人教版高三物理动态平衡受力分析学案
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高中物理动态平衡定律教案
本节课将通过实验和讨论来介绍动态平衡定律,让学生了解物体在受到外力作用时的运动状态,并掌握动态平衡定律的应用。
一、教学目标:
1. 了解动态平衡定律的概念和原理;
2. 掌握动态平衡定律的应用方法;
3. 能够通过实验验证动态平衡定律。
二、教学重点:
1. 动态平衡定律的概念和原理;
2. 动态平衡定律的应用方法。
三、教学过程:
1. 导入:介绍动态平衡定律的概念和意义。
2. 实验演示:老师进行实验演示,展示在受到多个力的作用时如何使物体保持动态平衡。
3. 学生讨论:与学生一起讨论实验结果,引导他们思考如何应用动态平衡定律来解释物体的运动状态。
4. 练习:让学生进行练习,通过计算和分析实际情况来应用动态平衡定律。
5. 总结:总结本节课的重点内容,确保学生掌握了动态平衡定律的应用方法。
四、作业布置:
1. 完成课堂练习;
2. 阅读相关资料,了解更多关于动态平衡定律的知识。
五、教学反思:
本节课通过实验和讨论,让学生深入理解了动态平衡定律的原理和应用方法,培养了学生的实验观察和分析能力。
在未来的教学中,可以引入更多生动有趣的实验,并鼓励学生积极参与,提高他们的学习兴趣和动手能力。
受力分析之动态平衡一、识别:特征1:要求判定力的大小变化特征2:物体缓慢或匀速运动,且受三个力(四个力见三,特例)二、分类及做法:1,受力分析,并作出力的三角形(重力不动,一个平移,一个反向延长)2,判定除重力外是否有另一个力方向不变如果有,用矢量三角形法如果无,用相似三角形法矢量三角形法:第一步:重力方向大小不变,一个力方向不变,判定另一个力是顺时针还是逆时针转;第二步:该力绕其与重力的交点转动,并画出转动后的情况;第三步:对比转动前后的线段长度,得出力的变化情况;相似三角形法:第一步:构造几何三角形和力的三角形相似(找和三个力分别平行的三个边);第二步:列对应边成比例;第三步,分析边和力的大小变化,一定有重力和重力对应的边不变,进而得出结论;三、特例如果物体受四个力,并且其中有滑动摩擦力,也可用上述方法。
做法是将滑动摩擦力和支持力合成为一个力,该力方向永不变,此处涉及摩擦角的概念,容后详述。
习题1.如图所示,在半径为R的光滑半球面上高h处悬挂一定滑轮,重力为G的小球用绕过滑轮的绳子被站在地面上的人拉住,人拉动绳子,在与球面相切的某点缓缓运动到接近顶点的过程中,试分析小球对半球的压力和绳子拉力如何变化。
2.如图所示,杆BC的B端铰接在竖直墙上,另一端C为一滑轮。
重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处,杆恰好处于平衡.若将绳的A端沿墙向下移到点A′,再使之平衡(BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计),则()A.绳的拉力增大,杆BC受到的压力增大B.绳的拉力不变,杆BC受到的压力减小C.绳的拉力不变,杆BC受到的压力增大D.绳的拉力不变,杆BC受到的压力不变3.如图所示,小球用细绳系在倾角为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4.如图所示,竖直杆AB在绳AC拉力作用下使整个装置处于平衡状态,若绳AC加长,使点C缓慢向左移动,杆AB仍竖直,且处于平衡状态,那么绳AC的拉力T和杆AB所受的压力N与原先相比,下列说法中正确的是()A.T增大,N减小B.T减小,N增大C.T和N均增大D.T和N均减小5.如图所示,用细绳通过定滑轮沿竖直光滑的墙壁匀速向上拉,则拉力F和墙壁对球的支持力N的变化情况是()A.F增大,N增大B.F增大,N不变C.F减小,N增大D.F减小,N不变6.如图17所示竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A,Q正上方的P点用丝线悬挂另一质点B, A、B两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成θ角,由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减小。
动态平衡问题----------河南永城市高级中学蒋超英 2012/11/19 在有关物体的平衡问题中,存在着大量的动态问题.这一问题在高考试题中频频出现,因其具有一定的综合性和灵活性,所以能考查学生分析问题和解决问题的能力.所谓动态平衡问题,就是指通过控制某一物理量,使其它物理量发生缓慢变化.解动态问题的关键是抓住不变的量,依据不变的量来确定其它量的变化规律.常用的分析方法有图解法,解析法和相似三角形法。
缓慢变化的平衡问题,从宏观上看,物体是运动变化的,但从微观上理解是平衡的,即任一时刻物体均处于平衡状态。
1:利用图解法处理动态平衡问题1.图解法: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范围。
(3)力的方向在变化的过程中,力的大小是否存在极值问题。
解答“动态型”问题时,一定要认清哪些因素保持不变,哪些因素是改变的,这是解答动态问题的关键【典例】1. 如图所示,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,F BC先减小后增大.甲乙特别注意: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F AB、F BC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:F AB cos 60°=F B C sin θ,- - - - - - - -- - --- -○1F AB sin 60°+F B C cos θ=F B,- - - - - - - - - -○2由○1○2联立解得F BC sin(30°+θ)=F B/2,显然,当θ=60°时,F BC最小,故当θ变大时,F BC先变小后变大.答案:B【典例】2.如图所示,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由水平转至竖直的过程中,绳OB的张力的大小将()A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大【答案】D【解析】在绳OB转动的过程中物块始终处于静止状态,所受合力始终为零。
《力的动态平衡问题》教学设计
一、教学目标
1.理解力的动态平衡概念。
2.掌握分析力的动态平衡问题的方法,如图解法、解析法等。
3.培养学生的受力分析能力和综合运用知识的能力。
二、教学重难点
1.重点:力的动态平衡问题的分析方法。
2.难点:根据不同情境选择合适的分析方法。
三、教学方法
讲授法、实例分析法、小组讨论法。
四、教学过程
1.概念引入
通过实例展示力的动态平衡现象,引出概念。
2.分析方法讲解
(1)介绍图解法,通过力的矢量三角形分析力的变化。
(2)讲解解析法,利用数学方法求解力的变化。
3.实例分析
选取不同类型的力的动态平衡问题进行分析。
4.小组讨论
组织学生讨论如何选择合适的分析方法。
5.课堂练习
让学生进行力的动态平衡问题的练习。
6.课堂小结
总结力的动态平衡问题的概念和分析方法。
7.作业布置
布置课后作业,包括不同难度的力的动态平衡问题。
物理高中力学动态平衡教案一、教学目标:1. 知识与技能:掌握物体在平衡状态下的受力分析方法,能够应用基本公式解决相关问题。
2. 过程与方法:培养学生的观察分析能力,提高学生的实验探究和问题解决能力。
3. 情感态度与价值观:培养学生合作意识,培养学生正确的科学态度和实验精神。
二、教学重点和难点:重点:力学平衡概念的理解,受力分析方法的掌握。
难点:平衡状态下不同受力之间的关系及其解决问题的方法。
三、教学内容:1. 力学平衡的基本概念(力的平衡条件、力矩等)。
2. 受力分析方法在动态平衡中的应用。
3. 动态平衡实验的设计与操作。
四、教学过程:1. 导入:通过一个简单的实验引入动态平衡的概念,并让学生讨论力的平衡条件。
2. 理论讲解:介绍动态平衡的概念及力的平衡条件、力矩的概念及作用。
3. 实验操作:设计动态平衡实验,让学生亲自操作进行受力分析,探索力学平衡的规律。
4. 讨论与总结:学生根据实验结果进行讨论,总结受力分析的方法及解决问题的技巧。
五、教学手段:1. 实验设备:天平、示波器等。
2. 讲授:PPT、教案等。
3. 实践:实验操作、讨论等。
六、教学反馈:1. 组织学生进行小组讨论,检查学生对动态平衡的理解及受力分析方法的掌握情况。
2. 通过课堂作业或实验报告等形式,评价学生的学习情况。
七、教学延伸:1. 引导学生进一步探索动态平衡的应用领域,如力的分解、力矩的计算等。
2. 鼓励学生独立设计实验,探究动态平衡的规律。
八、教学反思:在教学过程中,需要注重培养学生的实践能力和问题解决能力,激发学生的学习兴趣,提高学生的学习效果。
同时,教师也要及时对学生的学习情况进行评价和反馈,引导学生进行自我反思,不断提升学生的学习水平。
动态平衡复习高三物理教案一、教学目标1.巩固学生对动态平衡概念的理解。
2.培养学生运用牛顿第二定律分析动态平衡问题的能力。
3.提高学生解决实际问题的能力。
二、教学重难点1.重点:动态平衡条件的应用,牛顿第二定律的应用。
2.难点:复杂动态平衡问题的分析,临界问题的处理。
三、教学过程一、导入1.回顾动态平衡的定义及条件。
2.提问:动态平衡问题中,物体所受的力有哪些特点?二、知识讲解1.动态平衡条件:当物体受到多个力的作用时,物体所受的合力为零,物体处于平衡状态。
动态平衡条件下,物体所受的力会发生变化,但合力始终为零。
2.牛顿第二定律:牛顿第二定律表达式:F=ma当物体受到合力时,物体的加速度与合力成正比,与物体的质量成反比。
3.动态平衡问题的分析方法:确定研究对象,分析物体所受的力。
根据动态平衡条件,列出方程。
解方程,求解未知量。
三、案例分析1.案例一:物体在水平面上做匀速直线运动,分析物体所受的力。
2.案例二:物体在斜面上做匀速直线运动,分析物体所受的力。
3.案例三:物体在水平面上做匀速圆周运动,分析物体所受的力。
四、课堂练习1.练习题一:物体在水平面上受到两个力的作用,求物体受到的合力。
2.练习题二:物体在斜面上受到三个力的作用,求物体受到的合力。
3.练习题三:物体在竖直圆周运动中,求物体受到的向心力。
五、临界问题分析1.临界问题的定义:物体受到的力达到极限状态,物体将失去平衡。
2.临界问题的分析方法:确定临界条件。
根据临界条件,列出方程。
解方程,求解未知量。
3.案例分析:物体在斜面上受到一个力的作用,求物体失去平衡的临界角度。
2.反思课堂练习中的不足,提高解题能力。
七、作业布置1.复习动态平衡条件及牛顿第二定律。
2.完成课堂练习题。
3.预习下一节课内容:牛顿第三定律。
八、教学反思1.本节课学生对动态平衡条件的理解有所提高,但还需加强练习。
2.学生在解决实际问题时,还需加强分析能力。
3.临界问题的处理是本节课的难点,需加强讲解和练习。
高中物理《动态平衡》教案一、教学目标1.知道动态平衡的概念,会分析动态平衡的条件。
2.通过小组讨论,学生提高用物理语言解释生活现象的能。
3.通过用物理解释生活中的现象,学生体会物理服务于生活,提升学习物理的兴趣。
二、教学重难点【重点】动态平衡的概念,动态平衡的条件。
【难点】用动态平衡解释生活现象。
三、教学过程环节一:导入新课教师复习导入提问学生:放在桌子上静止的水杯是平衡的吗?平衡的条件是什么?学生已有的知识可以回答:水杯是受力平衡的,水平方向上不受力,竖直方向上,重力与支持力相等。
教师继续追问:只有静止的物体才能受力平衡吗?运动的物体是否能存在平衡呢?在学生讨论的基础上引出课题《动态平衡》。
环节二:新课讲授教师和学生一起复习静态平衡,画出导入中水杯的受力示意图,引导大家认识静态平衡中,合力为零。
教师出示多媒体:跳伞运动员打开降落伞后,匀速下落;汽车在水平路面上向前匀速行驶;让学生画出受力分析图,提问学生,这两个物体的受力有什么特征。
学生画图之后可以分析:人在竖直方向上重力等于阻力;汽车在水平方向上动力等于阻力,竖直方向上支持力等于重力。
教师总结介绍:运动的物体也可以受力平衡,就整体而言,可能受力不平衡,但是可以在某方向上受力平衡,人们把这种平衡叫做动态平衡。
教师出示在水面上加速行驶的船,让学生独立思考物体是否是动态平衡的。
学生可以回答:船虽然在水平方向上是受到不平衡力的,加速行驶,但是在竖直方向上,重力始终等于支持力。
教师总结:虽然船在水平方向做变速运动,但是在竖直方向上只受重力和支持力这一对平衡力,因此船在竖直方向上处于平衡状态。
教师在多媒体上出示书本中球从斜面上落下的例子,提问球的运动状态,是否满足动态平衡的条件。
学生小组讨论,画出球的受力分析,分享结论。
教师归纳引导:将球沿斜面方向上正交分解,可以得到:垂直斜面方向:球受重力垂直斜面的分力以及斜面对球的支持力;斜面方向:球受重力沿斜面方向的分力和斜面对球的摩擦力。
动态平衡相关实例的分析与高三物理教案。
一、动态平衡实例分析1.汽车轮胎的动态平衡当我们驾驶高速行驶的汽车时,轮胎的动态平衡对于车辆的行驶质量和安全都有着很大的影响。
如果轮胎存在偏差,会导致车辆震动、轮胎磨损、提高油耗等问题。
为了保证汽车轮胎的动态平衡,必须进行轮胎平衡测试和校正。
轮胎平衡测试和校正是通过给轮胎加上分布均匀的重量,达到使轮胎的重心与轴心在同一平面上的目的。
这样可以减少轮胎在高速行驶中的方向改变和摆动,提高车辆的平稳性和舒适性。
2.飞机的动态平衡飞机的动态平衡也十分重要,它直接影响飞机的飞行安全。
飞机若不平衡,会引起飞机的摇晃、抖动,进而影响飞机飞行的航向和高度。
为了保证飞机的动态平衡,必须进行重心平衡测试和调整。
同时,还需要采取一些措施,如增加舵面的面积、调节舵面的角度等,使飞机在飞行的过程中达到平衡状态。
3.移动式吊装的动态平衡在工业生产中,大量的设备、物料需要通过吊装的方式进行转移和运输。
移动式吊装的动态平衡对于吊装的稳定性和安全性也有着至关重要的影响。
为了保证吊装的动态平衡,必须进行吊装平衡测试和校正。
同时,在吊装过程中需要控制吊装速度、减少晃动等,使吊装操作更加平稳、高效、安全。
二、高三物理教案分析对于高三学生来说,动态平衡也是一个重要的概念。
如何通过教学,让学生深入理解动态平衡的概念及其在实际生活中的应用,是一项十分重要的任务。
1.教学目标通过本次教学,让学生深入了解动态平衡的概念,理解动态平衡在实际生活中的应用;掌握动态平衡的基本原理和方法;了解动态平衡的测试和调整过程。
2.教学重点动态平衡的概念及其在实际生活中的应用;动态平衡的基本原理和方法。
3.教学难点动态平衡的测试和调整过程。
4.教学方法通过实验的方式,让学生亲身体验和掌握动态平衡的原理和方法。
同时,通过展示有关实例,让学生更好地理解动态平衡的应用。
5.教学步骤(1)介绍动态平衡的概念及其在实际生活中的应用。
(2)讲解动态平衡的基本原理和方法。
动态平衡问题分析◎知识梳理1 •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变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态中.2 •图解分析法对研究对象在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,在同一图中做出物体在若干状态下力的平衡图(力的平行四边形),再由动态力的四边形各边长度变化及角度变化确定力的大小及方向的变化情况.动态平衡中各力的变化情况是一种常见类型.总结其特点有:合力大小和方向不变;一个分力的方向不变,分析另一个分力方向变化时两个分力大小的变化情况•用图解法具有简单、直观的优点.◎例题评析【例14】如图所示,质量为m的球放在倾角为a的光滑斜面上,试分析挡板Ao与斜面间的倾角:多大时,Ao所受压力最小?【分析与解答】虽然题目问的是挡板AO的受力情况,但若直接以挡板为研究对象,因挡板所受力均为未知力,将无法得出结论。
以球为研究对象。
球所受重力mg产生的效果有两个:对斜面产生了压力F i,对挡板产生了压力F2。
根据重力产生的效果将重力分解,如图所示。
当挡板与斜面的夹角1由图示位置变化时,F i大小改变,但方向不变,始终与斜面垂直,F2的大小、方向均改变(图中画出一系列虚线表示变化的F2)。
由图可看出,当F2与F i垂直时,挡板A0所受压力最小,最小压力F2= mgsin .根据力的平行四力形法则或三角形法则,画一系列的图示在作题时是非常实用的。
【例15】如图所示,滑轮本身的质量忽略不计,滑轮轴。
安在一根轻木杆B上,一根轻绳Ac绕过滑轮,A端固定在墙上,且绳保持水平,C端下面挂一个重物,B0与竖直方向夹角0=45。
,系统保持平衡。
若保持滑轮的位置不变,改变0的大小,则滑轮受到木杆的弹力大小变化情况是()A .只有角0变小,弹力才变大3.如图所示,竖直绝缘墙壁上有一固定的质点A ,在A 的正上方的P 点用丝线悬挂另一质B •只有角0变大,弹力才变大C .不论角0变大或变小,弹力都变大D .不论角0变大或变小,弹力都不变【分析与解答】 轻木杆B 对滑轮轴0的弹力不一定沿着轻木杆 B 的线度本身,而应当是根 据滑轮处于平衡状态来进行推断,从而得出其方向和大小。
受力分析精讲知识点1:动态平衡1.动态平衡:物体受到大小方向变化的力而保持平衡。
是受力分析问题中的难点,也是高考热门考点。
2.在共点力的平衡中,有些题目中常有“缓慢”一词,表示物体在受力过程中处于动态平衡状态,即每一时刻下物体都保持平衡。
3.基本方法:解析法、图解法和相似三角形法.知识点2:解析法解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出未知力的函数表达式,然后根据自变量的变化进行分析。
通常需要借助正交分解法和力的合成分解法。
特别适合解决四力以上的平衡问题。
例1:有一只小虫重为G,不慎跌入一个碗中,如图,碗内壁为一半径为R的球壳的一部分,且其深度为D,碗与小虫脚间的动摩擦因数为μ,若小虫可顺利爬出碗口而不会滑入碗底,则D的最大值为多少?(用G、R表示D)例2:如图所示,上表面光滑的半圆柱体放在水平面上,小物块从靠近半圆柱体顶点O的A点,在外力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态。
下列说法中正确的是 ( )A. 半圆柱体对小物块的支持力变大B. 外力F先变小后变大C. 地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小D. 地面对半圆柱体的支持力变大知识点3: 图解法图解法常用来解决动态平衡类问题,尤其适合物体只受三个力作用,且其中一个为恒力的情况。
根据平行四边形(三角形)定则,将三个力的大小、方向放在同一个三角形中. 利用邻边及其夹角跟对角线的长短关系分析力大小变化情况。
因此图解法具有直观、简便的特点。
在应用时需正确判断某个分力方向的变化情况及变化范围,也常用于求极值问题。
1. 恒力F+某一方向不变的力例3:如图1所示,用细绳通过定滑轮沿竖直光滑的墙壁匀速向上拉动,则拉力F和墙壁对球的支持力N的变化情况如何?例4: 如右图所示,半圆形支架BAD ,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位置逐渐移至竖直位置C 的过程中,分析OA 绳和OB 绳所受力的大小如何变化?例5:如图所示,在固定的、倾角为α斜面上,有一块可以转动的夹板(β不定),夹板和斜面夹着一个质量为m 的光滑均质球体,试求:β取何值时,夹板对球的弹力最小?归纳:物体受到三个力而平衡,若其中一个力大小方向不变,另一个力的方向不变,第三个力大小方向都变,在这种情况下,当大小、方向可改变的分力与方向不变、大小可变的分力垂直时,存在最小值。
例6: 如图3装置,AB 为一光滑轻杆,在B 处用铰链固定于竖墙壁上,AC 为不可伸长的轻质拉索,重物W可在AB 杆上滑行。
(1)画出重物W 移动到AB 杆中点,AB 杆的受力分析。
(2)试分析当重物W 从A 端向B 端缓慢滑行的过程中,绳索中拉力的变化情况以及墙对AB 杆作用力的变化情况。
图32.恒力F+某一大小不变的力三力中有一个力确定.即大小、方向不变,一个力大小确定,这个力的方向及第三个力的大小、方向变化情况待定。
这类题目需要辅助圆图解法。
例7:如图所示,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角例8:如图7所示,质量为m 的小球,用一细线悬挂在点0处.现用一大小恒定的外力F(F ﹤mg),慢慢将小球拉起,在小球可能的平衡位置中,细线与竖直方向的最大的偏角是多少?3.恒力F+某一大小不变的角例9: 如图所示的装置,用两根细绳拉住一个小球,两细绳间的夹角为θ,细绳AC 呈水平状态.现将整个装置在纸面内顺时针缓慢转动,共转过90°.在转动的过程中,CA 绳中的拉力F 1和CB 绳中的拉力F 2的大小发生变化,即( ) A .F 1先变小后变大 B .F 1先变大后变小 C .F 2逐渐减小D .F 2最后减小到零知识点4: 相似三角形法相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法,属于图解法的特例情况。
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。
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。
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10: 如图所示,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,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 变小例11: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 都减小例12: (多选) 一轻杆BO ,其O 端用光滑铰链铰于固定竖直杆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 始终不变知识点5: 临界法若题目中出现“最大”“最小”“刚好”等词语时,一般都有临界状态出现。
求解平衡中的临界问题和极值问题时,首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,找出平衡的临界点和极值点。
临界条件必须在变化中寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而是把某个物理量推向极端,即极大或极小,并依此作出科学的推理分析,从而给出判断或导出一般结论。
有时会出现多解的情况。
常见的临界状态有:(1)两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0(物体间弹力为0);(2)绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大值;绳子绷紧与松弛的临界条件为绳中张力为0; (3)存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大。
例13: 轻绳的两端A 、B 固定在天花板上,绳能承受的最大拉力为120N 。
现用挂钩将一重物挂在绳子的结点C 处。
如图所示,两端与竖直方向的夹角分别为37°和53°。
要保证两绳均不绷断,求此重物的重力不应超过多少?例14:如图所示,在倾角为θ的固定粗糙斜面上,一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,且μ<tan θ,求力F的取值范围。
例15:如图所示,三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2L。
现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加力的最小值是多少?知识点6:假设法假设法,就是以已有的经验和已知的事实为基础,对所求知的结果、结论或现象的原因作推测性或假定性的说明,然后根据物理规律进行分析、推理和验证。
假设法主要有两种情况:(1)假设某条件存在或不存在,进而判断由此带来的现象是否与题设条件相符。
(2)假设处于题设中的临界状态,以题为依据,寻求问题的切入点,进而解决该问题。
例16:(多选)如图所示,竖直平面内质量为m的小球与三条相同的轻质弹簧相连接。
静止时相邻两弹簧间的夹角均为120°,已知弹簧a、b对小球的作用力均为F,则弹簧c对此小球的作用力的大小可能为()A. FB. F+mgC. F-mgD. mg-F其他问题例17:如图所示,两相距L的竖直杆,用一根长度大于L的细绳分别固定在杆的A、B两点,细绳上用一光滑的挂钩吊一个重物,其重力为G.当上下移动A端的悬挂点时,G可自由移动,若将B点缓慢向杆下方移动一小段时,绳上张力的变化情况是()A. 均不变B. 均变大C. 均变小D. 均先变小后变大(注:如果杆B左右移动时绳中张力如何变化?)例18: 如图所示,一根轻绳跨过光滑定滑轮,两端分别系一个质量为m 1、m 2的物块。
m 1放在地面上,m 2离地面有一定高度。
当m 2的质量发生改变时,m 1的加速度a 的大小也将随之改变。
以下的四个图象,最能准确反映a 与m 2间的关系的是( )例19:一个圆球形薄壳容器所受重力为G ,用一细线悬挂起来,如图所示。
现在容器里装满水,若在容器底部有一个小阀门,将小阀门打开让水慢慢流出,在此过程中,对容器和容器内的水组成的系统,下列说法正确的是 ( )A .系统的重心慢慢下降B .系统的重心先下降后上升C .系统对地球的引力先减小后增大D .有可能绳的方向不竖直例20:(多选)如图所示,粗糙水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块,其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的动摩擦因数均为μ,两木块与水平面间的动摩擦因数相同,认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力。
现用水平拉力F 拉其中一个质量为2m 的木块,使四个木块一起匀速运动,则需要满足的条件是( )A. 木块与水平面间的动摩擦因数最大为μ3B. 木块与水平面间的动摩擦因数最大为2μ3C. 水平拉力F 最大为2μmgD. 水平拉力F 最大为3μmg例21: 在机械设计中常用到下面的力学原理,如图所示,只要使连杆AB 与滑块m 所在平面间的夹角θ大于某个值,那么,无论连杆AB 对滑块施加多大的作用力,都不可能使之滑动,且连杆AB 对滑块施加的作用力越大,滑块就越稳定,工程力学上称为“自锁”现象(设滑块与所在平面间的动摩擦因数为μ),μ满足什么条件才能使滑块满足“自锁”现象?答案:θ≥arccot μ课后作业1. 如图所示,人和物处于静止状态.当人拉着绳向右跨出一步后,人和物仍保持静止.不计绳与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是( )A.绳的拉力大小不变B.人所受的合外力增大C.地面对人的摩擦力增大D.人对地面的压力减小2. 有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑。
AO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忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡,如图所示。