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时间:2018-12-17
《相似三角形法解决动态平衡问的题目》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、实用标准文案相似三角形法解决动态平衡问题首先选定研究对象,先正确分析物体的受力,画出受力分析图,再寻找与力的三角形相似的几何三角形,利用相似三角形的性质,建立比例关系,把力的大小变化转化为三角形边长的大小变化问题进行讨论。例题1如图所示,杆BC的B端铰接在竖直墙上,另一端C为一滑轮,重力为G的重物上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处,杆恰好平衡,若将绳的A端沿墙向下移,再使之平衡(BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计),则( )A.绳的拉力增大,BC杆受压力增大B.绳的拉力不变,BC杆受压力增大C.绳的拉
2、力不变,BC杆受压力减小D.绳的拉力不变,BC杆受压力不变思路分析:选取滑轮为研究对象,对其受力分析,如图所示。绳中的弹力大小相等,即T1=T2=G,T1、T2、F三力平衡,将三个力的示意图平移可以组成封闭三角形,如图中虚线所示,设AC段绳子与竖直墙壁间的夹角为θ,则根据几何知识可得,杆对绳子的支持力F=2Gsin,当绳的A端沿墙向下移时,θ增大,F也增大,根据牛顿第三定律,BC杆受压力增大。图中,矢量三角形与几何三角形ABC相似,因此,解得F=·mg,当绳的A端沿墙向下移,再次平衡时,AB长度变短,
3、而BC长度不变,F变大,根据牛顿第三定律,BC杆受压力增大。例题2如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点处有一个光滑的小孔,质量为m的小球套在圆环上,一根细线的下端拴着小球,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和轨道对小球的弹力N的大小的变化情况是( )精彩文档实用标准文案A.F大小将不变 B.F大小将增大C.N大小将不变D.N大小将增大对小球受力分析,其受到竖直向下的重力G,圆环对小球的弹力N和线的拉力F作用,小球处于平衡状态,G
4、大小方向恒定,N和F方向不断在变化,如图所示,可知矢量三角形AGF1与长度三角形BOA相似,得出:,又因为在移动过程中,OA与OB的长度不变,而AB长度变短,所以N不变,F1变小,即F变小,故C选项正确。答案:C极限分析法解决动态平衡问题运用极限思维,把所涉及的变量在不超过变量取值范围的条件下,使某些量的变化抽象成无限大或无限小去思考解决实际问题的方法。这种方法具有好懂、易学、省时、准确的特点。A、B两小球由轻杆相连,力F将小球B缓慢向左推进,试分析F的大小变化。利用极限法,要找到F出现极值的时刻。可
5、以直接从B被推至竖直墙面时刻入手分析。此时AB只受重力、支持力,水平方向上没有力的作用,故F大小为0。这样就可以初步判断出F是逐渐变小的。接着深入判断F是否会出现先变大后变小的情况即可。强化训练精彩文档实用标准文案如图所示,轻绳的一端系在质量为m的物体上,另一端系在一个轻质圆环上,圆环套在粗糙水平杆MN上。现用水平力F拉绳上一点,使物体处于图中实线位置,然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来的位置不动。在这一过程中,水平拉力F、环与杆的摩擦力F摩和环对杆的压力FN的变化情况是( )
6、A.F逐渐增大,F摩保持不变,FN逐渐增大B.F逐渐增大,F摩逐渐增大,FN保持不变C.F逐渐减小,F摩逐渐增大,FN逐渐减小D.F逐渐减小,F摩逐渐减小,FN保持不变物体在3个力的作用下处于平衡状态,根据矢量三角形法,画出力的矢量三角形,如图所示。其中,重力的大小和方向不变,力F的方向不变,绳子的拉力FT与竖直方向的夹角θ减小,由图可以看出,F随之减小,F摩也随之减小,故选项D正确。1.如图所示,轻弹簧的一端与物块P相连,另一端固定在木板上。先将木板水平放置,并使弹簧处于拉伸状态,缓慢抬起木板的右端
7、,使倾角逐渐增大,直至物块P刚要沿木板向下滑动,在这个过程中,物块P所受静摩擦力的大小变化情况是( )A.先保持不变B.一直增大C.先增大后减小D.先减小后增大1.D解析:本题考查共点力的动态平衡问题。对物块进行受力分析可知,由于初始状态弹簧被拉伸,所以物块受到的摩擦力水平向左,当倾角逐渐增大时,物块所受重力在斜面方向的分力逐渐增大,所以摩擦力先逐渐减小,当弹力与重力的分力平衡时,摩擦力减为0;当倾角继续增大时,摩擦力向上逐渐增大,故选项D正确。2.如图所示,在斜面上放两个光滑球A和B,两球的质量均
8、为m,它们的半径分别是R和r,球A左侧有一垂直于斜面的挡板P,两球沿斜面排列并处于静止状态,下列说法正确的是( )精彩文档实用标准文案A.斜面倾角θ一定,R>r时,R越大,r越小,则B对斜面的压力越小B.斜面倾角θ一定,R=r时,两球之间的弹力最小C.斜面倾角θ一定时,无论半径如何,A对挡板的压力一定D.半径一定时,随着斜面倾角θ逐渐增大,A受到挡板的作用力先增大后减小3.半径为的球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,滑轮到球面的距离为
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