必修1 第二章 力 本章综合与测试课件21张PPT

动态平衡问题
——图解法
动态平衡问题，指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体始终处于一系列的平衡状态。
1.受力分析的一般顺序：
2、物体平衡状态：?
3、三力平衡特点:
4、力的合成法则：
(1)首先分析场力( 重力　、电场力、磁场力)。?
(2)其次分析接触力(弹力、 摩擦力　)。?
(3)最后分析其他力。
物体处于 静止　状态或 匀速直线运动状态。
如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与另外两个力的合力大小 相等　,方向 相反　,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量 三角形　。?
平行四边形定则或三角形定则
例题1： 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 ，球对木板的压力大小为 .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. 始终减小， 始终增大
B. 始终减小， 始终减小
C. 先增大后减小， 始终减小
D. 先增大后减小， 先减小后增大
如图所示以小球为研究对象,分析受力情况:重力G、木板的支持力 和墙壁的弹力 ,由平衡条件得知, 和 的合力 与G大小相等、方向相反,当将木板缓慢放到水平位置的过程中，墙壁的弹力 方向不变，木板绕端点顺时针转动,作出三个转动过程三个位置力的合成图,如图中的过程,由图可以看出墙壁的弹力
逐渐变小,木板弹力 逐渐减小。故正确B。故选B。
G
解题步骤：
1、画受力分析图
2、做出变化的两个力的合力
3、画平行四边形
4、根据力的方向变化画出几组平行四边形
特点：当出现物体受三个力，一个力恒定，另一个力方向不变
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小试牛刀（2018·山东郓城月考)甲、乙两人用绳aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮,将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢地向上提升,如图所示∠aOb为锐角。则在物块由O点沿Oa直线缓慢上升过程中,以下判断正确的是(　　)
A.aO绳和bO绳中的弹力逐渐减小
B.aO绳和bO绳中的弹力逐渐增大
C.aO绳中的弹力一直增大,bO绳中的弹力先减小后增大
D.aO绳中的弹力先减小后增大,bO绳中的弹力一直增大
例题2、如图所示,将两块光滑平板OA、OB固定连接,构成顶角为60°的楔形槽,楔形槽内放置一质量为m的光滑小球,整个装置保持静止,OA板与水平面夹角为15°。现使楔形槽绕O点顺时针缓慢转动至OA板竖直,重力加速度为g,则转动过程中(???)
A.OA板对小球的作用力一直在减小
B.OA板对小球的作用力先增大在减小
C. OB板对小球作用力一直在增大
D.OB板对小球的作用力一直在减小
G
重力保持不变,是矢量圆的一条弦,FOA与FOB夹角即圆周角保持不变,由图知FOB一直增大到最大,FOA先增大再减小,当OA转至竖直位置时FOB最大。
答案：BC
特点：当出现物体受三个力，一个力恒定，另两个力的方向夹角不变
解题步骤：
1、画受力分析图
2、做出变化两个力的合力
3、画平行四边形
4、构建矢量三角形
5、画出外接圆，使F合为圆的一条弦
6、找出力的方向变化，
画出几组矢量三角形
牛刀小试：(多选)(2017·全国卷Ⅰ)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为α(α> )。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中(　　)
A.MN上的张力逐渐增大
B.MN上的张力先增大后减小
C.OM上的张力逐渐增大
D.OM上的张力先增大后减小
利用矢量圆,如图
重力保持不变,是矢量圆的一条弦,FOM与FMN夹角即圆心角保持不变,由图知FMN一直增大到最大,FOM先增大再减小,当OM与竖直夹角为θ=α-90°时FOM最大。
AD
例题3、在两个共点力合成的实验中，如图所示，用M、 N两个测力计拉橡皮条的结点P，使其位于E处，此时 ，然后保持M的读数不变，当 角由图中所示的值逐渐减小时，要使结点仍在E处，可以采用的办法是（）
A.增大N的读数，减小 角
B.减小N的读数，减小 角
C.减小N的读数，增大 角
D.增大N的读数，增大 角
E
保持不变, 保持不变 大小不变，以E点为圆心，以 为半径画圆 ，由图知FN一直减小, 一直减小。正确答案为B
解题步骤：
1、画受力分析图
2、做出变化两个力的合力
3、画平行四边形
4、构建矢量三角形
5、以合力的始点为圆心以大小不变的力为半径画圆
6、找出大小不变的力的方向变化，画出几组矢量三角形
特点：当出现物体受三个力，一个力恒定，另一个力大小不变
牛刀小试：一轻绳一端系在竖直墙上M处，用一轻质光滑圆环O穿过轻绳，另一端系一质量为m的物体A。现用力F拉住轻环上一点，如图所示．现使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置。则在这一过程中，力F、绳中张力FT以及力F与水平方向夹角 θ 的变化情况是?????????????
A．F保持不变，FT逐渐增大，夹角θ逐渐减小???????
B．F逐渐增大，FT保持不变，夹角θ逐渐增大??
C．F逐渐减小，FT保持不变，夹角θ逐渐减小??????
D．F保持不变，FT逐渐减小，夹角θ逐渐增大
保持不变, 保持不变， 大小不变，以O点为圆心，以 为半径画圆 ，由图知F一直减小, 一直减小。正确答案为C
保持不变, 保持不变， 大小不变，以O点为圆心，以 为半径画圆 ，由图知F一直减小, 一直减小。正确答案为C
例题4、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，现缓慢地拉绳，在使小球沿球面由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F的大小变化情况是
A．N变大，F变小 B．N变小，F变大
C．N变小，F先变小后变大 D．N不变，F变小
G
答案：D
解析：
设球面半径为R．AC=L　BC=h 　 ．选小球为研究对象，小球受三个力的作用而平衡，重力G，半球的支持力N，绳的拉力F，作力的平行四边形如图所示．由力的矢量三角形与△COA相似可得
∴
因h、R、G、 为定值．所以N为定值不变．F与L成正比,由A到B的过程中，L变小．因此F变小，选项D正确．
O
物体受三个力作用，当力的矢量三角形与几何三角形相似，则可根据相似三角形对应边成比例的性质求解。
牛刀小试：(多选)(2018·甘肃白银月考)如图所示,质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上,在圆环的最高点有一个光滑小孔,一根轻绳的下端系着小球,上端穿过小孔用力拉住,开始时绳与竖直方向夹角为θ小球处于静止状态,现缓慢拉动轻绳,使小球沿光滑圆环上升一小段距离,则下列关系正确的是(　　)
A.绳与竖直方向的夹角为θ时,F=2mgcos θ
B.小球沿光滑圆环上升过程中,轻绳拉力逐渐增大
C.小球沿光滑圆环上升过程中,小球所受支持力逐渐增大
D.小球沿光滑圆环上升过程中,小球所受支持力大小不变
图解法：当出现物体受三个力，一个力恒定（大小、方向均不变），另一个力方向不变，第三个力变化时，应用图解法解决动态平衡问题较为简便。
矢量圆1：当出现物体受三个力，一个力恒定（大小、方向均不变），另两个力的方向夹角不变，第三个力变化，应用矢量圆法解决动态平衡问题更为方便
矢量圆2：当出现物体受三个力，一个力恒定（大小、方向均不变），另一个力大小不变，第三个力变化，应用矢量圆法解决动态平衡问题较为方便。
图解法：当出现物体受三个力，一个力恒定（大小、方向均不变），另一个力方向不变，第三个力变化时，应用图解法解决动态平衡问题较为简便。
矢量圆1：当出现物体受三个力，一个力恒定（大小、方向均不变），另两个力的方向夹角不变，第三个力变化，应用矢量圆法解决动态平衡问题更为方便
矢量圆2：当出现物体受三个力，一个力恒定（大小、方向均不变），另一个力大小不变，第三个力变化，应用矢量圆法解决动态平衡问题较为方便。
相似三角形法：物体受三个力作用，当力的矢量三角形与几何三角形相似，则可根据相似三角形对应边成比例的性质求解