图解法与动态平衡问题精品课件.ppt

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1、图解法与动态平衡问题1.方法指导1.什么样的平衡是动态平衡?物体所受的一部分力的大小和方向是动态变化的，但变化过程中的每一个定态均可视为平衡状态.有些题目中常出现“缓慢”一词，则物体处于动态平衡状态．化“动”为“静”，“静”中求“动”．2.解决动态平衡问题的一般思路方法？方法步骤解析法(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式(2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况图解法(1)根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化(2)确定未知量大小、方向的变化ABO几何三角形AOB与力三角形F1´、F2、mg构成相似三角形.3.怎样用“相似三角形法”解平衡问题？物体

2、受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出的其中任意两个力的合力与第三个力等值、反向的平行四边形中，可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似，进而得到力三角形与几何三角形对应边成比例，根据比值便可计算出未知力的大小与方向．mgF1F2F1´2.例证突破转解析FFN注意圆柱运动中的受力分析！转原题解题技巧【例2】如图所示，将球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中，细绳上的拉力将()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大D图解法解题指导G不变FN方向不变动态三角形【例3】：如图所示，一个重为G的小球套在竖直放置的半径

3、为R的光滑圆环上，一个劲度系数为k、自然长度为L(L<2R)的轻质弹簧，一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点A点，求小球处于静止状态时，弹簧与竖直方向的夹角φ.mgFNFTFT´解析显隐解题思路：1.画研究对象的受力分析图2.找几何长度与力图形的相似关系3.列相似关系表达式解题方法：三角形相似法3.方法总结解决动态平衡问题的常用方法规律总结1．图解法2．解析法方法辨析利用三力平衡图示构成闭合三角形的规律，可以对动态平衡问题画出不同时刻的三力矢量三角形，进而判断三力中哪些力不变，哪些力在变，得出三个力的大小与方向的变化规律.mgF1F2物体在三个力的作用下处于平衡状态，这

4、三个力首尾相连组成一个闭合的矢量三角形.动态平衡问题的分析方法例4)重为G的物体系在两根等长的细绳OA、OB上，轻绳的A端、B端挂在半圆形的支架上，如图3－5－5所示，若固定A端的位置，将绳OB的B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，则()图3－5－5A．OB绳上的拉力先增大后减小B．OB绳上的拉力先减小后增大C．OA绳上的拉力先增大后减小D．OA绳上的拉力不断减小【精讲精析】绳子OA的拉力FA和绳子OB的拉力FB的合力F始终与G大小相等、方向相反，随B沿半圆形支架从水平位置逐渐移至C的过程中，合力F与FA、FB的关系如图3－5－6所示．从图可以看出FB先减

5、小后增大，FA逐渐减小．图3－5－6【答案】BD【方法总结】(1)动态平衡问题的特点：物体只受三个力的作用，其中一个分力F(合力)始终不变，一个力F1方向不变，另一个分力F2大小、方向都在变，且当F2与F1垂直时，F2取得最小值．(2)处理动态平衡问题的方法是图解法，具体步骤如下：①选取研究对象，画出物体初始状态的受力图．②根据物体的平衡构成平行四边形．③确定各力的变化情况，即确定哪个力不变(合力)，哪个力的方向不变，哪个力的大小、方向都变化．④围绕不变的力，根据已知方向的改变，变化平行四边形(或三角形)的边角，以确定对应力的变化情况．有关平衡的临界问题类型三例5(单选)三

6、段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图3－5－7所示．其中OB是水平的，A端、B端都固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳()A．必定是OAB．必定是OBC．必定是OCD．可能是OB，也可能是OC【精讲精析】法一：三根绳子能承受的最大拉力相同，在增大C端物体质量的过程中，判断谁先断，实际是判断三根绳子谁承担的拉力最大．O点所受三力如图3－5－8甲所示，由于三力平衡，即F1与F2的合力F与F3相平衡，从图中直接看出，F1是直角三角形的斜边，F2、F3均为直角边，因此F1必大于F2和F3.当增大C端重物质量时，OA首先承受不住，

7、先断，选A.法二：三力F1、F2、F3平衡，则首尾相接必成一封闭三角形，如图乙所示，由图看出F1是直角三角形的斜边，最大，因而OA先断．图3－5－8法三：F1沿水平和竖直两方向正交分解，如图丙所示，F1的水平分量与F2平衡，则有F1＞F1x＝F2；同理F1的竖直分量与F3平衡，有F1＞F1y＝F3，因此F1最大，OA先断．【答案】A【方法总结】三种解法各有所长，故在具体问题中可结合题目中的具体条件灵活选择一种方法求解．在三力平衡问题中，三个力一般构成直角三角形，这时可利用直角三角形的知识解决问题．如果三力不能构成直