高中物理力的动态平衡专题

第三章相互作用——力专题05：动态平衡问题题组一矢量三角形法解决三力动态平衡问题1.(2022江苏如皋期末)如图所示，小球在力F的作用下静止，细线与竖直方向的夹角为θ。

将F由图示位置逆时针缓慢转至竖直方向的过程中，小球始终静止在图中位置，则()A.F一直变小B.F先变小后变大C.细线的拉力一直变大D.细线的拉力先变小后变大2.(2023湖南岳阳一中期中)如图所示，OA、OB、OC都为轻绳，OA绳水平，OC绳下悬挂有一小物体(可视为质点)。

现施加一水平力F于小物体上，使小物体缓慢被拉高，在此过程中，OA、OB两绳位置不变，则()A.拉力F增大B.绳AO的拉力不变C.绳BO的拉力减小D.绳CO的拉力先减小后增大题组二解析法解决三力动态平衡问题3.(2023江苏南通大学附属中学期中)如图所示，水平地面上有一个曲面光滑、截面为半圆的柱体，用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的M点。

通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，细线方向始终与半圆相切，柱体保持不动。

下列说法正确的是()A.细线对小球的拉力先增大后减小B.小球对柱体的压力先减小后增大C.柱体受到水平地面的支持力逐渐减小D.柱体对地面的摩擦力先增大后减小4.(2022江苏常州礼嘉中学期中)如图所示，小球用细绳系住置于斜面体上，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，细绳始终处于伸直状态。

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()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先减小后增大题组三相似三角形法解决三力动态平衡问题5.(2022北京西城第四中学月考，改编)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，细绳跨过竖直轻杆顶端A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示。

动态平衡一、三角形图示法（图解法)方法规律总结：常用于解三力平衡且有一个力是恒力,另一个力方向不变的问题。

例1、如图1-17所示,重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。

若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F1 、F2各如何变化？答案：F1逐渐变小，F2先变小后变大变式：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OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中( A )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2、如图所示，一个球在两块光滑斜面板AB、AC之间,两板与水平面间的夹角均为60°,现使AB板固定，使AC板与水平面间的夹角逐渐减小,则下列说法中正确的是( A ）A。

球对AC板的压力先减小再增大B.球对AC板的压力逐渐减小C.球对AB板的压力逐渐增大D.球对AB板的压力先增大再减小二、三角形相似法方法规律总结：在三力平衡问题中,如果有一个力是恒力，另外两个力方向都发生变化，且力的矢量三角形与题所给空间几何三角形相似，可以利用相似三角形对应边的比例关系求解．例2、如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A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，用力F拉绳，开始时∠BAC＞90°，现使∠BAC缓慢变小,直到杆AB接近竖直杆AC．此过程中,杆AB所受的力（ A ）A．大小不变 B．逐渐增大C．先减小后增大 D．先增大后减小变式：1、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N的大小变化情况是( C ）A。

word版高中物理动态平衡（+方法篇）方法一：图解法受力特点：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。

【例题 1】如图所示，有一质量不计的杆A O，长为R，可绕A自由转动。

用绳在O 点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在圆弧形墙壁上的C点。

当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧C B移动过程中(保持O A与地面夹角θ不变)，OC绳所受拉力的大小变化情况是( )A．逐渐减小B．逐渐增大C.先减小后增大D．先增大后减小【答案】C【解析】对G分析，G受力平衡，则拉力等于重力；故竖直绳的拉力不变；再对O点分析，O受绳子的拉力、O A的支持力及O C的拉力而处于平衡；受力分析如图所示；将F和O C绳上的拉力合成，其合力与G大小相等，方向相反，则在O C上移的过程中，平行四边形的对角线保持不变，平行四边形发生图中所示变化，则由图可知O C的拉力先减小后增大，图中D点时力最小；故选 C。

方法二：相似三角形受力特点：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。

【例题 2】如图所示，轻杆O P可绕O轴在竖直平面内自由转动，P端挂一重物，另用一轻绳通过滑轮A系在P端。

在拉力F作用下当O P和竖直方向间的夹角α缓慢减小时，则（）A．拉力F的大小逐渐增大B．OP杆的弹力N的大小保持不变C．OP杆的弹力N做正功D.拉力F做的功大于重力G做的功【答案】B【解析】以P点为研究对象，受到重物的拉力G、轻绳的拉力F和O P杆的弹力N三个力作用，由于平衡，三力构成如图所示的力三角形。

上述力的三角形与几何三角形△A O P相似，则G=F=N，当AO AP OPα缓慢减小时，A O、O P保持不变，A P逐渐减小，可知绳中拉力F逐渐减小，OP杆的弹力N大小保持不变，选项 A 错误、选项 B 正确；运动过程中弹力N与速度方向垂直，所以弹力N不做功，选项 C 错误；由动能定理知拉力F做的功等于重力G做的功，选项 D 错误。

《动态平衡》专题第一课时：例1、如用两根细绳OA 、OB 悬挂一个重物G ，如下图，其中绳OA 沿水平方向，OB 沿斜上方。

现保持O 位置不动，逐渐向上移动A 点直至细绳OA 变为竖直。

在这个过程中，OA 、OB 绳上的拉力如何变化？例2、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N １，球对板的压力为N 2．在将板BC 逐渐放至水平的过程中，以下说法中，正确的是( ) A ．N １和N 2都增大 B ．N １和N 2都减小 C ．N １增大，N 2减小 D ．N １减小，N 2增大训练：1、如下图，将一个重物用两根等长的细绳OA 、OB 悬挂在半圆形的架子上，B 点固定不动，悬点A 由位置C 向位置D 移动，在这个过程中，OA 绳上拉力大小的变化情况是〔 〕A ．先增大后减小B ．先减小后增大C ．一直增大D ．一直减小2.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，绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况？3、有一个半径可变的空心无底钢筒放置在地面上,其内壁光滑,将两个重力都为G ,半径为r 的小球放在其中,减小钢筒的半径并保持2r ＞R ＞r,则 A)两球间的压力减小B)球对钢筒的侧向压力增大 C)A 球受筒底支持力不变 D)A 球受筒底支持力减小4、如下图，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，假设改变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FT 的大小变化情况是( )A ．假设B 向左移，FT 将增大 B ．假设B 向右移，FT 将增大C ．无论B 向左、向右移，FT 都保持不变D ．无论B 向左、向右移，FT 都减小5、如下图，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。

动态平衡问题1．如图所示，轻绳一端系在质量为m 的物体A 上，另一端系在一个套装粗糙竖直杆MN 的圆环上。

现用水平力F 拉住绳子上一点O ，使物体A 从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持着原来的位置不动，则在这一过程中，环对杆的摩擦力F 1和环对杆的压力F 2的变化情况是（ ） A ． F 1保持不变，F 2逐渐增大B ． F 1逐渐增大，F 2保持不变C ． F 1逐渐减小，F 2保持不变D ． F 1保持不变，F 2逐渐减小2． （2010·山东济南模拟）如图，将物体Q 缓慢向右移动一点，P 、Q 始终平衡，物体Q 所受的力中，增大的是( )A ．绳子所给的拉力B ．地面所给的支持力C.地面所给的摩擦力D.以上各力均不增大3. （2010上海模拟）如图所示，在水平粗糙横杆上，有一质量为m 的小圆环A ，用一细线悬吊一个质量为M 的球B ，今用一水平力F 缓慢地拉起B ，A 仍保持静止不动，设圆环A 受到的支持力为N ，静摩擦力为f ，此过程中 （ ）A.N 增大，f 减小B.N 减小，f 减小C.N 不变，f 增大D.N 减小，f 增大4. （2010福建省古田模拟）我国国家大剧院外部呈椭球形。

假没国家大剧院的屋顶为半球形，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(如图所示)，他在向上爬的过程中( )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 ．屋顶对他的摩擦力变小5. 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m=0.5kg ，斜面倾角α=300，悬线与竖直方向夹角θ=300，光滑斜面的质量M 为3kg ，置于粗糙水平地面上，整个装置处于静止状态。

（取g=10m/s 2）求：（1）悬线对小球拉力的大小（2）地面对斜面的摩擦力大小和方向（3）若在斜面体上施加一水平向左的推力F ，使斜面体缓慢向左移动一小段距离，在此过程中绳子拉力T 和斜面体对球的弹力F N 如何变化？A N M F α θ。

高中物理力的动态平衡专题摘要：一、动态平衡的概念与特点二、动态平衡问题的分析方法1.解析法2.图解法三、高中物理动态平衡问题的应用实例四、如何提高动态平衡问题的解题能力正文：一、动态平衡的概念与特点动态平衡是指在物体受到多个力作用时，物体在运动过程中保持匀速运动或静止状态。

它有以下特点：1.受力分析：物体在动态平衡状态下，受到的力之间存在一定的关系，需要进行受力分析。

2.变化过程：物体的状态会随着时间的推移而发生缓慢变化，如力的变化、运动方向的变化等。

3.平衡条件：物体在动态平衡状态下，满足力的平衡条件，即合力为零。

二、动态平衡问题的分析方法1.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，求出应变参量与自变参量的一般函数式，然后根据自变参量的变化确定应变参量的变化。

2.图解法：对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图（画在同一个图中），然后根据有向线段（表示力）的长度，变化判断各个力的大小和变化关系。

三、高中物理动态平衡问题的应用实例例如，一个物体在三个不平行的共点力作用下平衡，这三个力必组成一首尾相接的三角形。

用这个三角形来分析力的变化和大小关系的方法叫矢量三角形法。

在处理变动中的三力问题时，矢量三角形法能直观地反映出力的变化过程。

四、如何提高动态平衡问题的解题能力1.加强对物理基本概念的理解：理解动态平衡的概念，掌握平衡条件的应用。

2.熟练掌握分析方法：解析法和图解法，灵活运用这两种方法解决实际问题。

3.注重受力分析：对物体进行详细的受力分析，找出各个力之间的关系。

4.加强练习：通过大量的练习，提高自己对动态平衡问题的解题能力和应变能力。

专题 动态平衡问题动态平衡：平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向缓慢变化，所以叫动态平衡，这是共点力平衡问题中的一类题型．在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述。

基本方法：解析法、图解法和相似三角形法等．1.解析法解题步骤：(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式． (2)根据已知量的变化情况确定未知量的变化情况．例1.如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道AB 固定在竖直平面内，A 端与水平面相切．穿在轨道上的小球在拉力F 作用下，缓慢地由A 向B 运动，F 始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为F N .在运动过程中( )A ．F 增大，F N 增大B ．F 减小，F N 减小C ．F 增大，F N 减小D ．F 减小，F N 增大2.图解法（矢量三角形法）适用情况：一个力是恒力（F 1），另一个力的方向不变(F 2)，第三个力大小、方向均变化（F 3）． 解题技巧：根据三角形定则将表示三个力的有向线段依次画出构成一个三角形(先画出大小、方向均不变的力，再画方向不变的力，最后画大小、方向均变化的力)，由题意改变方向变化的力的方向．由动态图解可知力的大小变化情况．例2.(多选)用绳AO 、BO 悬挂一个重物，BO 水平，O 为半圆形支架的圆心，悬点A 和B 在支架上．悬点A 固定不动，将悬点B 从图示位置沿支架逐渐移动到C 点的过程中，绳OA 和绳OB 上的拉力大小的变化情况是( )A ．OA 绳上的拉力逐渐减小B ．OA 绳上的拉力先减小后增大C ．OB 绳上的拉力逐渐增大D ．OB 绳上的拉力先减小后增大针对训练. (多选)一盏电灯重力为G ，悬于天花板上的B 点，在电线O 处系一细线OA ，使电线OB 与竖直方向的夹角为β＝30°，OA 与水平方向成α角，如图所示．现保持O 点位置不变，使α角由0°缓慢增加到90°，在此过程中( )A ．电线OB 上的拉力逐渐减小 B ．细线OA 上的拉力先减小后增大C ．细线OA 上拉力的最小值为12GD ．细线OA 上拉力的最小值为32G3.相似三角形法适用情况：一个力是恒力，另外两个力方向均改变，且方向不总是相互垂直；有明显长度变化关系。