高中物理总复习（二轮复习专题攻略）之力与运动：动态平衡问题含解析

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1、动态平衡问题【热点透析】【典例1]（2014±海）如图，光滑的四分之一圆弧轨道力3固定在竖直平而内，力端与水平而相切。穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由力向3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【解析】小球一直受到重力、支持力、拉力作用，根据共点力平衡，有:F=?ngsina,辱吨coso（a是拉力与水平方向的夹角），随着夹角的增大，支持力逐渐减小，拉力逐渐増大，A项正确。【答案】A【典例2】一个挡板固定于光滑水平地面上，截面为+圆的柱状物体甲放

2、在水平面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与地面接触而处于静止状态，如图所示，现在对甲施加一个水平向左的力F,使甲沿地面极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止。设乙对挡板的压力为戸，甲对地面的压力为局，在此过程屮（）C・F

3、缓慢减小,兄不变【解析】方法一D.F】缓慢减小，尺缓慢增大（图解法）把甲、乙看做一个整体，竖直方向仅受重力和地面的支持力，在此过程中，两物体重力不A.円缓慢增大，尺缓慢增大B.Fi缓慢增大,尺不变变，支持力不变，由牛顿第三定律得，甲对地面的压力E不变。选取乙为研究对象，乙物体受力如图,甲对乙的作用力円和挡板对乙的作用

4、力尺'的合力F合始终与乙的重力等大、反向，在将甲沿地面缓慢地向左移动时，甲对乙的作用力月逐渐减小，挡板对乙的弹力尺‘逐渐减小，所以乙对挡板的压力鬥逐渐减小。所以正确选项为C。方法二（解析法）分析甲对地面的压力局方法同上选取乙为研究对彖，如图所示。设刑与竖直方向夹角为0则刑cose=G①刑鈕£=尸1‘②由牛顿甲沿地面缓慢向左移动时，砒THm—f尸山故选项c正确。昴二正倖【答案】C【名师点睛】在动态平衡问题中，一定要抓住不变的量（大小或方向），此题屮不变的量是凡和尺'的合力的大小和方向，然后分析其他量的变化。现施加拉力F将〃端缓慢上拉（绳均未断），在【典例

5、3】如图所示一段不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮O连接在轻质硬杆的3端，杆的力端用绞链固定，滑轮在/点正上方，B端用另一段轻绳吊一重物杆达到一竖直位置前（）A.拉力F逐渐变小C.杆中的弹力大小不变B.拉力F逐渐变大D.杆中的弹力逐渐变大【思路点拨】当细绳缓慢拉动时，整个装置处于动态平衡状态，以B点为研究对象，分析受力情况，作出受力图。根据平衡条件，运用三角形相似法，得出F和凡与边长力3、AO.30及物体重力的关系，再分析F、Fn的变化情况。本题中涉及非直角三角形，运用儿何知识研究力与边或角的关系，是常用的思路。【解析】设物体的重力为G.以B点为研究对象，

6、分析受力情况，作出受力图，如图。作出力用与尸的合力根据平衡条件得知，F)=F=G.由得警=霍，得到冋=第0式中，BO、AO.G不变，则用保持不变。同理肴=鹉，得到尸=嗇,式中，AO.G不变，但是AB逐渐减小，所以F逐渐减小。【答案】ACK方法总结H1.动态平衡问题的特点(1)题目屮一般出现“缓慢”字眼。(2)选项中一般需要研究力的大小如何变化。2.求解动态平衡问题的思想和方法(1)基本思想：化“动"为，静”，“静”中求“动”。(2)基本方法①解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出因变量与自变量的一般函数式，然后根据自变量的变化确

7、定因变量的变化。适合解决四力或多力动态平衡问题，此方法将动态平衡问题转化为数学的函数增减性问题，利用半衡条件列函数方程，注意谁是自变量谁是函数。②图解法适合解决三个力的动态平衡问题，形象、直观、迅速。根据平行四边形定则画不同状态下的平衡图rh角度、矢量长度的变化【题组通关】1.如图所示，三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球保持静止，A.D间细绳是水平的，现对B球施加一个水平向右的力F,将3缓缓拉到图屮虚线位置，这时三根细绳张力尸必、Fq、Fm的变化情况是()A.都变大B.F加和巴〃变大，尸处不变C.Fac和变大，F”不变D.Fm和巴d变大，凡b不变【解析】

8、先以小球E为研究对象，在力尸的作用下，由原来的二力平衡变成三力平衡问题，很明显绳子的上的弹力増犬：再以小球上、E整体为研究对象，整体受力如團所示，根据正交分解法，尸的出现，使得绳子AD上的弹力増大，但不影响AC±的弹力，选项B正确，其余均错误。【答案】B1.如图所示，一根不可伸长的轻绳两端连接两轻环/、B,两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上。轻绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，始终处于静止状态。下列说法正确的是（）A.只将环力向下移动少许，绳上拉力变大，环B所受摩擦力变小B.只将坏/向下移动少许，绳上拉力不变，环B所受摩擦力不变C.只将环3向

9、右移动少许，绳上拉力变大，环/所受杆的弹力不变D.只将环B向右移动少许，绳上拉力不变，环/所受