图解法与动态平衡问题ppt课件概要

*,*,*,*,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,结束放映,返回目录,第,*,页,数字媒体资源库,结束放映,返回目录,第,*,页,数字媒体资源库,单击此处编辑母版标题样式,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,结束放映,返回目录,第,*,页,数字媒体资源库,单击此处编辑母版标题样式,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,结束放映,返回目录,第,*,页,数字媒体资源库,单击此处编辑母版标题样式,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,结束放映,返回目录,第,*,页,数字媒体资源库,单击此处编辑母版标题样式,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,结束放映,返回目录,第,*,页,数字媒体资源库,单击此处编辑母版标题样式,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,结束放映,返回目录,第,*,页,数字媒体资源库,单击此处编辑母版标题样式,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,图解法与动态平衡问题,图解法与动态平衡问题,1.,方法指导,1.方法指导,1.,什么样的平衡是动态平衡,?,物体所受的一部分力的大小和方向是动态变化的，但变化过程中的每一个定态均可视为平衡状态,.,有些题目中常出现“缓慢”一词，则物体处于动态平衡状态,化“动”为“静”，“静”中求“动”,2.,解决动态平衡问题的一般思路方法？,方法,步骤,解析法,(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来确定未知量的变化情况,图解法,(1),根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化,(2),确定未知量大小、方向的变化,1.什么样的平衡是动态平衡?物体所受的一部分力的大小和方,A,B,O,几何三角形,AOB,与力三角形,F,1,、,F,2,、,mg,构成相似三角形,.,3.,怎样用“,相似三角形法,”解平衡问题？,物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出的其中任意两个力的合力与第三个力等值、反向的平行四边形中，可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似，进而得到力三角形与几何三角形对应边成比例，根据比值便可计算出未知力的大小与方向,mg,F,1,F,2,F,1,ABO 几何三角形AOB3.怎样用“相似三角形法”解,2.,例证突破,2.例证突破,转解析,F,F,N,注意圆柱运动中的受力分析！,转解析FFN注意圆柱运动中的受力分析！,转 原题,转 原题,解题技巧,【,例,2】,如图所示，将球用细绳系住放在倾角为,的光滑斜面上，当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中，细绳上的拉力将,(,),A,逐渐增大,B,逐渐减小,C,先增大后减小,D,先减小后增大,D,图解法,解题指导,G,不变,F,N,方向不变,动态三角形,解题技巧【例2】如图所示，将球用细绳系住放在倾角为的光滑斜,【,例,3】,：,如,图所示，一个重为,G,的小球套在竖直放置的半径为,R,的光滑圆环上，一个劲度系数为,k,、自然长度为,L,(,L2R,),的轻质弹簧，一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点,A,点，求小球处于静止状态时，弹簧与竖直方向的夹角,.,mg,F,N,F,T,F,T,解析显隐,解题思路：,1.,画研究对象的受力分析图,2.,找几何长度与力图形的相似关系,3.,列相似关系表达式,解题方法：,三角形相似法,【例3】：如图所示，一个重为G的小球套在竖直放置的半径为R的,3.,方法总结,3.方法总结,解决动态平衡问题的常用方法,规律总结,1,图解法,2,解析法,方法辨析,解决动态平衡问题的常用方法规律总结 1图解法2解析法方法,利用三力平衡图示构成闭合三角形的规律，可以对动态平衡问题画出不同时刻的三力矢量三角形，进而判断三力中哪些力不变，哪些力在变，得出三个力的大小与方向的变化规律,.,mg,F,1,F,2,物体在三个力的作用下处于平衡状态，这三个力首尾相连组成一个闭合的矢量三角形,.,利用三力平衡图示构成闭合三角形的规律，可以对动态平衡,动态平衡问题的分析方法,例,4,),重为,G,的物体系在两根等长的细绳,OA,、,OB,上，轻绳的,A,端、,B,端挂在半圆形的支架上，如图,3,5,5,所示，若固定,A,端的位置，将绳,OB,的,B,端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置,C,的过程中，则,(,),图,3,5,5,A,OB,绳上的拉力先增大后减小,B,OB,绳上的拉力先减小后增大,C,OA,绳上的拉力先增大后减小,D,OA,绳上的拉力不断减小,动态平衡问题的分析方法例4)重为G的物体系在两根等,【,精讲精析,】,绳子,OA,的拉力,F,A,和绳子,OB,的拉力,F,B,的合力,F,始终与,G,大小相等、方向相反，随,B,沿半圆形支架从水平位置逐渐移至,C,的过程中，合力,F,与,F,A,、,F,B,的关系如图,3,5,6,所示从图可以看出,F,B,先减小后增大，,F,A,逐渐减小,图,3,5,6,【,答案,】,BD,【精讲精析】绳子OA的拉力FA和绳子OB的拉力FB的合力F,【,方法总结,】,(1),动态平衡问题的特点：物体只受三个力的作用，其中一个分力,F,(,合力,),始终不变，一个力,F,1,方向不变，另一个分力,F,2,大小、方向都在变，且当,F,2,与,F,1,垂直时，,F,2,取得最小值,【方法总结】(1)动态平衡问题的特点：物体只受三个力的作用,(2),处理动态平衡问题的方法是图解法，具体步骤如下：,选取研究对象，画出物体初始状态的受力图,根据物体的平衡构成平行四边形,确定各力的变化情况，即,确定哪个力不变,(,合力,),，,哪个力的方向不变，哪个力的大小、方向都变化,围绕不变的力，,根据已知方向的改变，变化平行四边形,(,或三角形,),的边角，以确定对应力的变化情况,(2)处理动态平衡问题的方法是图解法，具体步骤如下：,有关平衡的临界问题,类型,三,例,5,(,单选,),三段不可伸长的细绳,OA,、,OB,、,OC,能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图,3,5,7,所示其中,OB,是水平的，,A,端、,B,端都固定，若逐渐增加,C,端所挂物体的质量，则最先断的绳,(,),A,必定是,OA,B,必定是,OB,C,必定是,OC,D,可能是,OB,，也可能是,OC,有关平衡的临界问题类型三例5 (单选)三,【,精讲精析,】,法一：三根绳子能承受的最大拉力相同，在增大,C,端物体质量的过程中，判断谁先断，实际是判断三根绳子谁承担的拉力最大,O,点所受三力如图,3,5,8,甲所示，由于三力平衡，即,F,1,与,F,2,的合力,F,与,F,3,相平衡，从图中直接看出，,F,1,是直角三角形的斜边，,F,2,、,F,3,均为直角边，因此,F,1,必大于,F,2,和,F,3,.,当增大,C,端重物质量时，,OA,首先承受不住，先断，选,A.,【精讲精析】法一：三根绳子能承受的最大拉力相同，在增大C端,法二：三力,F,1,、,F,2,、,F,3,平衡，则首尾相接必成一封闭三角形，如图乙所示，由图看出,F,1,是直角三角形的斜边，最大，因而,OA,先断,图,3,5,8,法二：三力F1、F2、F3平衡，则首尾相接必成一封闭三角形，,法三：,F,1,沿水平和竖直两方向正交分解，如图丙所示，,F,1,的水平分量与,F,2,平衡，则有,F,1,F,1,x,F,2,；同理,F,1,的竖直分量与,F,3,平衡，有,F,1,F,1,y,F,3,，因此,F,1,最大，,OA,先断,【,答案,】,A,【,方法总结,】,三种解法各有所长，故在具体问题中可结合题目中的具体条件灵活选择一种方法求解在三力平衡问题中，三个力一般构成直角三角形，这时可利用直角三角形的知识解决问题如果三力不能构成直角三角形，这时可考虑用相似三角形的方法尝试解决,法三：F1沿水平和竖直两方向正交分解，如图丙所示，F1的水平,4.,跟踪训练,4.跟踪训练,【,真题,】,(2012,课标全国卷，,16),如图示,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,F,N,1,球对木板的压力大小为,F,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,F,N,1,始终减小，,F,N,2,始终增大,B,F,N,1,始终减小，,F,N,2,始终减小,C,F,N,1,先增大后减小，,F,N,2,始终减小,D,F,N,1,先增大后减小，,F,N,2,先减小后增大,F,N2,F,N1,mg,G,1.,初始时刻小球受力情况如何？,2.,通过图象法怎样画出木板缓慢转动过程中，,F,N,1,及,F,N,2,的大小及方向变化情况？,审题设疑,注意,:,随木板的转动,球所受各力大小与方向的变化情况,.,解析,取小球为研究对象,小球受到重力,G,、竖直墙面对小球的压力,F,N,1,和木板对小球的支持力,F,N,2,(,大小等于,F,N,2,),三个力作用，如图所示，,F,N,1,和,F,N,2,的合力为,G,，,G,G,，则,G,恒定不变，当木板向下转动时，,F,N,1,、,F,N,2,变化如图所示，则,F,N,1,、,F,N,2,都减小，即,F,N,1,、,F,N,2,都减小，所以正确选项为,B.,答案,B,解析显隐,【真题】(2012课标全国卷，16)如图示,一小,解析,圆环的受力情况如图示，由几何关系可知：,60,，,a,杆位置不变，缓慢移动,b,杆，可见两杆的合力,不变，,F,a,的方向不变，随着缓慢移动,b,杆，矢,量,F,b,的箭头端在图中虚线上逆时针旋转，可见,F,b,先减小后增大，,F,a,一直减小所以应选,D.,答案,D,解析显隐,解析圆环的受力情况如图示，由几何关系可知：60，a杆,5.,真题演练,5.真题演练,Mg,F,T,F,N,【,真题,】,(2013,天津卷，,5),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,1.,缓慢推动,小球整个运动过程中受合力始终为零,.,2.,注意分析小球上滑过程中,受力个数,各力大小、方向及变化情况,.,Mg,F,T,F,N,Mg,F,T,F,N,根据图示分析，,F,T,与,F,N,怎样变化？,解析,选小球为研究对象，其受力情况如图所示，用平行四边形定则作出相应的“力三角形,”,，其中,mg,大小、方向均不变，,F,N,的方向不变，推动斜面时，,F,T,逐渐趋于水平，根据动态平衡，,F,T,先减小后增大，,F,N,不断增大，选项,D,正确,答案,D,解析显隐,MgFTFN【真题】(2013天津卷，5)如图所示，,补充例题,用“,相似三角形法,”解平衡问题,补充例,例,2,、如图所示，轻绳长为,L,，,A,端固定在天花板上，,B,端系一个重量为,G,的小球，小球静止在固定的半径为,R,的光滑球面上，小球的悬点在球心正上方距离球面最小距离为,h,，则轻绳对小球的拉力和半球体对小球的支持力分别是,多大？,例2、如图所示，轻绳长为L，A端固定在天花板上，B端系一个重,1,、对小球受力分析,2,、将受力图转化成,矢量三角形,6,=,=,1、对小球受力分析2、将受力图转化成6=,G,N,T,点评：合力大小方向不变，力的矢量三角形与几何三角形相似。,GNT点评：合力大小方向不变，力的矢量三角形