1.10.图解法、相似法、解析法解动态平衡物体

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10.动态平衡问题——图解法、相似法、解析法、

例1.用绳将重球挂在光滑的墙上,设绳子的拉力为T ,墙对球的弹力为N ,如图所示,如果将绳的长度加长,则 [L=r,求初始T 、N 的大小] A .T 、N 均减小

B .T 、N 均增加

C .T 增加,N 减小

D .T 减小,N 增加

练习1.(2014·山东理综)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时,F 1表示木板所受合力的大小,F 2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( ) A .F 1不变,F 2变大

B. F 1不变,F 2变小 C .F 1变大,F 2变大

D .F 1变小,F 2变小

练习2如图所示,三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球保持静止,A 、D 间细绳是水平的,现对B 球施加一个水平向右的力F,将B 缓缓拉到图中虚线位置,A 球保持不动,这时三根细绳张力F AC 、F AD 、F AB 的变化情况是( )

A.都变大 B F AD 和F AB 变大, F AC 不变 C.F AC 和F AB 变大, F AD 不变 D. F AC 和F AD 变大, F AB 不变

例2.如图所示,有一质量不计的杆AO ,长为R ,可绕A 自由转动。用绳在O

的物体,

另一根绳一端系在O 点,另一端系在以O 点为圆心的圆弧形墙壁上的

C 点。当点C 由图示位置逐渐向上沿圆弧CB 移动过程中(保持OA 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

例3.【2016·全国新课标Ⅱ卷】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

练习3.(2013·天津理综)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( ) 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

练习4、(2012新课标)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 1,球对木板的压力大小为N 2。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: N 1始终减小,N 2始终增大 B: N 1始终减小,N 2始终减小 C: N 1先增大后减小,N 2始终减小 D: N 1先增大后减小,N 2先减小后增大

练习5.(双选)如图所示,电灯悬挂于两墙壁之间,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( ).

A .绳O

B 的拉力逐渐增大 B .绳OB 的拉力逐渐减小

C .绳OA 的拉力先增大后减

D .绳OA 的拉力先减小后增大

练习6.用轻绳把一个小球悬挂在O 点,用力F 拉小球使绳编离竖直方向30°,小球处于静止状态,力F 与竖直方向成角θ,如图1所示,若要使拉力F 取最小值,则角θ应为( )

A .30°

B .60°

C .90°

D .45°

例4.如图所示,光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F 由底端缓慢拉到顶端的过程中,试分析绳的拉力F 及半球面对小球的支持力F N 的变化情况.

练习6.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,,现用拉力F 使缓慢减小,直到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

例5.【2017·新课标Ⅰ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α(π

2

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

练习7.如图所示,两根细绳拉住一个小球,开始时AC 水平,现保持两细线间的夹角不变,而将整个装置顺时针缓慢转过

,则在转动过程中,AC 绳的拉力F A 和BC 绳的拉力F B 大小变化情况是

A 、F

B 先变大后变小,F A 一直变小 B 、F A 先变大后变小,F B 一直变小

C 、F A 先变小后变大,F B 一直变小

D 、F B 先变小后变大,F A 一直变大

90BCA ∠>︒BCA

∠F

练习1.解析 木板静止时受力情况如图所示,设轻绳与竖直木板的夹角为θ,由平衡条件知,合力

F 1=0,故F 1不变,F 2=

mg

2cos θ

,剪短轻绳后,θ增大,

cos θ减小,F 2增大,故A 正确. 答案 A

练习2答案详解B 解:以B 为研究对象受力分析,由分解法作图如图:

由图可以看出,当将B 缓缓拉到图中虚线位置过程,绳子与与竖直方向夹角变大,绳子的拉力大小对应图中1、2、3三个位置大小所示,即

逐渐变大,F 逐渐变大;

再以AB 整体为研究对象受力分析,设AC 绳与水平方向夹角为

,

则竖直方向有: 得:,不变;

水平方向:,

不变,而F 逐渐变大,故

逐渐变大;

例3.【答案】A

可得,水平拉力F 逐渐增大,绳的拉力逐渐增大,故选

A 。

练习

3.解析 以小球为研究对象,受力分析如图所示.在小球上升到接近斜面顶端的过程中,mg 的大小和方向都不变,F N 的方向不变,F T 与水平方向的夹角θ变小,由力的合成法则可知F T 先减小,当F T 与F N 垂直时达到最小,然后开始增大,F N 不断增大,D 正确. 练习4、答案详解B 解析:过程分析:设反作用力为受力分析如图:

问题求解:

逐渐增大到90°,

都增大,所以

一直减小。

O m

F

T