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课件网) 专题课:动态平衡问题 学习任务一 运用解析法处理动态平衡问题 学习任务二 运用图解法处理动态平衡问题 学习任务三 运用相似三角形法处理动态平衡问题 学习任务四 作圆法分析动态平衡问题 素养提升 备用习题 随堂巩固 ◆导学案 学习任务一 运用解析法处理动态平衡问题 [科学推理] 动态平衡:通过控制某一物理量,使物体的状态缓慢变化,变化过程中可认为物体处于一系列的平衡状态. 例1 如图所示,与水平方向成
角的推力
作用在物块上,随着
逐渐减小直到为0的过程中,物块始终沿水平面缓慢运动.关于物块受到的力,下列判断正确的是( ) B A.推力
先增大后减小 B.推力
一直减小 C.物块受到的摩擦力先减小后增大 D.物块受到的摩擦力一直不变 [解析] 对物块受力分析,建立如图所示的坐标系.由平衡条件得
,
,又
,联立可得
,当
减小时,
一直减小,A错误,B正确; 摩擦力
,当
、
减小时,
一直减小,C、D错误. 变式1 [2023·晋江一中月考] 如图所示,一直角支架固定不动,在其光滑竖直杆上套着一个滑块,轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮.用竖直向下的力
缓慢拉绳,使滑块从
点起由静止开始缓慢上升至
、
点.下列说法正确的是( ) D A.滑块从
点到
点的过程中,力
大小不变 B.滑块从
点到
点的过程中,杆对滑块的弹力不变 C.滑块从
点到
点的过程中,力
逐渐变小 D.滑块从
点到
点的过程中,杆对滑块的弹力变大 [解析] 滑块缓慢上升可看作动态平衡,根据几何关系可知,轻绳与竖直杆的夹角
越来越大,在竖直方向上,有
,夹角
增大,则
减小,
增大,故A、C错误; 在水平方向上,有
,夹角
增大,则
增大,
增大,B错误,D正确. 【要点总结】 运用解析法处理动态平衡问题时,对研究对象的任一状态进行受力分析,根据平行四边形定则画出矢量图,建立平衡方程,然后根据边角关系求出因变量与自变量的一般函数式,然后根据自变量的变化确定因变量的变化. 学习任务二 运用图解法处理动态平衡问题 [科学推理] (1)图解法适用于三力平衡问题,特点一般是一个力是恒力,另一个是方向不变的变力,第三个是大小、方向均变化的力,但合力保持不变. (2)一般按照以下流程解题: 例2 如图所示,小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间,在墙与薄板之间的夹角
缓慢地增大到
的过程中,球对薄板的压力变化情况为( ) B A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大 [解析] 夹角
缓慢增大的过程中,小球缓慢移动,可理解为小球经历了一系列的平衡状态,属于动态平衡问题.根据小球重力的作用效果,将重力
分解为使球压板的分力
(与球对薄板的压力大小相等)和使球压墙的分力
,作出平行四边形如图所示,当
增大时,
、均变小,选项B正确. 变式2 (多选)如图所示,用细绳
、
悬挂一重物,
水平,
为半圆形支架的圆心,悬点
和
在支架上.悬点
固定,将悬点
从图中所示位置逐渐移到
点的过程中,
绳和
绳中的拉力变化情况为( ) AD A.
绳中的拉力逐渐减小 B.
绳中的拉力逐渐增大 C.
绳中的拉力逐渐减小 D.
绳中的拉力先减小后增大 [解析] 如图所示,在支架上选取三个点
、
、
,当悬点B分别移动到
、
、
各点时,