【学霸笔记：同步精讲】21　第4章　素养提升课(二)　平衡条件的应用 讲义--高中物理鲁科版必修第一册

素养提升课(二)　平衡条件的应用 [学习目标]　1．掌握解决静态平衡问题的常用方法。2．学会用解析法、图解法、三角形相似法解决动态平衡问题。3．掌握解决临界问题和极值问题的方法。 考点1　静态平衡问题 1．静态平衡的定义 静态平衡是指物体在共点力的作用下保持静止状态时的平衡。 2．静态平衡的理解 (1)运动学特征：处于静态平衡的物体速度为零，加速度为零。 (2)平衡条件：处于静态平衡的物体所受的合力为零。 (3)实例：日常生活中，三角形支架以其优越的平衡稳定性被广泛采用，如大型展览馆、体育馆屋顶的钢架结构，马路边的路灯支架，建筑工地的塔吊支架等静态平衡装置大多采用三角形结构。 【典例1】　如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心。一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点，设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是(　　) A．F＝　　　　　 B．F＝mg tan θ C．FN＝ D．FN＝mg tan θ 思路点拨：(1)滑块处于静止状态，所受合外力为零。 (2)选取滑块为研究对象可采用合成法、效果分解法、正交分解法求解。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　解决静态平衡问题的方法及步骤 (1)处理平衡问题，常用的方法有合成法、分解法、正交分解法等。 (2)应用平衡条件解题的步骤 ①明确研究对象(物体、质点或绳的结点等)。 ②对研究对象进行受力分析。 ③建立合适的坐标系，应用共点力的平衡条件，选择恰当的方法列出平衡方程。 ④求解方程，并讨论结果。 [跟进训练]1．如图所示，质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在小球上，另一端固定在墙上的P点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为(　　) A．　　　　　　　　 B． C． D． 考点2　动态平衡问题 1．动态平衡 (1)所谓动态平衡问题，是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，常利用图解法解决此类问题。 (2)基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”。 2．分析动态平衡问题的方法 方法 步骤 解析法 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 相似三 角形法 (1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形，确定对应边，利用三角形相似知识列出比例式 (2)确定未知量大小的变化情况 作辅助 圆法 (1)根据已知条件(两变力的夹角不变)画出受力分析图，将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形 (2)以不变的力为弦作力三角形的外接圆 (3)在辅助圆中根据力三角形的变化确定各力的变化情况 角度1　解析法和图解法的应用 【典例2】　(双选)如图所示， ... ...