教科版物理-必修一-第四章-物体的平衡4-巧用图解法解决动态平衡问题(讲义).docx

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高中物理

巧用图解法解决动态平衡问题

一、考点打破：

知识点

考纲要求

题型

说明

巧用图解法解决动态平衡问题

1.纯熟掌握利用图解法解决共点力的动态平衡问题

2.掌握图解法适用的条件

选择题

计算题

属于高频考点，是解决动态平衡问题的最直观的方法，题目难度较小

二、重难点提示：

重点：纯熟掌握利用图解法解决共点力的动态平衡问题。

难点：掌握图解法适用的条件及三角形定那么的应用。

1.物体的动态平衡问题

“动态平衡〞是指平衡问题中的一局部力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题。

【要点诠释】动态平衡的特征是缓慢挪动。

2.解动态平衡问题思维导图

3.图解法的适用条件

假如物体在三个力作用下处于平衡状态，其中只有一个力的大小和方向不发生变化，而另外两个力中，一个大小、方向均变化；一个只有大小变化，方向不发生变化的情况。

例题1如下图，物体在沿粗糙斜面向上的拉力F作用下处于静止状态。当F逐渐增大到物体即将相对于斜面向上运动的过程中，斜面对物体的作用力可能〔〕

A.逐渐增大

B.逐渐减小

C.先增大后减小

D.先减小后增大

思路分析：因为初始状态拉力F的大小未知，所以斜面对物体的摩擦力大小和方向未知，故在F逐渐增大的过程中，斜面对物体的作用力的变化存在多种可能。斜面对物体的作用力是斜面对物体的支持力与摩擦力的合力。因为物体始终保持静止状态，所以斜面对物体的作用力和物体重力G与拉力F的合力是平衡力。因此，判断斜面对物体的作用力的变化就转化为分析物体的重力G和拉力F的合力的变化。物体的重力G和拉力F的合力的变化如下图，由图可知，F合可能先减小后增大，也可能逐渐增大。

答案：AD

例题2如下图，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与程度方向夹角均为60°。现保持绳子AB与程度方向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿程度方向，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

思路分析：题中绳子BC缓慢变化，故属于动态平衡问题。题中重力为恒力，AB绳上的拉力方向不变，BC绳上的拉力大小、方向均发生变化，满足图解法的适用条件。对B点受力分析作出力的平行四边形，如图甲所示。

由图可看出，FBC先减小后增大。

答案：B

【方法提炼】

警示1：:注意“活结〞和“死结〞问题。

图1中绳中张力是相等的，而图2中绳中张力不一定相等。

警示2：注意“活杆〞和“死杆〞问题。

图3中绳中张力相等，杆对滑轮的作用力与绳对滑轮的作用力等大反向，而图4中绳中张力不一定相等，但杆中弹力一定沿杆的方向。

警示3：当杆与墙的连接通过滑轮且另一端也安装滑轮，在这种情况下物体所处状态只有一种情况，即绳对滑轮的作用力与杆对滑轮的作用力等大反向。如下列图所示：