共點(diǎn)力平衡問(wèn)題動(dòng)態(tài)分析.ppt

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1、共點(diǎn)力平衡問(wèn)題如果你感到累，說(shuō)明你在上坡！第三章相互作用動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題是指通過(guò)控制某些物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化,而在這個(gè)過(guò)程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)中.1．當(dāng)細(xì)繩OA與豎直方向成θ角時(shí)，兩細(xì)繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?【分析與解】:根據(jù)題意,選擇電燈受力分析,它分別受到重力G，兩細(xì)繩OA、OB的拉力FA、FB，可畫(huà)出其受力圖，F(xiàn)A=G/cosθ，F(xiàn)B=Gtanθ可得：注意箭頭的長(zhǎng)度與繩子長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。例1：如右圖所示，圓環(huán)形支架上懸著兩細(xì)繩OA和OB,結(jié)于圓心O,下懸重為G的電燈，OB繩水平。GFAFBFθ由于電

2、燈處于平衡狀態(tài),則兩細(xì)繩OA、OB的拉力FA、FB的合力F與重力大小相等，方向相反，構(gòu)成一對(duì)平衡力。2．保持O點(diǎn)和細(xì)繩OB的位置，使A點(diǎn)沿圓環(huán)支架逆時(shí)轉(zhuǎn)到Aˊ的過(guò)程中，細(xì)繩OA及細(xì)繩OB的拉力如何變化?FA=G/cosθ，F(xiàn)B=GtanθA′【分析與解】:在A點(diǎn)下移的過(guò)程中，細(xì)繩OA與豎直方向成角不斷增大。FA、FB不斷增大1．當(dāng)細(xì)繩OA與豎直方向成θ角時(shí)，兩細(xì)繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?FAGFBF例1：如右圖所示，圓環(huán)形支架上懸著兩細(xì)繩OA和OB,結(jié)于圓心O,下懸重為G的電燈，OB繩水平。(1)解析法根據(jù)物體的平衡條件列方程,

3、在解方程時(shí)采用數(shù)學(xué)知識(shí)討論某物理量隨變量的變化關(guān)系.2．保持O點(diǎn)和細(xì)繩OB的位置，使A點(diǎn)沿圓環(huán)支架逆時(shí)針轉(zhuǎn)到Aˊ的過(guò)程中，細(xì)繩OA及細(xì)繩OB的拉力如何變化?3．保持O點(diǎn)和繩OA的位置，使B點(diǎn)沿圓環(huán)支架順時(shí)針轉(zhuǎn)到圓環(huán)支架最高點(diǎn)C的過(guò)程中，細(xì)繩OA及細(xì)繩OB的拉力如何變化?Ｂ′FA、FB不斷增大【分析與解】:在B點(diǎn)上移的過(guò)程中,應(yīng)用力的圖解法,可發(fā)現(xiàn)兩細(xì)繩OA、OB的拉力變化規(guī)律。FA不斷減小，F(xiàn)B先減小后增大1．當(dāng)細(xì)繩OA與豎直方向成θ角時(shí)，兩細(xì)繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?FA=G/cosθ，F(xiàn)B=GtanθGFBF例1：如右圖所示

4、，圓環(huán)形支架上懸著兩細(xì)繩OA和OB,結(jié)于圓心O,下懸重為G的電燈，OB繩水平。C(2)圖解法對(duì)研究對(duì)象在狀態(tài)變化過(guò)程中的若干狀態(tài)進(jìn)行受力分析,依據(jù)某一參量的變化,在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下力的平衡圖(力的平行四邊形或矢量三角形),再由動(dòng)態(tài)力的平行四邊形或矢量三角形各邊長(zhǎng)度變化及角度變化確定力的大小及方向的變化情況.Ｂ′GFAFB從圖中可以看出，F(xiàn)A一直減小，F(xiàn)B先減小后增大。例2．如圖所示，光滑的小球靜止在斜面和豎直放置的木板之間，已知球重為G，斜面的傾角為θ，現(xiàn)使木板沿逆時(shí)針?lè)较蚶@O點(diǎn)緩慢移動(dòng)到水平位置，求小球?qū)π泵婧蛽醢宓膲毫υ鯓幼兓?/p>

5、？【分析與解】：分析小球受力如圖所示，小球受重力、斜面的支持力和擋板的支持力，在這三個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這三個(gè)力可構(gòu)成首尾相接的矢量三角形（如上圖）ON2GN1GN1N2GN1N2擋板繞O點(diǎn)緩慢移動(dòng)，可視為動(dòng)態(tài)平衡。擋板對(duì)小球的支持力N2的方向與豎直方向之間的夾角緩慢變小，重力的大小和方向都不變，斜面的支持力N1的方向也不變，由矢量三角形知斜面的支持力N1必將變小，而擋板的支持力N2將先變小后變大試一試：運(yùn)用矢量三角形分析例1的第2問(wèn)?？偨Y(jié)：（1）對(duì)于共點(diǎn)力平衡中的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題，有時(shí)用平衡方程做定量分析往往很繁瑣，而采用力三角形圖解討論

6、則清晰、直觀、全面。思考1：在剛才的幾道習(xí)題中，受力對(duì)象總共有幾個(gè)力？這幾個(gè)力分別有什么特點(diǎn)？（2）對(duì)于三個(gè)共點(diǎn)力平衡問(wèn)題中的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題，三個(gè)力有如下特征：①有一個(gè)力為恒力，②另一個(gè)力方向不變，大小可變，③第三個(gè)力大小、方向均可變。運(yùn)用矢量三角形分析力的變化非常方便。思考2：能否從剛才的習(xí)題中總結(jié)出三個(gè)共點(diǎn)力平衡問(wèn)題中的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題的思路和方法？（3）個(gè)共點(diǎn)力平衡問(wèn)題中的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題的思路和方法：①確定受力對(duì)象；②對(duì)受力對(duì)象受力分析；③保持恒力不動(dòng)，將其余兩個(gè)力平移構(gòu)成一個(gè)首尾相連的封閉的矢量三角形；④根據(jù)題意，明確哪個(gè)力的方向始終不變，哪

7、個(gè)力的方向發(fā)生變化且怎樣變化（例如逆時(shí)針或者順時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)）；⑤作圖觀察其余兩個(gè)力的大小變化。【練習(xí)1】．如圖所示，兩個(gè)光滑的球體，直徑均為d，置于直徑為D的圓桶內(nèi)，且d

8、，F(xiàn)的方向始終水平向左，N與水平方向的夾角變小.由矢量三角形圖知F增大，N增大。所以答案為D。GFNGNF增大增大小結(jié)三個(gè)共點(diǎn)力平衡問(wèn)題動(dòng)態(tài)分析的方法：1.解析法：