第二章 微专题6 攻克动态平衡问题（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

微专题6　攻克动态平衡问题 1．动态平衡 通过控制某些物理量，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系列的平衡状态，在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述． 2．基本思路 化“动”为“静”，“静”中求“动”． 微点一　“解析法”的应用 如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态．现对小球乙施加一个水平力F.使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为Ff，则该过程中(　　) A．Ff变小，F变大　 B．Ff变小，F变小 C．Ff变大，F变小 D．Ff变大，F变大 [多维解题] D　解析：以小球乙为研究对象，受力分析如图甲所示，设绳与竖直方向的夹角为α，小球乙的质量为m乙，根据平衡条件可得，水平拉力F＝m乙g tan α，乙球缓慢上升一小段距离的过程中，α增大，可知水平拉力F逐渐增大，绳子的拉力FT＝ ，故绳子的拉力也是逐渐增大． 以物体甲为研究对象，受力分析如图乙所示，根据平衡条件可得，物体甲受到的地面的摩擦力Ff与绳子的拉力沿水平方向的分力FTx＝FTcos θ等大反向，故摩擦力方向向左，Ff＝，逐渐增大，故D正确． 方法技巧 应用解析法解答动态平衡问题的思路 (1)对各个力进行正交分解，列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式； (2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况． 微点二　“图解法”的应用 如图所示，墙角处放置一个光滑的小球A，用轻绳一端拴一个小球B贴在小球A上，轻绳的另外一端拴在墙壁上，两个小球保持静止不动，此时两个小球之间的弹力和轻绳的拉力正好相互垂直，现在通过调整轻绳缓慢移动小球B，轻绳的变化如图中的虚线所示，小球B未越过小球A的最高点，始终保持轻绳和原来保持平行，下列说法中正确的是(　　) A．两球之间的弹力不变、轻绳的拉力变小 B．两球之间的弹力变大、轻绳的拉力变大 C．两球之间的弹力变小、轻绳的拉力变大 D．两球之间的弹力变大、轻绳的拉力变小 [图形剖析]　画出B球的受力分析如图1所示，矢量三角形如图2所示． D　解析：注意轻绳的拉力和重力的方向不变，重力的大小不变．通过矢量三角形，我们可以看到两球之间的弹力变大，轻绳的拉力变小，D正确． 方法技巧 应用图解法解答动态平衡问题的思路 微点三　“相似三角形法”的应用 如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔．质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住．现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中，手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是(　　) A．F不变，FN增大 B．F不变，FN减小 C．F减小，FN不变 D．F增大，FN减小 C　解析：小球沿圆环缓慢上移可看成小球始终受力平衡，对小球进行受力分析，受力示意图如图所示，由图可知△OAB∽△G′FA，即 ＝ ＝ ，因此当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，FN不变，故C正确． 方法技巧 应用相似三角形法解答动态平衡问题的思路 (1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形，确定对应边，利用三角形相似知识列出比例式； (2)确定未知量大小的变化情况． 学科网（北京）股份有限公司 $