专题06 动态平衡模型(解析版)-2024-2025学年高一物理同步模型易点通(人教版2019必修第一册).docx

专题06 动态平衡模型(解析版)-2024-2025学年高一物理同步模型易点通(人教版2019必修第一册).docx

  1. 1、本文档共25页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多

专题06动态平衡模型

动态平衡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,在问题描述中常用“缓慢”关键词。解决该类问题的总体思路是“化动为静,静中求动”。

常用方法:图解法、解析法、相似三角形法、辅助圆法、正弦定理法。

模型1.“一力恒定,另一力方向不变”的动态平衡问题

(1)一个力恒定,另一个力始终与恒定的力垂直,三力可构成直角三角形,可作不同状态下的直角三角形,分析力的大小变化,如图甲所示。

(2)一力恒定,另一力与恒定的力不垂直但方向不变,作出不同状态下的矢量三角形,确定力大小的变化,在变化过程中恒力之外的两力垂直时,会有极值出现,如图乙所示。

模型2.“一力恒定,另两力方向均变化”的动态平衡问题

一力恒定(如重力),其他二力的方向均变化,但二力分别与绳子、两物体重心连线方向等平行,即三力构成的矢量三角形与绳长、半径、高度等实际几何三角形相似,则对应边比值相等。

基本矢量图,如图所示

基本关系式:eq\f(mg,H)=eq\f(FN,R+r)=eq\f(FT,L)。

模型3.一力恒定,另外两力方向均变化,但两力方向夹角保持不变的动态平衡问题

利用正弦定理或利用辅助圆,恒力为圆的一条弦,恒力所对应角的顶点在圆上移动,可保持圆心角不变,根据不同位置判断各力的大小变化。

【例1】(多选)如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m的小球,小球和斜面及挡板间均无摩擦,当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中()

A.斜面对球的支持力逐渐增大

B.斜面对球的支持力逐渐减小

C.挡板对小球的弹力先减小后增大

D.挡板对小球的弹力先增大后减小

答案BC

解析对小球受力分析知,小球受到重力mg、斜面的支持力FN1和挡板的弹力FN2,如图,当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中,小球所受的合力为零,根据平衡条件得知,FN1和FN2的合力与重力mg大小相等、方向相反,作出小球在三个不同位置力的受力分析图,由图看出,斜面对小球的支持力FN1逐渐减小,挡板对小球的弹力FN2先减小后增大,当FN1和FN2垂直时,弹力FN2最小,故选项B、C正确,A、D错误。

【例2】如图所示为一简易起重装置,AC是上端带有滑轮的固定支架,BC为质量不计的轻杆,杆的一端C用铰链固定在支架上,另一端B悬挂一个质量为m的重物,并用钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上。开始时,杆BC与AC的夹角∠BCA90°,现使∠BCA缓慢变小,直到∠BCA=30°(不计一切阻力)。在此过程中,杆BC所产生的弹力()

A.大小不变 B.逐渐增大

C.先增大后减小 D.先减小后增大

答案A

解析以结点B为研究对象,分析受力情况,作出力的合成图如图,根据平衡条件知,F、FN的合力F合与G大小相等、方向相反。

根据三角形相似得eq\f(F合,AC)=eq\f(F,AB)=eq\f(FN,BC),又F合=G,得FN=eq\f(BC,AC)G

∠BCA缓慢变小的过程中,AC、BC不变,则FN不变,故杆BC所产生的弹力大小不变,故选A。

【例3】.(多选)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(α>eq\f(π,2))。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

【答案】AD

【解析】法一:以重物为研究对象分析受力情况,受重力mg、OM绳上拉力F2、MN上拉力F1,由题意知,三个力的合力始终为零,矢量三角形如图所示,F1、F2的夹角不变,在F2转至水平的过程中,矢量三角形在同一外接圆上,由图可知,MN上的张力F1逐渐增大,OM上的张力F2先增大后减小,所以A、D正确,B、C错误。

法二:正弦定理

根据正弦定理eq\f(mg,sinθ3)=eq\f(F1,sinθ1)=eq\f(F2,sinθ2),mg与sinθ3保持不变,sinθ1变大,F1变大,sinθ2先增大后减小,F2先增大后减小,故选A、D。

一、单选题

1.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CB移动过程中(保持OA与墙面夹角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

【详解】对物体受力分析,物体受力平衡,则拉力等于重力G;故竖直绳的拉力不变;再对O点分析,O受绳的

您可能关注的文档

文档评论(0)

喜宝 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档