鲁科版高中物理必修第一册第4章素养培优课(二)平衡条件的应用课件.ppt

第4章力与平衡素养培优课(二)平衡条件的应用1．掌握解决静态平衡问题的常用方法。2．学会用解析法、图解法、三角形相似法解决动态平衡问题。3．掌握解决临界问题和极值问题的方法。培优目标考点1静态平衡问题1．静态平衡的定义静态平衡是指物体在共点力的作用下保持静止状态时的平衡。2．静态平衡的理解(1)运动学特征：处于静态平衡的物体速度为零，加速度为零。(2)平衡条件：处于静态平衡的物体所受的合力为零。(3)实例：日常生活中，三角形支架以其优越的平衡稳定性被广泛采用，如大型展览馆、体育馆屋顶的钢架结构，马路边的路灯支架，建筑工地的塔吊支架等静态平衡装置大多采用三角形结构。√思路点拨：(1)滑块处于静止状态，所受合外力为零。(2)选取滑块为研究对象可采用合成法、效果分解法、正交分解法求解。规律方法解决静态平衡问题的方法及步骤(1)处理平衡问题，常用的方法有合成法、分解法、正交分解法等。(2)应用平衡条件解题的步骤①明确研究对象(物体、质点或绳的结点等)。②对研究对象进行受力分析。③建立合适的坐标系，应用共点力的平衡条件，选择恰当的方法列出平衡方程。④求解方程，并讨论结果。[跟进训练]1．如图所示，质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在小球上，另一端固定在墙上的P点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为()√甲乙考点2动态平衡问题1．动态平衡(1)所谓动态平衡问题，是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，常利用图解法解决此类问题。(2)基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”。2．分析动态平衡问题的方法方法步骤解析法根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况图解法(1)根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化(2)确定未知量大小、方向的变化相似三角形法(1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形，确定对应边，利用三角形相似知识列出比例式(2)确定未知量大小的变化情况方法步骤作辅助圆法(1)根据已知条件(两变力的夹角不变)画出受力分析图，将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形(2)以不变的力为弦作力三角形的外接圆(3)在辅助圆中根据力三角形的变化确定各力的变化情况角度1解析法和图解法的应用【典例2】(多选)如图所示，把一个物体用两根等长的细绳Oa和Ob悬挂在半圆环上，O点为半圆环的圆心。让a端固定不动，当b端由最高点向最低点d缓慢移动的过程中，Oa和Ob两绳对物体的拉力T1和T2的大小变化是()A．T1始终增大 B．T1逐渐减小C．T2先增大后减小 D．T2先减小后增大√√AD[作出力T1和T2的示意图，因两绳子的拉力的合力与物体的重力大小相等、方向相反，作出平行四边形如图所示：在Ob转动的过程中，由图可知，Oa的拉力T1一直增大，而Ob的拉力T2先减小后增大，当Ob垂直于Oa时T2最小，故A、D正确，B、C错误。]角度2三角形相似法的应用【典例3】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逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆B端所受的压力FN的大小变化情况是()A．FN先减小后增大 B．FN始终不变C．F先减小后增大 D．F始终不变√[跟进训练]2．(角度1)如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。则把柱状物体A向右缓慢移动少许的过程中，下列判断正确的是()A．球B对墙的压力增大B．球B对柱状物体A的压力增大C．地面对柱状物体A的摩擦力不变D．地面对柱状物体A的支持力不变√则球B对墙的压力减小，球B对柱状物体A的压力也减小，选项A、B错误；对A、B整体进行受力分析，如图乙所示，由平衡条件可知，柱状物体A受地面的摩擦力大小Ff＝F2，则Ff减小，地面对柱状物体A的支持力等于A、B的重力之和，大小不变，选项C错误，D正确。甲乙]3．(角度2)(多选)如图所示，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定滑轮，轻绳的一端系一小球，小球靠在半球上的A点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，现缓慢地拉绳，在使小球沿球面由A点移动到半球面的顶点B的过程中，半球形物体对小球的支持力FN和绳对小球的拉力FT的变化情况是()A．FN变大 B．FN不变C