在一定的关系,需要进行受力分析。
2.变化过程:物体的状态会随着时间的推移而发生缓慢变化,如力的变化、运动方向的变化等。
3.平衡条件:物体在动态平衡状态下,满足力的平衡条件,即合力为零。
二、动态平衡问题的分析方法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变化关系。
三、高中物理动态平衡问题的应用实例例如,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。
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。
在处理变动中的三力问题时,矢量三角形法能直观地反映出力的变化过程。
四、如何提高动态平衡问题的解题能力1.加强对物理基本概念的理解:理解动态平衡的概念,掌握平衡条件的应用。
2.熟练掌握分析方法:解析法和图解法,灵活运用这两种方法解决实际问题。
3.注重受力分析:对物体进行详细的受力分析,找出各个力之间的关系。
4.加强练习:通过大量的练习,提高自己对动态平衡问题的解题能力和应变能力。
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
物理人教版(2019)必修第一册第三章专题:动态平衡(共23张ppt)
两个力的方向夹角保持不变。
【例题】
如图所示,装置中两根细绳拴住一球,保持两细绳间的夹角θ=120°
不变,若把整个装置顺时针缓慢转过90°,则在转动过程中,CA绳的
拉力FT1,CB绳的拉力FT2的大小变化情况是
A.FT1先变小后变大
B.FT1先变大后变小
C.FT2先变小后变大
,当FN1和FN2垂直时,弹力FN2最小,故选项B、C
正确,A、D错误。
02
解析法
(2)解析法:根据平衡关系式分析力的变化
模型:
(1)一个力大小、方向不变。
(2)其它二个力的方向均发生变化,相互垂直
解题思路:对研究对象的任意状态进行受力分析,建立平衡方
程,然后根据某一物理量的变化(一般是角度变化)确定待求
(多选)如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量
为m的小球,小球和斜面及挡板间均无摩擦,当挡
板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中( )
A.斜面对球的支持力逐渐增大
B.斜面对球的支持力逐渐减小
C.挡板对小球的弹力先减小后增大
D.挡板对小球的弹力先增大后减小
解析: 对小球受力分析知,小球受到重力mg、斜面
01
图解法
(1)图解法:通过力的矢量图分析力的变化
模型:当物体受到三个共点力保持平衡时,其中一个力的大小
方向都不变,一个力的方向不变,一个力大小方向均改变
情况1:一个力恒定,方向
不变的力与恒力垂直,构建
直角三角形
情况2:一个力恒定,方向
不变的力与恒力不垂直,
构建三角形,当恒力之外
的两力垂直时,有极值
∆OBA
N
F
T
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。
高一物理动态平衡分析试题答案及解析
高一物理动态平衡分析试题答案及解析1. 如图所示,把球夹在竖直墙壁AC 和木板BC 之间,不计摩擦,设球对墙壁的压力大小为F 1,对木板的压力大小为F 2,现将木板BC 缓慢转至水平位置的过程中( )A .F 1、F 2都增大B .F 1增加、F 2减小C .F 1减小、F 2增加D .F 1、F 2都减小【答案】D【解析】设球对墙壁的压力大小为F 1`,对木板的压力大小为F 2`,根据牛顿第三定律知,墙壁和木板对球的作用力分别为F 1和F 2.以小球研究对象,分析受力情况,作出力图.设木板与水平方向的夹角为θ.根据平衡条件得: F 1=Gtanθ,F 2=,将木板BC 缓慢转至水平位置的过程中,θ减小,tanθ减小,cosθ增大,则得到 F 1,F 2均减小. 【考点】本题考查共点力作用下的动态平衡。
2. 如图所示,用细线将A 物体悬挂在顶板上,B 物体放在水平地面上A 、B 间有一劲度系数为100 N/m 的轻弹簧,此时弹簧伸长2 cm 。
已知A 、B 两物体的重力分别是3 N 和5 N 。
则细线的拉力及B 对地面的压力分别是( )A.1 N 和0B.5 N 和7 NC.5 N 和3 ND.7 N 和7 N 【答案】C【解析】以物体B 为研究对象进行受力分析,根据共点力平衡条件有,代入数据解得地面对B 的支持力为,由牛顿第三定律可知,B 对地面的压力也为3N ,以A 为研究对象进行受力分析有,代入数据解得细线的拉力,所以只有选项C 正确; 【考点】共点力平衡、胡克定律3. 如图所示,物体A 、B 和C 叠放在水平桌面上,水平力F b ="5" N 、F c=10 N ,分别作用于物体B 、C 上,A 、B 和C 仍保持静止。
以f 1、f 2、f 3分别表示A 与B 、B 与C 、C 与桌面间的静摩擦力的大小,则()A.f1="5" N, f2="0," f3="5" N B.f1="5" N, f2="5" N, f3=0C.f1="0," f2="5" N, f3="5" N D.f1="0," f2="10" N, f3="5" N【答案】C【解析】以A为研究对象进行受力分析可知,A受重力、支持力,二力平衡,水平方向上若受摩擦力作用,那么物体A不能保持平衡,所以AB之间的摩擦力为零,所以AB错误;以AB整体为研究对象,进行受力分析,水平、竖直方向上受力平衡,水平方向受Fb及物体C对B的支持力,二力平衡,所以可知,所以D错误;再以三个物体整体为研究对象分析受力,水平方向上受地面摩擦力、Fb 、Fc三力平衡,有,代入数据解得,所以选项C正确;【考点】共点力平衡4.如图所示,物体A静止在倾角为30°的斜面上,现将斜面倾角由30°增大到37°,物体仍保持静止,则下列说法中正确的是A.A对斜面的压力不变B.A对斜面的压力减小C.A受到的摩擦力不变D.A受到的摩擦力增大【答案】BD【解析】设斜面的倾角为α,物体A的重力为G.,根据A的受力图.由平衡条件得:N=Gcosαf=Gsinα;当斜面倾角α由30°增大到37°时,cosα减小,sinα增大,则N减小,f增大,故A对斜面的压力减小,A对斜面的摩擦力增大.故选项BD正确。
专题动态平衡问题课件高一上学期物理人教版
解析 以O点为研究对象,受力分析如图甲,F与FT的合力与重 力mg等大反向,当用水平向左的力缓慢拉动O点时,绳OA段与 竖直方向的夹角θ变大,由图可知F变大,FT变大。
3.一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FN1,木 板对球的压力大小为FN2.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.不计一切摩擦,在此过程中
1,(多选)如图1所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m的小球,小球 和斜面及挡板间均无摩擦,当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的 过程中( ) A.斜面对球的支持力逐渐增大 B.斜面对球的支持力逐渐减小 C.挡板对小球的弹力先减小后增大 D.挡板对小球的弹力先增大后减小
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FT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,FT逐渐变大B.F逐渐变大,FT逐渐变小 C.F逐渐变小,FT逐渐变大D.F逐渐变小,FT逐渐变小
,小球对木板的压力大小为 θ
F2=FN2= G sin
, θ
木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置的过程中,θ增大,则 F1 一直减小,F2
一直减小,故选项 C 正确。
方法二:图解法(1)适用情况:物体只受三个力作用,且其中一个力的大小、方向均不变, 另一个力的方向不变,第三个力大小、方向均变化。(2)解题技巧: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力的矢量图,然后根据有向 线段的变化判断各个力大小、方向的变化情况
状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.
已知M始终保持静止,则在此过程中( )
高一动态平衡知识点总结
高一动态平衡知识点总结动态平衡是物理学中一个重要的概念,它描述了物体在力的作用下保持平衡的状态。
在高中物理课程中,学生将接触到许多与动态平衡相关的知识点。
本文将对高一动态平衡相关的知识点进行总结和概述。
一、力的平衡力的平衡是动态平衡的基础概念。
当物体上的合力为零时,物体将保持静止或匀速直线运动。
根据牛顿第一定律,物体在外力作用下,若合力为零,它将不受到加速度的影响,保持匀速直线运动或静止。
二、受力分析在动态平衡的问题中,受力分析是解决问题的关键。
通过分析物体所受的各个力,我们可以确定合力的方向和大小,从而判断物体的运动状态。
根据牛顿第二定律,物体所受合力与物体的加速度成正比,方向相同。
三、力的合成与分解在力的叠加中,我们经常需要进行力的合成与分解。
力的合成是将多个力合并为一个力的过程,力的分解则是将一个力分解为多个力的过程。
这些概念在解决动态平衡问题时非常有用,可以帮助我们分析力的方向和大小。
四、平衡力的性质平衡力是指使物体保持在平衡状态的力。
当物体处于静止或匀速直线运动时,合力为零,这时合力被称为平衡力。
平衡力的性质包括大小相等、方向相反、作用在同一直线上等。
五、滑动摩擦力与静止摩擦力摩擦力是一种常见的力,它包括滑动摩擦力和静止摩擦力。
滑动摩擦力是物体相对滑动时产生的摩擦力,它的方向与滑动方向相反。
静止摩擦力是物体在静止时受到的摩擦力,它的方向与试图使物体滑动的力方向相反。
六、倾斜面上的力分析当物体位于倾斜面上时,我们需要考虑斜面对物体的支持力和重力的分力。
通过分解重力和斜面对物体的支持力,我们可以求解物体在倾斜面上的动态平衡问题。
七、平衡杆上的力分析在平衡杆上的问题中,我们需要考虑平衡杆上各点的力平衡条件。
根据平衡杆上各点力的平衡,我们可以求解平衡杆上物体的位置和力的大小。
八、弹簧的力学性质弹簧是一种具有弹性的物体。
根据胡克定律,当弹簧受力拉伸或压缩时,弹簧的伸长或压缩与外力成正比,弹簧的弹性系数称为弹簧的弹性系数。
高一物理动态平衡专题
第十五讲动态平衡专题【高考精炼】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2.(2016·全国卷Ⅰ,19) (多选) 如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO ′悬挂于O 点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a ,另一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F 方向不变,大小在一定范围内变化,物块b 仍始终保持静止,则( ) A .绳OO ′的张力也在一定范围内变化 B .物块b 所受到的支持力也在一定范围内变化 C .连接a 和b 的绳的张力也在一定范围内变化 D .物块b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化3.(2016·全国卷Ⅲ,17)如图,两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m 的小球。
在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时,a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径。
不计所有摩擦。
小物块的质量为( )A.m 2B.32m C .m D .2m4.(2016·江苏单科,1)一轻质弹簧原长为8 cm ,在4 N 的拉力作用下伸长了2 cm ,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为( )A .40 m/NB .40 N/mC .200 m/ND .200 N/m 5.【2016·海南卷】如图,在水平桌面上放置一斜面体P ,两长方体物块a 和b叠放在P 的斜面上,整个系统处于静止状态。
若将a 和b 、b 与P 、P 与桌面之间摩擦力的大小分别用f 1、f 2和f 3表示。
则A .f 1=0,f 2≠0,f 3≠0 B.f 1≠0,f 2=0,f 3=0 C .f 1≠0,f 2≠0,f 3=0 D .f 1≠0,f 2≠0,f 3≠06. (2015·广东理综,19) (多选) 如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有( ) A .三条绳中的张力都相等B .杆对地面的压力大于自身重力C .绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D .绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力9.(2014·山东理综,14) 如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。
高一物理动态平衡题及解析
高中物理教科版必修1物体动态平衡【考纲解读与考频分析】物体平衡为考纲II级考点,动态平衡以其变化多,能力要求高成为高考高频考点。
【高频考点定位】:动态平衡考点一:动态平衡【3年真题链接】1.(2019全国理综I卷19)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。
一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N。
另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。
现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。
已知M始终保持静止,则在此过程中()A.水平拉力的大小可能保持不变B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【参考答案】BD【命题意图】本题考查动态平衡及其相关知识点。
【解题思路】用水平向左的拉力缓慢拉动N,水平拉力一定逐渐增大,细绳对N的拉力一定一直增大,由于定滑轮两侧细绳中拉力相等,所以M所受细绳的拉力大小一定一直增大,选项A错误B正确;由于题述没有给出M、N的质量关系,所以M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大,选项C错误D正确。
【方法归纳】解答此题也可设出用水平向左的拉力缓慢拉动N后细绳与竖直方向的夹角,分析受力列出解析式,得出细绳的拉力随细绳与竖直方向的夹角表达式,进行讨论。
2.(2017·全国理综I卷·21)如图,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,现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变,在OM由竖直被拉到水平的过程中()A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小【参考答案】.A.D【命题意图】本题考查物体的动态平衡及其相关的知识点。
【解题思路】将重物向右上方缓慢拉起,物体处于动态平衡状态,可利用物体平衡条件或力的分解画出动态图分析。
3.5.2动态平衡高一物理必修第一册同步课件(人教版2019必修第一册)
课堂练习
例2 如图所示,一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢爬行,在小鸟从A运 动到B的过程中( )
A. 树枝对小鸟的合力先减小后增大 B. 树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大 C. 树枝对小鸟的弹力先减小后增大 D. 树枝对小鸟的弹力保持不变
作:
1.复习力的动态平衡问题,总结动态平衡问题一般方法; 2.完成同步练习册P72-P73. 3.每日一题T5.
例3 如图所示,质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上,在圆环的最高点有一 个光滑小孔,一根轻绳的下端系着小球,上端穿过小孔用力F拉住,开始时绳与竖 直方向的夹角为0,小球处于静止状态,现缓慢拉动轻绳,使小球沿光滑圆环上升一
小段距离,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( D )
A.绳与竖直方向的夹角为θ时,F=mgcosθ B. 小球沿滑圆环上升过程中,轻绳拉力逐渐增大 C. 小球沿光滑圆环上升过程中,小球所受支持力逐渐增大 D. 小球沿光滑圆环上升过程中,小球所受支持力大小不变
A.N1、N2都是先减小后增加 B.N2一直减小,N1先增加后减小 C.N1先减小后增加,N2一直减小 D.N1一直减小,N2先减小后增加
图解法三角形定则-----适用于三力动态平衡:
(1)一恒一定向:
一恒力(大小方向均不变)、一定向力(方向不变、大小变)、
一变力(大小方向都变)。判断定向力和另一个变力的大小变化
第三章 相互作用--力
3.5 共点力的平衡
第2课时 动态平衡
学习目标
1.知道什么是动态平衡; 2. 会根据平衡条件利用解析法或图解法及 相似三角形法解答动态平衡问题。
动态平衡问题
• 动态平衡问题是指通过控制某些物理量的变化,使 物体的状态发生慢改变,“缓慢”指物体的速度很小, 可认为速度为零,所以在变化程中可认为物体处于平衡 状态,把物体的这种状态称为动态平衡态。
物体的动态平衡问题课件-高一上学期物理人教版(2019) 必修第一册
角度2:力的极大值
方法: 辅助圆法——直径是圆中最长的一条弦
范例2.已知物体在共点、共面的三个力F、F1、F2的作用下处于平衡状态,其中
F=10N,F1、F2的夹角为1500,则F2的最大值是 B
A、10N
B、20N
C、30N
D、40N
F2 30o
F1
F2=2F=20N
F
类型二 角度极大值
方法: 辅助圆法,作圆的切线——切线张角最大
试分析两绳上的张பைடு நூலகம்变化情况
TB
OA绳上的张力TA先变小在变大
TA
OB绳上的张力TB一直变小
TG
2.如图,保持OA绳方向不动。OB绳的B端在半圆形支架上逆时针滑至竖直方向,
试分析两绳上的张力变化情况
TB
OA绳上的张力TA一直变小 OB绳上的张力TB一直变小
TA TG
3.(教材改编)在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点,足球与墙壁的接触点为 B。若
范例1、一质量为m的物体在外力F的作用下恰能静置与倾角为30°的光滑斜面上,
则外力F的值可能为( BD )
A.0.2mg B.1.5mg
FN
C. mg D. mg
变式训练
可得:Fmin=
F mg
1、将一质量m=1kg的小球用细线悬挂于固定点O,小球在一外力F的作用下平衡时 拉线与竖直方向的夹角θ=30°,则该F的大小(取g=10m/s2)可能是( AB ) A、7N B、5N C、3N/C D、1N
FTMN θ
θ= π-α
D.OM上的张力先增大后减小
FTMN= 0
θ
θ
FTMN
FT=G
FTMN
2.如图,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,
2024-2025学年高一物理必修第一册(人教版)专题提升7整体法和隔离法动态平衡问题
象时要注意整体法和隔离法的结合。具体应用中,一般先整体后隔离。
2.整体法、隔离法的比较
项目 整体法
概念
选用
原则
隔离法
将运动状态相同的几个物体作为一个整体 将研究对象与周围物体
来分析的方法
研究系统外的物体对系统整体的作用力
分隔开的方法
研究系统内物体之间的
相互作用力
注意 受力分析时不要再考虑系统内物体间的相 一般隔离受力较少的物
FC=kxC,FA=kxA,则
=
1
=2∶1,
=2∶1,D
sin30°
正确。
方法技巧
(1)整体法研究的对象不一定是所有物体组成的系统,也可以是
其中一部分物体;隔离法研究的对象也不一定是一个物体。
(2)整体法可以减少受力的个数,但不能分析内力;隔离法对多个受力了解
比较清楚,但计算时较麻烦。
个力的方向不变,第三个力大小、方向均变化。
对点演练
2. 一个光滑小球放在挡板与斜面之间,在挡板由竖直方向缓慢逆时针转到
水平位置的过程中,下列说法正确的是( A )
A.斜面对小球的支持力一直变小
B.斜面对小球的支持力一直变大
C.挡板对小球的弹力一直变大
D.挡板对小球的弹力与斜面对小球的弹力的合力一直变大
恒力F、N对M的弹力和摩擦力共4个力,故B、C错误;物体N受到重力、M
对N的弹力和摩擦力,根据平衡条件可知,M对N的作用力即M对N的弹力和
摩擦力的合力必然与物体N受到的重力等大反向,所以物体M对N的作用力
方向竖直向上,故D正确。
1 2 3 4
2.(用解析法处理动态平衡问题) 如图所示,一晒衣架静置于水平地面上,水
高一物理【动态平衡问题】专题训练
高一物理【动态平衡问题】专题训练题组一矢量三角形法解决三力动态平衡问题1.如图所示,可视为质点的小球拴接了轻质弹簧和细线,并在它们的作用下保持静止。
轻质弹簧与竖直方向有一定夹角,细线处于水平状态。
现保持弹簧与竖直方向的夹角不变,将轻质细线由水平状态缓慢转至竖直状态,则()A.弹簧的长度逐渐变长B.弹簧的长度逐渐变短C.细线上的拉力逐渐增大D.细线上的拉力逐渐减小2.如图所示,OA、OB、OC都为轻绳,OA绳水平,OC绳下悬挂有一小物体(可视为质点)。
现施加一水平力F于小物体上,使小物体缓慢被拉高,在此过程中,OA、OB两绳位置不变,则()A.拉力F增大B.绳AO的拉力不变C.绳BO的拉力减小D.绳CO的拉力先减小后增大题组二解析法解决三力动态平衡问题123.如图所示,在球形的大碗内,一同学用倒置的筷子缓慢推动质量为m 的光滑小球,由碗底G 沿弧面向上运动,推动过程中筷子始终沿半径方向,已知碗的上沿与圆心的连线与水平方向的夹角为30°,球的大小不计,重力加速度为g ,关于小球的受力,下列说法正确的是 ( )A.上升过程碗对小球的弹力先变大后变小B.上升过程筷子对小球的弹力先变大后变小C.筷子对小球的最大弹力为√33mgD.碗对小球的最小弹力为12mg 4.如图所示,小球用细绳系住置于斜面体上,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,细绳始终处于伸直状态。
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F N 以及绳对小球的拉力F T 的变化情况是( )A .F N 保持不变,F T 不断增大B .F N 不断增大,F T 不断减小C .F N 保持不变,F T 先增大后减小D .F N 不断增大,F T 先减小后增大题组三 相似三角形法解决三力动态平衡问题5.一轻杆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,细绳跨过竖直轻杆顶端A处的光滑小滑轮,用力F拉住,如图所示。
高一物理《力的动态平衡》PPT课件可修改全文
A.绳的右端上移到 b′,绳子拉力不变 B.将杆 N 向右移一些,绳子拉力变大 C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小 D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移
力的动态平衡
2.[江苏南京外国语学校 2022 高一上期中]如图所示,在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻绳通过光滑的
轻质滑轮悬挂一重物.轻绳一端固定在墙壁上的 A 点,另一端从墙壁上的 B 点先沿着墙壁缓慢移到 C 点,
[答案]
(1) 33G (2)12G
共点力平衡中的临界、极值问题
对点训练 4 课堂上,老师准备了“L”形光滑木板和三个完全相同、外表面
光滑的匀质圆柱形积木,要将三个积木按图示(截面图)方式堆放在木板
上,则木板与水平面夹角 θ 的最大值为
( A)
A.30°
B.45°
C.60°
D.90°
共点力平衡中的临界、极值问题
2cos θ 上端 D 的过程中,θ增大,cos θ减小,则 F 变大,故 A 正确,B 错误.在轻绳的右端从直杆最上端 D 移到 C 点的过程中,设两绳的夹角为 2α,轻绳总长为 L,两直杆间的距离为 s,由数学知识得到 sin α=错误!,L、s 不变,则α保持不变.再根据平衡条件可知,F 保持不变.所以由 D 到 C 的过程中绳中拉力大小变化的情况 是 F 保持不变,故 D 正确,C 错误.
确的是( BC )
A.F1 逐渐增大
B.F1 先增大后减小
C.F2 逐渐减小
D.F2 先减小后增大
力的动态平衡
正弦定理法、动态圆解决两个力的夹角不变的动态问题
9.(多选)如图所示,两根轻绳一端系于结点 O,另一端分别系于固定环上的 A、B 两点,O 点下面
悬挂一物体 M,绳 OA 水平,拉力大小为 F1,绳 OB 与 OA 夹角α=120°,拉力大小为 F2.将两绳同时缓慢顺
高一物理必修一力学动态平衡专题精讲
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物理必修一力学 动态平衡专讲
一、什么是动态平衡问题 • 物体受到几个作用力后在缓慢运动,时刻受力平衡的问题
缓慢
物体在动,但运动的很慢很慢,几乎 可看成静止
可视为时时刻刻受力平衡源自二、动态平衡问题的解题方法和思路
• 1、方法一:解析式法
例题:如图所示,A、B为同一水平线上的两个绕绳装置,转动A、B改变 绳的长度,使光滑挂钩下的重物C缓慢下降。关于此过程中绳上拉力大小 的变化,下列说法中正确的是( B )
【解析】对小球受力分析,构建封闭的三角形,几何三角 形AOP与红色的力三角形相似,对应边成比例;
FT
FN 因为PA减小;所以T减小,OA=OB所以FN不变;
G
G
二、动态平衡问题的解题方法和思路 • 4、方法四:圆补法 (特点:重力固定不变,另外两个力夹角是定值)
例题:如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手
• A.BC绳中的拉力FT越来越大 • B.BC绳中的拉力FT越来越小 • C.AC杆中的支撑力FN越来越大 • D.AC杆中的支撑力FN越来越小
三、课后练习
• 3.如下图所示,一圆环位于竖直平面内,圆环圆心处的一小球,OP、OQ为两根 细绳,一端与球相连另一端固定在圆环上。 OP 呈水平, O Q与竖直方向成 30º角, 现保持小球位置不动,将圆环沿顺时针方向转过 90º角,则在此过程中( )
A.不变 B.逐渐减小 C.逐渐增大 D.可能不变,也可能增大
FT α α FT
G
二、动态平衡问题的解题方法和思路 • 2、方法二:图解法 (特点:重力固定不变,有一个力方向不变,另一个力转动)
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第十五讲动态平衡专题知识点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,许多同学因不能掌握其规律往往无从下手,许多参考书的讨论常忽略几中情况。
方法一:三角形图解法。
特点:三角形图象法则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了。
知识点动态平衡问题【典例8】如图所示,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?【典例9】用绳AO、BO悬挂一个重物,BO水平,O为半圆形支架的圆心,悬点A和B在支架上。
悬点A固定不动,结点O保持不动,将悬点B从图中所示位置逐渐移动到C点的过程中,分析绳OA和绳OB上的拉力的大小变化情况。
方法二:相似三角形法。
特点:相似三角形法适用于物体所受的三个力中,一个力大小、方向不变,其它二个力的方向均发生变化,且三个力中没有二力保持垂直关系,但可以找到力构成的矢量三角形相似的几何三角形的问题。
原理:先正确分析物体的受力,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。
方法三:作辅助圆法特点:作辅助圆法适用的问题类型可分为两种情况:①物体所受的三个力中,开始时两个力的夹角为90°,且其中一个力大小、方向不变,另两个力大小、方向都在改变,但动态平衡时两个力的夹角不变。
②物体所受的三个力中,开始时两个力的夹角为90°,且其中一个力大小、方向不变,动态平衡时一个力大小不变、方向改变,另一个力大小、方向都改变。
原理:先正确分析物体的受力,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,第一种情况以不变的力为弦作个圆,在辅助的圆中可容易画出两力夹角不变的力的矢量三角形,从而轻易判断各力的变化情况。
第二种情况以大小不变,方向变化的力为直径作一个辅助圆,在辅助的圆中可容易画出一个力大小不变、方向改变的的力的矢量三角形,从而轻易判断各力的变化情况。
【典例10】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【典例11】如图所示,物体G用两根绳子悬挂,开始时绳OA水平,现将两绳同时顺时针转过90°,且保持两绳之间的夹角α不变)90(0>α,物体保持静止状态,在旋转过程中,设绳OA的拉力为F1,绳OB的拉力为F2,则()。
(A)F1先减小后增大(B)F1先增大后减小(C)F2逐渐减小(D)F2最终变为零方法四:解析法特点:解析法适用的类型为一根绳挂着光滑滑轮,三个力中其中两个力是绳的拉力,由于是同一根绳的拉力,两个拉力相等,另一个力大小、方向不变的问题。
原理:先正确分析物体的受力,画出受力分析图,设一个角度,利用三力平衡得到拉力的解析方程式,然后作辅助线延长绳子一端交于题中的界面,找到所设角度的三角函数关系。
当受力动态变化是,抓住绳长不变,研究三角函数的变化,可清晰得到力的变化关系。
【典例12】如图所示,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?【高考精炼】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2.(2016·全国卷Ⅰ,19) (多选) 如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一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F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则( )A.绳OO′的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化3.(2016·全国卷Ⅲ,17)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。
在a和b之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。
不计所有摩擦。
小物块的质量为( )A.m2B.32m C.m D.2m4.(2016·江苏单科,1)一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为( )A.40 m/N B.40 N/m C.200 m/N D.200 N/m5.【2016·海南卷】如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。
若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。
则A.f1=0,f2≠0,f3≠0 B.f1≠0,f2=0,f3=0C.f1≠0,f2≠0,f3=0 D.f1≠0,f2≠0,f3≠06. (2015·广东理综,19) (多选) 如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有( )A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力9.(2014·山东理综,14) 如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。
木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )A.F1不变,F2变大 B. F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小10.(2014·上海单科,9) 如图,光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内,A端与水平面相切.穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N.在运动过程中( )A.F增大,N减小B.F减小,N减小 C.F增大,N增大 D.F减小,N增大补充讲义 2017年力学高考真题1.【2017·新课标Ⅲ卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。
将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm 2.【2017·天津卷】如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b 两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。
如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是A.绳的右端上移到b',绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移3.【2017·新课标Ⅰ卷】如图,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(π2α>)。
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.MN上的张力逐渐增大B .MN 上的张力先增大后减小C .OM 上的张力逐渐增大D .OM 上的张力先增大后减小4.【2017·新课标Ⅱ卷】如图,一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。
若保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动。
物块与桌面间的动摩擦因数为A .23B .3C .3D .3【高考模拟试题】1.【2017·大连市高三二模】如图所示,质量分别均匀的细棒中心为O 点,为光滑铰链,为光滑定滑轮,在正上方,一根轻绳一端系于O 点,另一端跨过定滑轮由于水平外力F 牵引,用N 表示铰链对杆的作用,现在外力F 作用下,细棒从图示位置缓慢转到竖直位置的过程中,下列说法正确的是A .F 逐渐变小,N 大小不变B .F 逐渐变小,N 大小变大C .F 先变小后变大,N 逐渐变小D .F 先变小后变大,N 逐渐变大2.【2017·河南省南阳、信阳等六市高三第二次联考】将一横截面为扇形的物体B 放在水平面上,一小滑块A 放在物体B 上,如图所示,除了物体B 与水平面间的摩擦力之外,其余接触面的摩擦均可忽略不计,已知物体B 的质量为M 、滑块A 的质量为m ,重力加速度为g ,当整个装置静止时,A 、B 接触面的切线与竖直的挡板之间的夹角为θ.则下列选项正确的是A .物体B 对水平面的压力大小为(M +m )g B .物体B 受到水平面的摩擦力大小为C .滑块A 与竖直挡板之间的弹力大小为mg tan θD .滑块A 对物体B 的压力大小为。