高一物理动态平衡问题处理方法及答案

动态平衡分析

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

》

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 始终不变 C ．F 先减小，后增大 始终不变 !

…

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 )。

图2-1

>

图2-2

图2-3

图1-1

图1-2

F 1

G

F 2

&

图1-3

(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 =，OA =，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：θ

sin 21G

F =

；在三角形AOD 中可知，

AD

OD

=

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。 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

图3－1 A

C

G O

A

C

G

F 1 |

F 3

O

θ

图3－2

A C

G

F 1 F 2

|

O

θ

A ′

图3－3 A

C

G

F 1 F 2

F 3 O

θ

C ′

B ′

#

图3－4

F

C、船受的浮力减小

D、船受的浮力不变

《

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：B

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：

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

~

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

A

B

O

P Q

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：D

A ．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：B A ．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 F

5.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 D

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

A

B

O

O '

A O B