相似三角形法 解决动态平衡问题.doc
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-14 格式:DOC 页数:6 大小:100KB 金币:10 举报 版权申诉
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相似三角形法解决动态平衡问题首先选定研究对象,先正确分析物体得受力,画出受力分析图,再寻找与力得三角形相似得几何三角形,利用相似三角形得性质,建立比例关系,把力得大小变化转化为三角形边长得大小变化问题进行讨论。例题1如图所示,杆BC得B端铰接在竖直墙上,另一端C为一滑轮,重力为G得重物上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处,杆恰好平衡,若将绳得A端沿墙向下移,再使之平衡(BC杆、滑轮、绳得质量及摩擦均不计),则()A、绳得拉力增大,BC杆受压力增大B、绳得拉力不变,BC杆受压力增大C、绳得拉力不变,BC杆受压力减小D、绳得拉力不变,BC杆受压力不变思路分析:选取滑轮为研究对象,对其受力分析,如图所示。绳中得弹力大小相等,即T1=T2=G,T1、T2、F三力平衡,将三个力得示意图平移可以组成封闭三角形,如图中虚线所示,设AC段绳子与竖直墙壁间得夹角为θ,则根据几何知识可得,杆对绳子得支持力F=2Gsineq\f(θ,2),当绳得A端沿墙向下移时,θ增大,F也增大,根据牛顿第三定律,BC杆受压力增大。图中,矢量三角形与几何三角形ABC相似,因此,解得F=·mg,当绳得A端沿墙向下移,再次平衡时,AB长度变短,而BC长度不变,F变大,根据牛顿第三定律,BC杆受压力增大。例题2如图所示,固定在竖直平面内得光滑圆环得最高点处有一个光滑得小孔,质量为m得小球套在圆环上,一根细线得下端拴着小球,上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程中,手对线得拉力F与轨道对小球得弹力N得大小得变化情况就是()A、F大小将不变B、F大小将增大C、N大小将不变D、N大小将增大对小球受力分析,其受到竖直向下得重力G,圆环对小球得弹力N与线得拉力F作用,小球处于平衡状态,G大小方向恒定,N与F方向不断在变化,如图所示,可知矢量三角形AGF1与长度三角形BOA相似,得出:,又因为在移动过程中,OA与OB得长度不变,而AB长度变短,所以N不变,F1变小,即F变小,故C选项正确。答案:C极限分析法解决动态平衡问题运用极限思维,把所涉及得变量在不超过变量取值范围得条件下,使某些量得变化抽象成无限大或无限小去思考解决实际问题得方法。这种方法具有好懂、易学、省时、准确得特点。A、B两小球由轻杆相连,力F将小球B缓慢向左推进,试分析F得大小变化。利用极限法,要找到F出现极值得时刻。可以直接从B被推至竖直墙面时刻入手分析。此时AB只受重力、支持力,水平方向上没有力得作用,故F大小为0。这样就可以初步判断出F就是逐渐变小得。接着深入判断F就是否会出现先变大后变小得情况即可。强化训练如图所示,轻绳得一端系在质量为m得物体上,另一端系在一个轻质圆环上,圆环套在粗糙水平杆MN上。现用水平力F拉绳上一点,使物体处于图中实线位置,然后改变F得大小使其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来得位置不动。在这一过程中,水平拉力F、环与杆得摩擦力F摩与环对杆得压力FN得变化情况就是()A、F逐渐增大,F摩保持不变,FN逐渐增大B、F逐渐增大,F摩逐渐增大,FN保持不变C、F逐渐减小,F摩逐渐增大,FN逐渐减小D、F逐渐减小,F摩逐渐减小,FN保持不变物体在3个力得作用下处于平衡状态,根据矢量三角形法,画出力得矢量三角形,如图所示。其中,重力得大小与方向不变,力F得方向不变,绳子得拉力FT与竖直方向得夹角θ减小,由图可以瞧出,F随之减小,F摩也随之减小,故选项D正确。1、如图所示,轻弹簧得一端与物块P相连,另一端固定在木板上。先将木板水平放置,并使弹簧处于拉伸状态,缓慢抬起木板得右端,使倾角逐渐增大,直至物块P刚要沿木板向下滑动,在这个过程中,物块P所受静摩擦力得大小变化情况就是()A、先保持不变B、一直增大C、先增大后减小D、先减小后增大1、D解析:本题考查共点力得动态平衡问题。对物块进行受力分析可知,由于初始状态弹簧被拉伸,所以物块受到得摩擦力水平向左,当倾角逐渐增大时,物块所受重力在斜面方向得分力逐渐增大,所以摩擦力先逐渐减小,当弹力与重力得分力平衡时,摩擦力减为0;当倾角继续增大时,摩擦力向上逐渐增大,故选项D正确。2、如图所示,在斜面上放两个光滑球A与B,两球得质量均为m,它们得半径分别就是R与r,球A左侧有一垂直于斜面得挡板P,两球沿斜面排列并处于静止状态,下列说法正确得就是()A、斜面倾角θ一定,R>r时,R越大,r越小,则B对斜面得压力越小B、斜面倾角θ一定,R=r时,两球之间得弹力最小C、斜面倾角θ一定时,无论半径如何,A对挡板得压力一定D、半径一定时,随着斜面倾角θ逐渐增大,A受到挡板得作用力先增大后减小3、半径为得球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑得