高中物理专题六.动态平衡问题分析

1 高中物理 共点力动态平衡问题常见题型总结

一、共点力平衡的概念

所谓共点力平衡，讲的就是在共点力的作用下，物体处于静止或者匀速直线运动的状态，当物体处于静止状态的时候，叫做静态平衡，而当物体处于匀速直线运动状态的时候，叫做动态平衡。这两种状态都是平衡状态，所以物体受到的合外力都是零。

共点力平衡的题型也可以分为静态平衡和动态平衡两类。其中静态平衡主要是通过力的合成和分解进行求解，这里不多赘述；而动态平衡问题是学生普遍错的比较多，也比较难以理解的，接下来将主要分析这类问题的题型和解法。

二、共点力动态平衡问题的解法一：解析法

解析法是对研究对象进行受力分析，画出受力分析图，并根据物体的平衡条件列出方程，得到力与力之间的函数关系，一般会涉及到一个变化角度的三角函数。

解析法比较适合题目中有明显角度变化的题型，比如：

【例1】如图所示，小船用绳牵引靠岸，设水的阻力不变，在小船匀速靠岸的过程中，有（ ）

A．绳子的拉力不断减小

B．绳子的拉力不断增大

C．船受的浮力减小

D．船受的浮力不变

这个题是比较常见的拉小船的问题，解题的时候可以先对小船进行受力分析，

小船受到重力mg，水的浮力Fn，拉力F以及水的阻力f，在这四个力中，重力mg和水的阻力f是不变的，Fn方向不变，大小改变，F大小和方向都在变。由于小船处于匀速直 2 线运动中，所以受力平衡，设拉力与水平方向的夹角为θ，有：

Fcosθ=f ①；

Fn+Fsinθ=mg ②；

再根据小船在靠岸过程中θ增大，则cosθ减小，sinθ增大，由①得F=f/cosθ，F增大；由②得Fn=mg-Fsinθ，F和sinθ都在增大，所以Fn减小。最后答案选BC。

三、共点力动态平衡问题的解法二：图解法

图解法是对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形法则或是三角形定则画出不同情况下的矢量图，然后根据有向线段的长度与方向变化，判断各个力的大小和方向的变化。

1 动态平衡问题

苗贺铭

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，本文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

方法：对研究对象受力分析，将三个力的示意图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的边长，各力的大小及变化就一目了然了。

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FN1,球对木板的压力大小为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.不计摩擦,在此过切程中( )

A. FN1始终减小 B. FN2始终减小

C. FN1先增大后减小 D. FN2先减小后增大

解析：以小球为研究对象，分析受力情况：重力G、墙面的支持力和木板的支持力，如图所示：由矢量三角形可知：始终减小， 始终减小。

归纳：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。

二、解析法

方法：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2.1 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FN和摩擦力Ff的大小变化情况是（ ） A. FN变大，Ff变大

- 1 - 高中物理动态平衡问题的解题方法探析

动态平衡是物理学中一个非常重要的概念，对于高中物理学生来说，掌握动态平衡问题的解题方法是非常必要的。本文将从三个方面来探析高中物理动态平衡问题的解题方法。

一、了解动态平衡的概念

动态平衡指的是物体在做匀速圆周运动时，其向心力和离心力相等，物体的加速度为零，且物体沿圆周方向的速度大小不变的状态。因此在解动态平衡问题时，需要明确物体所受的向心力和离心力，并根据它们的大小和方向来判断物体的运动状态。

二、掌握动态平衡问题的解题步骤

在解动态平衡问题时，需要经过以下步骤：

1. 绘制物体所受的力的示意图，包括向心力、离心力以及其他可能的力。

2. 分解力的方向，根据向心力和离心力相等的条件，计算出向心力和离心力的大小。

3. 根据向心力和离心力的大小和方向，判断物体的运动状态，可以是匀速圆周运动或者其他状态。

三、练习动态平衡问题的解题技巧

在学习动态平衡问题的解题方法后，需要通过练习来掌握解题技巧。在练习时，可以从以下几个方面来提高解题能力：

1. 多做例题，理解解题思路和步骤。

2. 注意力的分解，将力分解成向心力和离心力，使问题更加简 - 2 - 单明了。

3. 注意符号的选取，选择合适的正负号，避免计算错误。

总之，掌握高中物理动态平衡问题的解题方法，需要理解动态平衡的概念，掌握解题步骤，并通过练习来提高解题技巧。只有这样才能在考试中得心应手，取得好成绩。

高中物理动态平衡问题的解法研究

高中物理动态平衡问题的解法研究

动态平衡是物理学中的一个重要概念。它指的是当物体受到一定力的作用时，它仍能保持平衡，但不是静止状态，而是以恒定速度做匀速直线运动或做匀速圆周运动。高中物理学习中，动态平衡问题常常出现，解决这类问题需要掌握相关的知识和方法。本文将就高中物理动态平衡问题的解法进行研究，来为同学们提供一些参考。

一、动态平衡的基本概念

动态平衡指的是物体在受到一定力的作用下保持平衡，但物体不是静止不动的状态，而是以恒定的速度做匀速直线运动或做匀速圆周运动。当物体在动态平衡下运动时，其所有对外界的力合力为零，且其转动力矩亦相互平衡。

二、解决动态平衡问题的方法

当遇到动态平衡问题时，我们需要通过以下几个步骤来进行解决。

1、画出自由体图

首先画出物体的自由体图来确定所有对物体作用的力，并标上力的方向和大小。自由体图的作用是帮助求出物体的加速度和未知力的大小方向。

2、列力学方程

列出物体受到的所有作用力的合力，并令其等于物体的加速度乘上物体的质量。根据牛顿第一、第二定律，得出物体受力的大小方向和加速度的大小方向关系。

3、解方程

在列出力学方程的基础上，解出未知量。

三、动态平衡的种类

在物理学中，动态平衡可分为匀速直线运动和匀速圆周运动两种类型。

1、匀速直线运动的动态平衡 匀速直线运动的动态平衡，其合力为零，即物体所受合力为零，物体将以恒定速度匀速运动。

例如，当有一个匀速直线运动的小车沿着水平面行驶，其速度始终保持不变，竖直方向所受合力为重力，合力方向竖直向下，水平方向受到阻力，合力方向水平向后。当阻力等于与重力相等时，合力为零，小车将以恒定速度做匀速直线运动。

2、匀速圆周运动的动态平衡

匀速圆周运动的动态平衡指的是物体绕一定圆周做匀速运动。在这种情况下，物体所受的合力合力矩亦相互平衡，物体才能维持匀速圆周运动状态。