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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,精选ppt,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,本章整合,BENZHANG ZHENGHE,1,精选ppt,2,精选ppt,专题一,专题二,专题三,动态平衡问题的分析方法,所谓动态平衡问题就是通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢变化。从宏观上看,物体是运动的,但从微观上理解,物体是平衡的,即任一时刻物体均处于平衡状态。分析此类问题时,常用方法有,:,1,.,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力的矢量图,(,画在同一个图中,),然后根据有向线段,(,表示力,),长度的变化判断各个力的变化情况。,2,.,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,求出因变参量与自变参量的一般函数,然后根据自变参量的变化确定因变参量的变化。,3,精选ppt,专题一,专题二,专题三,【例题,1,】,如图所示,把球夹在竖直墙面,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,在将木板,BC,逐渐放至水平的过程中,下列说法中,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,4,精选ppt,专题一,专题二,专题三,解析,:,此为一动态平衡问题。受力情况虽有变化,但球始终处于平衡状态。,解法一,:,图解法,对球受力分析如图所示,受重力,G,、墙对球的支持力,N,1,和木板对球的支持力,N,2,而平衡。作出,N,1,和,N,2,的合力,F,它与,G,等大反向。当板,BC,逐渐放至水平的过程中,N,1,的方向不变,大小逐渐减小,N,2,的方向发生变化,大小也逐渐减小,如图所示,由力的作用是相互的可知,N,1,=N,1,N,2,=N,2,故选项,B,正确。,5,精选ppt,专题一,专题二,专题三,解法二,:,解析法,对球受力分析如图所示,受重力,G,、墙对球的支持力,N,1,和木板对球的支持力,N,2,而平衡,而,F=G,N,1,=F,tan,所以,N,1,=G,tan,。,当木板,BC,逐渐放至水平的过程中,逐渐减小,所以由上式可知,N,1,减小,N,2,也减小,由牛顿第三定律可知,N,1,=N,1,N,2,=N,2,故选项,B,正确。,答案,:,B,6,精选ppt,专题一,专题二,专题三,变式训练,1,如图所示,轻绳的一端系在质量为,m,的物体上,另一端系在一个轻质圆环上,圆环套在粗糙水平杆,MN,上,现用水平力,F,拉绳上一点,使物体处于图中实线位置,然后改变,F,的大小使其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来的位置不动,则在这一过程中,水平拉力,F,、环与杆的摩擦力,f,和环对杆的压力,N,的变化情况是,(,),A.,F,逐渐增大,f,保持不变,N,逐渐增大,B.,F,逐渐增大,f,逐渐增大,N,保持不变,C.,F,逐渐减小,f,逐渐增大,N,逐渐减小,D.,F,逐渐减小,f,逐渐减小,N,保持不变,7,精选ppt,专题一,专题二,专题三,解析,:,方法一,:,解析法,以结点,O,为研究对象,受力如图所示,由平衡条件可知,mg,、,F,的合力与绳子的拉力,T,等大反向,F,大小满足关系式,F=mg,tan,在物体缓慢下降过程中,物体的受力情况及平衡状态保持不变,所以关系式,F=mg,tan,仍然成立,但,逐渐减小,所以,F,也随之减小,f,也随之减小,N=mg,不变。选项,D,正确。,8,精选ppt,专题一,专题二,专题三,方法二,:,图解法,物体在三个力的作用下处于平衡状态,力,F,和绳子的拉力,T,的合力与重力平衡,即,F,和,T,的合力大小恒定,方向竖直向上,且,F,的方向保持不变,根据力的三角形法则可用图示的方法来确定力,F,的变化规律,如图所示,减小,F,随之减小,f=F,也随之减小,N=mg,不变,选项,D,正确。,9,精选ppt,专题一,专题二,专题三,方法三,:,极限法,在物体缓慢下降过程中,细绳与竖直方向的夹角,不断减小,可把这种减少状态推到极限状态,即细绳与竖直方向的夹角,=,0,此时系统仍处于平衡状态,由平衡条件可知,:,当,=,0,时,F=,0,f=,0,N=mg,不变,所以可得出结论,:,在物体缓慢下降过程中,F,逐渐减小,f,也随之减小。选项,D,正确。,答案,:,D,10,精选ppt,专题一,专题二,专题三,整体法与隔离法在平衡中的应用,在实际问题中,常常会碰到几个连接在一起的物体在外力作用下运动,需要求解它们所受的外力或它们之间的相互作用力,这类问题被称为连接体问题。与求解单一物体的力学问题相比较,连接体问题要复杂得多。有相同加速度的连接体问题是比较简单的,目前我们只限于讨论这类问题。连接体问题常见的求解方法有两个,即整体法和隔离法。,1,.,整体法,:,以几个物体构成的系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。,2,.,隔离法,:,把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分析,分别列出方程,再联立求解的方法。,3,.,选用原则,:,通常在分析外力对系统的作用时,用整体法,;,在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。有时在解答同一个问题时要多次选取研究对象,需要整体法与隔离法交替使用。,11,精选ppt,专题一,专题二,专题三,【例题,2,】,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体上,设小球质量为,m,斜面倾角,=,30,细绳与竖直方向夹角,=,30,斜面体的质量,M=,3,m,置于粗糙水平面上。,(1),当斜面体静止时,求细绳对小球拉力的大小,;,(2),求地面对斜面体摩擦力的大小和方向,;,(3),若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的,k,倍,为了使整个系统始终处于静止状态,k,值必须满足什么条件,?,12,精选ppt,专题一,专题二,专题三,解析,:,(1),以小球为研究对象,受力分析如图甲所示。,13,精选ppt,专题一,专题二,专题三,14,精选ppt,专题一,专题二,专题三,变式训练,2,在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体,A,A,与竖直墙之间放一光滑圆球,B,整个装置处于静止状态。现对,B,加一竖直向下的力,F,F,的作用线通过球心,设墙对,B,的作用力为,F,1,A,对,B,的作用力为,F,2,地面对,A,的作用力为,F,3,。若,F,缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中,(,),A,.F,1,保持不变,F,3,缓慢增大,B,.F,1,缓慢增大,F,3,保持不变,C,.F,2,缓慢增大,F,3,缓慢增大,D,.F,2,缓慢增大,F,3,保持不变,15,精选ppt,专题一,专题二,专题三,解析,:,A,、,B,始终保持静止,对,B,进行受力分析,如图甲所示,设,A,、,B,圆心连线与竖直方向夹角为,由,F,2,sin,=F,1,F,2,cos,=F+G,B,可得,当,F,增大时,F,2,增大,F,1,也增大。,将,A,、,B,看成整体,进行受力分析如图乙所示,设地面对,A,的支持力为,N,对,A,的摩擦力为,f,则由整体平衡得,G,A,+G,B,+F=N,且,f=F,1,由此可知,当,F,增大时,N,、,f,均增大,N,与,f,的合力,F,3,也增大。所以只有选项,C,正确,A,、,B,、,D,均错误。,答案,:,C,16,精选ppt,专题一,专题二,专题三,平衡中的临界与极值问题,1,.,临界问题,(1),临界状态,:,物体的平衡状态将要发生变化的状态。,(2),当某物理量发生变化时,会引起其他物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态,“,恰好出现,”,或,“,恰好不出现,”,这类问题的描述中经常出现,“,刚好,”“,恰好,”,等词语。,(3),处理这类问题的最有效方法是假设推理法,也就是先假设,再根据平衡条件及有关知识列平衡方程,最后求解。,17,精选ppt,专题一,专题二,专题三,2,.,极值问题,也就是指平衡问题中,力在变化过程中的最大值和最小值问题。解决这类问题常用以下两种方法,:,(1),解析法,:,根据物体的平衡条件列方程,在解方程时,采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。,(2),图解法,:,根据物体的平衡条件作出物体的受力分析图,画出平行四边形或矢量三角形进行动态分析,确定最大值或最小值。,18,精选ppt,专题一,专题二,专题三,19,精选ppt,专题一,专题二,专题三,【例题,3,】,轻绳的两端,A,、,B,固定在天花板上,绳能承受的最大拉力为,120 N,。现用挂钩将一重物挂在绳子上,挂钩停在,C,点,如图所示,两端与竖直方向的夹角分别为,37,和,53,。求,:,(1),此重物所受最大重力,(sin 37,=,0,.,6,cos 37,=,0,.,8),。,(2),若将挂钩换成一个光滑的小滑轮,此重物所受最大重力。,20,精选ppt,专题一,专题二,专题三,解析,:,(1),取,C,点为研究对象进行受力分析,如图甲所示,由图可知,物体平衡时,AC,上的张力比,BC,上大,所以当,AC,上的张力为最大值,120 N,时,BC,上的张力小于,120 N,由平行四边形定则得重物所受最大重力为,21,精选ppt,专题一,专题二,专题三,(2),在图甲中,设,AB=s,则由几何关系可知绳长,l=,0,.,6,s+,0,.,8,s=,1,.,4,s,;,若将挂钩换成滑轮,则两根绳子的张力大小相等,对,C,点进行受力分析,如图乙所示,由几何关系可知,cos,=,由平行四边形,定则得重物所受最大重力为,G=,2,T,cos,=,168 N,。,答案,:,(1)150 N,(2)168 N,22,精选ppt,专题一,专题二,专题三,变式训练,3,如图所示,物体的质量为,2 kg,两根轻绳,AB,和,AC,的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施加一个方向与水平线成,=,60,的拉力,F,若要使两绳都能伸直,求拉力,F,的大小范围,(,g,取,10 m/s,2,),。,23,精选ppt,专题一,专题二,专题三,解析,:,A,的受力情况如图,由平衡条件得,F,sin,+F,1,sin,-mg=,0,F,cos,-F,2,-F,1,cos,=,0,由上述两式得,24,精选ppt,感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，,如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！,
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