第3章 专题四 力的动态平衡-【重难点手册】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版2019）

,第三章相互作用一力 专题四 力的动态平衡 女必备知识梳理 物体的状态发生缓慢地变化，物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中，这种平 衡称为动态平衡此类问题的特征是“缓慢”“慢慢”运动. 1.基本思路：解决此类问题的基本思路是物体处于平衡状态」 2.解析法解决动态平衡：对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡 条件列式求解，得到因变量与自变量的一般函数表达式，最后根据自变量的变化确定因变量的 变化. 目H目日其其目目n国 关键能力提升 目目目国H目 题型1 图解法 图所示 己知条件 方法 (1)三个力中，有一个力为恒力（大 矢量三角形法分 小、方向均不变)： 析第三个力的方 F=FC 向变化引起的物 (2)另一个力方向不变，大小可变： 30 体受力的动态变 (3)第三个力大小、方向均变化 化情况 从图中可看出力F先减小再增大，斜面对球的支 例①(2025·湖北黄冈中学高一月考)如 持力一直减小，故AD错误：对整体分析，竖直方向 上有N=(mg十G)一F,水平方向上有f=F,,现沿 图所示，倾角为0=30°、AB面光滑的斜面体放 逆时针方向缓慢转动弹簧测力计，则F,一直增大， 在水平地面上，一个重为G的小球在弹簧测力 F,一直减小，则V一直减小，∫一直减小，故D错 计的水平拉力F作用下静止在斜面上.现沿逆 误，C正确. 时针方向缓慢转动弹簧测力计，直到弹簧测力 答案C 计的示数等于初始值，在此过程中，小球与斜 题型②相似三角形法 面体始终处于静止状态.下列说法正确的是 (). 己知条件 方法 (1)三个力中，有一个力为恒力（大 小、方向均不变)： (2)其余两个力方向、大小均在变： 相似三角形法 (3)有明显长度变化关系 A.力F先变大后变小 例2如图所示，不计重 B.地面对斜面体的支持力一直变大 力的轻杆OP能以O为轴在 C.地面对斜面体的摩擦力一直变小 竖直平面内自由转动，P端F D.斜面体对小球的支持力一直变大 悬挂一重物，另用一根轻绳 解析根据题意，作出小球受力的失量三角形，如 通过定滑轮系在P端.当OP 107 重难点手册高中物理必修第一册RJ, 和竖直方向的夹角a缓慢逐渐增大时(0<a<:OM绳上拉力F2、MN上拉力 π)，OP杆的弹力F、和绳子的张力F,的大小；F1,由题意知，三个力的合力始终 变化是( ). 为0，关量三角形如图甲所示，F、 A.F、先变小后变大，F变大 F:的夹角为π一a不变，在F:转 B.F、先变小后变大，F,不变 至水平的过程中，失量三角形在 同一外接國上，由图甲可知，MN C.FN先变大后变小，F,不变 上的张力F,逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减 D.F、不变，Fr变大 小，所以A,D正确，B、C错误. 解析对点P受力分析， 设杆的弹力为F、,绳子的拉力 方法二将重物向右上方缓慢拉起，重物处于动 为F,如图所示，根据平衡条 态平衡状态，可利用平衡条件或力的分解画出动态图 件知，合力为0，三角形AOP 分析，将重物的重力沿两绳方向分解，画出分解的动 与图中矢量三角形相似，故有 所示，在三角形中，根据正弦定理 P形品每释R、。 FL=F,由题意可知Fa的反方向与F的 sin B sin 0 -A0,由因可有出，OPA0不变，则杆的支持力 夹角y=180°-&不变，因sin3(3为FM与G的夹 FN不变，AP变大，则绳子的拉力F,变大， 角)先增大后减小，故OM上的张力先增大后减小，当 答案D B=90时，OM上的张力最大，因sin9(0为Fm1与G 题型③ 辅助圆法 的夹角)逐渐增大，故MN上的张力逐渐增大，所以 AD正确，B,C错误. 已知条件 方法 F (1)三个力中，有一个力为恒力（大 小、方向均不变)； 正弦定理、拉米 (2)其余两个力方向、大小均在变： 定律或单位圆 (3)有一个角恒定不变 G 例B(多选)如图，柔软轻绳ON的一端O 答案AD 固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的 题型④滑环模型 另一端N,初始时，OM竖直且MN被拉直， OM与MN之间的夹角为aa>).现将重物 已知条件 方法 (1)滑轮两边的力相等： 两悬点的宽度不变， 向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变.在OM (2)第三个力在滑轮两边的角绳长不变，则绳的张 由竖直被拉到水平的过程中( 的平分线上 力不变 A.MN上的张力逐渐增大 例④(2025·江西余江一中高一月考) B.MN上的张力先增大后减小 (多选)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端 C.OM上的张力逐渐增大 分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂 D.OM上的张力先增大后 衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止 减小 状态.如果只是人为改变一个条件，当衣架静 解析方法一以重物为研究对象，受重力mg、:止时，下列说法正确的是(). 108 ,第三章相互作用一力誦 例)[新情境](2025·湖北华中师大 附中月考)如图所示，某款手机支架由L形挡 板和底座构成，挡板使用一体成型材料制成， 其AB、BC部分相互垂直，可绕O点的轴在竖 直面内自由调节，AB、BC部分对手机的弹力 A.绳的右端上移到b',绳子拉力不变 B.将杆N向右移一些，绳子拉力变大 分别为F,和F2(不计手机与挡板间的摩擦)， C.绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 在L形挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平 D.若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点 的过程中，下列说法正确的是( 于机 右移 解析设两杆间距离为d,绳长为1，Oa、O段长 度分别为L.和l。,则1=l.十L6,两部分绳子与竖直方 向夹角分别为：和B,受力分析如图所示，绳子各部分 底座 张力相等，F。=F。=F,则a=月.满足2 Fcos a=mg, d=sna十sne,即sna=号，F=2。d和1 A.F,逐渐增大，F。逐渐减小 B.F1逐渐减小，F,逐渐增大 均不变，则sina为定值，a为定值，cosa为定值.绳子 C.F,逐渐减小，F2先增大后减小 的拉力保持不变，故A正确，C、D错误：將杆N向右 移一些，d增大，则sina增大，cosa减小，绳子的拉力 D.F,先增大后减小，F2逐渐减小 增大，故B正确. 解析对手机受力分析，如图所示，已知AB,BC 答案AB 部分对手机的弹力分别为F1和F:,且相互垂直，即α M =90°，手机处于静止状态，则手机受力平衡，根据拉米 定律有G=FE2 sina sin0一sin月因为手机的重力G和a 不变，所以上式的比值不变，挡板由图示位置顺时针 缓慢转至水平的过程中，3由钝角增大到180°，即sin月 减小，故F,变小：0由钝角减小到90°，即sin0变大， 题型⑤拉米定律的应用 故F,变大，故选A 已知条件 方法 (1)物体受三个分力F、F:,F,的作用： F F: (2)三个力中F:,F&之间的夹角为a, sin a sin F1、F:之间的夹角为B,F1、F2之间的 F 夹角为0 sin 答案A 109