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共点力平衡之动态平衡问题修订稿

共点力平衡之动态平衡
问题
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共点力平衡之动态平衡问题
(一)共点力的平衡
1.平衡状态:在共点力的作用下,物体处于静止或匀速直线运动的状态.
2.共点力作用下物体的平衡条件:合力为零,即=
F0.

(二)物体的动态平衡问题
物体在几个力的共同作用下处于平衡状态,如果其中的某个力(或某几个力)的大小或方向,发生变化时,物体受到的其它力也会随之发生变化,如果在变化的过程中物体仍能保持平衡状态,我们称之为动态平衡。

解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。

分析方法:
(1)三角形图解法
如果物体在三个力作用下处于平衡状态,其中只有一个力的大小和方向发生变化,而另外两个力中,一个大小、方向均不变化;一个只有大小变化,方向不发生变化的情况。

例1.半圆形支架BAD上悬着两细绳OA和OB,结于圆心O,下悬重为G的物体,使OA绳固定不动,将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置缓慢移到竖直位置C的过程中(如图),分析OA绳和OB绳所受力的大小如何变化。

练习1.如图所示,质量为m 的小球被轻绳系着,光滑斜面倾角为θ,向左
缓慢推动劈,在这个过程中( ) A .绳上张力先增大后减小 B .斜劈对小球支持力减小
C .绳上张力先减小后增大
D .斜劈对小球支持力增大 (2)相似三角形法
例2.一轻杆BO ,其O 端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO 上,B 端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A 处的光滑小滑轮,用力F 拉住,如图2-1所示。

现将细绳缓慢往左拉,使杆BO 与杆AO 间的夹角θ逐渐减少,则在此过程中,拉力F 及杆BO 所受压力FN 的大小变化情况是( )
A .FN 先减小,后增大 始终不变 C .F 先减小,后增大 始终不变
练习2.光滑的半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,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A 点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图所示。

现缓慢的拉绳,在小球沿球面由A 到B 的过程中,半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化情况是:
F
B
O θ 图2-1
变大,T 变小 变小,T 变大 变小,T 先变大后变小 不变,T 变小
(3)平衡方程式法
例3.人站在岸上通过定滑轮用绳牵引低处的小船,若水的阻力不变,则船在匀速靠岸的过程中,下列说法中正确的是( ) A.绳的拉力不断增大 B.绳的拉力保持不变 C.船受到的浮力保持不变 D.船受到的浮力不断减小 E.小船受的合力不断增大
练习3.如图所示,某人通过定滑轮拉住一重物,当人向右跨出一步后,人与物仍保持静止,则( ) A .地面对人的摩擦力减小 B .地面对人的摩擦力增大 C .人对地面的压力增大 D .人对地面的压力减小 (三)警示易错试题
警示1::注意“死节”和“活节”问题。

1、如图33所示,长为5m 的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m 的两杆的顶
F
A
B
C
O
A
B
端A 、B ,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为12N 的物体,平衡时,问:
①绳中的张力T 为多少?
②A 点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角,绳中张力如何变化?
2、如图34所示,AO 、BO 和CO 三根绳子能承受的最大拉力相等,O 为结点,OB 与竖直方向夹角为θ,悬挂物质量为m 。

求○1OA 、OB 、OC 三根绳子拉力的大小 。

②A 点向上移动少许,重新平衡后,绳中张
力如何变化?
警示2:注意“死杆”和“活杆”问题。

3、 如图37所示,质量为m 的物体用细绳OC 悬挂在支架上的O 点,轻杆OB 可绕B 点
转动,求细绳OA 中张力T 大小和轻杆OB 受力N 大小。

4、 如图38所示,水平横梁一端A 插在墙壁
内,另一端装有小滑轮B ,一轻绳一端C 固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg 的重物,
∠=︒CBA 30,则滑轮受到绳子作用力为:
A. 50N
B. 503N
C. 100N
D.
1003N
θ
O
B A
C
图34
图37
A θ
B
O C mg
30o
A
B C
m
图38
达标练习
A组基础巩固
1.如图,用细绳将重球悬挂在竖直光滑墙上,当绳伸长时()A.绳的拉力变小,墙对球的弹力变大
B.绳的拉力变小,墙对球的弹力变小
C.绳的拉力变大,墙对球的弹力变小
D.绳的拉力变大,墙对球的弹力变大
2.如图所示,把球夹在竖直墙AC和木板BC之间,不计
摩擦,球对墙的压力为FN1,球对板的压力为FN2.在
将板BC逐渐放至水平的过程中,下列说法中,正确的是
()
A.FN1和FN2都增大 B.FN1和FN2都减小
C.FN1增大,FN2减小 D.FN1减小,FN2增大
3.电灯悬挂于两墙之间,如图所示,使接点A上移,但保持O点位置
不变,则A点上移过程中,绳OB的拉力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先增大,后减小 D.先减小,后增大
4.如图所示某屋顶为半球形,一人在半球
形屋顶上向上缓慢爬行,他在向上爬的过
程中( )
A.屋顶对他的支持力不变
B.屋顶对他的支持力变大
C.屋顶对他的摩擦力不变
D.屋顶对他的摩擦力变大
5.如图所示,在细绳的下端挂一物体,用力F拉物体,使细绳偏离竖直方向α角,且保持α不变,当拉力F与水平方向夹角β为多大时,拉力F值最小?最小值为多少?
B组能力提升
6.如图所示,一个重为G的匀质球放在光滑斜
直面上,斜面倾
角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处
于静止状态.今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程
中,球对挡板和球对斜面的压力大小如何变化?
7. 如图所示,斜劈ABC放在粗糙的水平地面上,在斜劈上放一重为G的物块,物块静止在斜劈上,今用一竖直向下的力F作用于物块上,下列说法正确的是()
B.物块所受的合力不变
C.物块受到的摩擦力增大
D.当力F增大到一定程度时,物体会运动。

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