【高中物理】共点力的平衡专题 共点力平衡的动态分析课件-2023-2024学年高一上物理人教版（2019）必修第一册.pptx

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1、专题专题 共点力平衡的动态分析共点力平衡的动态分析学习目标学习目标1.1.了解共点力平衡动态分析的情形和方法了解共点力平衡动态分析的情形和方法；2.2.能够掌握图解法、相似三角形法和拉密定理等方法，并能够掌握图解法、相似三角形法和拉密定理等方法，并能够熟练解决共点力平衡的动态变化。能够熟练解决共点力平衡的动态变化。【思思】如图为一光滑斜面，倾角为如图为一光滑斜面，倾角为 ，用一光滑挡板将一小，用一光滑挡板将一小球挡住，开始时挡板竖直放置。如果挡板慢慢水平放置，球挡住，开始时挡板竖直放置。如果挡板慢慢水平放置，则小球对挡板的作用力则小球对挡板的作用力 F1 F1 与小球对斜面的压力与小球对斜面的

2、压力 F2 F2 怎样怎样变化？变化？F1F1F2F2【展展+评评】动态平衡：物体受到多个力，当其受到外力改变时，但仍处于一系列的平衡态中，合力始终为零的情形为动态平衡。解题关键：化动为静，静中求动，变中寻不变。1 1、图解法、图解法条件条件：（1 1）物体受三个力，其中一个力不变（大小和方向），另一个力方向）物体受三个力，其中一个力不变（大小和方向），另一个力方向确定且不变；确定且不变；（2 2）第三个力的大小、方向都发生改变。）第三个力的大小、方向都发生改变。方法：方法：定定1 1延延1 1转转1 1（1 1）受力分析，明确那个力不改变，那个力的方向不变，并将其）受力分析，明确那个力不改变

3、，那个力的方向不变，并将其延长；延长；（2 2）将第三个力按照题干要求旋转，查看其力的变化特点，并观）将第三个力按照题干要求旋转，查看其力的变化特点，并观察方向不变的力的大小变化情况。察方向不变的力的大小变化情况。图解法图解法 例例1 1 如图，如图，为一光滑斜面，倾角为为一光滑斜面，倾角为，一小球在斜面上处于静一小球在斜面上处于静止状态，当竖直挡板由竖直位置缓慢绕止状态，当竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置时，球点转至水平位置时，球对挡板的压力对挡板的压力F1和球对斜面的压力和球对斜面的压力F2的变化情况如何的变化情况如何？mgF2F1F2F1F1F2mgF2F1F2F1F1F2【展展

4、+评评】例例2 如图所示，如图所示，质量为质量为m的物体用轻绳的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平悬挂于天花板上。用水平向左的力向左的力F缓慢拉动绳的中点缓慢拉动绳的中点O。用。用T表示绳表示绳 OA段拉力的大小，在段拉力的大小，在O点向点向左移动的过程中左移动的过程中()AF逐渐变大，逐渐变大，T逐渐变大逐渐变大BF逐渐变大，逐渐变大，T逐渐变小逐渐变小CF逐渐变小，逐渐变小，T逐渐变大逐渐变大DF逐渐变小，逐渐变小，T逐渐变小逐渐变小FmgTmgFFFTTTA2 2、相似三角形、相似三角形法法条件条件：（1 1）物体受三个力，其中一力大小、方向都不变（一般是重）物体受三个力，其中一力大小

5、、方向都不变（一般是重力）；力）；（2 2）另外两个力的方向发生改变，三力合成后与三角形相似）另外两个力的方向发生改变，三力合成后与三角形相似。方法：方法：画出受力分析图；将三个力首尾相接构成闭合三角形，再画出受力分析图；将三个力首尾相接构成闭合三角形，再寻找与力相似的几何三角形；利用相似三角形性质建立比寻找与力相似的几何三角形；利用相似三角形性质建立比例关系，把研究力大小转变成研究几何三角形边长问题。例关系，把研究力大小转变成研究几何三角形边长问题。例例3.如图所示是一个简易起吊设施的示意图，如图所示是一个简易起吊设施的示意图，AC是质量不计的撑杆，是质量不计的撑杆，A端端与竖直墙用铰链连接

6、，一滑轮固定在与竖直墙用铰链连接，一滑轮固定在A点正上方，点正上方，C端吊一重物端吊一重物,C点所受的点所受的轻杆的支持力为轻杆的支持力为FN现施加一拉力现施加一拉力F缓慢将重物缓慢将重物P向上拉，在向上拉，在AC杆达杆达到竖到竖直前直前()AFN先减小，后增大先减小，后增大BFN始终不变始终不变CF先减小，后增大先减小，后增大DF始终不变始终不变BACB【展展+评评】例例4、如图所示，轻绳长为、如图所示，轻绳长为 L，A端固定在天花板上，端固定在天花板上，B端系一个重量为端系一个重量为G的小球，小球静止在固定的半径为的小球，小球静止在固定的半径为 R 的光滑球面上，小球的悬点在球心的光滑球面

7、上，小球的悬点在球心正上方距离球面最小距离为正上方距离球面最小距离为 h，则轻绳对小球的拉力和半球体对小球的支，则轻绳对小球的拉力和半球体对小球的支持力分别是多少？持力分别是多少？解析法解析法条件条件：（1 1）物体受三个力）物体受三个力;（2 2）一力大小、方向都不变（一般是重力）；）一力大小、方向都不变（一般是重力）；（3 3）两力）两力大小相等大小相等；（4 4）两力大小）两力大小方向都变方向都变。处理方法：处理方法：对物体的初状态进行受力分析；找到相应三角函数关系。对物体的初状态进行受力分析；找到相应三角函数关系。受力发生变化时，抓住绳长不变，研究三角函数变化。受力发生变化时，抓住绳长

8、不变，研究三角函数变化。解析法解析法例例5、如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆、如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M M、N N上的上的a a、b b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只改两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是()A.A.绳的右端上移到绳的右端上移到bb，绳子拉力变小，绳子拉力变小B.B.绳的两端高度差越小，绳的两端高度差越小，绳子拉力变大绳子拉力变大C.C.将杆将杆N N向右移一些，向右移一些，绳子拉力变大绳子

9、拉力变大D.D.若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移C拉密定理拉密定理条件条件：（1 1）物体受三个力，一力大小、方向都不变（一般是）物体受三个力，一力大小、方向都不变（一般是重力）；重力）；（2 2）两力）两力大小方向都变，但两力夹角不变大小方向都变，但两力夹角不变。拉密定理法处理方法：拉密定理法处理方法：对物体的初状态进行受力分析；在变化过程中，找出不对物体的初状态进行受力分析；在变化过程中，找出不变的物理量；写出对应拉密定理公式；根据公式判断各变的物理量；写出对应拉密定理公式；根据公式判断各个力变化情况。个力变化情况。拉密定理拉密定理例例6、如图，

10、柔软轻绳、如图，柔软轻绳ONON的一端的一端O O固定，其中间某点固定，其中间某点M M拴一重物，用手拉住拴一重物，用手拉住绳的另一端绳的另一端N N。初始时，。初始时，OMOM竖直且竖直且MNMN被拉直，被拉直，OMOM与与MNMN之间的夹角为之间的夹角为（9090）。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变。在）。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变。在OMOM由由竖直被拉到水平的过程中竖直被拉到水平的过程中()A A、MN MN上的张力逐渐增大上的张力逐渐增大 B B、MN MN上的张力先增大后减小上的张力先增大后减小 C C、OM OM上的张力逐渐增大上的张力逐渐增大 D D、OM

11、 OM上的张力先增大后减小上的张力先增大后减小mgF0MFMNADmgFMNFOM拉密定理拉密定理例例7 7、如图所示，将两块光滑平板、如图所示，将两块光滑平板OAOA、OBOB固定连接，构成顶角为固定连接，构成顶角为6060的楔形的楔形槽，楔形槽内放置一质量为槽，楔形槽内放置一质量为m m的光滑小球，整个装置保持静止，的光滑小球，整个装置保持静止，OAOA板与水平板与水平面夹角为面夹角为1515。现使楔形槽绕。现使楔形槽绕O O点顺时针缓慢转动至点顺时针缓慢转动至OAOA板竖直，重力加速度板竖直，重力加速度为为g g，则转动过程中，则转动过程中()()A.OA A.OA板对小球的作用力一直在减小板对小球的作用力一直在减小 B.OB B.OB板对小球的作用力一直在增大板对小球的作用力一直在增大 C.OA C.OA板对小球作用力的最大值为板对小球作用力的最大值为 mg mg D.OB D.OB板对小球的作用力大小为板对小球的作用力大小为mgmg时，时，OAOA板对小球的作用力大小也为板对小球的作用力大小也为mgmgBCD