公开课《动态平衡之图解法》导学案

1《静力学动态平衡问题的解题方法之图解法》导学案一、复习回顾1、什么是平衡状态？2、共点力作用下物体的平衡条件？3、什么是平行四边形定则或三角形定则？二、什么是动态平衡？动态平衡：是指通过控制某一物理量，使物体的状态发生__________的平衡问题．从宏观上看，物体是运动变化的，但从微观上理解是平衡的，即任一时刻物体均处于__________．三、矢量三角形法动态分析【例题1】如图所示，在固定斜面上用竖直挡板挡着一重量为G的光滑小球．在挡板沿逆时针方向缓慢转到水平位置的过程中，斜面和挡板对小球的弹力大小F1、F2各如何变化？题型特点：解题思路：试一试：【练习1】如图所示，电灯悬挂于O点，三根绳子的拉力分别为TA、TB、TC，保持O点的位置不变，绳子的悬点B也不变，则悬点A向上移动的过程中，下列说法正确的是（）A．TA、TB一直减少；B．TA一直增大，TB一直减少；C．TA先增大后减少，TB先减少后增大；D．TA先减少后增大，TB一直减少；巩固练习【练习2】半圆柱P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整体装置处于静止状态．如图所示是这个装置的截面图．若用外力使MN保持竖直且缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止，在此过程中，下列说法中正确的是（）A．MN对Q的弹力逐渐减小B．地面对P的摩擦力逐渐增大C．P、Q间的弹力先减小后增大D．Q所受的合力逐渐增大AOBC2【练习3】有一个直角支架AOB，OA水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑．OA上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，OA杆对P环的支持力FN和细绳上的拉力FT的变化情况是（）A．FN不变，FT变大B．FN不变，FT变小C．FN变大，FT变大D．FN变大，FT变小【练习4】在固定于地面的斜面上垂直安放了一个挡板，截面为14圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示，现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止．设乙对挡板的压力为F1，甲对斜面的压力为F2，在此过程中（）A．F1缓慢增大，F2缓慢增大B．F1缓慢增大，F2缓慢减小C．F1缓慢减小，F2缓慢增大D．F1缓慢减小，F2保持不变【例题2】质量为m的小球系在轻绳的下端，现在小球上施加一个大小为12mg的拉力F，使小球偏离原来的位置并保持静止，如图所示．则悬线偏离竖直方向的最大角度θ为()．A．30°B．37°C．45°D．60°题型特点：试一试：【练习5】在两个共点力的合成实验中，如图所示，用A、B两个测力计拉橡皮条的结点D，使其位于E处，α＋β＜90°，然后保持A的读数不变，当角α由图示位置逐渐减小时，欲使结点仍在E处，可采用的方法是（）A．增大B的读数，减小β角B．减小B的读数，减小β角C．减小B的读数，增大β角D．增大B的读数，增大β角拓展链接：【例题3】如图所示，用一轻绳将质量不计的滑轮悬挂于B点，另一根跨过滑轮的轻绳的一端固定在墙上的A点，另一端系重物C．现将轻绳与墙的悬点A缓慢上移，试分析OB绳子的拉力大小以及水平方向的夹角如何变化？OABC3【例题4】如图所示，直角型杆OB水平，杆上用两根细线拉住一个小球，开始AC绳处于水平，现保持两细绳间夹角不变，将整个装置绕O轴沿顺时针方向缓慢转过90°，则在转动过程中，下列说法正确的是：（）A．AC绳上的拉力TAC一直减小B．AC绳上的拉力TAC先增大后减小C．BC绳上的拉力TBC一直减小D．BC绳上的拉力TBC先增大后减小四、相似三角形法【例题5】如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细绳的一端拴一个小球,小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮．今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点（未到顶点），则此过程中，小球对半球的压力FN大小及细绳的拉力FT大小的变化情况是()．A．FN变大，FT变大B．FN变小，FT变大C．FN不变，FT变小D．FN变大，FT变小试一试：【练习6】如图所示，绳与杆均不计重力，所承受弹力的最大值一定，A端用铰链固定，滑轮O在A点正上方（滑轮大小及与绳间的摩擦均可忽略），B端吊一重物P．现施拉力FT将B端缓慢上拉（绳、杆均未断），在杆达到竖直前，下列说法中正确的是()．A．绳子越来越容易断B．绳子越来越不容易断C．杆越来越容易断D．杆越来越不容易断课后练习：1、如图所示，一个重为G的匀质球放在光滑斜直面上，斜面倾角为α，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态．今使板与斜面的夹角β缓慢增大，问：在此过程中，球对挡板和球对斜面的压力大小如何变化？2、如图所示，细绳一端与光滑小球连接，另一端系在竖直墙壁上的A点，当缩短细绳小球缓慢上移的过程中，细绳对小球的拉力、墙壁对小球的弹力如何变化？3、如图所示，一个重为30N的重物，用绳悬于O点，现用力拉重物，要使重物静止在悬线偏离竖直方向30°角的位置，所用拉力F的最小值为（）A．15NB．30NC．103ND．153N4、重为G的物体系在OA、OB两根等长的轻绳上，轻绳的A端和B端挂在半圆形的支架BAD上，如图所示，若固定A端的位置，将OB绳子的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，则以下说法正确的是（）OBCA4A．OB绳上的拉力先增大后减小B．OB绳上的拉力先减小后增大C．OA绳上的拉力先减小后增大D．OA绳上的拉力一直逐渐减小5、如图所示，在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，A对B的作用力为F2，地面对A的作用力为F3．若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，在此过程中（）A．F1保持不变，F3缓慢增大B．F1缓慢增大，F3保持不变C．F2缓慢增大，F3缓慢增大D．F1缓慢增大，F3保持不变6、如图所示，将一带电小球A用绝缘棒固定，在它的正上方L处有一悬点O，通过长也为L的绝缘细线悬吊一个与A球带同种电荷的小球B，B球静止时，悬线与竖直方向成某一夹角θ，现设法增大A球电量，则重新平衡后悬线OB对B球的拉力FT的大小将（）A．变大B．变小C．不变D．不能确定7、一细绳一端固定在竖直放置的光滑圆环上的B点，另一端系一质量为m的小球于A点，小球穿过圆环，细绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示，求细绳的拉力和环对小球的弹力．8、如图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上，圆环A套在粗糙的水平直杆MN上．现用水平力F拉着绳子上的一点O，使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环A始终保持在原位置不动．则在这一过程中，环对杆的摩擦力Ff和环对杆的压力FN的变化情况是（）A．Ff不变，FN不变B．Ff增大，FN不变C．Ff增大，FN减小D．Ff不变，FN减小9、一轻杆BO，其O端用光滑铰链铰固定于竖直杆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逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力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10、如图所示，两球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，球B用长为L的细绳悬于O点，球A固定在O点正下方，且点O、A之间的距离恰为L，系统平衡时绳子所受的拉力为F1．现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与F2的大小之间的关系为（）A．F1F2B．F1＝F2C．F1F2D．无法确定