专题课:简单的动态平衡问题 例1 B [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Fcos θ-f=0,FN-(mg+Fsin θ)=0,又知f=μFN,联立可得F=,当θ减小时,F一直减小,A错误,B正确;摩擦力f=μFN=μ(mg+Fsin θ),当θ、F减小时,f一直减小,C、D错误. 例2 B [解析] 夹角θ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G分解为使球压板的分力F1(与球对薄板的压力大小相等)和使球压墙的分力F2,作出平行四边形如图所示,当θ增大时,F1、F2均变小,而且在θ=90°时,F1有最小值G,选项B正确. 变式1 AD [解析] 如图所示,在支架上选取三个点B1、B2、B3,当悬点B分别移动到B1、B2、B3各点时,OA、OB中的拉力分别为FA1、FA2、FA3和FB1、FB2、FB3,从图中可以直观地看出,FA逐渐变小,且方向不变;而FB先变小后变大,且方向不断改变,当FB与FA垂直时,FB最小,故选项A、D正确. 例3 BD [解析] 小球缓慢上升一小段位移的过程中,小球处于动态平衡状态,对小球进行受力分析,如图所示,由于三角形ABC与三角形POA相似,可得==,其中AO=R,PO=,在小球缓慢上升一小段位移的过程中,由于AO和PO不变,AP减小,则F减小,FN大小不变,A、C错误,B、D正确. 变式2 C [解析] 小球受力如图所示,根据平衡条件知,小球所受的支持力FN'和细线拉力T的合力与重力是平衡力,两者大小相等,力的三角形与几何三角形COA相似,设滑轮到半球顶点B的距离为h,细线长AC为L,则有==,由于小球从A点移向B点的过程中,G、R、h均不变,L减小,故FN'大小不变,T减小,由力的作用是相互的可知FN=FN',故FN大小不变,C正确. 随堂巩固 1.C [解析] 对木块受力分析,木块受到重力、支持力和沿木板向上的摩擦力的作用,木块受力平衡,所以摩擦力和重力沿木板向下的分力大小相等,即f=mgsin θ,在夹角θ增大的过程中,木块所受的摩擦力一直在增大,木块受到的支持力FN=mgcos θ,由于运动过程中,夹角θ增大,所以支持力减小,故A、B错误;由于木块一直处于平衡状态,所以木块受到木板的作用力大小始终等于重力,方向竖直向上,即木块受到木板的作用力大小不变、方向不变,故C正确,D错误. 2.D [解析] 对小球受力分析,作出动态平衡下的受力分析图如图所示,其中F的大小、方向均不变,FN的方向不变,由图可知,推动斜面体时,T逐渐趋于水平,所以T先减小后增大,FN不断增大,D正确. 3.C [解析] 小球沿圆环缓慢上移,可看作处于动态平衡,对小球进行受力分析,作出受力示意图如图所示,其中F'=F,由相似三角形可知,==,当A点上移时,AO与BO长度不变,AB长度减小,故F'减小(即F减小),FN不变,故C正确.专题课:简单的动态平衡问题 学习任务一 运用解析法处理动态平衡问题 [物理观念] 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 [2023·中山一中月考] 如图所示,与水平方向成θ角的推力F作用在物块上,θ逐渐减小直到F的方向变为水平的过程中,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( ) A.推力F先增大后减小 B.推力F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 [反思感悟] 【要点总结】 运用解析法处理动态平衡问题时,先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,再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 [科学思维] 图解法 (1)图解法适用于三力平衡问题,特点是一个力是恒力,另一个是方向不变的变力,第三个是大小、方向均变化的力. (2)一般按照以下流程解题: 受力 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
