力的动态平衡专题讲稿.ppt

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1、关于力的动态平衡专题第一页，讲稿共二十八页哦v1.知道什么是动态平衡，了解动态平衡的常知道什么是动态平衡，了解动态平衡的常见题型见题型v2.掌握各种解动态平衡的方法及适用条件掌握各种解动态平衡的方法及适用条件教学目标教学目标第二页，讲稿共二十八页哦v1.平衡状态平衡状态v2.平衡条件平衡条件v3.三力平衡的几个推论三力平衡的几个推论v4.静态平衡解题方法静态平衡解题方法 合成、分解法合成、分解法 矢量三角形矢量三角形 相似三角形相似三角形 正交分解法正交分解法 整体隔离法整体隔离法知识回顾知识回顾第三页，讲稿共二十八页哦 所谓动态平衡问题是指通过控制某所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使

2、物体的状态发生缓慢的变些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态这是力平衡问题中的系列的平衡状态这是力平衡问题中的一类难题解决这类问题的一般思路是一类难题解决这类问题的一般思路是:化化“动动”为为“静静”，“静静”中求中求“动动”。什么是动态平衡什么是动态平衡第四页，讲稿共二十八页哦动态平衡的常见问题：动态平衡的常见问题：动态分析；动态分析；临界问题；临界问题；极值分析。极值分析。解动态问题的关键是抓住不变量，依据不变的解动态问题的关键是抓住不变量，依据不变的量来确定其他量的变化规律。量来确定其他量的变化规律。常用的分析

3、方法：常用的分析方法：图解法；图解法；相似三角形；相似三角形；正交分解法。正交分解法。常见问题及解题策略常见问题及解题策略第五页，讲稿共二十八页哦 2 1F1F21.“滑轮滑轮”:(1)跨过滑轮的轻绳上有大小相等的张力跨过滑轮的轻绳上有大小相等的张力 (F1=F2)(2)两轻绳方向与滑轮轴线方向的偏角相等两轻绳方向与滑轮轴线方向的偏角相等 (1=2)2.“结点结点”:几根绳子在端点打结几根绳子在端点打结,形成结点形成结点(1)几根绳子上的张力不一定相等几根绳子上的张力不一定相等(F1 F2)(2)几根绳子的偏角不一定相等几根绳子的偏角不一定相等(1 2)1 2F1F2“滑轮滑轮”和和“结点结点

4、”第六页，讲稿共二十八页哦【例【例1】如】如图图所示，光滑的小球静止在斜面和所示，光滑的小球静止在斜面和竖竖直放置的木板之直放置的木板之间间，已知球重，已知球重为为G，斜面的，斜面的倾倾角角为为，现现使木板沿逆使木板沿逆时针时针方向方向绕绕O点点缓缓慢移慢移动动，求小球求小球对对斜面和斜面和挡挡板的板的压压力怎力怎样变样变化？化？一、图解法（动态三角形）一、图解法（动态三角形）第七页，讲稿共二十八页哦题型特点：题型特点：v（1）物体受三个力）物体受三个力v（2）有一个力是恒力（往往是重力）有一个力是恒力（往往是重力）v（3）一个力的方向不变）一个力的方向不变v（4）第三个力的大小方向变化）第三

5、个力的大小方向变化一、图解法（动态三角形）一、图解法（动态三角形）第八页，讲稿共二十八页哦【例【例1】如】如图图所示，光滑的小球静止在斜面和所示，光滑的小球静止在斜面和竖竖直放置的木板之直放置的木板之间间，已知球重，已知球重为为G，斜面的，斜面的倾倾角角为为，现现使木板沿逆使木板沿逆时针时针方向方向绕绕O点点缓缓慢移慢移动动，求小球求小球对对斜面和斜面和挡挡板的板的压压力怎力怎样变样变化？化？一、图解法（动态三角形）一、图解法（动态三角形）第九页，讲稿共二十八页哦解题步骤：解题步骤：v（1）明确研究对象。）明确研究对象。v（2）分析物体的受力。）分析物体的受力。v（3）用力的合成或力的分解作平

6、行四边形）用力的合成或力的分解作平行四边形（也可简化为矢量三角形）。（也可简化为矢量三角形）。v（4）在合成后的三角形中找到变化的角，）在合成后的三角形中找到变化的角，画画出变化后的三角形出变化后的三角形v（5）根据有向线段的长度变化判断各个力的）根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。变化情况。一、（图解法）动态三角形一、（图解法）动态三角形第十页，讲稿共二十八页哦注意几点：注意几点：v（1）哪个是恒力，哪个是方向不变的力，哪）哪个是恒力，哪个是方向不变的力，哪个是方向变化的力。个是方向变化的力。v（2）正确判断力的变化方向及方向变化的范）正确判断力的变化方向及方向变化的范围。围。v（3

7、）力的方向在变化的过程中，力的大小是）力的方向在变化的过程中，力的大小是否存在极值问题。否存在极值问题。一、图解法（动态三角形）一、图解法（动态三角形）第十一页，讲稿共二十八页哦【变变式式训练训练】如】如图图，电电灯灯悬悬挂于挂于O点，三根点，三根绳绳子的拉力分子的拉力分别为别为TA、TB、TC，保持，保持O点的位置不点的位置不变变，绳绳子的子的悬悬点点B也不也不变变，则悬则悬点点A向上移向上移动动的的过过程中，下列程中，下列说说法正确的是（法正确的是（）A、TA、TB一直减少；一直减少；B、TA一直增大，一直增大，TB一直减少；一直减少；C、TA先增大后减少，先增大后减少，TB先减少后增大；

8、先减少后增大；D、TA先减少后增大，先减少后增大，TB一直减少；一直减少；D一、图解法（动态三角形）一、图解法（动态三角形）第十二页，讲稿共二十八页哦 【例【例2】在两个共点力的合成实验中，如图】在两个共点力的合成实验中，如图所示，用所示，用A、B两个测力计拉橡皮条的结点两个测力计拉橡皮条的结点D，使其位于使其位于E处，处，90，然后保持，然后保持A的读数的读数不变，当角不变，当角由图示位置逐渐减小时，欲使结由图示位置逐渐减小时，欲使结点仍在点仍在E处，可采用的方法是处，可采用的方法是()A增大增大B的读数，减小的读数，减小角角 B减小减小B的读数，减小的读数，减小角角 C减小减小B的读数，增

9、大的读数，增大角角 D增大增大B的读数，增大的读数，增大角角二、图解法二、图解法2（画圆）（画圆）B第十三页，讲稿共二十八页哦受力特点：受力特点：受三个力作用；受三个力作用；一个力恒定不变（大小、方向不变）；一个力恒定不变（大小、方向不变）；一个力大小不变，一个力可变一个力大小不变，一个力可变方法：三力画出矢量三角形方法：三力画出矢量三角形 画圆画圆二、图解法二、图解法2（画圆）（画圆）题型特点：题型特点：第十四页，讲稿共二十八页哦 【变式训练】如图所示【变式训练】如图所示,轻杆轻杆BC一端用绞链固定于墙上一端用绞链固定于墙上,另一另一端有小滑轮端有小滑轮C.重物系一轻绳经重物系一轻绳经C固定

10、在墙上固定在墙上A点点.滑轮与绳的质量滑轮与绳的质量及摩擦均不计及摩擦均不计,若将绳端若将绳端A点沿墙稍向上移动点沿墙稍向上移动,系统再次平衡后系统再次平衡后,则则()A.轻杆与墙的夹角减少轻杆与墙的夹角减少 B.绳的拉力增大绳的拉力增大,轻杆所受的压力减少轻杆所受的压力减少 C.绳的拉力不变绳的拉力不变,轻杆所受的压力减少轻杆所受的压力减少 D.绳的拉力不变绳的拉力不变,轻杆所受的压力不变轻杆所受的压力不变BACDC二、图解法二、图解法2（画圆）（画圆）第十五页，讲稿共二十八页哦T=mgmgFNBACD二、图解法二、图解法2（画圆）（画圆）第十六页，讲稿共二十八页哦【例【例3 3】轻绳长为】

11、轻绳长为L L，A A端固定在天端固定在天花板上，花板上，B B端系一个重量为端系一个重量为G G的小的小球，小球静止在固定的半径为球，小球静止在固定的半径为R R的的光滑球面上，小球的悬点在球心光滑球面上，小球的悬点在球心正上方距离球面最小距离为正上方距离球面最小距离为h h，则，则小球从球面底端缓拉到顶端的过小球从球面底端缓拉到顶端的过程中，绳的拉力程中，绳的拉力F F及半球面对小球及半球面对小球的支持力的支持力F FN N如何变化？如何变化？三、相似三角形法三、相似三角形法第十七页，讲稿共二十八页哦GN NT T第十八页，讲稿共二十八页哦受力特点：受力特点：受三个力作用；受三个力作用；一

12、个力恒定不变（大小、方向不变），另一个力恒定不变（大小、方向不变），另两个力可变；两个力可变；力三角形与几何三角形相似力三角形与几何三角形相似三、相似三角形法三、相似三角形法题型特点：题型特点：第十九页，讲稿共二十八页哦 【变式训练】【变式训练】AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆不计的轻杆BC一端通过铰链固定在一端通过铰链固定在C点，另一端点，另一端B悬挂一悬挂一重为重为G的重物，且的重物，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮端系有一根轻绳并绕过定滑轮A，用力，用力F拉绳，开始时拉绳，开始时 BCA90，现使，现使 BCA缓慢变小，直到杆缓慢变小，直到杆B

13、C接近竖直杆接近竖直杆AC。此过程中，杆。此过程中，杆BC所受的力（所受的力（）A.大小不变大小不变 B.逐渐增大逐渐增大 C.逐渐减小逐渐减小 D.先增大后减小先增大后减小FACBTmgN三、相似三角形法三、相似三角形法A第二十页，讲稿共二十八页哦 【例【例4】如图所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小】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，则在船匀速靠岸的过程中，绳船，若水的阻力恒定不变，则在船匀速靠岸的过程中，绳的拉力和船受到的浮力如何变化？的拉力和船受到的浮力如何变化？四、正交分解法四、正交分解法第二十一页，讲稿共二十八页哦四、正交分解法四、正交分解法题型特点：

14、题型特点：受力特点：受力特点：受多个力作用；受多个力作用；已知角度的变化情况已知角度的变化情况解题步骤：解题步骤：1.选某一状态对物体受力分析选某一状态对物体受力分析2.将物体受的力按选定方向正交分解将物体受的力按选定方向正交分解3.列平衡方程求出未知量与已知量的关系式列平衡方程求出未知量与已知量的关系式4.根据已知量变化情况来确定未知量的变化根据已知量变化情况来确定未知量的变化 第二十二页，讲稿共二十八页哦 【变式训练】质量分别为【变式训练】质量分别为M、m的两个物体系在的两个物体系在一根通过轻滑轮的轻绳两端，一根通过轻滑轮的轻绳两端，M放在水平地板上，放在水平地板上，m被悬挂在空中被悬挂在

15、空中，若将，若将M沿水平地板向右缓慢移动少沿水平地板向右缓慢移动少许后许后M仍静止，则（仍静止，则（）A绳中张力变大绳中张力变大 B滑轮轴所受的压力变大滑轮轴所受的压力变大 CM对地面的压力变大对地面的压力变大 DM所受的静摩擦力变大所受的静摩擦力变大mMB四、正交分解法四、正交分解法第二十三页，讲稿共二十八页哦说说明明：力力的的三三角角形形法法与与正正交交分分解解法法是是解解决决共共点点力力平平衡衡问问题题的的最最常常见见的的两两种种解解法法前前者者适适于于三三力力平平衡衡问问题题，简简捷捷、直直观观后后者者适适于于多多力力平平衡衡问问题题，是是基基本本的的解解法法，但但有有时时有有冗冗长长

16、的的演演算算过过程程，因因此此要要灵活地选择解题方法灵活地选择解题方法第二十四页，讲稿共二十八页哦1.如如图图所所示示，把把球球夹夹在在竖竖直直墙墙AC和和木木板板BC之之间间，不不计计摩摩擦擦，球球对对墙墙的的压压力力为为FN1，球球对对板板的的压压力力为为FN2在在将将板板BC逐逐渐渐放放至至水平的过程中，水平的过程中，FN1和和FN2怎么变化？怎么变化？作业作业第二十五页，讲稿共二十八页哦2.如图所示如图所示,直角型杆直角型杆OB水平水平,杆上用两杆上用两根细线拉住一个小球根细线拉住一个小球,开始开始AC绳处于水绳处于水平平,现保持两细绳间夹角不变现保持两细绳间夹角不变,将整个装将整个装

17、置绕置绕O轴沿顺时针方向缓慢转过轴沿顺时针方向缓慢转过90,则则在转动过程中在转动过程中,AC绳上的拉力绳上的拉力TAC,BC绳绳上的拉力上的拉力TBC怎么变化？怎么变化？OABC作业作业第二十六页，讲稿共二十八页哦3.一细绳一端固定在竖直放置的光滑圆一细绳一端固定在竖直放置的光滑圆环上的环上的B点，另一端系一质量为点，另一端系一质量为m的小球的小球于于A点，小球穿过圆环，细绳与竖直方点，小球穿过圆环，细绳与竖直方向的夹角为向的夹角为30，如图所示，求细绳的，如图所示，求细绳的拉力和环对小球的弹力拉力和环对小球的弹力 作业作业第二十七页，讲稿共二十八页哦感感谢谢大大家家观观看看01.04.2023第二十八页，讲稿共二十八页哦