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
(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。现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板
与滑块上且处于静止状态，则与原来相比( )
A．滑块对球的弹力增大B．挡板对球的弹力减小
C．斜面对滑块的弹力增大D．拉力F不变
4、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
C．绳的拉力变大，墙对球的弹力变小
D．绳的拉力变大，墙对球的弹力变大
5、如图所示，一小球用轻绳悬于O点，用力F拉住小球，使悬线保持偏离
竖直方向75°角，且小球始终处于平衡状态．为了使F有最小值，F与竖直
方向的夹角θ应该是( )
A．90°B．45°C．15°D．0°
6、如图所示，电灯悬挂于两墙之间，更换水平绳OA使连接点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
7、如图所示，用两个弹簧秤A和B，互成角度地拉橡皮条，使结点O达到图中所示位置，在保持O点位置和B弹簧秤拉力方向不变的情况下，将弹簧秤A缓慢地沿
顺时针方向转动，那么在此过程中，A与B的示数将分别( )
A．变大；变小B．变小；变小
C．先变小再变大；变小D．先变大再变小；变大
8、如图，运动员的双手握紧竖直放置的圆形器械，在手臂OA沿由水平方向缓慢移到A′位置过程中，若手臂OA、OB的拉力分别为F A和F B，下列表述正确的是( )
A．F A一定小于运动员的重力G
B．F A与F B的合力始终大小不变
C．F A的大小保持不变
D．F B的大小保持不变
9、如图所示，用AO、BO两根细线吊着一个重物P，AO与天花板的夹角θ保持不变，用手拉着BO线由水平逆时针的方向逐渐转向竖直向上的方向，在此过程中，BO和AO中张力的大小变化情况是( )
A．都逐渐变大
B．都逐渐变小
C．BO中张力逐渐变大，AO中张力逐渐变小
D．BO中张力先变小后变大，AO中张力逐渐减小到零
10、如图所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，当墙与薄板之间的夹角θ缓慢地增大到90°的过程中（）
①小球对薄板的正压力增大②小球对墙的正压力减小
③小球对墙的压力先减小，后增大④小球对木板的压力不可能小于球的重力
A．①②B．②④C．①③D．③④
11、如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，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F1，半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是( )
A．F1增大，F2减小B．F1减小，F2减小
C．F1增大，F2增大D．F1减小，F2增大
12、如图所示，用一根细线系住重力为G、半径为R的球，其与倾角为α的光滑斜面接触，处于静止状态，球与斜面的接触面非常小，当细线悬点O固定不动，斜面缓慢水平向左移动直至绳子与斜面平行的过程中，下述正确的是( ).
A．细绳对球的拉力先减小后增大
B．细绳对球的拉力先增大后减小
C．细绳对球的拉力一直减小
D．细绳对球的拉力最小值等于G
13、(多选)如下图所示，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与竖直墙壁之间放一光滑球B，整个装置处于静止状态．若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则( )
A．A对B的支持力减小
B．A对B的支持力增大
C．墙对B的弹力减小
D．墙对B的弹力增大
14、(多选)如图所示．在倾角为θ的光滑斜面和档板之间放一个光滑均匀球体，档板与斜面夹角为α.初始时α＋θ＜90°.在档板绕顶端逆时针缓慢旋转至水平位置的过程，下列说法正确的是( )
A．斜面对球的支持力变大
B．档板对球的弹力变大
C．斜面对球的支持力变小
D．档板对球的弹力先变小后变大
(四)相似三角形法 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。
1、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( 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
2、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F N 的大小变化情况是( )
A ．F 不变，F N 增大
B ．F 不变，F N 减小
C ．F 减小，F N 不变
D ．F 增大，F N 减小
3、如图，墙上有两个钉子a 和b ，它们的连线与水平方向的夹角为45°，
两者的高度差为l 。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点，另一端
跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a 端2
l 得c 点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac 段正好
水平，则重物和钩码的质量比12
m m 为（ ）
B. 2
C. 2
4、如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物G。现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近。则绳中拉力大小变化的情况是( )
A．先变小后变大B．先变小后不变
C．先变大后不变D．先变大后变小
5、在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，用M、N两个测力计通过细线拉橡皮条的结点，使其到达O点，此时α+β= 90°．然后保持M的读数不变，而使
α角减小，为保持结点位置不变，可采用的办法是（）
A、减小N的读数同时减小β角
B、减小N的读数同时增大β角
C、增大N的读数同时增大β角
D、增大N的读数同时减小β角
6、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
7、如图所示，轻杆BC的一端用铰链接于C，另一端悬挂重物G，并用细绳绕过定
滑轮用力拉住，开始时，∠BCA＞90°，现用拉力F使∠BCA缓慢减小，直线BC
接近竖直位置的过程中，杆BC所受的压力( )
A．保持不变B．逐渐增大C．逐渐减小D．先增大后减小
8、某欧式建筑物屋顶为半球形，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险半
球形屋顶上向上缓慢爬行(如图)，他在向上爬过程中( )
A．屋顶对他的支持力变大B．屋顶对他的支持力变小
C．屋顶对他的摩擦力变大D．屋顶对他的摩擦力不变
9、如图所示，小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细线，一端拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块．如果小圆环、滑轮、细线的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，细线又不可伸长，若平衡时弦AB所对应的圆心角为α，则两物块的质量之比应为（）
A．cos B．sin
C．2sin D．2sinα
10、如图所示，竖直绝缘墙壁上的Q 处有一固定点A ，在Q 的正上方的P 处
用绝缘细线悬挂另一质点B ，A 、B 两质点因带电而相互排斥，致使悬线与竖
直方向成θ角，由于漏电使A 、B 两质点的带电量减少，在电荷漏完之前悬线
对悬点P 的拉力为（ ）
A ． 不变
B ． 变小
C ． 变大
D ． 先变小后变大
11、如图所示，A 、B 是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是m ，它们的悬线长度是L ，悬线上端都固定在同一点O ，B 球悬线竖直且被固定，A 球在力
的作用下，在偏离B 球x 的地方静止平衡，此时A 受到绳的拉力为F T ；
现保持其他条件不变，用改变A 球质量的方法，使A 球在距离B 为2x 处静止平衡，则A 受到绳的拉力为（ ）
A ． F T
B ． 2F T
C ． 4F T
D ． 8F T
12、如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q 1、Q 2，其中小球1固定在碗底A 点，小球2可以自由运
动，平衡时小球2位于碗内的B 位置处，如图所示．现在改变小球2
的带电量，把它放置在图中C 位置时也恰好能平衡，已知AB 弦是AC 弦的两倍，则（ ）
A ． 小球在C 位置时的电量是
B 位置时电量的一半
B ． 小球在
C 位置时的电量是B 位置时电量的四分之一
C ． 小球2在B 点对碗的压力大小等于小球2在C 点时对碗的压力大小
D ． 小球2在B 点对碗的压力大小大于小球2在C 点时对碗的压力大小
13、质量为m 1、m 2的小球分别带同种电荷q 1和q 2，它们用等长的细线吊在同一点O ，由于静电斥力的作用，使m 1球靠在竖直光滑墙上，m 1球的拉线L 1呈竖直方向，使m 2球的拉线L 2与竖直方向成θ角，m 1、m 2均处于静止，如图所示．由于某种原因，m 2球的带电量q 2逐渐减少，于是两球拉线之间夹角θ也逐渐小直到零．在θ角逐渐减小的过程中，关于L 1、L 2中的张力F T 1、F T2的变化是（ ）
A．F T1不变，F T2不变B．F T1不变，F T2变小C．F T1变小，F T2变小D．F T1变小，F T2不变
β α a
b
c
θ （五）作辅助圆法
1、如图，在力的三角形中，若力a 不变，α 角不变，则力b 、c 的变化可
以用图解法来解决；
2、如图，在力的三角形中，若力a 不变，β 角不变，则力b 、c 的变化如何解决？
1、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F 1，绳OB 的拉力为F 2，则（ ）。
A 、F 1先减小后增大
B 、F 1先增大后减小
C 、F 2逐渐减小
D 、F 2最终变为零
2、（17年全国1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π2αα??> ??
?，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
3、如图，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m 的小球，B 水平。设绳A 、B 对球的拉力分别为F1 和F2 ，他们的合力为F ，现在将框架在竖直面内绕左下端缓慢转过90o ，此过程（ ）
A.F1先增大后减小
B.F2先增大后减小
C.F先增大后减小
D.F1先减小后增大
4、圆弧形货架上摆着4个完全相同的光滑小球，o为圆心。则对
圆弧面压力最小的是（）
A. a球
B. b球
C. c球
D. d球
第03讲解决动态平衡问题的五种方法答案
(二)结论法
1、[解析] 以整条电线为研究对象，受力分析如图所示，由共点力的平衡条件知，两电线杆对电线的弹力的合力与其重力平衡，由几何关系得：F cos θ
＝mg
2
，即：F＝
mg
2cos θ。由于夏天气温较高，电线的体积会膨胀，两电线杆
正中部位电线下坠的距离h变大，则电线在杆上固定处的切线方向与竖直方向的夹角θ变小，
故
mg
2cos θ变小，所以两电线杆处的电线拉力与冬天相比是变小。电线杆上的电线的质量一定，
受力平衡，夏季、冬季电线杆对地面的压力相等。所以选项B、C、D错误，A正确。[答案] A
2、【考点】力的概念及其矢量性．
【分析】两根绳拉力的合力与人的重力平衡，根据平行四边形定则判断拉力的变化．
【解答】解：对人受力分析可知，两绳的拉力的合力与人的重力的大小是相等的，人的重力的大小是不变的，所以两绳的合力F的不变，即当双臂缓慢张开时绳之间的夹角变大，两都要增大，所以B正确．A、C、D错误．
个分力的大小F
T
故选：B．
3、C
(三)图解法
1、[解析] 因为G、F N、F T三力共点平衡，故三个力可以构成一个矢量三
角形，如图所示，G的大小和方向始终不变，F N的方向不变，大小可变，
F T的大小、方向都在变，在绳向上偏移的过程中，可以作出一系列矢量三
角形，显而易见在F T变化到与F N垂直前，F T是逐渐变小的，然后F T又逐渐变大。故正确答案为D。
[答案] D
2、【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分
解的运用．
【分析】先对圆柱体Q受力分析，受到重力、杆MN的
支持力和半球P对Q的支持力，其中重力的大小和方向
都不变，杆MN的支持力方向不变、大小变，半球P对
Q的支持力方向和大小都变，然后根据平衡条件并运用
合成法得到各个力的变化规律；最后对PQ整体受力分析，根据共点力平衡条件得到地面对整体的摩擦力情况．
【解答】解：A、B、对圆柱体Q受力分析，受到重力、杆MN的支持力和半球P对Q的支持力，重力的大小和方向都不变，杆MN的支持力方向不变、大小变，半球P对Q的支持
=mgtanθ
力方向和大小都变，然后根据平衡条件，得到N
1
《力的平衡》常用解题方法【专题概述】 1 处理平衡问题的常用方法 2．一般解题步骤 (1)选取研究对象：根据题目要求，选取一个平衡体(单个物体或系统，也可以是结点)作为研究对象． (2)画受力示意图：对研究对象进行受力分析，画出受力示意图． (3)正交分解：选取合适的方向建立直角坐标系，将所受各力正交分解． (4)列方程求解：根据平衡条件列出平衡方程，解平衡方程，对结果进行讨论． 3．应注意的两个问题 (1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单． (2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少．物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法 【典例精讲】 方法1 直角三角形法 用直角三角法解答平衡问题是常用的数学方法，在直角三角形中可以利用勾股定理、正弦函数、余弦函数等数学知识求解某一个力，若力的合成的平行四边形为菱形，可利用菱形的对角线互相垂直平分的特点进行求解．
【典例1】如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m 的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g ，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为 A.2 sin αmg B.2 cos αmg C.21 mgtan α D.21 mgcot α 【答案】 A 直角三角形，且∠OCD 为α，则由21mg ＝F N sin α可得F N ＝2sin αmg ，故A 正确． 方法2 相似三角形法 物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出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，根据比值便可计算出未知力的大小与方向． 【典例2】 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，求小球处于静止状态时，弹簧与竖直方向的夹角φ.
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所示， 图2-1 图2-2 图1-1 图1-2 F 1 G F 2 图1-3
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 C B
动态平衡专题 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．始终减小，始终增大 B．始终减小，始终减小 C．先增大后减小，始终减小 D．先增大后减小，先减小后增大 2、如图所示，把一个光滑圆球放在两块挡板AC和AB之间，AC与AB之间夹角为30°，现将AC板固定而使AB板顺时针缓慢转动90°，则() A．球对AB板的压力先减小后增大 B．球对AB板的压力逐渐减小 C．球对AC板的压力逐渐增大 D．球对AC板的压力先减小后增大 3、如图所示，用绳索将重球挂在墙上，不考虑墙的摩擦。如果把绳的长度增加一些，则球对绳的拉力F1和球对墙的压力F2的变化情况是（） A．F1增大，F2减小 B．F1减小，F2增大 C．F1和F2都减小 D．F1和F2都增大 4、某欧式建筑物屋顶为半球形，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行（如图），他在向上爬过程中（） A．屋顶对他的支持力变大B．屋顶对他的支持力变小 C．屋顶对他的摩擦力变大D．屋顶对他的摩擦力不变
5、在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色．如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G．现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近（C点与A点等高）．则绳中拉力大小变化的情况是( ) A．先变小后变大B．先变小后不变 C．先变大后不变D．先变大后变小 6、如图所示，用细线悬挂一个均质小球靠在光滑竖直墙上．如把线的长度缩短，则球对线的拉力T、对墙的压力N的变化情况正确的是（） A． T、N都不变B． T减小，N增大 C． T增大，N减小D． T、N都增大 7、如图，在静止的电梯里放一桶水，将一个用弹簧固连在桶底的软木塞浸没在水中，当电梯以加速度a(a 3 5 知识点三：共点力平衡（动态平衡、矢量三角形法） 1．(单选)如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕 O 点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力 F 1 和球对斜面的压力 F 2 的变化情况是( )．答案 B A ．F 1 先增大后减小，F 2 一直减小 B ．F 1 先减小后增大，F 2 一直减小 C ．F 1 和 F 2 都一直减小 D ．F 1 和 F 2 都一直增大 2、 （单选）(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 F N 以及绳对小球的拉力 F T 的变化情况是( )．答案 D 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 3．（单选）如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，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( )． 答案 B 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 4、（单选）如图所示，一物块受一恒力 F 作用，现要使该物块沿直线 AB 运动，应该再加上另 一个力的作用，则加上去的这个力的最小值为( )．答案 B A ．F cos θ B ．F sin θ C ．F tan θ D ．F cot θ 5．(单选)如图所示，一倾角为 30°的光滑斜面固定在地面上，一质量为 m 的小木块在水平力 F 的作用下静止在斜面上．若只改变 F 的方向不改变 F 的大小，仍使木块静止，则此时力 F 与水平 面的夹角为( )．答案 A A ．60° B ．45° C ．30° D ．15° 6．（多选）一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力 F 作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这 一过程中( )． 答案：AD A ．细线拉力逐渐增大 B ．铁架台对地面的压力逐渐增大 C ．铁架台对地面的压力逐渐减小 D ．铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大 7、（多选）(苏州调研)如图所示，质量均为 m 的小球 A 、B 用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于 O 点，在外力 F 的作用下，小球 A 、B 处于静止状态．若要使两小球处于静止状态且悬线 OA 与竖直方 向的夹角 θ 保持 30°不变，则外力 F 的大小( )．答案 BCD A ．可能为 mg B ．可能为 mg 3 2 C ．可能为 2mg D ．可能为 mg 8、（单选）如图所示，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．在这一过程中，水平拉力 F 、环与杆 的摩擦力 F 摩和环对杆的压力 F N 的变化情况是( )．答案 D 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 高中物理动态平衡专题习题及答案 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( ) 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，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： ( ) 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 3.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： ( ) A.'>11F F ，'>22F F B. '<11F F ,'<22F F C. '>11F F ，'<22F F D. '<11F F ，' >22F F 4.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 5.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)： ( ) B 高中物理带电体的平衡问题 学法指导 陈超众 带电体平衡问题的处理方法与力学中平衡问题的处理方法完全相同，都是对物体进行受力分析，然后根据平衡条件列出平衡方程。只是在带电体的受力上多了电场力这一种新的性质的力，这就要求我们在处理问题时需特别注意电场力的特点。下面通过几个实例来探究一下这类问题的处理方法。 1. 一个带电体的平衡问题 例1. 如图1所示，竖直绝缘墙壁上的Q 处有一固定点A ，在Q 的正上方的P 处用绝缘细线悬挂另一质点B ，A 、B 两质点因带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使A 、B 两质点的电荷量减少，在电荷漏完之前悬线对悬点P 的拉力（ ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 先变小后变大 解析：由题意可知A 、B 必带同种电荷，在整个过程中B 质点可看成一查处于平衡状态。根据平衡条件，B 质点所受的重力G ，库仑力F ，细线拉力T 三个力的矢量构成一封闭的三角形，如图2所示。由几何关系可得QPB ~BCD ??，则可得： PQ G PB T =，所以G PQ PB T ?=，而PB 、PQ 、G 为定值，即细线对P 点的拉力不变，选C 。 点评：本题利用共点力平衡中的相似三角形法使问题得以顺利解答，利用该方法的关键是找出两个相似三角形。 2. 两个带电体的平衡问题 例2. 如图3所示，两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬于O 点，若2121l l ,q q ><，平衡时两球到过O 的竖直线的距离相等，则1m __________2m （填“>”“=”“<”) 解析：两小球均受到三个力作用而处于平衡状态，分别作出三个共点力所组成的矢量三角形如图4所示。由几何关系可知： MAO ~LMN ;BOA ~BCD ????。 可得：θ ==sin d F AB F OA g m 1 ① θ ==sin d 'F AM 'F OA g m 2 ② 'F F = ③ 由①②③可得：g m g m 21=，即21m m =。 点评：处理两个带电体平衡问题的一般思路是分别对两个带电体进行受力分析，分别根据平衡条件列出方程，然后抓住两带电体之间的库仑力大小相等、方向相反这一关联点，并以此为突破口进行求解，往往就可以使问题得以顺利解决。另外，静力学中处理共点力平衡的各种方法在此都适用。 图解法分析动态平衡问题 所谓图解法就是通过平行四边形的邻边和对角线长短的关系或变化情况，做一些较为复杂的定性分析，从图形上一下就可以看出结果，得出结论。 题型特点：（1）物体受三个力。（2）三个力中一个力是恒力，一个力的方向不变，由于第三个力的方向变化，而使该力和方向不变的力的大小发生变化，但二者合力不变。 解题思路：（1）明确研究对象。（2）分析物体的受力。（3）用力的合成或力的分解作平行四边形（也可简化为矢量三角形）。（4）正确找出力的变化方向。（5）根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。 注意几点：（1）哪个是恒力，哪个是方向不变的力，哪个是方向变化的力。 （2）正确判断力的变化方向及方向变化的围。 （3）力的方向在变化的过程中，力的大小是否存在极值问题。 【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： FAB cos 60°＝FB C sin θ， FAB sin 60°＋FB C cos θ＝FB， 联立解得FBC sin(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，F N逐渐减小B．F逐渐减小，T逐渐减小，F N逐渐增大C．F逐渐增大，T先减小后增大，F N逐渐增大 D．F逐渐减小，T先减小后增大，F N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F N′逐渐增大，对斜面受力分析如图乙所示，可知F＝F N″sinθ，则F 逐渐增大，水平面对斜面的支持力F N＝G＋F N″·cos θ，故F N逐渐增大． 答案：C 利用相似三角形相似求解平衡问题 2．相似三角形法： 当物体受三个共点力作用处于平衡状态时，若三力中有二力的方向发生变化，而无法直接用图解法得出结论时，可以用表示三力关系的矢量三角形跟题中的其他三角形相似对应边成比例，建立关系求解。 【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，如图所示，得到一个力的三角形(如图中画斜线部分)，此 ;. 动态平衡专题 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N，球对木板的压力1大小为N。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2平 位置。不计摩擦，在此过程中( ) 始终增大A．始终减小，始终减小，B．始终减小先增大后减小，．C 始终减小 先增大后减小，先减小后增大D．AC，现将之间夹角为30°AB之间，AC与AB2、如图所示，把一个光滑圆球放在两块挡板AC和) ，则( 板固定而使AB板顺时针缓慢转动90° AB板的压力先减小后增大A．球对板的压力逐渐减小．球对ABB 板的压力逐渐增大．球对ACC 板的压力先减小后增大球对ACD． 、如图所示，3用绳索将重球挂在墙上，不考虑墙的摩擦。如果把绳的长度增加一些，则球对 ）和球对墙的压力绳的拉力FF的变化情况是（21 F减小A．F增大，21增大．F减小，FB21和FF都减小C．21和F都增大D．F21 、某欧式建筑物屋顶为半球形，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在半球形屋顶上向上4 ） 缓慢爬行（如图），他在向上爬过程中（ B屋顶对他的支持力变小．A．屋顶对他的支持力变大 屋顶对他的摩擦力不变C．屋顶对他的摩擦力变大D． ;.. ;. 5、在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色．如 图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G．现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近（C点与A点等高）．则 绳中拉力大小变化的情况是( ) A．先变小后变大B．先变小后不变 C．先变大后不变D．先变大后变小 6、如图所示，用细线悬挂一个均质小球靠在光滑竖直墙上．如把线的长度缩短，则球对线的拉力T、对墙的压力N的变化情况正确的是（） A．T、N都不变B．T减小，N增大 C．T增大，N减小D．T、N都增大 7、如图，在静止的电梯里放一桶水，将一个用弹簧固连在桶底的软木塞浸没在水中，当电梯以 加速度a(a 平衡奥义种下希望就会收获 1. 如图所示，两个完全相同的光滑球的质量均为m，放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间．若缓慢转动挡板至与斜面垂直，在此过程中（） A．A、B两球间的弹力逐渐增大 B．B球对挡板的压力逐渐减小 C．B球对斜面的压力逐渐增大 D．A球对斜面的压力逐渐增大 2. 如图所示，质量为2m的物体A经一 轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B 相连，弹簧的劲度系数为k，一条不可伸 长的轻绳绕过定滑轮，一端连物体A，另 一端连一质量为m的物体C，物体A、B、 C都处于静止状态．已知重力加速度为g， 忽略一切摩擦．(1)求物体B对地面的压 力；(2)把物体C的质量改为5m，这时C缓慢下降，经过一段时间系统达到新的平衡状态，这时B仍没离开地面，且C 只受重力和绳的拉力作用，求此过程中物体A上升的高度． 3. 如图所示,一根匀质绳质量为 M,其两端固定在天花板上的A、B 两点,在绳的中点悬挂一重物,质 量为m,悬挂重物的绳PQ质量不 计。设、β分别为绳子端点 和中点处绳子的切线方向与竖直 方向的夹角,试求的大 小。 4. 如图所示，倾角为θ的斜面体 C置于水平面上，B置于斜面上， 通过细绳跨过光滑的定滑轮与A 相连接，连接B的一段细绳与斜 面平行，A、B、C都处于静止状 态．则（） A．B受到C的摩擦力一定不为零 B．C受到水平面的摩擦力一定为零 C．水平面对C的摩擦力方向一定向左 D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等 5. 如图所示半圆柱体P固定在水平地面上，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．现使MN保持竖直并且缓慢地 向右平移，在Q滑落到地面之前的此过程中，下列说法中正确的是（）A．MN对Q的弹力逐渐减小 B．MN对Q的弹力保持不变 C．P对Q的作用力逐渐增大D．P对Q的作用力先增后减小 6. 如图所示，质量为M、半径为R、 内壁光滑的半球形容器静止放在粗 糙水平地面上，O为球心。有一劲度 系数为k的轻弹簧一端固定在半球 底部处，另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P 点。已知地面与半球形容器间的动摩擦因数为, OP与水平方向夹角为。则 A.小球受到轻弹簧的弹力大小为 B.小球受到容器的支持力大小为 C.半球形容器受到地面的摩擦力大小为 D.半球形容器受到地面的支持力大小为 7. 一光滑圆环固定在竖直平面内， 环上套着两个小球A和B(中央有 孔),A、B间由细绳连接着,它们处 于如图所示位置时恰好都能保持静 止状态.此情况下,B球与环中心O 处于同一水平面上,A、B间的细绳 呈伸直状态,且与水平线成30°角. 已知B球的质量为2 kg,求细绳对B 球的拉力和A球的质量. (g取10 m/s2) 8. 如图所示，两楔形物块A、B部分靠 在一起，接触面光滑，物块B放置在地 面上，物块A上端用绳子拴在天花板上， 绳子处于竖直伸直状态，A、B两物块均 保持静止。下列说法中正确的是（） A；绳子的拉力可能小于A的重力 B；地面受的压力大于物块B的重力 C；物块B受到地面的摩擦力方向水平向左 D；物块B与地面间不存在摩擦力 9. 如图所示，一质量为M的楔 形木块放在水平桌面上，它的顶 角为90°，两底角为α和β；a、b 为两个位于斜面上质量均为m的小木块，已知所有接触面都是光滑的．现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于（）A．Mg+mg B．Mg+2mg 高一物理动态平衡专题 习题和答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 高中物理动态平衡专题习题及答案 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( ) 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，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： ( ) 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 3.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： ( ) A.'>11F F ，'>22F F B. '<11F F ,' <22F F C. '>11F F ，'<22F F D. '<11F F ，' >22F F 4.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 B O A B O O ' 高中物理物体的动态平衡问题解题技巧题型概述： 物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态，但受力不断发生变化的问题。物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题，但有时也可将分析三力平衡的方法推广到四个力作用下的动态平衡问题。 思维模板： 常用的思维方法有两种。(1)解析法：解决此类问题可以根据平衡条件列出方程，由所列方程分析受力变化;(2)图解法：根据平衡条件画出力的合成或分解图，根据图像分析力的变化。 分时间 以课标卷高考为例，高考物理一共8个选择题，按照高考选择题总时间在35-45分钟的安排，物理选择题时间安排在15-25分钟为宜，大约占所有选择题的一半时间(由于生物选择题和化学选择题的计算量不大，很多题目可以直接进行判断，所以物理选择题所占的时间比例应稍大些).在物理的8个选择题中，时间也不能平均分配，一般情况下，选择题的难度会逐渐增加，物理选择题也不会例外，难度大的题目大约需要3分钟甚至更长一点的时间，而难度较小的选择题一般1分钟就能够解决了，8个选择题中，按照2:5:1的关系，一般有2个简单题目，5个中档题目和1个难度较大的题目(开始时难题较小) 析本质 选择题一般考查的是考生对基本知识和基本规律的理解及应用这些知识进行一些定性推理，很少有较复杂的计算.解题时一定要注意一些关键词，例如“不正确的”“可能”与“一定”的区别，要讨论多种可能性.不要挑题做，应按题号顺序做，而且开始应适当慢一点，这样刚上场的紧张心情会逐渐平静下来，做题思维会逐渐活跃，不知不觉中能全身心进入状态.一般地讲，如遇熟题，题图似曾相识，应陈题新解；如遇陌生题，题图陌生、物理情景陌生，应新题常规解，如较长时间分析仍无思路，则应暂时跳过去，先做下边的试题，待全部能做的题目做好后，再来慢慢解决(此时解题的心情已经会相对放松，状态更易发挥).确实做不出来时，千万不要放弃猜答案的机会，先用排除法排除能确认的干扰项，如果能排除两个，其余两项肯定有一个是正确答案，再随意选其中一项，即使一个干扰项也不能排除仍不要放弃，四个选项中随便选一个.尤其要注意的是，选择题做完后一定要立即涂卡. 巧应对 高考物理选择题是所有学科中选择题难度最大的，主要难点有以下几种情况：一是物理本身在各个学科中就属于比较难的学科；二是物理选择题是不定项选择，题目答案个数不确定，造成在选择的时候瞻前顾后，不得要领；三是大部分选择题综合性很高，涉及的知识点比计算题和填空题还要多，稍有不慎，就会顾此失彼；四是有些选择题本身就是小型的计算题，计算量并不比简单的计算题小. 动态平衡问题 教学目标：学会解决各类平衡问题 教学重点：动态平衡问题 教学难点： 解决平衡问题常用方法 1、合成与分解法 合成法：讲三个力中的任意两个力合成为一个力，则其合力与第三个力平衡，把三力平衡问题转化为二力平衡问题。 分解法：当物体受到三个共点力的作用处于平衡状态时，利用平行四边形对任意一个力沿另外两个力的作用线方向分解，则这两个分力分别与另外两个力等大反向。 三角函数：sin 斜边对边正弦= cos 斜边邻边余弦= tan 邻边 对边 正切= 正弦定理： C c B b A a sin sin sin = = 余弦定理：θcos 2222ab b a c -+= 2、矢量三角形法 物体在三个力作用下处于平衡状态时，这三个力必可构成一封闭三角形。通过受力分析，画出物体受力示意图，将力平移后组成三角形。然后直接利用上述的数学知识解三角形。 3、正交分解法 通常在解决多力平衡问题时非常方便。一般应遵循的原则为：不在坐标轴上的力越少越好，各力与坐标轴之间的夹角是特殊角为好。常见角度30 45 60 90 37 53 4、整体法和隔离法 整体法：当只研究系统而不涉及系统内部的相互作用时一般可采用整体法。 隔离法：一般在研究系统内物体间相互作用时采用隔离法。 ★动态平衡问题运用图解法 图解法通常使用在三力作用下或可等效为三力作用下的动态平衡问题。 （1）三个力的方向都不变 (2)三个力中有一个力恒定，有一个力方向恒定 如图，在此情况下可作出力的矢量三角形，确定三角形中不变的边与方位不变的边，由线段长度及另一边的方位变化来确定力的大小、方向变化情况。 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 B .F N 始终不变 C ．F 先减小，后增大 D.F 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( )。 (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？ 图2-1 图 2-2 图2-3 图1-1 图1-2 F 1 G F 2 图1-3 ′ 第一部分动态平衡分析 动态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，故这是力平衡问题中的一类难题。 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。 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。 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 【答案】A 【解析】动态平衡问题，F与T的变化情况如图： - . - 总结资料- - . - 总结资料- 可得：'''F F F →→↑ '''T T T →→↑ 2 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？ 【解析】取球为研究对象，如图所示，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。 3 如图所示，小球被轻质细绳系着，斜吊着放在光滑斜面上，小球质量为m ，斜面倾角为θ，向右缓慢推动斜面，直到细线与斜面平行，在这个过程中，绳上力、斜面对小球的支持力的变化情况？ 【解析】绳上力减小，斜面对小球的支持力增大 【同类题】如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量为m ，斜面倾角α=30° ，细绳与竖直方向夹角θ=30°，斜面体的质量M =3m ，置于粗糙水平面上．求： 图1-1 图1-2 物体的平衡单元测试 一、选择题 1．关于静摩擦力，下列说法正确的是 ．两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用 B．静摩擦力一定是阻力 受静摩擦力作用的物体一定是静止的 D．在压力一定的条件下，静摩擦力的大小是可以变化的，但有一定限度 ．关于相互接触的两物体之间的弹力和摩擦力，下列说法正确的是 A．有摩擦力一定有弹力 B．摩擦力的大小与弹力成正比 C．有弹力一定有摩擦力D．弹力是动力，摩擦力是阻力 3．一个弹簧挂30N的重物时，弹簧伸长1.2cm，若改挂100N的重物时，弹簧总长为20cm，则弹簧的原长为 12cm B．14cm C．15cm D． 16cm 4．把一个力分解成两个力，并已知一个力的大小和另一个力的方向．下列说法错误的是A．可能无解 B．可能有一个解 C．可能有两个解 D．一定有两．将一个力F=10N分解为两个分力，已知一个分力的方向与F成30°角，另一个分力的大小为6N，则在分解中 A．有无数组解 B．有两解 C．有唯一解 D．无解 6．在分析物体受力时，下面的说法正确的是 ．向上抛出后的物体受到向上的作用力 B．两物体相互挤压时，其弹力沿接触面垂直的方向指向施力物体 ．轻绳的拉力方向指向绳子收缩的方向 D．放在斜面上的物体受到的重力可分解成下滑力和正压力 7．三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上，a球的重心Oa位于球心，b球和c球的重心Ob、Oc分别位于球心的正上方和球心的正下方，如图1-87所示，三球均处于平衡状态．支点P对a球的弹力为Na，对b球的弹力为Nb，对c球的弹力为Nc，则 A．Na= N b= Nc B．Nb＞Na＞Nc C．Nb＜Na＜Nc D．Na＞Nb=N c 8．如图1-88所示，物体在水平力F作用下静止在斜面上，若稍增大水平力 F，而物体仍能保持静止，下列说法正确的是 ．斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大 ．斜面对物体的静摩擦力及支持力都一定增大 高中物理《力、共点力的平衡》精选典型题 （高考物理典型题全接触）强烈推荐 解决动态平衡问题一般方法 1、对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。受力分析的顺序：先找重力、其它场力，考察研究对象与其它物体有几个接触面（点），然后依次分析各个接触面的弹力和摩擦力 2．整体法：研究外力对物体系统的作用时，一般选用整体法。因为不用考虑系统内力，所以这种方法更简便，总之，能用整体法解决的问题不用隔离法。 3．隔离法：分析系统内各物体(各部分)间的相互作用时，需要选用隔离法，一般情况下隔离受力较少的物体。 4．图解法：如果物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，另一个力的方向不变，此时可用图解法，画出不同状态下力的矢量图，判断各个力的变化情况． 5．解析法：如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根据自变量的变化确定因变量的变化． 6．相似三角形法：如果物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，可以用力三角形与几何三角形相似的方法． 弹力的分析方法 1．弹力有无的判断 (1)条件法：根据产生弹力的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断． (2)假设法或撤离法：可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合．还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离”，看研究对象能否保持原来的状态． 静摩擦力的分析方法 与绳、接触面、杆的弹力类似，静摩擦力也是“被动力”，要分析其有无、方向及大小，必须了解物体的其他受力和状态． (1)假设法：先假设没有静摩擦力(接触面光滑)，看相对静止的物体间能否发生相对运动．若能发生相对运动，则有静摩擦力，方向与相对运动方向相反；若不能发生相对运动，则没有静摩擦力． (2)状态法：根据物体的运动状态来确定，思路如下． (3)转换法：利用牛顿第三定律(作用力与反作用力的关系)来判定．先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的大小和方向，再确定另一物体受到的反作用力——静摩擦力的大小和方向. 一、选择题： 1．如图所示，A 、B 、C 为三个质量相等、材料相同的小物块，在沿斜面向上的拉力作用下，沿相同的粗糙面上滑，其中A 是匀速上滑，B 是加速上滑，C 是减速上滑，而斜面体相对地面均处于静止状态，斜面体甲、乙、丙所受地面的摩擦力分别为1f 、2f 、3f ，该三个力的大小关系是（ ） 专题2.3 动态平衡问题 一．选择题 1．（2018江西南昌三模）如图所示，倾斜的木板上有一静止的物块，水平向右的恒力F 作用在该物块上，在保证物块不相对于木板滑动的情况下，现以过木板下端点O 的水平轴为转轴，使木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度。在此过程中下面说法正确的是 A ．物块所受支持力一定变大 B ．物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变 C ．物块所受摩擦力可能变小 D ．物块所受摩擦力一定变大 【参考答案】BC 【命题意图】本题考查受力分析、平衡条件及其相关的知识点。 2.（2018全国联考）如图所示，在竖直的墙面上用铰链固定一可绕O 点自由转动的轻杆，一定长度的轻绳系在轻杆的A 、C 两点，动滑轮跨过轻绳悬吊一定质量的物块。开始时轻杆位于水平方向，轻绳对A 、C 两点的拉力大小分别用1F 、2F 表示。则下列说法正确的是 A ．当轻杆处于水平方向时1F 2F B ．若将轻杆沿顺时针方向转过一个小角度，则1F 增大、2F 增大 C ．若将轻杆沿逆时针方向转过一个小角度，则1F 增大、2F 增大 D ．无论将轻杆怎样转动，则1F 、2F 均减小 【参考答案】D 3．（宁夏银川一中2018届高三第四次模拟考试理综物理试卷）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 的作用力不变 B. A 对B 的压力增大 C. 木板对B 的支持力增大 D. 木板对B 的摩擦力不变 【参考答案】 A 【名师解析】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， 知识点三：共点力平衡（动态平衡、矢量三角形法） 1．(单选)如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕 O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()．答案B A．F1先增大后减小，F2一直减小 B．F1先减小后增大，F2一直减小 C．F1和F2都一直减小 D．F1和F2都一直增大 2、（单选）(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F N以及绳对小球的拉力F T的变化情况是()．答案D 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 3．（单选）如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，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F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是()．答案B A．F1增大，F2减小B．F1增大，F2增大 C．F1减小，F2减小D．F1减小，F2增大 4、（单选）如图所示，一物块受一恒力F作用，现要使该物块沿直线AB运动，应该再加 上另一个力的作用，则加上去的这个力的最小值为()．答案B A．F cos θB．F sin θ C．Ftan θD．F cot θ 5．(单选)如图所示，一倾角为30°的光滑斜面固定在地面上，一质量为m的小木块在水平力F的作用下静止在斜面上．若只改变F的方向不改变F的大小，仍使木块静止，则此时力F与水平 面的夹角为()．答案A A．60°B．45° C．30°D．15° 6．（多选）一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这一 过程中()．答案：AD A．细线拉力逐渐增大B．铁架台对地面的压力逐渐增大 C．铁架台对地面的压力逐渐减小D．铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大 7、（多选）(苏州调研)如图所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的作用下，小球A、B处于静止状态．若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直 方向的夹角θ保持30°不变，则外力F的大小()．答案BCD A．可能为 3 3 mg B．可能为 5 2 mg C．可能为2mg D．可能为mg 8、（单选）如图所示，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．在这一过程中，水平拉力F、环 与杆的摩擦力F摩和环对杆的压力F N的变化情况是()．答案D 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保持不变高中物理受力分析(动态平衡问题)典型例题(含答案)【经典】(可编辑修改word版)
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