第三章专题 共点力平衡（动态） 课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版必修1

共 点 力 平 衡 ——动态平衡 1 平衡状态：只有静止或匀速直线运动状态才是平衡状态。如果 物体运动很缓慢，可以近似当做平衡状态来处理，称之为动态平衡 平衡状态：只有静止或匀速直线运动状态才是平衡状态。如果 物体运动很缓慢，可以近似当做平衡状态来处理，称之为动态平衡 平衡状态：是指静止或匀速直线运动状态。动态平衡问题是指通过控制某些物理量（角度的变化、绳长的变化等），使物体所处状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态。 关键词： 缓 慢 2 3 4 方法应用： 分析思路： 化动为静，静中求动。抓住不变量。 解析法（表达式）； 动态三角形。 拉密定理（正弦定理 ）；相似三角形。 5 例1：用一根细线，沿水平方向把电灯拉至图中实线位置A，此时CA线所受拉力T1，OA线所受拉力T2。如保持OA始终沿水平方向，把电灯缓慢拉至图中虚线位置A′，在此过程中两线所受拉力T1、T2的大小将如何变化？ 6 一、解析法 G T2 T1 tan 增大 增大 7 应用情境： 若在变化的过程中，三个力始终能放到一个直角三角形中，用解析法比较方便。 针对训练1 如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体 A , A 的左端紧临竖直墙， A 与竖直墙壁之间放一光滑球 B ，整个装置处于静止状态．若把 A 向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则A对B的弹力如何变化？ G N1 N2 N1= θN1增大 二、动态三角形 在例1中，物体受力有以下特点： （1） 有一个恒力（G） （2） 有一个力方向不变：OA绳对灯的拉力T2 这种情况的动态平衡，可用动态三角形来求解 T2 G T1 G T1 T2 1、把方向不变的力（T2）反向延长 2、从恒力（G）的终点起 做另一力的平行线 3、考虑方向变化，重复 2 由图可得： T1增大， T2增大 重力为G的物体系在两根等长的轻绳OA、OB上，轻绳的A端、B端挂在半圆形的支架上，如图所示，若固定A端的位置，将绳OB的B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中， OA、OB两绳的拉力大小如何变化？ 针对训练2 12 TB G TA 重力为恒力，TA方向不变 由图可得： TA减小， TB先减小后增大 三、拉密定理（正弦定理 ） 例2：如图所示，两根轻绳一端系于结点O， 另一端分别系于固定竖直放置的圆环上的A、B 两点，O为圆心，O点下面悬挂一物体M，绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与绳OA成α＝120°，拉力大小为F2。将两绳同时缓慢顺时针转过60°，并保持两绳之间的夹角α始终不变，且物体始终保持静止状态。则在旋转过程中， F1、 F2的大小将如何变化？ G F1 F2 本题中，绳OB与绳OA间的夹角保持不变 A B C o F1一直增大，F2一直减小 从到sin大 从大到sin 三力平衡问题中，当有两个力的夹角不变时，可以用此方法。 此类问题也可用动态圆求解 对结点O受力分析，并合成力的三角形，如图所示，根据图示可知F1和F2顺时针转动过程中(由实线到虚线)，F1一直增大，F2一直减小，A正确，B、C、D错误。 四、相似三角形 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，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，可利用相似三角形对应边成比例进行计算。 例3：如图所示是一个简易起吊装置的示意图,AC是质量不计的撑杆,A端与竖直墙用铰链连接,一滑轮B固定在A点正上方,C端吊一重物。现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉,在AC杆达到竖直前 （ ） A.BC绳中的拉力FT越来越大 B.BC绳中的拉力FT越来越小 C.AC杆中的支持力FN越来越大 D.AC杆中的支持力FN越来越小 画出受力图，寻找相似的力三角形和几何三角形 由于重物P向上运动时,AB、AC不变,BC变小, 故FT减小,FN不变。选项B正确。 针对训练4 （多选）如图所示，一表面光滑的半球形物体固定在水平面上，其截面如图所示，一光滑小环 D 固定在半球形物体球心0的正上方，一轻绳穿过小环 D 一端与放在半球形物体上的小球 P 相连，另一端与一轻弹簧连接，用手拿住弹簧的另一端 A ,DA始终水平．现手拿着弹簧 A 端向右缓慢移动一段距离（小球 P 未到达半球最高点前），在此过程中，下列说法正确的是 （ ） A ．弹簧伸长量减小 B . 弹簧长度伸长 C ．小球对半球形物体的压力逐