专题 物体的动态平衡问题(课件)-【扬帆起航系列】高中物理同步备课（人教版2019必修第一册）

专题 力动态平衡问题 【扬帆起航系列】2024-2025学年高中物理同步备课必修第一册 授课人：扬帆起航 新人教版（2019） 第三章 相互作用—力 01 动态平衡问题的五种处理方法 02 共点力平衡中的临界和极值问题 目录/contents 动态平衡问题是指通过控制某些物理量的变化，使物体的状态发生缓慢改变。“缓慢”指物体的速度很小，可认为速度为零，所以在变化过程中可以认为任一时刻都处于平衡状态，就把物体的这种状态称为动态平衡态。 动态平衡问题的处理方法:解决这一类问题的一般思路,是把“动”化为“静”,“静”中求“动”。 导入新课 解题关键： 化动为静，静中求动，在变中找到不变。 动态平衡： 物体处于一系列的平衡态中，此过程中外力在发生变化，但合力始终为零。 所谓动态平衡，就是通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢的变化。 方法一 解析法 01 题型特点： 受三个以上的力平衡，用合成法、分解法、正交分解进行分析，建立平衡方程，求出应变量与自变量的一般函数式，然后根据自变量的变化确定应变量的变化(结合三角函数知识）。 【例题】如图所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船，若水的阻力恒定不变，则在船缓慢靠岸的过程中，绳的拉力和船受到的浮力如何变化？ Fy Fx G F浮 f F x y ? 答案：绳的拉力逐渐变大，船受到的浮力逐渐减小。 【例题】如图所示，人的质量为M，物块的质量为m，且M>m，若不计绳与滑轮的摩擦，则当人拉着绳向右跨出一步后，人和物仍保持静止，则下列说法中正确的是（ ） A．地面对人的摩擦力减小 B．地面对人的摩擦力增大 C．人对地面的作用力不变 D．人对地面的作用力增大 BD 死结与活结 死杆与活杆 【例题】如图甲所示，细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体，∠ACB＝30°；图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°，在轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，求： (1)细绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比； (2)轻杆BC对C端的支持力； (3)轻杆HG对G端的支持力。 题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡的条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如图甲和乙所示，根据平衡规律可求解。 解析： (3)图乙中，根据平衡规律有FTEGsin 30°＝M2g，FTEGcos 30°＝FNG，所以FNG＝M2gcot 30°＝????M2g，方向水平向右。 ? (1)图甲中细绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，细绳AC段的拉力FTAC＝FTCD＝M1g 图乙中由FTEGsin 30°＝M2g，得FTEG＝2M2g。 所以????????????????????????????????＝????????????????????。 ? (2)图甲中，三个力之间的夹角都为120°，根据平衡规律有FNC＝FTAC＝M1g，方向与水平方向成30°，指向右上方。 方法二 图解法 02 图解法求解的问题受力往往有这样的特点(图解法条件)： （1）物体受三个力; （2）有一个力大小、方向都不变（一般是重力）； （3）还有一个力的方向不变、大小变（另一个力大小方向都改变） 用图解法处理最简单： 处理方法：受力分析后，将两个变力进行合成或者将不变的力进行分解。(也可以用三角形定则) 【例题】如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点，O为圆心。O点下面悬挂一重物M，绳OA水平。保持O点和细绳OB的位置，使A点沿圆环支架顺时转到Aˊ的过程中，细绳OA及细绳OB的拉力如何变化? O A B M Aˊ F=G FA FB FAB=G 【例题】如图所示，光滑的小球静止在斜面和竖直放置的木板之间，已知球重为G，斜面的倾角为θ，现使木板沿顺时针方向绕O点缓慢移动，求小球对斜面和挡板的压力怎样变化？ G FN2 FN1 F=G G FN1 FN2 FN2 G FN1 FN2 ... ...