页1物体的平衡动态平衡:动态平衡问题是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,而在这个过程中物体又处于一系列的平衡状态。这类问题的特征是:“缓慢”移动。“缓慢”是指物体的速度极小,计算时可认为速度始终为零,也就是说没有加速度。因此,习题中出现“缓慢”移动都可以作为动态平衡处理。解此类动态平衡问题有五种典型的常见方法。一.力的合成法例1.一只质量为m的蚂蚁,在半径为R的半球形碗内缓慢爬行,当爬到距碗底高R/2的处时,则蚂蚁在该处受到的摩擦力大小为()A.mg21B.mg22C.mg23D.mg)23-1(二.正交分解法例1.如图,光滑的滑轮固定在天花板上,细绳跨过定滑轮连接物体A,A和物体B静止与水平地面上,用f和FN分别表示地面对物体B的摩擦力和支持力,现将B向左移动一小段距离,下列说法正确的是:()A.f和FN都变大B.f和FN都变小C.f变大,FN变小D.f减小,FN变大三.整体法和隔离法例1.如图,轻绳的一端系在质量为m的物体上,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的大小使其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来的位置不动,则在这一过程中,水平拉力F、环与杆的摩擦力F1和环对杆的压力FN的变化情况是()A.F逐渐增大,F1保持不变,FN逐渐增大;B.F逐渐增大,F1逐渐增大,FN保持不变;C.F逐渐减小,F1逐渐增大,FN逐渐减小;D.F逐渐减小,F1逐渐减小,FN保持不变。例2.上端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上,A、B两物体通过细绳连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦),如图所示。现用水平力F作用于物体B上,缓慢拉开一小角度,此过程中斜面体与物体A仍然静止。则下列说出正确的是()A.水平力F不变B.物体A所受斜面体的摩擦力一定变大C.物体A所受斜面体的作用力不变D.斜面体所受地面的支持力一定不变四.几何极值法:适用于三力中其中一个力的大小方向都不变,一个力的方向不变,大小变化,另一个力大小方向都变化.1.如图,在轻绳的下端挂一金属小球,在结点O施加拉力F,使轻绳偏离竖直方向α角且保持α角不变,力F变化过程中小球始终处于平衡状态,如图所示.当拉力F为最小值时,结点O以上的那段绳的拉力大小为:()A.mgsinαB.mgcosαC.mgtanαD.mg/tanα2.如图所示,小球作细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上,当绳子从水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力将:()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大,后减小D.先减小,后增大3.如图所示,一个重力G的匀质球放在光滑斜面上,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。今使倾角α不变,板与斜面的夹角β缓慢增大,问:(1)在此过程中,挡板和斜面对球的压力大小如何变化?(2)挡板压力的最小值是多少?4.如图所示,两根相同的橡皮绳OA、OB,开始夹角为0º,在O点处打结吊一重G=50N的物体后,结点O刚好位于圆心。(1)将A、B分别沿圆周向两边移至A′、B′,使∠AOA′=∠BOB′=60°。欲使结点仍在圆心处,则此时结点处应挂多重的物体?(2)若将橡皮绳换成无明显弹性的轻绳,结点仍在圆心O,在结点处仍挂重G=50N的重物,并保持左侧轻绳在OA'不动,缓慢将右侧轻绳从OB'沿圆周移动,当右侧轻绳移动到什么位置时右侧轻绳中的拉力最小?最小值是多少?5.如图,一根轻绳上端固定在O点,下端拴一个重为G的钢球A,球处于静止状态。现对球施加一个方向向右的外力F,使球缓慢偏移,在移动中的每一刻,都可以认为球处于平衡状态.如果外力F方向始终水平,最大值为2G,试分析:(1)轻绳张力T的大小取值范围.(2)在图中画出轻绳张力(T)与cosθ的关系图象.五.相似三角形法则:适用于三个力中其中一个力大小方向都不变,另外两个力大小方向都改变;物体受到共面的力的作用而处于平衡状态,一方面表示这些力的有向线段将构成封闭的“力的多边形”,另一方面若存在着与之相似的“几何多边形”,则可以利用相似多边形的“对应边成比例”的特性来表现平衡条件中的各个力之间的关系。1.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,细绳一端拴一小球,小球置于半球面上的A点,另一端绕过定滑轮,如图所示。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,小球对半球的压力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是()A.N变大,T变大B.N变小,T变大C.N不变,T变小D.N变大,T变小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两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成θ角,由于缓慢漏电使A、B两质点的带电量逐渐减小.在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小()A.逐渐减小B.先变小后变大C.保持不变D.先变大后变小3.如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定,A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),B端吊一重物G.现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢上拉(均未断),在AB杆达到竖直前,以下分析正确的是()A.绳子越来越容易断B.绳子越来越不容易断C.AB杆越来越容易断D.AB杆越来越不容易断