2.3.2共点力作用下物体的平衡课件-2021-2022学年高三上学期物理一轮复习

2022届物理一轮复习 第二章第3讲　共点力作用下物体的平衡 第二课时 高三物理组 考点三　动态平衡问题 多维探究 题型1|图解法的应用 例3 [2019·全国卷Ⅰ](多选)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止，则在此过程中(　　) A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 答案：BD 考点突破 解析：如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大，A错误，B正确；对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加，C错误，D正确． [教你解决问题] 读题―→选研究对象―→画受力图―→ 题型2|解析法的应用 例4[2020·安徽全国高中示范名校联考](多选)如图甲所示，一只小鸟沿着较粗的树枝从A缓慢移动到B，将该过程抽象为质点从圆弧上的A点移动到B点，如图乙所示．以下说法正确的是(　　) A．树枝对小鸟的弹力减小 B．树枝对小鸟的弹力增大 C．树枝对小鸟的摩擦力减小 D．树枝对小鸟的摩擦力增大 解析：设弹力与竖直方向的夹角为θ，由平衡条件得，小鸟所受的弹力N＝mg cos θ，从A到B的过程中，θ减小，弹力增大，A错误，B正确；小鸟所受的摩擦力f＝mg sin θ，从A到B的过程中，θ减小，摩擦力减小，C正确，D错误． 答案：BC 题型3 |相似三角形法的应用 例5 [2021·福建漳州质检](多选)如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，最高点B处固定一小滑轮，质量为m的小球A穿在环上．现用细绳一端拴在A上，另一端跨过滑轮用力F拉动，使A缓慢向上移动．在移动过程中关于铁丝对A的支持力N，下列说法正确的是(　　) A．N的方向始终背离圆心O B．N的方向始终指向圆心O C．N逐渐变小 D．N大小不变 答案：AD 解析：本题借助相似三角形考查动态平衡问题．在小球A缓慢向上移动的过程中，小球A处于三力平衡状态，根据平衡条件知小球重力mg与半圆环对小球的弹力N的合力与细绳的拉力T等大、反向、共线，作出mg与N的合力，如图所示，由三角形相似有＝＝，AO、BO都不变，则N大小不变，方向始终背离圆心O.故A、D正确，B、C错误． 题后反思 1．求解动态平衡常用的“三种”典型方法 (1)图解法：适合解决三个力的动态平衡问题，形象、直观，其解题思路： (2)解析法：适合解决多力动态平衡问题，此方法将动态平衡问题转化为数学的函数增减性问题，利用平衡条件列函数方程，根据函数关系式确定物理量的变化情况． (3)相似三角形法：在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，无法用图解法分析，且题目给出了空间几何关系，多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似，可利用相似三角形的比例关系求解． 2．平衡中的“三看”与“三想” (1)看到“缓慢”，想到“物体处于动态平衡状态．” (2)看到“轻绳、轻环”，想到“绳、环的质量可忽略不计”． (3)看到“光滑”，想到“摩擦力为零”． 练4　如图所示，A是一均匀小球，搁在竖直墙壁与四分之一圆弧形滑块B之间，最初A、B相切于圆弧形滑块的最低点，一切摩擦均不计．开始B与A均处于静止状态，用一水平推力F将滑块B向右缓慢推过一段较小的距离，在此过程中(　　) A．墙壁对球的弹力不变 B．滑块对球的弹力增大 C．地面对滑块的弹力增大 D．推力F减小 答案：B 解析：对小球受力分析，小球受到重力、滑块的弹力和墙壁的弹力，如图所示，重力的大小和方向都不变，墙壁的弹力方向不变．滑块的弹力和墙壁的弹力的合力不变，大小等于重力，由图可知，滑块对球的弹力在增大，墙壁对球的弹力在增大，故A项错误，B项正确；对滑块和小球整体进行受力分析，整体受重力、支持力、墙壁的弹力及推力，竖直方向上滑块和小球的重力大小等于地面对滑块的弹力，滑块和小球的重力都不变，所以地面对滑块的弹力不变，水平方向上推力F大小等于墙壁对球的弹力，所以推力F增大，故C、D两项错误． 练5　[2020·湖南师大附中5月月考]如图所示，甲、乙两细绳一端系着小球，另一端固定在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，开始时甲绳水平，乙绳倾斜．现将圆环在竖直平面内逆时针缓慢向左滚动至乙绳竖直，在此过程中(　　) A．甲绳中的弹力增大，