高中物理 专题 2.3 动态平衡 物理 模拟题解析.pdfVIP

专题2.3动态平衡

【题型概览】

在动态平衡中，物体由于所处环境或所受某个外力发生缓慢变化，导致物体所受某些外力的大小或方向发

生改变。对象可以是某个物体可以是一个系统；涉及的问题可以是各力变化情况的定性分析，也可以是临

界与极值条件的分析与计算；解决方法可以是图解法、解析式法有时也可采用极限法等

【题型通解】

1.图解法——三个力作用下的动态平衡

（１）.当三个力中有一个力恒定、有一个力方向不变时，可直接由力的矢量三角形来判定。

例1质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T

表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中

A.F逐渐变大，T逐渐变大B.F逐渐变大，T逐渐变小

C.F逐渐变小，T逐渐变大D.F逐渐变小，T逐渐变小

【答案】A

例2..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到水平位置，在该过程中，斜

面和挡板对小球的弹力的大小F、F各自变化情况12

2

例图

A．F逐渐减小、F逐渐增大B．F逐渐增大、F逐渐减小

1212

1

C．F逐渐变小，F先变小后变大D．F先变小后变大，F逐渐变小

1212

【答案】Ｃ

F1

F2

G

例2答图

【解析】由于挡板是缓慢转动的，可以认为每个时刻小球都处于平衡状态，因此所受合力

为零。应用三角形定则，G、F、F三个矢量应组成封闭三角形，其中G的大小、方向始终保持不变；F的

121

方向不变；F的起点在G的终点处，而终点必须在F所在的直线上，由作图可知，挡板逆时针转动90°过

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程，F矢量也逆时针转动90°，因此F逐渐变小，F先变小后变大.（当F⊥F，即挡板与斜面垂直时，F

212212

最小）

（２)当三个力中有一个力恒定、有一个力大小不变时，所有情况下的矢量三角形中一个顶点位于以恒定力

一个端点为圆心、以大小不变的力为半径的圆周上，作出此圆可进行判定。

例3.如图所示，表面光滑的半圆柱体固定在水平面上，小物块在拉力F作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A

点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向．则

例4图

A．小物块受的支持力逐渐变大B．小物块受的支持力先变小后变大

C．拉力F逐渐变小D．拉力F先变大后变小

【答案】ＡＣ

2

例4答图

【解析】在缓慢拉动物体时物体所受合外力始终为零。在物体所受三个力中，重力

恒定，支持力与拉力始终垂直，作出平行四边形，则三力构成的三角形是以重力为直径的圆的内接三角形。

由图可以看出，ＡＣ正确。

（4）某些情况下物体受到三个以上的作用力时，可以通过先对部分力合成，使物体等效受力个数降为三个

时再应用图解法，如可将滑动摩擦力与对应的支持力用其合力——全反力来代替

例5.水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为