3.6 共点力作用下物体的平衡-动态平衡 课件-2022-2023学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

专题:动态平衡问题 类型一:图解法(物体受三个力作用,一个力大小方向均恒定,一个力方向不变,第三个力的大小和方向都在变化) 例1:如图所示,质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上,斜面足够长,倾角为α的斜面体置于光滑水平面上。用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动,小球沿斜面缓慢升高(细线尚未到达平行于斜面的位置),在此过程中( ) A.细线对小球的拉力减小 B.斜面体对小球的支持力减小 C.水平力F减小 D.地面对斜面体的支持力不变 解析:选A 对小球受力分析,如图甲所示,斜面体左移会引起FT的方向及大小的变化而FN的方向不变,FT、FN和小球所受重力mg三力的合力为0,可形成闭合矢量三角形,FT与FN相互垂直时FT最小,此时细线和斜面平行,则细线尚未到达平行于斜面的位置时,FT逐渐变小,FN逐渐变大,故A正确,B错误;对斜面体受力分析,如图乙所示,根据牛顿第三定律及平衡条件,有:F=FN′sin α=FNsin α,FN地=Mg+FN′cos α=Mg+FNcos α,由于FN增大,故FN地和F均增大,故C、D错误。 类型二:解析法(利用函数单调性判断力的变化) 例2:(长沙市2019模拟)如图所示,某健身爱好者利用如下装置锻炼自己的臂力和腿部力量,在O点悬挂重物C,手拉着轻绳且始终保持绳索平行于粗糙的水平地面.当他缓慢地向右移动时,下列说法正确的有 A. 绳OA拉力大小不变 B. 绳OB拉力变大 C. 健身者与地面间的摩擦力变小 D. 绳OA、OB拉力的合力变大 【答案】B 【分析】 对结点O受力分析,根据正交分解法列出方程求解拉力,根据θ的变化分析拉力的变化. 【详解】AB.设OA、OB绳的拉力分别为FA和FB,重物的质量为m。对O点有FAcosθ-mg=0, FAsinθ-FB=0,解得FA= ,FB=mgtanθ。当健身者缓慢向右移动时,θ变大,则两拉力均变 大,选项A错误,B正确; C.健身者所受的摩擦力与FB相等,选项C错误; D.健身者缓慢移动时,两绳拉力的合力大小等于重物C的重力,大小不变,选项D错误。 故选B. 类型三:相似三角形法(力的矢量三角形的三边和几何三角形的三边分别共线或平行) 例3:(2019·德州模拟)如图所示,轻杆A端用铰链固定,滑轮在A点正上方O点(滑轮大小及摩擦均不计),轻杆B端吊一重物,现将轻绳的一端拴在杆的B端,用拉力