高考物理拉分题专项训练：专题02-物体受力分析动态平衡问题（解析版）

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1、物体乏力分析岂云平衡问题一、考点粕析所谓动态平衡问题是指通•过控制某些物理录，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•系列的平衡状态屮•解决动态平衡问题的关键是抓住不变量，依据不变量来确定具他量的变化规律,常用的分析力法有三和形图解法、相似三和形法、作辅助圆法、解析法、方法一：三角形图解法。三角形图象法则适用于物体所受的三个力小，有一力的人小、方向均不变（通常为重力，也可能是其它力），另一个力的方向不变，大小变化，笫三个力则大小、方向均发生变化的问题。先正确分析物体所受的三个力，将三个力的矢量首尾札I连构成闭合三角形。然示将方向不变的力的矢量延

2、长，根据物体所受三个力中二个力变化而乂维持平衡关系时，这个闭合三角形总是存在，只不过形状发生改变而已，比较这些不同形状的矢量三角形，各力的大小及变化就一目了然了。方法二：相似三角形法。相似三角形法适用于物体所受的三个力小，一个力人小、方向不变，其它二个力的方向均发工变化，且三个力中没有二力保持垂直关系，但可以找到力构成的矢量三角形相似的儿何三角形的问题。先正确分析物体的受力，画出受力分析图，将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形，再寻找与力的三角形相似的儿何三角形，利用相似三角形的性质，建立比例关系，把力的人小变化问题转化为儿何三角形边长的大小变化问题进行讨论。方

3、法三：作辅助圆法。作辅助圆法适用的问题类型可分为两种情况：①物体所受的三个力中，开始时两个力的夹角为90°,且其中一个力大小、方向不变，另两个力大小、方向都在改变，但动态平衡时两个力的夹角不变。②物体所受的三个力中，开始时两个力的夹角为90°,几其中一个力大小、方向不变，动态平衡时一个力大小不变、方向改变，另一个力大小、方向都改变，先正确分析物体的受力，画出受力分析图，将三个力的矢量首尾和连构成闭合三角形，第一•种情况以不变的力为弦作个圆，在辅助的圆中可容易画出两力夹角不变的力的矢量三角形，从而轻易判断各力的变化情况。第二种情况以大小不变，方向变化的力为直径作一

4、个辅助圆，在辅助的圆中可容易画出一个力大小不变、方向改变的的力的矢量三角形，从阳轻易判断各力的变化情况。方法四：解析法。解析法适用的类型为一根绳挂着光滑滑轮，三个力中其中两个力是绳的拉力，由于是同一根绳的拉力，两个拉力相等，另一个力大小、方向不变的问题。先正确分析物体的受力，画出受力分析图，设一个角度，利用三力平衡得到拉力的解析方程式，然后作辅助线延长绳子一端交于题屮的界面，找到所设角度的三角函数关系。当受力动态变化是，抓住绳长不变，研究三角函数的变化，可清晰得到力的变化关系。二、经典考题例1如图2-2所示水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体叫当用于缓慢抬起一端

5、时，木板受到的压力和摩擦力将怎样变化?图2Y【解析】以物体为研究对象，如图2—3物体受重力、肇療力、支持力.物体在缓慢抬起过程中先静止后滑动.静止时可以依据错解一中的解法，可知8増加，静葷擦力増加。当物体在学科网斜面上滑动时，可以同错解二中的方法，据f=HN,分析N的变化，知f三怖变化.8增加，滑动摩擦力减小.在整个缓慢抬起过程中y方向的方程关系不变.依据错解中弋颔圧七一直滅小一所以抬起木板的过程中，摩擦力的变化是先増加后减小.压力一直减小.【点拨】物理间题中有一些变化过程.不是单调变化的.在平衡I可题中可算是一类间题，这类间题应抓住研究变龜与不变童的关系.可从

6、受力分析于・列*衙方程找关系.也可以利用图解，用矢量三角形法则解决间题.如此题物体在未滑动时.处于平U状态，加诗工；烁・所受三个力围成一闭合三角形.如图2一4•类似间题如图2—5用绳将球挂在光滑的产二.I殂子变短旷绳的拉力和球对墙的压力将如何变化.9角増大.N增大.T变大.2—7在AC绳上悬从对应的矢童三角形图2—6不难看出，当毎工交短时,挂一重物G,在配绳的中部0点系一绳B0,以水平力F牵动绳盹保持2方向不变，便B0绳沿虚线所示方向缓缓向上移动.在这过程中，力F和4绳上的三刀变化情九怎样？用矢量三角形（如图2-8）可以看出T变小，F先变小后变大.这类题的持点

7、杲三个共点力平衡，通常其中一个力大小、方向均不变，另一个力方向不变，大小变，第三个力大小、方向均改变.还有时是一个力大小、方向不变，另一个力大小不变,例2•如图1所示，一个重力G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为a,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使Z处于静止状态。今使板与斜面的夹角"缓慢增人，问：在此过程中，挡板和斜而对球的压力人小如何变化？方向变，第三个力大小、方向都改变.【解析】:取球为研究对象，如图「2所示.球受重力金斜巴乂持力乐拦板支持力耳因为球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，将三个力矢量构成封厂丿三角形。用的方向不变，但方向不变，始

8、终与斜面垂直。氏的大小、