2025年《高中物理总复习》专题强化三动态平衡及平衡中的临界、极值问题.pptx

专题强化三

动态平衡及平衡中的临界、极值问题;

素养目标

1．学会用图解法、解析法等解决动态平衡问题．

2．学会分析平衡中的临界与极值问题．;考点一;考点一;

考点一动态平衡问题

1．动态平衡：是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向要发生变化，所以叫动态平衡．;2．分析动态平衡问题方法的选取技巧

(1)解析法

①列平衡方程，列出未知量与已知量的关系表达式；

②根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况．

(2)图解法

(3)相似三角形法

①根据已知条件画出对应的力的三角形和空间几何相似三角形，确定对应边，利用三角形相似法列出比例式；

②确定未知量的变化情况．;

【温馨提示】

平衡中的“三看”与“三想”

(1)看到“缓慢”，想到“物体处于动态平衡状态”．

(2)看到“轻绳、轻环”，想到“绳、环的质量可忽略不计”．

(3)看到“光滑”，想到“摩擦力为零”．;例1(多选)[2024·四川成都高三检测]某中学举行趣味运动会时，挑战用一支钢尺取出深盒子(固定不动)中的玻璃球，该游戏深受大家喜爱，参与者热情高涨．游戏中需要的器材和取球的原理分别如图甲和图乙所示．若忽略玻璃球与盒壁、钢尺间的摩擦力，在不损坏盒子的前提下，钢尺沿着盒子上边缘某处旋转拨动(钢尺在盒内的长度逐渐变短)，使玻璃球沿着盒壁缓慢上移时，下列说法正确的是()

A．钢尺对玻璃球的弹力逐渐减小

B．钢尺对玻璃球的弹力先增大后减小

C．盒壁对玻璃球的弹力逐渐减小

D．盒壁对玻璃球的弹力先减小后增大;

解析：对玻璃球的受力分析如图所示，玻璃球受重力G，左侧钢尺对玻璃球的弹力F1，盒壁对玻璃球的弹力F2，玻璃球在3个力作用下处于动态平衡，玻璃球沿着纸盒壁缓慢上移时，θ角变大，利用图解法可知，F1和F2均逐渐减小，A、C项正确，B、D项错误．故选AC.;例2(多选)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止，则在此过程中()

A．水平拉力的大小可能保持不变

B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加

C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加;解析：如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；

对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加．故本题选BD.;[教你解决问题]

读题―→选研究对象―→画受力图;例3[2024·河北唐山模拟]如图所示，木板B放置在粗糙水平地面上，O为光滑铰链．轻杆一端与铰链O固定连接，另一端固定连接一质量为m的小球A.现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过光滑的定滑轮O′由力F牵引，定滑轮位于O的正上方，整个系统处于静止状态．现改变力F的大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到O′正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中()

A．外力F大小不变

B．轻杆对小球的作用力大小变小

C．地面对木板的支持力逐渐变小

D．地面对木板的摩擦力逐渐减小;?;例4(多选)如图所示，绕过滑轮的轻绳一端固定在竖直墙上，站在地面上的人用手拉着绳的另一端，滑轮下吊着一个小球，处于静止状态，保持B点高度不变，在人缓慢向左移动一小段距离的过程中()

A．绳上张力变大

B．人对地面的压力变大

C．地面对人的摩擦力变大

D．滑轮受到绳的作用力变大;?;思维提升

三力作用下的动态平衡;考点二;考点二平衡中的临界、极值问题

1．临界问题

当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“恰能”“恰好”等．临界问题常见的种类：

(1)由静止到运动，摩擦力达到最大静摩擦力．

(2)绳子恰好绷紧，拉力F＝0.

(3)刚好离开接触面，支持力FN＝0.

2．极值问题

平衡中的极值问题，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题．;3．解决极值和临界问题的三种方法;例5如图所示，质量为m的球放在倾角为α的光滑斜面上，用挡板AO将球挡住，使球处于静止状态，若挡板与斜面间的夹角为β，则(重力加速度为g)()

A．当β＝30°时，挡板AO所受压力最小，最小值为mgsinα

B．当β＝60°时，挡板AO所受压力最小，最小值为mgcosα

C．当β＝60°时，挡板AO所受压力最小，最小值为mgsinα

D．当β＝90°时，挡板AO所受