【三年高考两年模拟】2017年高考一轮：2.5《共点力平衡问题的应用》ppt课件.pptVIP

考点突破 栏目索引 * * 课标版 物理 第5讲　共点力平衡问题的应用 考点一　动态平衡问题 ? 　　所谓动态平衡问题,是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态中。求解动态平衡问题时常用到以下几种方法: 1.解析法 对研究对象进行受力分析,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。 考点突破 2.图解法 对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析,在同一图中作出物体在若干状态下所受的力的平行四边形,由各边的长度变化及角度变化来确定力的大小及方向的变化情况,此即为图解法,它是求解动态平衡问题的基本方法。此法的优点是能将各力的大小、方向等变化趋势形象、直观地反映出来,大大降低了解题难度和计算强度。此法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力,另有一个力方向不变的问题。 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,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。? 典例1????(2014上海单科,9,3分)如图,光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在 竖直平面内,A端与水平面相切。穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N。在运动过程中?(　????) A.F增大,N减小　????B.F减小,N减小 C.F增大,N增大　????D.F减小,N增大 ?答案????A????解法一　解析法 由题意知,小球在由A运动到B过程中始终处于平衡状态。设某一时刻小球运动至如图所示位置,则对球由平衡条件得:F=mg sin θ,N=mg cos θ,在运动过程中,θ增大,故F增大,N减小,A正确。 解法二　图解法 由于球缓慢地由A运动到B,因此球可以看成是动态平衡,对球受力分析可知,轨道对球的弹力N与球受到的拉力F始终垂直,且两个力合力恒与重力等大反向,因此三个力首尾相连构成封闭直角三角形,如图所示。由图解法可知,随着F与竖直方向的夹角减小,F增大,N减小,选项A正确。 ? 典例2　如图所示,AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点,另一端B悬挂一重为G的物体,且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A。用力F拉绳,开始时∠BCA90°,现使∠BCA缓慢变小,直到杆BC接近竖直杆AC。此过程中,B端所受轻杆的弹力?(　????) ? A.大小不变　????B.逐渐增大 C.逐渐减小　????D.先减小后增大 ?答案????A????B端受三个共点力作用平衡,如图所示,由图可知,力的三角形 与几何三角形ABC相似,故有:?=?,显然FB大小为定值,即A正确。 ? 　　三角形法则和平行四边形定则是研究动态平衡问题的基本方法,但也要根据实际情况采用不同的方法:(1)若出现直角三角形,常用三角函数表示合力与分力的关系。(2)若出现“物体只受三个力作用,且其中一个力大小、方向均不变,另一个力的方向不变,第三个力大小、方向均变化”的情形通常采用图解法。 (3)用力的矢量三角形分析力的最小值问题的规律:①若已知F合的方向、大小及一个分力F1的方向,则另一分力F2的最小值的条件为F1⊥F2;②若已知F合的方向及一个分力F1的大小、方向,则另一分力F2的最小值的条件为F2⊥F合。 1-1　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,在移动过程中手对线的拉力F和环对小球的弹力FN的大小变化情况是?(　????) ? A.F减小,FN不变　????B.F不变,FN减小 C.F不变,FN增大　????D.F增大,FN减小 ?答案????A????(相似三角形法)对小球受力分析,其所受的三个力组成一个闭 合三角形,如图所示。 ? 由图可知:力三角形与圆内的几何三角形相似,由几何关系可知?=?=?, 小球缓慢上移时,其处于动态平衡状态,此过程中:mg不变,R不变,L减小,F减小,FN不变,选项A正确。 ? 考点二　连接体问题 1.整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力,这种方法叫做整体法。 2.隔离法:若是有几个物体连接在一起,要求物体之间的相互作用力,一般就将其中的某一物体与其他物体分隔开,对这个物体进行受力分析,那么其他物体对这个物体的作用力就是外力,这种方法叫做隔离法。 ? 典例3　在粗糙水平面上放着