高考中动态平衡问题的剖析

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  动态平衡问题是高考中的一种常见题型,常以选择题的形式出现,这类问题有其实际意义,有助于学生学以致用,提高分析解决问题的能力,应引起高度的重视,这类问题常以缓慢变化来描述,意味着每一个状态都受力平衡,可在变化过程中任选一平衡状态,受力分析,然后根据各力的变化特征,视情况分类处理,处理这类问题一般有两种思路和方法,分类总结如下:
  一、图解法求解动态平衡问题
  解决这类问题也是根据题意首先确定研究对象,对其受力分析,高考中的动态平衡问题,受力物体一般受三个力平衡,且有一个力是恒力,若另外两个力中有一个力方向保持不变,则可用图解法解决,作出几对力的分解(合成)的平行四边形,可直观形象地解决问题。
  例1:如图1所示,绳OA、OB悬挂重物于O点,开始时OA绳水平,现缓慢提起A而O点的位置保持不变,则( )
  A:绳OA的张力逐渐减小 B:绳OA的张力逐渐增大
  C:绳OA的张力先变大,后变小 D:绳OA的张力先变小,后变大
  解析:节点O 受到向下的拉力等于物体的重力,是个恒力,其有两个作用效果使两根绳都张紧,所以其有沿OA、OB绳方向的两个分力,其中沿OB 绳的分力方向不变,而沿着OA绳的分力方向逐渐上移,则可以作出几对力的分解的平行四边形,可直观形象的看出沿OB绳方向的分力逐渐减小,沿OA绳方向的分力先变小,后变大,答案:C D
  跟踪练习1:如图3所示是给墙壁刷涂料用的涂料滚的示意图,使用时,用撑杆推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动,把涂料均匀地粉刷到墙上,撑杆的重力和墙壁的摩擦力均不计,且撑杆足够长,粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚,设该过程中撑杆对涂料滚的推力为F1,涂料滚对墙壁的压力为 F2,则( )
  A:F1 增大,F2 减小 B:F1 增大,F2 增大
  C:F1 减小,F2 减小 D:F1 减小,F2 增大
  解析:略 答案:C
  二、相似三角形法求解动态平衡问题
  若物体所受三个力中一个力为恒力,另外两个力的方向都变化,则这种情况可作出研究对象受力合成图(按照平行四边形法则)选定力三角形与边三角形相似,可方便的解决所求解的问题 。
  例2:如图4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,细绳一端栓一小球,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 点滑到半球定点,则此过程中,小球对半球的压力大小FN 及细绳的拉力大小FT 的变化情况是( )
  A:FT 变大,FN 变大 B:FT 变大,FN 变小
  C:FT 变小,FN 不变 D:FT 变小,FN 变大
  解析:FT和FN的合力总是和重力相平衡的,可按平行四边形作出FN、FT的合力如圖所示,我们发现力三角形和边三角形相似,有如下比例关系即F/d=FN/R=FT/L 因d.R及F恒定,L逐渐减小则FN不变,FT逐渐减小跟踪练习2:如图所示,竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A,在Q的正上方的P点用丝线悬挂另一质点B,A、B两质点因为带点而相互排斥,致使悬绳与竖直方向成?角,由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减少,在电荷漏电完之前悬绳对悬点P的拉力大小( )
  A:变小 B:变大
  C:不变 D:无法确定
  解析:略,答案:C
  综观高考中的动态平衡问题,题目虽能千变万化,但都可用这两种情况总结,掌握住这两种思路方法就能以不变应万变,灵活解决这类问题。所以在学习过程中也应该勤于梳理与总结解决问题一般思路方法。自信的迎接高考。
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