物体的动态平衡问题课件.ppt

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1、专题：力动态平衡问题方法一：图解法F3F3三个共点力平衡的特点：（1）三个力的合力为零，其中任意两个力的合力与第三个力等大反向。（2）三个力能构成箭头箭尾首尾顺次连接的封闭三角形。F2F1F2F1例3、如图1a所示，绳OA、OB等长，A点固定不动，将B点沿圆弧向C点运动的过程中绳OB中的张力将[]A、由大变小；B、由小变大C、先变小后变大D、先变大后变小例1：如图所示，光滑的小球静止在斜面和竖直放置的木板之间，已知球重为G，斜面的倾角为θ，现使木板沿逆时针方向绕O点缓慢移动，求小球对斜面和挡板的压力怎样变化？GN1N2解题步骤：图解法例1：如图所示，光滑的小球静止在斜面和

2、竖直放置的木板之间，已知球重为G，斜面的倾角为θ，现使木板沿逆时针方向绕O点缓慢移动，求小球对斜面和挡板的压力怎样变化？你能总结一下做题步骤吗？GN1N2N2GN1N2GN11．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。解题思路及步骤：（1）明确研究对象。（2）分析物体的受力。（3）将力平行移动转化为力的矢量三角形。（4）正确找出力的变化方向。（5）根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。例2如图所示，电灯悬挂于O点

3、，三根绳子的拉力分别为TA、TB、TC，保持O点的位置不变，绳子的悬点B也不变，则悬点A向上移动的过程中，下列说法正确的是（）A、TA、TB一直减少；B、TA一直增大，TB一直减少；C、TA先增大后减少，TB先减少后增大；D、TA先减少后增大，TB一直减少；D试一试TCTBTATCTATB注意几点：（1）哪个是恒力，哪个是方向不变的力，哪个是方向变化的力。（2）正确判断力的变化方向及方向变化的范围。（3）力的方向在变化的过程中，力的大小是否存在极值问题。【例4】如图2－4－2所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°.现保持绳子AB与水平方

4、向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是()A．增大B．先减小，后增大C．减小D．先增大，后减小解析：方法一：对力的处理(求合力)采用合成法，应用合力为零求解时采用图解法(画动态平行四边形法)．作出力的平行四边形，如图甲所示．由图可看出，FBC先减小后增大．方法二：对力的处理(求合力)采用正交分解法，应用合力为零求解时采用解析法．如图乙所示，将FAB、FBC分别沿水平方向和竖直方向分解，由两方向合力为零分别列出：FABcos60°＝FBCsinθ，FABsin60°＋FBCcosθ＝FB，联立解得FBCsin(30°＋θ)F

5、B/2，显然，当θ＝60°时，FBC最小，故当θ变大时，FBC先变小后变大．答案：B方法二：相似三角形法物体在三个共点力的作用下平衡，已知条件中涉及的是边长问题，则由力组成的矢量三角形和由边长组成的几何三角形相似，利用相似比可以迅速的解力的问题。题型特点：相似三角形法适用于物体所受的三个力中，一个力大小、方向不变，其它二个力的方向均发生变化，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几何三角形的问题适用条件特征条件：①几何框架三角形中有两条边不变，②小球动态轨迹是圆弧。解题方法：相似形法最佳。（力矢量三角形跟几何框架三角形相似）结论：一力单调变化，另

6、一力不变。例1.光滑半球的半径为R，有一质量为m的小球用一细线挂靠在半球上，细线上端通过一个定滑轮，当用力将小球缓慢往上拉的过程中，细线对小球的拉力F和小球紧压在球面的力F2的大小变化情况是（）A．两者都变小B．两者都变大C．F变小，F2不变D．F不变，F2变小E．F变大，F2先变小，后变大F．F2变小，F先变小，后变大FRhC题征：用比例法求解。用共点力平衡思想；几何框架三角形跟力矢量三角形相似；对应边成比例法求解。FRhGF2FG′L(定值)(变小)解题思路及步骤：（1）明确研究对象。（2）分析物体的受力。（3）将力平行移动转化为力的矢量三角形。（4）正确找出相似三角形

7、。（5）根据相似三角形对应边成比例求解力的变化情况。例2.如图，竖直杆上端有固定滑轮，斜杆下端有铰链，物体被细软绳在斜杆上端点拴住，绳绕过定滑轮后被向右拉动。问绳中的拉力和斜杆的支持力如何变化。与例题的等效转换思考：是否符合比例法的特征条件？结论：杆的支持力保持不变，绳的拉力不断减小。FFN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F