《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 第5講 動(dòng)態(tài)平衡問題和平衡中的臨界極值問題課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 第5講 動(dòng)態(tài)平衡問題和平衡中的臨界極值問題課件（18頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第5講動(dòng)態(tài)平衡問題和平衡中的臨界極值問題知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、動(dòng)態(tài)平衡問題一、動(dòng)態(tài)平衡問題“動(dòng)態(tài)平衡”是指物體所受的力一部分是變力,是動(dòng)態(tài)力,力的大小或方向要發(fā)生變化,但變化過程中的每一時(shí)刻的狀態(tài)均可視為平衡狀態(tài),所以叫動(dòng)態(tài)平衡,這是力平衡問題中的一類難題。解動(dòng)態(tài)平衡問題兩種常用的方法是解析法解析法 和圖解法圖解法 。二、平衡中的臨界極值問題1.臨界狀態(tài)臨界狀態(tài):是從一種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物理現(xiàn)象,或從一個(gè)物理過程轉(zhuǎn)入另一個(gè)物理過程的轉(zhuǎn)折狀態(tài)。臨界狀態(tài)也可理解為“恰好出現(xiàn)”和“恰好不出現(xiàn)”某種現(xiàn)象的狀態(tài)。常見的臨界狀態(tài)有:(1)兩接觸物體脫離與不脫離的臨界條件是相互作用力為0(主要體現(xiàn)為兩物體

2、間的彈力為0);(2)繩子斷與不斷的臨界條件為作用力達(dá)到最大值;(3)存在摩擦力作用的兩物體間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)或相對(duì)靜止的臨界條件為靜摩擦力達(dá)到最大。2.解答臨界問題的關(guān)鍵是找到臨界條件。1.如圖所示,將重力為G的光滑小球用細(xì)繩拴在豎直墻壁上,當(dāng)把繩的長度增長,則下列判斷正確的是()A.繩對(duì)球的拉力T和墻對(duì)球的彈力N均減小B.繩對(duì)球的拉力T增大,墻對(duì)球的彈力N減小C.繩對(duì)球的拉力T減小,墻對(duì)球的彈力N增大D.繩對(duì)球的拉力T和墻對(duì)球的彈力N均增大A答案答案 A小球受力情況如圖甲所示,設(shè)繩與墻夾角為。因小球處于平衡狀態(tài),所以任意兩個(gè)力的合力均與第三個(gè)力大小相等、方向相反。如圖乙所示,根據(jù)平行四邊形定則

3、將力G與N合成,可知N=Gtan,T=F=,故當(dāng)繩變長時(shí),減小,N、T均減小。A正確。cosG甲乙2.如圖所示,輕繩OA、OB一端分別固定于天花板上的A、B兩點(diǎn),輕繩OC一端懸掛一重物。已知OA、OB、OC能承受的最大拉力分別為150N、100N、200N。問懸掛的重物的重力不得超過多少?答案答案173.2N解析解析設(shè)重物重力G較小,三繩所受拉力均沒有超過其所能承受的最大拉力。分析結(jié)點(diǎn)O受力情況如圖所示。根據(jù)共點(diǎn)力平衡可得:FC=GFA=GFB=G考慮到FC200N,FA150N,FB100N。由式分別解得G1200N,G2173.2N,G3200N所以應(yīng)有G173.2N。3212深化拓展深化

4、拓展考點(diǎn)一考點(diǎn)一動(dòng)態(tài)平衡問題動(dòng)態(tài)平衡問題考點(diǎn)二考點(diǎn)二平衡中的臨界極值問題平衡中的臨界極值問題深化拓展深化拓展考點(diǎn)一動(dòng)態(tài)平衡問題考點(diǎn)一動(dòng)態(tài)平衡問題所謂動(dòng)態(tài)平衡問題,是指通過控制某些物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化,而在這個(gè)過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)。解決此類問題的常用方法有解析法和圖解法。A.水平力F逐漸增大B.水平力F逐漸減小C.繩OB的彈力逐漸減小D.繩OB的彈力逐漸增大1-1(多選)如圖所示,物體A用輕質(zhì)細(xì)繩與圓環(huán)B連接,圓環(huán)固定在豎直桿MN上。現(xiàn)用一水平力F作用在繩上的O點(diǎn),將O點(diǎn)緩慢向左移動(dòng),使細(xì)繩與豎直方向的夾角逐漸增大。關(guān)于此過程,下列說法中正確的是()AD答案答案AD分

5、析結(jié)點(diǎn)O的受力:豎直繩的拉力F1、沿OB方向繩的拉力TB、水平拉力F,由物體平衡知,F=mgtan,TB=,將O點(diǎn)緩慢向左移動(dòng),使細(xì)繩與豎直方向的夾角逐漸增大,由三角函數(shù)關(guān)系知,tan逐漸增大,cos逐漸減小,所以F增大,繩OB的拉力增大,所以A、D選項(xiàng)正確。cosmg1-2如圖所示,光滑小球用細(xì)繩系住,繩的另一端固定于O點(diǎn)?，F(xiàn)用水平力F緩慢地拉動(dòng)斜面體,小球在斜面上滑動(dòng),細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài)。小球從圖示位置開始到離開斜面前,斜面對(duì)小球的支持力FN以及繩對(duì)小球拉力FT的變化情況是()A.FN保持不變,FT不斷減小B.FN不斷減小,FT不斷增大C.FN保持不變,FT先減小后增大D.FN不斷減小,

6、FT先減小后增大D答案答案D先對(duì)小球進(jìn)行受力分析,其受重力G、支持力FN和繩的拉力FT,由圖可知,在斜面體向右移動(dòng)的過程中,斜面對(duì)小球的支持力FN不斷變小,繩的拉力FT先減小后增大,故D正確。A、B、C錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二平衡中的臨界極值問題考點(diǎn)二平衡中的臨界極值問題一種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)。平衡物體的臨界狀態(tài)是指物體所處的平衡狀態(tài)將要被破壞而尚未被破壞的狀態(tài)。解決平衡物體的臨界問題的關(guān)鍵是找到臨界條件。A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OCD.可能是OB,也可能是OC2-1三段不可伸長的細(xì)繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它們共同懸掛一物體,如圖所示,其中OB

7、是水平的,A端、B端固定。若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量,則最先斷的繩()A答案答案A以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象,在繩子均不被拉斷時(shí)受力圖如圖,則知:FOAFOB,FOAFOC,即OA繩的拉力最大,而細(xì)繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,則當(dāng)物體質(zhì)量逐漸增加時(shí),OA繩最先被拉斷,故選A。2-2如圖所示,質(zhì)量為m的物體放在水平地面上,物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)施以與水平方向成角且斜向上的拉力F,為使物體能沿水平面做勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)取何值時(shí),力F最小?此最小值為多大?答案答案見解析解析解析物體受力如圖所示。將力F分解為水平分力F1和豎直分力F2,則有F1=f,F2+N=G。即Fcos=N=N(N為物體對(duì)地面的正壓力),Fsin+N=G。所以F=,為使F最小,可令sin=,則上式可化為cossinmg211F=。當(dāng)+=90,即=90-=arctan時(shí),F有最小值,此最小值為。21sin()mg21mg