用图解法解动态平衡问题
图解法分析动态平衡问题
图解法分析动态平衡问题【例1】如图2－4－2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60°.现保持绳子AB与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BC的拉力变化情况是( )A．增大B．先减小，后增大C．减小D．先增大，后减小解析：方法一：对力的处理(求合力)采用合成法，应用合力为零求解时采用图解法(画动态平行四边形法作出力的平行四边形，如图甲所示．由图可看出，FBC先减小后增大．方法二：对力的处理(求合力)采用正交分解法，应用合力为零求解时采用解析法．如图乙所示，将FAB、FBC分别沿水平方向和竖直方向分解，由两方向合力为零分别列出：FABcos 60°＝FB Csin θ，FABsin 60°＋FB Ccos θ＝FB，联立解得FBCsin(30°＋θ)＝FB/2，显然，当θ＝60°时，FBC最小，故当θ变大时，FBC先变小后变大．答案：B变式1－1如图2－4－3所示，轻杆的一端固定一光滑球体，杆的另一端O为自由转动轴，而球又搁置在光滑斜面上．若杆与墙面的夹角为β，斜面倾角为θ，开始时轻杆与竖直方向的夹角β＜θ. 且θ＋β＜90°，则为使斜面能在光滑水平面上向右做匀速直线运动，在球体离开斜面之前，作用于斜面上的水平外力F的大小及轻杆受力T和地面对斜面的支持力N的大小变化情况是( )A .F逐渐增大，T逐渐减小，FN逐渐减小B．F逐渐减小，T逐渐减小，FN逐渐增大C．F逐渐增大，T先减小后增大，FN逐渐增大D．F逐渐减小，T先减小后增大，FN逐渐减小解析：利用矢量三角形法对球体进行分析如图甲所示，可知T是先减小后增大．斜面对球的支持力FN′逐渐增大，对斜面受力分析如图乙所示，可知F＝FN″sinθ，则F 逐渐增大，水平面对斜面的支持力FN ＝G＋FN″·cos θ，故FN逐渐增大．答案：C利用相似三角形相似求解平衡问题【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2－4－4所示．现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小，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( )A．FN先减小，后增大B．FN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FN和悬挂重物的绳子的拉力(大小为G)的作用，将FN与G合成，其合力与F等值反向，如图所示，得到一个力的三角形(如图中画斜线部分)，此力的三角形与几何三角形OBA相似，可利用相似三角形对应边成比例来解．如图所示，力的三角形与几何三角形OBA相似，设AO高为H，BO长为L，绳长为l，则由对应边成比例可得，FN＝G，F＝G 式中G、H、L均不变，l逐渐变小，所以可知FN 不变，F逐渐变小．答案：B变式2－1如图2－4－5所示，两球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，球B用长为L的细绳悬于O点，球A固定在O点正下方，且点O、A之间的距离恰为L，系统平衡时绳子所受的拉力为F1.现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与F2的大小之间的关系为( )A．F1>F2 B．F1＝F2 C．F1<F2 D．无法确定解析：两球间放劲度系数为k1的弹簧静止时，小球B受力如右图所示，弹簧的弹力F与小球的重力G的合力与绳的拉力F1等大反向，根据力的三角形与几何三角形相似得，由于OA、OB 均恒为L，因此F1大小恒定，与弹簧的劲度系数无关，因此换用劲度系数为k2的弹簧后绳的拉力F2＝F1，B正确．答案：B平衡物体中的临界与极值问题临界问题某种物理现象变化为另一种物理现象或物体从某种特性变化为另一种特性时，发生质的飞跃的转折状态为临界状态，临界状态也可理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态，平衡物体的临界状态是指物体所处平衡状态将要变化的状态，涉及临界状态的问题叫临界问题，解决这类问题一定要注意“恰好出现”或“恰好不出现”的条件．【例4】如图2－4－8所示，一球A夹在竖直墙与三角劈B的斜面之间，三角形劈的重力为G，劈的底部与水平地面间的动摩擦因数为μ，劈的斜面与竖直墙面是光滑的，问欲使三角劈静止不动，球的重力不能超过多大？(设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)解析：本题两物体均处于静止状态，故需分析好受力图示，列出平衡方程求解．用正交分解法，对球和三角劈分别进行受力分析，如图甲、乙所示．由于三角劈静止，故其受地面的静摩擦力．F≤Fmax＝μFNB.由平衡条件有：1对球有：GA＝FNcos 45°①FNA＝FNsin 45°②2对三角劈有FNB＝G＋FN′sin 45°③F＝FN′cos 45°④F≤μFNB，⑤∵FN＝FN′⑥由①～⑥式解得：GA≤G.答案：球的重力不得超过G变式4－1如图2－4－9所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为M的木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止．试求：(1)小环对杆的压力；(2)小环与杆之间的动摩擦因数μ至少为多大？解析：(1)整体法分析有：2FN＝(M＋2m)g，即FN＝Mg＋mg由牛顿第三定律得：小环对杆的压力FN′＝Mg＋mg.(2)研究M得2FTcos 30°＝Mg临界状态，此时小环受到的静摩擦力达到最大值，则有FTsin 30°＝μFN′解得：动摩擦因数μ至少为μ＝答案：(1) Mg＋mg (2)。
李真图解法分析动态平衡问题
相似三角形法分析动态平衡问题（1）相似三角形：正确作出力的三角形后，如能判定力的三角形与图形中已知长度的三角形（几何三角形）相似，则可用相似三角形对应边成比例求出三角形中力的比例关系，从而达到求未知量的目的。
（2）往往涉及三个力，其中一个力为恒力，另两个力的大小和方向均发生变化，则此时用相似三角形分析。
相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法，解题的关键是正确的受力分析，寻找力三角形和结构三角形相似。
【例1】、半径为R 的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，滑轮到球面B 的距离为h ，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，如图1-1所示，现缓慢地拉绳，在使小球由A 到B 的过程中，半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化的情况是（ ）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 变小解析：如图1-2所示，对小球：受力平衡，由于缓慢地拉绳，所以小球运动缓慢视为始终处于平衡状态，其中重力mg 不变，支持力N ，绳子的拉力T 一直在改变，但是总形成封闭的动态三角形（图1-2中小阴影三角形）。
由于在这个三角形中有四个变量：支持力N 的大小和方向、绳子的拉力T 的大小和方向，所以还要利用其它条件。
实物（小球、绳、球面的球心）形成的三角形也是一个动态的封闭三角形（图1-2中大阴影三角形），并且始终与三力形成的封闭三角形相似，则有如下比例式： R N R h mg L T =+= 可得：mg Rh L T += 运动过程中L 变小，T 变小。
mg Rh R N += 运动中各量均为定值，支持力N 不变。
正确答案D 。
【跟踪1】如图，竖直杆上端有固定滑轮，斜杆下端有铰链，物体被细软绳在斜杆上端点拴住，绳绕过定滑轮后被向右拉动。
问绳中的拉力和斜杆的支持力如何变化。
【跟踪2】、如图所示，两球A 、B 用劲度系数为k1的轻弹簧相连，球B 用长为L 的细绳悬于O 点，球A 固定在O 点正下方，且点O 、A 之间的距离恰为L ，系统平衡时绳子所受的拉力为F1.现把A 、B 间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与F2的大小之间的关系为( )A ．F1>F2B ．F1＝F2C ．F1<F2D ．无法确定【跟踪3】如图甲所示，AC 是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC 一端通过铰链固定在C 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A.现用力F 拉绳，开始时∠BCA ＞90°，使∠BCA 缓慢减小，直到杆BC 接近竖直 杆AC.此过程中，杆BC 所受的力( )A ．大小不变B ．逐渐增大C ．逐渐减小D ．先增大后减小陷阱题--相似对比题1、如图所示，硬杆BC 一端固定在墙上的B 点，另一端装有滑轮C ，重 物D 用绳拴住通过滑轮固定于墙上的A 点。
专题 图解法处理动态平衡问题
小和方向变化,但方向始终受某种约束,分
别作出力的三角形和结构三角形,利用它 们的相似性分析力的变化。
例2.光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的 力F由底端缓拉到顶端的过程中，绳的拉力F 及半球面对小球的支持力FN的变化情况 A、FN变大，F不变；B、FN变小，F变大； C、FN不变，F变小；D、FN变大，F变小
例：圆形支架BAD，两细绳OA和OB结于圆 心0，下悬重为G的物体，使绳OA固定不动， 将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移 止竖直位置的过程中， 分析OA绳和OB绳所 受力大小的变化。
C A
O
B
一、动态平衡模型
【模型概述】 所谓动态平衡问题是指通过控制 某些物理量，使物体的状态发生缓 慢的变化，而在这个过程中物体又 始终处于一系列的平衡状态．这是
θ F1的方向
②当F1=Fsinθ时,一组解
③当Fsinθ<F1<F时,两组解
θ
F
F1的方向 θ
F2
F1的方向
θ
F1的方向
④当F1>F时,一组解
练习1：物体静止于光滑的水平面上，力 F作用于物体上的O点，要使物体受的合 力沿着OA的方向，则必须在同一平面内 再加一个力，这个力的最小值为？
A:FCoS B:FSin C:Fctg
拓展链接3、如图所示,绳与杆均不计重力,所承受弹力的最大值一定,A 端用铰链固定,滑轮O在A点正上方(滑轮大小及与绳间的摩擦均可忽略), B端吊一重物P。现施拉力FT将B端缓慢上拉(绳、杆均未断),在杆达到 竖直前,下列说法中正确的是( A.绳子越来越容易断 )。
B.绳子越来越不容易断
C.杆越来越容易断 D.杆越来越不容易断
一个力的大小与方向不变,另一个力的方向不变
高中物理必修一《图解法分析动态平衡问题》课件ppt
F2 G
例1 如图所示，一个重力为G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为α， 在斜面上有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ个不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。令使板与 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？
F1 F合
F2 G
例1 如图所示，一个重力为G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为α， 在斜面上有一个不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。令使板与 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？
（2）物体所受的某一个力与所受的其他 外力的合力的关系是：大__小___相___等___，___方__向___相___反__
例1 如图所示，一个重力为G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为α， 在斜面上有一个不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。令使板与 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？
F1 F合
F2 G
题型特点：
（1）物体受三个力； （2）三个力中一个力是恒力，另一力的方向不 变，第三力的大小和方向都变。
解题关键 化“动”为“静”，“静”中求“动”
认清哪些因素保持不变，哪些因素是改变的
F1
F合
β α
F2 G
例1 如图所示，一个重力为G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为α， 在斜面上有一个不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。令使板与 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？
F1 F合
F2 G
例1 如图所示，一个重力为G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为α， 在斜面上有一个不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。令使板与 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？
受力分析中动态平衡问题(含答案)
受力分析中的动态平衡问题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。
【例1】如图所示，三段绳子悬挂一物体，开始时OA 、OB 绳与竖直方向夹角＝，现使O 点保持不动，把OB 绳子的悬点移到竖直墙与O 点在同一水平面的C 点，在移动过程中，则关于OA 、OB 绳拉力的变化情况，正确的是（ ）A ．OA 绳上的拉力一直在增大B ．OA 绳上的拉力先增大后减小C ．OB 绳上拉力先减小后增大，最终比开始时拉力大D ．OB 绳上拉力先减小后增大，最终和开始时相等【练习】如图所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O 。
人沿水平方向拉着OB 绳，物体和人均处于静止状态。
若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是( )A ．OA 绳中的拉力先减小后增大B ．OB 绳中的拉力不变C ．人对地面的压力逐渐减小D ．地面对人的摩擦力逐渐增大方法二：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【例】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【练习】如图所示，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( )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 变小方法三：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、30方向不变的问题。
动态平衡问题的分析方法
动态平衡问题的分析方法动态平衡问题是平衡问题中的难点问题，这里，我们将通过具体实例来分析如何求解动态平衡问题。
一、图解法例1、如图所示，用水平细线将电灯拉到图示位置，若保持灯位置不变，将细线由顺时针转到竖直的过程中，细线受到的拉力？A、变大B、变小C、先变大后变小D、先变小后变大分析和解答：如图所示，选O点为研究对象，可认为O点受到三个力作用：一个灯的重力引起的对O点向下的拉力，一个是电线的拉力，再一个是线的拉力，根据共点力作用下物体平衡条件，可知电线拉力（OB）和细线（OA）拉力的合力必和灯的重力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作力的平行四边形，由于电线拉力和细线拉力的合力大小和方向是不变的，而且电线拉力方向（即OB）方向也不变，可以发现随细线OA拉力方向改变，电线拉力逐渐变小。
（即线段的长度）而细线拉力则先变小后变大，当细线拉力方向和电线拉力方向垂直时，细线拉力取最小值，由此选项D正确。
点评：利用图解法来定性分析一些动态平衡问题，简单直观有效，是经常使用的方法。
分析时要注意那些力的大小不变，注意那些力的方向不变，注意那些力的大小和方向都不变。
(1)若已知一个力不变，另一个力F1方向不变大小变，则用三角形法(或图解法)处理问题，另一个力F2的最小值条件为F1⊥F2.(2)若已知一个力不变，另一个力大小不变方向变，则用图解法处理问题．例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.初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α.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分析和解答：选AD．重物受到重力mg、OM绳的拉力FOM、MN 绳的拉力FMN共三个力的作用．缓慢拉起过程中任一时刻可认为是平衡状态，三力的合力恒为0.如图所示，由三角形定则得一首尾相接的闭合三角形，由于α＞且不变，则三角形中FMN与FOM的交点在一个优弧上移动，由图可以看出，在OM被拉到水平的过程中，绳MN中拉力一直增大且恰好达到最大值，绳OM中拉力先增大后减小，故A、D正确，B、C错误．点评：这类问题的特点是：重力大小方向都不变，还有两个力的夹角不变，可以画圆，因为有两个力的夹角α不变，所以表示重力的线段对应的圆周角不变。
图解法求解高考动态平衡题
图解法求解高考动态平衡题作者：王玉梅来源：《中学物理·高中》2013年第04期物体动态平衡问题的求解方法常见的有两种：解析法和图解法.所谓解析法：画出研究对象的受力图，根据动态变化的原因，一般是某一夹角在发生变化，用三角函数表示出各个作用力与变化夹角之间的关系，从而判断各作用力的变化；所谓图解法：画出研究对象的受力图，作出力的平行四边形或矢量三角形，依据某一参量的变化，分析各边的长度变化从而确定力的大小及方向的变化情况.图解法有两种情况：第一种是矢量三角形求解：当物体受到一个大小方向不变、一个方向不变、一个大小方向都变化的三个力作用而处于动态平衡时，且题目只要求定性讨论力的大小而不必进行定量计算时应首先考虑用矢量三角形方法.第二种是相似三角形求解：一个物体受三力作用而处于动态平衡.若三力中，已知一个力的大小和方向不变，第二、第三个力方向都变化，且题中只要求定性讨论力的大小而不必进行定量计算时，可以用相似三角形求解.然而，对某些物体动态平衡问题，利用解析法来求解却很麻烦，有时甚至难以解决，但运用图解法来求解，却能简捷、快速、有效地解决.下面举例说明.例1（2012年全国高考课标卷）如图1，一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大TP4GW107.TIF，Y#]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.N1始终减小，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先减小后增大解析法首先对小球进行受力分析，画出受力分析图如图2.由几何、三角函数知识有当木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置过程中α增大，tanα增大，N1始终减小.答案B图解法当木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置过程中，木板与竖直墙面有不同的夹角，使得木板对球的弹力方向发生了改变，球受到的重力是一恒力，球受到墙面的弹力的方向不变.球受到这3个力的作用而处于动态平衡，此题刚好满足图解法第一种方法，即矢量三角形求解，那么小球受到的这3个力一定组成一个封闭的矢量三角形，首先是将恒重力作出，再在重力线段的另一端作出墙面对球在几种情况下弹力的作用线，该线与木板对球弹力作用力的交点就是矢量三角形的另一个顶点，如图3示，从而也能得出正确选项.点评此题用数学解析法和物理图解法都可以求解，相比较而言，图解法比较简单.例2（2009年海南高考题）如图4所示，一定质量的物块用两根轻绳悬在空中，其中绳OA固定不动，绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动，则在绳OB由水平转至竖直过程中，绳OB张力的大小将A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大图解法在绳OB转动的过程中物块始终处于静止状态，所受合力的始终为零，图5为绳OB转动过程中结点的受力示意图，从图中可知，绳OB的张力先变小后变大.解析法绳OB中张力的变化是由于绳OB的方向变化引起的，绳OB的方向可由绳与水平方向的夹角θ来表示，这就意味着可以建立一个关于OB中的张力F随θ的函数关系，从该函数关系分析张力F随θ的变化规律，如图6所示为任一状态下力的图示，由正弦定理得当0°≤θ≤90°时，F随θ的增大而增大；当90°-α答案D点评本题之所以利用图解法中第一种矢量三角形方法求解，是因为物体受三力作用满足动态平衡，而这三力中重力不变，绳OA中的张力方向不变，所以刚好满足矢量三角形求解条件，三个力变化的特征可以在力的矢量三角形中得到直观反映.本题更加凸显图解法比解析法简便.例3如图7示，球O是光滑均质的，置于倾角为θ的斜面上，球受的合力为零，球在挡板MN的作用下处于静止.则档板MN对球O弹力最小的是图；斜面对球弹力最大的是图CD#3].解析利用3力的合力为零，分析知小球受3个力作用，即重力mg、斜面支持力N斜和档板支持力N档.该3个力应组成封闭的矢量三角形.在图示的4种情况下，球O所受的重力不变，所受斜面的弹力F1的方向不变，仅因为挡板的弹力F2发生变化，从而导致F1的大小变化，由于球受3个力而平衡，这3个力可以组成封闭的矢量三角形，作出球的重力G和斜面垂直的弹力F1的方向，且F1与G的夹角为θ，然后过重力的尾端作出几种情况下与挡板垂直的力F2，这几个F2力的作用线与F1力的作用线的交点就是封闭矢量三角形的另一个顶点（其它2个顶点重力的矢量两端表示）.如图8所示有故第一空填C；第二空填A.技巧点本题的挡板MN与斜面有不同的夹角，使得挡板对球的弹力方向发生了改变，球受到的重力是一恒力，球受到斜面的弹力的方向不变.球受到这3个力的作用而处于平衡，这3个力一定组成一个封闭的矢量三角形，将这几种情况下的矢量三角形放在同一个图上比较，使问题变得十分直观.问题的关键是这矢量三角形如何画：首先是将恒重力作出，再在重力线段的另一端作出挡板在几种情况下弹力的作用线，该线与斜面弹力作用力的交点就是矢量三角形的另一个顶点.如图9和图8效果完全相同，不同的是作斜面弹力的作用线一个是经过箭头一端，一个是经过箭尾端.两图表面上看不同，实质是相同的.点评此题有四种情形，若用解析法求解，应该对四种不同的情况列四个函数式，若用图解法求解，四种情况一个图形就可以解决，再次说明图解法方便而又快捷.例4如图10所示，光滑半球的半径为R，有一质量为m的小球用一细线挂靠在半球上，细线上端通过一个定滑轮，在用力将小球缓慢往上拉的过程中，细线对小球的拉力大小F和小球紧压球面的力F2变化情况是A.两者都变小B.两者都变大C.F变小，F2不变D.F不变，F2变小解析在小球往上移动的过程中，小球所受的重力不变，拉力F与重力的分力F1大小相等、方向相反，并且随着小球上移，F1与F2的方向均发生变化，此时力的平行四边形的形状变化规律不直观，力随角度变化的关系也难建立.用解析法和图解法中矢量三角形都很难完成此题，基于此，需寻求图解法中第二种方法求解，此处所求的力的变化关系是由于O′A段细线缩短引起的，因此可建立与O′A线段长的变化关系.如图10所示，设O′A段长为L，小球半径为r，O′点到半球顶的距离为d，利用三角形相似得当小球往上移动时，L减小，d、r和R都不变，因此F1减小（即F减小）、F2不变，故选项C正确.点评此题用数学解析法找角和力之间函数关系难以列式求解，而此题中物体受三力处于动态平衡时，这三力中一个力恒定不变（重力），而另外二个力方向都发生了变化，刚好满足相似三角形求解条件，各力变化通过力组成的三角形及边长组成的三角形相似得到了求解.从以上几例，我们可以看到，求解物体动态平衡问题用图解法求解的优越性，图解法求解包含两种情况：一是矢量三角形求解，另一是相似三角形求解，两种情况求解条件掌握后对求解物体动态平衡问题会带来极大方便.。
高一上学期物理培优(一) 巧解动态平衡问题
高中物理培优之（一）·巧解动态平衡问题动态平衡问题是高中物理平衡问题中的一个难点，学生不掌握问题的根本和规律，就不能解决该类问题，一些教学资料中对动态平衡问题归纳还不够全面。
因此，专题对动态平衡问题的常见解法梳理如下。
所谓的动态平衡，就是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，物体在任意时刻都处于平衡状态，动态平衡问题中往往是三力平衡。
即三个力能围成一个闭合的矢量三角形。
一、图解法例题1如图所示,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,在此过切程中( )A.F N1始终减小B. F N2始终减小C. F N1先增大后减小D. F N2先减小后增大归纳：二、解析法物体处于动态平衡状态时，对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，得到自变量与应变量的函数关系，由自变量的关系确定应变量的关系。
例题2倾斜长木板一端固定在水平轴O上，另一端缓慢放低，放在长木板上的物块m 一直保持相对木板静止状态，如图所示．在这一过程中，物块m受到长木板支持力F N和摩擦力F f的大小变化情况是（）A. F N变大，F f变大B. F N变小，F f变小C. F N变大，F f变小D. F N变小，F f变大变式：如图所示，轻绳OA、OB系于水平杆上的A点和B点，两绳与水平杆之间的夹角均为30°，重物通过细线系于O点。
将杆在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转动30°此过程中( )A. OA绳上拉力变大，OB绳上拉力变大B. OA绳上拉力变大，OB绳上拉力变小C. OA绳上拉力变小，OB绳上拉力变大D. OA绳上拉力变小，OB绳上拉力变小归纳：三、相似三角形方法：找到与力的矢量三角形相似的几何三角形，根据相似三角形的性质，建立比例关系，进行讨论。
浅析图解法在动态平衡问题中的应用
ʏ杨鈺诣通过控制某些物理量,使得物体的运动状态缓慢发生变化,物体在其运动状态发生缓慢变化的过程中处于平衡状态,构成动态平衡问题㊂解决动态平衡问题的基本思路是化 动 为 静 ,在 静 中求 动 ㊂解决动态平衡问题的基本方法是图解法,即在同一个图中画出研究对象在动态变化过程中所受力的情况,根据矢量图中各边的长度变化和各角的度数变化确定力的大小和方向的变化㊂下面举例分析㊂一㊁画力的平行四边形图示若物体在三个力作用下处于动态平衡状态,其中一个力是恒力,第二个力的方向不变而大小变化,第三个力的大小和方向均变化,则可以在同一个图中画出物体在多个状态下所受力的平行四边形,根据平行四边形各边的长度变化和各角的度数变化确定力的大小和方向的变化㊂图1例1 如图1所示,质量为m 的重物系在轻绳O C 的C 端,等长的轻绳O A ㊁O B 和轻绳O C 的结点O 为半圆形支架的圆心,轻绳O A 的A 端固定在半圆形支架上,轻绳O B 的B 端可以从半圆形支架的右侧底端向最高点D 平滑移动㊂将轻绳O B 的B 端沿支架从其右侧底端逐渐移至最高点D 的过程中,结点O 的位置保持不变,下列说法正确的是( )㊂A .轻绳O A 的拉力一直减小B .轻绳O A 的拉力先减小后增大C .轻绳O B 的拉力先增大后减小D .轻绳O B的拉力先减小后增大将轻绳O B 的B 端沿支架从其右侧底端逐渐移至最高点D 的过程中,结点O 受到轻绳O C 的拉力T C 等于重物的重力m g ,是一个恒力,轻绳O A 的拉力T A 的方向不变而大小变化,轻绳O B的拉力T B 的大小和方向均变化㊂选结点O 为研究对象,结点O 受到的拉力T A 和T B 的合力与T C 等大反向㊂作出结点O 所受力的平行四边形,如图2所示㊂观察图像易知,T A 逐渐减小,T B 先减小后增大,且当轻绳O B 与O A 垂直时,T B 取最小值㊂图2答案:AD图3拓展1:如图3所示,轻绳一端拴接一小球P ,另一端固定在光滑竖直墙壁上的O 点,在墙壁和小球P 之间夹有一矩形物块Q ㊂最初小球P 和物块Q 均处于静止状态,若改变轻绳的长度,则下列说法中正确的是( )㊂A .若轻绳变短,则物块Q 受到的静摩擦力将变大B .若轻绳变短,则轻绳的拉力将变小C .若轻绳变长,则物块Q 受到的静摩擦力将变大D .若轻绳变长,则轻绳的拉力将变小答案:D 提示:物块Q 受到重力m Q g ㊁墙壁的弹力N ㊁小球P 对它的压力F 和静摩擦力f 四个力作用处于平衡状态,根据平衡条件得f =m Q g ,即物块Q 受到的静摩擦力与轻绳的长短无关㊂小球P 受到重力m P g ㊁轻绳的拉力T ㊁物块Q 对它的支持力F '和静96物理部分㊃经典题突破方法 高一使用 2022年7 8月摩擦力f '四个力作用处于平衡状态,其中静摩擦力f '(f '=f =m Q g )和重力m P g 的合力恒定,支持力F '的方向不变而大小变化,拉力T 的大小和方向均变化,可以将小球P 的四力平衡问题等效为三力平衡问题㊂作出 图4小球P 所受力的平行四边形,如图4所示㊂当轻绳变短时,轻绳与竖直方向之间的夹角变大,轻绳的拉力T 变大;当轻绳变长时,轻绳与竖直方向之间的夹角变小,轻绳的拉力T 变小㊂二㊁画力的矢量三角形图示若物体在三个力作用下处于动态平衡状态,其中一个力是恒力,另外两个力的大小和方向均变化,则可以在同一个图中画出物体在多个状态下所受力的矢量三角形,根据三角形各边的长度变化和各角的度数变化确定力的大小和方向的变化㊂ 图5例2 如图5所示,质量为m 的重物用轻绳B C 悬挂在天花板上,轻绳O A 一端系在轻绳B C 上的O 点,另一端A 位于右侧竖直墙壁上,为了使重物向竖直墙壁靠近,将轻绳O A 的A 端沿竖直墙壁缓慢向上移动㊂在这个过程中,下列说法正确的是( )㊂A .轻绳O A 的拉力一直增大B .轻绳O A 的拉力先增大后减小C .轻绳O B 的拉力一直减小D .轻绳O B的拉力先减小后增大在轻绳O A 的A 端沿竖直墙壁缓慢向上移动的过程中,结点O 受到O A ㊁O B ㊁O C 三段轻绳的拉力处于动态平衡状态,其中轻绳O C 的拉力T C 等于重物的重力m g ,是一个恒力,轻绳O A ㊁O B 的拉力T A ㊁T B 的大小和方向均变化㊂选结点O 为研究对象,结点O 受到的拉力T A 和T B 的合力与T C 等大反向㊂作出结点O 所受力的矢量三角形,如图6所示,其中图6әO A D 表示轻绳O A 的A 端沿竖直墙壁向上移动前结点O 所受力的矢量三角形,әO A 'D 表示轻绳O A 的A 端沿竖直墙壁向上移动一段距离后结点O 所受力的矢量三角形,比较两个三角形各边的长度得O A '>O A ,A 'D <A D ,因此轻绳O A 的拉力T A 增大,轻绳O B 的拉力T B 减小㊂答案:A C图7拓展2:如图7所示,质量为M 的半球体固定在水平面上,质量为m 的光滑小球放置在光滑半球面上,被竖直放置的光滑挡板挡住,处于静止状态㊂现水平向右缓慢地移动挡板,使得小球沿半球面缓慢下滑,则在小球沿半球面下滑的过程中,挡板对小球的弹力F ㊁半球面对小球的支持力N 的变化情况是( )㊂A .弹力F 增大,支持力N 减小B .弹力F 增大,支持力N 增大C .弹力F 减小,支持力N 减小D .弹力F 减小,支持力N 增大答案:B 提示:小球受到重力m g ㊁挡板对它的弹力F ㊁半球面对它的支持力N 三个力作用处于动态平衡状态,其中重力m g 恒定,弹力F 的方向不变而大小变化,支持力图8N 的大小和方向均变化,且重力m g 与弹力F 相互垂直㊂作出小球所受力的矢量三角形,如图8所示㊂观察图像易知,随着挡板向右移动,弹力F 和支持力N 均增大㊂三㊁作辅助圆1.若物体在三个力作用下处于动态平衡状态,其中一个力是恒力,第二个力的大小不变而方向变化,第三个力的大小和方向均变化,则可以利用圆的半径都相等的几何关系,以恒力的作用点为圆心,以第二个力的大小为半径作一个圆,作出物体在不同状态下所受力的平行四边形,根据平行四边形各边的7 物理部分㊃经典题突破方法 高一使用 2022年7 8月长度变化和各角的度数变化确定力的大小和方向的变化㊂图9例3 如图9所示,橡皮条自由下垂时,其下端结点位于D 点,用A ㊁B 两个弹簧秤钩住橡皮条下端结点,同时拉动两弹簧秤,使得橡皮条下端结点由D 点移动到E 点,此时弹簧秤A与竖直方向之间的夹角为α,弹簧秤B 与竖直方向之间的夹角为β,且α+β<90ʎ㊂现保持弹簧秤A 的读数不变,使得α角缓慢减小,欲使橡皮条下端结点保持处于E 点位置不变,则下列方法中可行的是( )㊂A .使弹簧秤B 的读数变大,β角变大B .使弹簧秤B 的读数变大,β角变小C .使弹簧秤B 的读数变小,β角变小D .使弹簧秤B 的读数变小,β角变大橡皮条下端结点保持处于E 点位置不变,结点受到弹簧秤A 的拉力T A ㊁弹簧秤B 的拉力T B ㊁橡皮条的弹力F 三个力作用,处于动态平衡状态㊂A ㊁B 两个弹簧秤对结点拉力的合力保持不变,与橡皮条的弹力等大反向;弹簧秤A 的拉力T A 的大小不变而方向变化;弹簧秤B 的拉力T B 的大小和方向均变化㊂橡皮条下端结点位于E 点时,结点受到弹簧秤A 的拉力T A ㊁弹簧秤B 的拉力T B ㊁橡皮条的弹力F 三个力作用,以E 点为圆心,以拉力T A 的大小为半径作一辅助圆,则 图10弹簧秤B 的拉力T B 的大小必等于圆上任意一点到C 点线段的长度,如图10所示㊂观察图像易知,随着α角缓慢减小,拉力T B 的大小和β角均逐渐减小㊂答案:C拓展3:若初始状态下α+β>90ʎ,则利用画出的辅助圆分析可得,拉力T B 的大小依然变小,但β角将会出现变大㊁不变㊁变小三种可能情况㊂2.若物体在三个力作用下处于动态平衡状态,其中一个力是恒力,另外两个力的大小和方向均变化,但另外两个力之间的夹角保持不变,则可以利用圆中同一个弦所对应的圆周角(在弦的同一侧)都相等的几何关系,以不变的力为弦作一个圆,在这个圆中作出物体在不同状态下所受力的矢量三角形,根据三角形各边的长度变化和各角的度数变化确定力的大小和方向的变化㊂图11例4 如图11所示,轻绳两端固定在一硬质支架上的A ㊁B 两点,在轻绳中点O 拴接一质量为m 的重物㊂现将支架沿顺时针方向在竖直面内缓慢旋转,使轻绳O A 从水平位置转到竖直位置的过程中,轻绳O A 的拉力F A 和轻绳O B 的拉力F B 的大小变化情况是( )㊂A .拉力F A 先增大后减小,拉力F B 一直减小B .拉力F A 先增大后减小,拉力F B 一直增大C .拉力F A 先减小后增大,拉力F B 先增大后减小D .拉力F A 先减小后增大,拉力F B 先减小后增大在支架沿顺时针方向在竖直面内缓慢旋转,使轻绳O A 从水平位置转到竖直位置的过程中,结点O 在重物的重力m g ㊁轻绳O A 的拉力F A ㊁轻绳O B 的拉力F B 三个力的作用下,处于动态平衡状态,其中重力m g 为恒力,拉力F A 和F B 的大小和方向均变化,但是拉力F A 和F B 之间的夹角保持不变㊂选结点O 为研究对象,作出初始状态下 图12结点O 所受力的矢量三角形的外接圆,并在这个圆中作出随着支架转动,拉力F A ㊁F B 和重力m g 构成的多个矢量三角形,如图12所示㊂观察图像易知,拉力F A 先增大后减小,拉力F B 一直减小㊂答案:A作者单位:扬州大学物理科学与技术学院(责任编辑 张 巧)17物理部分㊃经典题突破方法 高一使用 2022年7 8月。
高中物理解决动态平衡问题的五种方法(带答案)
第03讲 解决动态平衡问题的五种方法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”，具体有以下三种方法：(一)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一般函数表达式，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。
(二)结论法 若合力不变，两等大分力夹角变大，则分力变大.若分力大小不变，两等大分力夹角变大，则合力变小.1、粗细均匀的电线架在A 、B 两根电线杆之间。
由于热胀冷缩，电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状，若电线杆始终处于竖直状态，下列说法中正确的是( )A ．冬季，电线对电线杆的拉力较大B ．夏季，电线对电线杆的拉力较大C ．夏季与冬季，电线对电线杆的拉力一样大D ．夏季，电线杆对地面的压力较大2、如图所示，体操吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环（图甲），然后身体下移，双臂缓慢张开到图乙位置，则在此过程中，吊环的两根绳的拉力F T （两个拉力大小相等）及它们的合力F 的大小变化情况为（ ）A ．F T 减小，F 不变B ．F T 增大，F 不变C ．F T 增大，F 减小D ．F T 增大，F 增大3、如图所示，硬杆BC 一端固定在墙上的B 点，另一端装有滑轮C ，重物D用绳拴住通过滑轮固定于墙上的A 点。
若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计，将绳的固定端从A 点稍向下移，则在移动过程中( ) A.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都增大 B.绳的拉力减小，滑轮对绳的作用力增大C.绳的拉力不变，滑轮对绳的作用力增大D.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都不变A CB(三)图解法此法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力、另有一个力方向不变的问题。
一般按照以下流程解题。
1、如图所示，小球用细绳系住放在倾角为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2、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN．在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的截面图．现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止．则在此过程中，下列说法中正确的是（）A．MN对Q的弹力逐渐减小B．P对Q的弹力逐渐增大C．地面对P的摩擦力逐渐增大D．Q所受的合力逐渐增大3、如图所示，挡板固定在斜面上，滑块m在斜面上，上表面呈弧形且左端最薄，球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止。
用图解法解动态平衡问题——例证突破
解题指导
F
解题技巧
图解法
G
F斜对物
【例3】如图所示，将球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当 细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中，细绳上的
拉力将 A．逐渐增大 C．先增大后减小
( D) B．逐渐减小 D．先减小后增大
解题技巧
图解法
解题指导
G
FN
G不变
FN方向不变
T
动态三角形
G
【例4】：如图所示，一个重为G的小球套在竖直放置的半径 为R的光滑圆环上，一个劲度系数为k、自然长度为L(L<2R)的 轻质弹簧，一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点A点， 求小球处于静止状态时，弹簧与竖直方向的夹角φ.
FN
FT
mg
FT´
解题方法： 三角形相似法
解题思路：
1.画研究对象的受力分析图 2.找几何长度与力图形的相似关系 3.列相似关系表达式
解析:对小球 B 受力分析如图所示，由
几何关系有:△AOB∽△FN、mg、FT´
答案:arccos
kL 2（kR－G）
解析显隐
F FN
注意圆柱运动中 的受力分析！
转解析
【例2】如图示, 物体在沿粗糙斜面向上的拉力F作用下处于静止状
态. 当F逐渐增大到物体即将相对于斜面向上运动的过程中，斜
面对物体的作用力可能
( AD )
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大
审题要点斜面对物体的作 用力是来自面对物 体的支持力与摩 擦力的合力
【例 1】 (多选)如图示,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 MN 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 G B．开始时拉力 F 最大为 3G，以后逐渐减 小为 0 C．a、b 间压力由 0 逐渐增大，最大为 G D．a、b 间的压力开始最大为 2G，而后逐 渐减小到 G
论文 四个力的动态平衡“图解法”
四个力的动态平衡也可用“图解法”巧解麻城二中胡孝情解析法的基本程序是：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变物理量与自变物理量的一般函数关系式，然后根据自变量的变化情况及变化区间确定应变物理量的变化情况。
图解法的基本程序是：对研究对象的状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化(一般为某一角)，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图(力的平形四边形或三角形)，再由动态的力的平行四边形或三角形的边的长度变化及角度变化确定某些力的大小及方向的变化情况。
例1、木箱重为G，与地面间的动摩擦因数为μ，用斜向上的力F拉木箱，使之沿水平地面匀速前进，如图所示。
问角α为何值时拉力F最小？这个最小值为多大？图解法：（ 图1） （ 图2） （ 图3）由于f=µN 则N 与f 可以合成一个力F(N 1)，且这个力与y 轴夹角θ一定 ，在平衡问题中：如图2即F(N 1)方向一定，G 大小方向一定，分析第三个力变化情况时，可用图解法。
如图3 很容易看出当F(N 1)与F 垂直时(α=θ时，其中tan θ=Nf =µ)， F 有最小值，且F min =G sinθ，故有习题：1.如图示：一水平导轨处于与水平方向成45°角向左上方的匀强磁场中，一根通有恒定电流的金属棒，由于受到安培力作用而在粗糙的导轨上向右做匀速运动，现将磁场方向沿顺时针缓慢转动至竖直向上，在此过程中，金属棒始终保持匀速运动，已知棒与导轨间动摩擦因数µ＜1，则磁感应强度B 的大小变化情况是：（ D ）A. 不变B. 一直增大C. 一直减小D. 先变小后变大小结：我们分别用以上两种方法分析，并作比较，就知道“图解法”的巧妙之处。
此类题巧妙运用了由于f=µN则N与f可以合成一个力F(N1)，且这个力与y轴夹角 一定，在平衡问题中：如图2即F(N1)方向一定。
将四个力的动态平衡（不能用图解法）巧妙地转化为三个力的动态平衡，从而利用“图解法”来简化解题过程。
用图解法解动态平衡问题——高考真题
注意:随木板的 转动,球所受各
力大小与方向 的变化情况.
D．FN1先增大后减小，FN2先减小后增大
解审析题设取疑小球为研究对象,小球受到重力G、竖直墙面对G’小球的压 1力.初FN始1和时木刻板小对球小受球力的情支况持如力何F？N2′(大小等于FFNN22)三个力作用，如 2图.通所过示图，象FN法1和怎F样N2画′的出合木力板为缓G慢′，转G动′＝过G程，则G′恒定不变，当木板 中向F答N，下案1、转FFN动BN12及都时F减，N2小F的N，1大、所小F以N及2正′方变确向化选变如项化图为情所B况示. ？，则FN1、FmNg2′都减小F解N1析，显即隐
)．
FT
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
FT Mg
解定方1受2..缓注则向析合慢意作不力推分出变选始动 析相，小终小应推球为小球的动为零球上“斜研. 整滑力面究个过三时对运程角，象动中形F，T过,”其逐受，程受渐力其中力趋中情于m况水g大M如平g小图，F、所根N方示据向，动F均T用态根析怎不平平据，样变行衡图F变，四，T示化与F边FN分？FT的形先N 减个小数后,各增力大大，小F、N不方断向增及大变，化选情项况D. 正确．
答案 D
Mg
解析显隐
【真题 】 (课标全国卷，16)如图示,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,球对木成的水平直线为轴,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．FN1始终减小，FN2始终增大 B．FN1始终减小，FN2始终减小 C．FN1先增大后减小，FN2始终减小
【真题】 (天津卷，5)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
高中物理解决动态平衡问题的五种方法(带答案)
第03讲解决动态平衡问题的五种方法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”，具体有以下三种方法：(一)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一般函数表达式，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。
(二)结论法若合力不变，两等大分力夹角变大，则分力变大.*若分力大小不变，两等大分力夹角变大，则合力变小.1、粗细均匀的电线架在A、B两根电线杆之间。
由于热胀冷缩，电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状，若电线杆始终处于竖直状态，下列说法中正确的是( )A．冬季，电线对电线杆的拉力较大B．夏季，电线对电线杆的拉力较大C．夏季与冬季，电线对电线杆的拉力一样大D．夏季，电线杆对地面的压力较大：2、如图所示，体操吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环（图甲），然后身体下移，双臂缓慢张开到图乙位置，则在此过程中，吊环的两根绳的拉力F T（两个拉力大小相等）及它们的合力F 的大小变化情况为（ ）A ．F T 减小，F 不变B ．F T 增大，F 不变C ．F T 增大，F 减小D ．F T 增大，F 增大3、如图所示，硬杆BC 一端固定在墙上的B 点，另一端装有滑轮C ，重物D用绳拴住通过滑轮固定于墙上的A 点。
若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计，将绳的固定端从A 点稍向下移，则在移动过程中( )A.'B.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都增大 B.绳的拉力减小，滑轮对绳的作用力增大 C.绳的拉力不变，滑轮对绳的作用力增大 D.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都不变A C B(三)图解法此法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力、另有一个力方向不变的问题。
一般按照以下流程解题。
{1、如图所示，小球用细绳系住放在倾角为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2、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN．在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的截面图．现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止．则在此过程中，下列说法中正确的是（）A．MN对Q的弹力逐渐减小B．P对Q的弹力逐渐增大C．地面对P的摩擦力逐渐增大D．Q所受的合力逐渐增大】3、如图所示，挡板固定在斜面上，滑块m在斜面上，上表面呈弧形且左端最薄，球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止。
动态平衡问题的几种解法
动态平衡问题的几种解法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”。
下面就介绍几种动态平衡问题的解题方法。
方法一：图解法（三角形法则）原理：当物体受三力作用而处于平衡状态时，其合力为零，三个力的矢量依次恰好首尾相连，构成闭合三角形，当物体所受三个力中二个发生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。
例题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，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，球受重力G、斜面支持力F1、挡板支持力F2。
因为球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，三个力构成封闭的三角形。
挡板逆时针转动时，F2的方向也逆时针转动，F1的方向不变，作出如图2所示的动态矢量三角形。
由图可知，F2先减小后增大，F1随增大而始终减小。
点评：三角形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，也可以是其它力），另一个力的大小变化，第三个力则大小、方向均发生变化的问题，对变化过程进行定性的分析。
方法二：解析法原理：物体处于动态平衡状态时，对研究对象的任一状态进行受力分析，根据具体情况引入参量，建立平衡方程，求出应变参量与自变参量的一般函数关系，然后根据自变量的变化确定应变量的变化。
例题2：如图3所示，小船用绳索拉向岸边，设船在水中运动时所受水的阻力不变，那么小船在匀速靠岸过程中，下面说法哪些是正确的（）A. 绳子的拉力F不断增大B. 绳子的拉力F不变C. 船所受的浮力不断减小D. 船所受的浮力不断增大解析：小船共受四个力作用：重力G、浮力F浮、水的阻力f、绳子拉力F。
专题：图解法分析受力物体的动态平衡全面版
专题：图解法剖析动向均衡问题1.动向均衡问题：经过控制某一物理量，使物体的状态发生迟缓变化的均衡问题，从宏观上看，物体是运动变化的，但从微观上理解是均衡的，即任一时辰物体均处于均衡状态。
2.图解法：对研究对象进行受力剖析，再依据三角形定章画出不一样状态下的力的矢量图（画在同一个图中），而后依占有向线段（表示力）的长度变化判断各力的变化状况。
3.图解法剖析动向均衡问题，常常波及三个力，此中一个力为恒力，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，包含大小和方向都变化。
解答此类“动向型”问题时，必定要认清哪些要素保持不变，哪些要素是改变的，这是解答动向问题的重点4.典型例题：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地点渐渐移至竖直的地点 C 的过程中，如下图，剖析 OA 绳和OB 绳所受力的大小怎样变化？例 2：如下图，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 N１，球对板的压力为 F N2．在将板 BC 渐渐放至水平的过程中，以下说法中，正确的选项是（）A．F N１和 F N2都增大B．F N１和F N2都减小C．F N１增大， F N2减小D．F N１减小， F N2增大思虑： 1 如下图，电灯悬挂于两壁之间，改换水平绳而保持 O 点的地点不变，则 A 点向上挪动时（OA 使连结点）A 向上挪动A ．绳 OA 的拉力渐渐增大；B．绳 OA 的拉力渐渐减小；C．绳 OA 的拉力先增大后减小；D．绳 OA 的拉力先减小后增大。
例 3：如下图，一个重为G的匀质球放在圆滑斜直面上，斜面倾角为α，在斜面上有一圆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迟缓增大，问：在此过程中，球对挡板和球对斜面的压力大小怎样变化？思虑： 2.如下图，细绳一端与圆滑小球连结，另一端系在竖直墙壁上的 A 点，当缩短细绳小球迟缓上移的过程中，细绳对小球的拉力、墙壁对小球的弹力怎样变化？思虑：3 重G的圆滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。
用图解法解动态平衡问题——方法指导
F1 F2
mg
物体在三个力的作 用下处于平衡状态，这 三个力首尾相连组成一 个闭合的矢量三角形.
可计算出未知力的大小与方向．
F1
F2 O A
mg B F1´
几何三角形AOB与力三 角形F1´、F2、mg构成相 似三角形.
规律总结 解决动态平衡问题的常用方法
1．图解法
2．解析法
利用三力平衡图示构成闭合 三角形的规律，可以对动态平衡 问题画出不同时刻的三力矢量三 角形，进而判断三力中哪些力不 变，哪些力在变，得出三个力的 大小与方向的变化规律.
(1)根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角 图解法 的变化
(2)确定未知量大小、方向的变化
3.怎样用“相似三角形法”解平衡问题？
物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出的
其中任意两个力的合力与第三个力等值、反向的平行四边
形中，可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似，进
而得到力三角形与几何三角形对应边成比例，根据比值便
1.什么样的平衡是动态平衡 ?
物体所受的一部分力的大小和方向是动态变化的，但变化过程 中的每一个定态均可视为平衡状态. 有些题目中常出现“缓慢”一词，则物体处于动态平衡状态．
2.解决动态平衡问题的一般思路方法？ 化“动” 为“静”，“静”中求“动”．
方法
步骤
解析法(1)列平衡方程求出源自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
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【突破训练3】如图所示，将球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜
面上，当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中，
细绳上的拉力将
(D )
A．逐渐增大 C．先增大后减小
B．逐渐减小
D．先减小后增大 T
FN
解析法
TcosFNsin
TsinFNcosmgT
mg sin cos(
带滑轮的动态平衡问题
M
N
G
在共点力作用下物体的平衡
-------动态平衡专题
一、解析法 解动态平衡问题 二、用图解法解动态平衡问题（图解法还可以求极值问题） 三、相似三角形法（正、余弦定理） 解动态平衡问题
四、带滑轮的动态平衡问题
相似三角形发解动态平衡问题
T
G
FN
G
F
FN
带滑轮的动态平衡问题 例5 如图所示,将一根不能伸长的柔 软细绳两端分别系于A、B两点上,一 物体通过一光滑的动滑轮悬挂在绳 子上,达到平衡时,两段绳子间的夹角 为θ,绳子的张力为F.现将绳子A端固 定不动,B端缓慢移动到正下方的C点, 再从C点缓慢移动到与C点水平的D 点.试分析在此过程中两段绳子间的 夹角θ和绳子的张力F的变化情况.
沿球面由A到B的过程中，半球对小球的支持力FN和 绳对小球的拉力T的大小变化情况是
(A) FN变大，T变小 (B) FN变小，T变大
D
（C）FN 变小，T先变小后变大
（D） FN 不变，T变小
G
T FN
①除重力外其余两个力方向均变化
②若给定条件中有长度条件，常用力组成的三角形G ( 矢量三角形)与长度组成的三角形(几何三角形)的相 似比求解.
)
G
FN
tan
mg
sin cos
例1
【突破训练3】如图所示，将球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜
面上，当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中，
细绳上的拉力将 A．逐渐增大
B．逐渐减小
( D)
C．先增大后减小
D．先减小后增大
解析法
G
ห้องสมุดไป่ตู้
FN
图解法 G不变 FN方向不变
T
动态三角形
当作平衡处理
动态
缓慢
图2
在共点力作用下物体的平衡
-------动态平衡专题
1．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．
2．基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”． 3．基本方法：图解法和解析法．
例1 cos(A-B) = cosAcosB+sinAsinB
( D)
A 绳子的拉力增大
B．M对地面的压力变大 C．M所受的静摩擦力变大
D．滑轮轴所受的压力变大
解析法 解动态平衡问题
相似三角形法解动态平衡问题
例3 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，如图甲所示，现缓慢地拉绳，在使小球
G
课堂探究
例2 如图所示, 物体在沿粗糙斜面向上的拉力F作用下处于静止
状态. 当F逐渐增大到物体即将相对于斜面向上运动的过程中，
斜面对物体的作用力可能
( AD )
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大
斜面对物体的作用
力是斜面对物体的
支持力与摩擦力的
F
合力
解析法 图解法
G
F斜 对 物
适合图解法解题的题型
1、物体受三个力作用处于动态平衡状态 2、其中一个力大小方向都不变，还 有一个力方向不变
用图解法解动态平衡问题
T
N
图2
解析法解动态平衡问题(多个力)
例4 如图所示，质量分别为m、M的两个物体系在一根通过 定滑轮的轻绳两端，M放在水平地板上，m被悬在空中，若将 M沿水平地板向右缓慢移动少许后M仍静止，则绳中张力不变