2021-2022年人教版（2019）高中物理必修一相互作用重点难点易错点高频必刷高分考点经典题——物体的动态平衡分析

物体的动态平衡分析1.物体平衡问题分类及解题思路(1)分类：a．在电场、磁场中的平衡b．在重力场中的平衡c．在重力场、电场和磁场的复合场中的平衡(2)解题思路：ⅰ.分析物体的受力特点；ⅱ.根据物体所处的状态列平衡方程求解。2、受力分析；①重力是否有（微观粒子；粒子做圆周运动）②弹力看四周（弹簧弹力的多解性）；③分析摩擦力（静摩擦力的判断和多解性，和滑动摩擦力Ff并不总等于μmg）；④其他有没有。(1)、根据物体受到的合力为0应用矢量运算法（如正交分解、解三角形法等）求解，对三力平衡抓住任意两个力合力与第三个力等值反向。(2)、对于较复杂的变速问题可利用牛顿运动定律列方程求解。3.解平衡问题几种常见方法(1)力的合成、分解法：对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到这两个分力必与另外两个力等大、反向;对于多个力的平衡,利用先分解再合成的正交分解法。(2)力汇交原理：如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，而且必有共点力。(3)正交分解法：将各力分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件(FX合=0,FY合=0)多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴(4)矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形,则这三个力的合力必为零,利用三角形法求得未知力.(5)对称法：利用物理学中存在的各种对称关系分析问题和处理问题的方法叫做对称法。在静力学中所研究对象有些具有对称性，模型的对称往往反映出物体或系统受力的对称性。解题中注意到这一点，会使解题过程简化。(6)相似三角形法：利用力的三角形和线段三角形相似。1.合成法例1．架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应，电线呈现如图所示的两种形状。下列说法中正确的是（）BAB冬季BAB夏季（A）夏季电线对电线杆的拉力较大（B）冬季电线对电线杆的拉力较大（C）夏季、冬季电线对电线杆的拉力一样大（D）夏季杆对地面的压力较大训练1。如图所示，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的重物，，则为：()A．BC段绳的拉力变大B．BC段绳的拉力不变C．滑轮受到绳子作用力变大D．滑轮受到绳子作用力不变4 2、正交分解法：将各力分解到轴上和轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。值得注意的是，对、方向选择时，尽可能使落在、轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力例题2。如图所示，滑轮固定在天花板上，细绳跨过滑轮连接物体A和B，物体B静止于水平地面上，用f和FN分别表示地面对物体B的摩擦力和支持力，现将B向左移动一小段距离，下列说法正确的是：（）A．f和FN都变大；B．f和FN都变小；C．f增大，FN减小；D．f减小，FN增大；3．图解法例题3。如图，电灯悬挂于两干墙之间，要换绳OA，使连接点A上移，但保持O点位置不变，则在A点向上移动的过程中，绳OA的拉力如何变化？ABO训练2。用等长的细绳0A和0B悬挂一个重为G的物体，如图所示，在保持O点位置不变的前提下，使绳的B端沿半径等于绳长的圆弧轨道向C点移动，在移动的过程中绳OB上张力大小的变化情况ABOC是（）ABOCA．先减小后增大B．逐渐减小C．逐渐增大D．OB与OA夹角等于90o时，OB绳上张力最大例题4。一盏电灯重为G，悬于天花板上A点，在电线O处系一细线OB，使电线OA偏离竖直方向的夹角为β=300，如图1（a）所示。现保持β角不变，缓慢调整OB方向至OB线上拉力最小为止，此时OB与水平方向的交角α等于多少？最小拉力是多少？训练3。重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。若挡板逆时针缓慢转F1F2G到水平位置，在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化？训练4。半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN．在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的截面图．现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止．则在此过程中，下列说法中正确的是()A．MN对Q的弹力逐渐减小　　　B．P对Q的弹力逐渐增大NMQPC．地面对P的摩擦力逐渐增大　　D．Q所受的合力逐渐增大4 4．三角形相似法“相似三角形”的主要性质是对应边成比例，对应角相等。在物理中，一般地，当涉及到矢量运算，又构建了三角形时，可考虑用相似三角形。例题5。如图所示，支架ABC，其中，，，在B点挂一重物，，求AB、BC上的受力。ABCG训练5。如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点，另一端B悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C，用力F拉绳，开始时∠BAC＞90°，现使∠BAC缓慢变小，直到杆AB接近竖直杆AC。此过程中，轻杆B端所受的力（）（A）逐渐减小（B）逐渐增大（C）大小不变（D）先减小后增大5、整体法与隔离法的交替使用OABPQ例题6.有一个直角支架AOB，AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图所示）。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是A.FN不变，f变大B.FN不变，f变小C.FN变大，f变大D.FN变大，f变小训练6、如图所示，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块m放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止，现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且仍处于静止状态，则与原来相比A．木板对球的弹力增大B．滑块对球的弹力增大C．斜面对滑块的弹力不变D．拉力F减小6.解析法：例题7。如图所示，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：ABαα①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?4 训练7、在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色．如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G．现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近（C点与A点等高）．则绳中拉力大小变化的情况是（）A、先变小后变大B、先变大后不变C、先变小后不变D、先变大后变小课后练习：1.如图所示，光滑大球固定不动，它的正上方有一个定滑轮，放在大球上的光滑小球（OF可视为质点）用细绳连接，并绕过定滑轮，当人用力F缓慢拉动细绳时，小球所受支持力为N，则N，F的变化情况是：（）A．都变大；B．N不变，F变小；C．都变小；D．N变小，F不变。2。如图所示，轻杆BC一端用铰链固定于墙上，另一端有一小滑轮C，重物系一绳经C固定在墙上的A点，滑轮与绳的质量及摩擦均不计若将绳一端从A点沿墙稍向上移，系统再次平衡后，则（　　）A．轻杆与竖直墙壁的夹角减小B．绳的拉力增大，轻杆受到的压力减小C．绳的拉力不变，轻杆受的压力减小D．绳的拉力不变，轻杆受的压力不变3。如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中A.N1始终减小，N2始终增大B.N1始终减小，N2始终减小C.N1先增大后减小，N2始终减小D.N1先增大后减小，N2先减小后增大4．如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦）。现用水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止。在此过程中（）A．水平力F一定变小B．斜面体所受地面的支持力一定变大C．地面对斜面体的摩擦力一定变大D．物体A所受斜面体的摩擦力一定变大5．在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑半圆球B，整个装置处于平衡状态。现使A向右移动稍许，整个装置仍处于平衡，则下列说法正确的是（）A．A物体对地面的压力大小不变B．B．A物体对地面的压力大小变大C．B物体对A物体的压力不变D．A物体对地面的摩擦力变大6。水平杆上套有两个相同的质量为m的环，两细线等长，下端系着质量为M的物体，系统静止，现在增大两环间距而系统仍静止，则杆对环的支持力N和细线对环的拉力F的变化情况是（）A．都不变B.都增大C.N增大，F不变D.N不变，F增大7.如图所示，小圆环重G，固定的竖直大环的半径为R。轻弹簧原长为L（L<2R）其倔强系数为K，接触面光滑，求小环静止弹簧与竖直方向的夹角θ？4