高中物理新教材同步必修第一册课件+讲义 第3章　专题强化　动态平衡问题

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高中物理新教材同步课件必修第一册高中物理新教材特点分析（一）趣味性强，激发学生学习兴趣 在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。物理课程教学引入趣味性较高的新教材内容，充实物理课堂，引入信息技术，利用多媒体等新时代信息化的教学手段，利用更加直观、动态化的、可观察的教学手段，向学生们展示物理教学课程当中那些抽象的知识点，不断地吸引学生们的好奇心与兴趣力，让学生在物理课堂上能够充分感受到物理的魅力所在。（二）实践性高，高效落实理论学习 在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。（三）灵活性强，助力课程目标达成 随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。第三章DONGTAIPINGHENGWENTI专题强化　动态平衡问题探究重点 提升素养 / 专题强化练 1.进一步熟练掌握平衡问题的解法.2.会利用解析法、图解法和相似三角形法分析动态平衡问题.学习目标内容索引探究重点　提升素养探究重点　提升素养Part　11.动态平衡：平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向缓慢变化，所以叫动态平衡，这是共点力平衡问题中的一类题型.2.基本方法：解析法、图解法和相似三角形法.一、解析法解题步骤：(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式.(2)根据已知量的变化情况确定未知量的变化情况.　质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示.用FT表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中A.F逐渐变大，FT逐渐变大B.F逐渐变大，FT逐渐变小C.F逐渐变小，FT逐渐变大D.F逐渐变小，FT逐渐变小例1√以O点为研究对象，受力如图所示，由共点力的平衡条件知：FT＝ ，F＝mgtan θ，当用水平向左的力缓慢拉动O点时，绳OA与竖直方向的夹角θ变大，所以F逐渐变大，FT逐渐变大，选项A正确.　(多选)如图所示，质量分别为m、M的两个物体系在一根通过轻质定滑轮的轻绳两端，M放在水平地板上，m被悬在空中，若将M沿水平地板向左缓慢移动少许后，M仍静止，则A.绳中张力变小B.M对地面的压力变大C.绳子对滑轮的力变大D.M所受的静摩擦力变大例2√√以m为研究对象，得到绳子张力F＝mg.以M为研究对象，分析受力，如图所示.由平衡条件得地面对M的支持力FN＝Mg－Fcos α，静摩擦力Ff＝Fsin α，M沿水平地板向左缓慢移动少许后α增大，由数学知识得到FN变大，Ff变大.根据牛顿第三定律得知M对地面的压力也变大.由力的平行四边形定则知，绳子对滑轮的力变小，故选B、D.二、图解法1.适用情况：物体只受三个力作用，且其中一个力的大小、方向均不变，另一个力的方向不变，第三个力的大小、方向均变化.2.一般步骤：首先对物体进行受力分析，根据三角形定则将表示三个力的有向线段依次画出构成一个三角形(先画出大小、方向均不变的力，再画方向不变的力，最后画大小、方向均变化的力)，由题意改变方向变化的力的方向.由动态图解可知力的大小变化情况.　(多选)用轻绳AO、BO悬挂一个重物，BO水平，O为半圆形支架的圆心，悬点A和B在支架上.悬点A固定不动，将悬点B从图所示位置沿支架逐渐移动到C点的过程中，绳OA和绳OB上的拉力大小的变化情况是A.绳OA上的拉力逐渐减小B.绳OA上的拉力先减小后增大C.绳OB上的拉力逐渐增大D.绳OB上的拉力先减小后增大例3√√将绳AO、绳BO的拉力合成，其合力与重物重力等大反向，逐渐改变绳OB拉力的方向，使FB与竖直方向的夹角变小，得到多个平行四边形，如图所示，由图可知FA逐渐减小，且方向不变，而FB先减小后增大，且方向不断改变，当FB与FA垂直时，FB最小，故A、D正确.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一光滑挡板A，在挡板和斜面之间夹一质量为m的重球B，开始板A处于竖直位置，现使其下端绕O沿逆时针方向缓缓转至水平位置，重球B对斜面和对挡板压力的变化情况是A.对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力也逐渐减小B.对斜面的压力逐渐增大，对挡板的压力则逐渐减小C.对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先减小后增大D.对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先增大后减小√分析球的受力，受到重力mg、挡板对球的弹力FA及斜面对球的支持力FB，如图所示，球处于静止状态，弹力FA与FB的合力F的大小等于重力大小，方向竖直向上.当挡板下端绕O沿逆时针方向缓慢转至水平位置的过程中，可以看出表示弹力FA的边的长度先变小后变大，即弹力FA先减小后增大；表示支持力FB的边的长度一直变小，说明FB一直减小.由牛顿第三定律可知，球对挡板的压力先减小后增大，对斜面的压力逐渐减小.选项C正确.三、相似三角形法1.适用情况：在物体所受的三个力中，一个力是恒力，大小、方向均不变；另外两个力是变力，大小、方向均改变，且方向不总是相互垂直.2.解题技巧：找到物体变化过程中的几何关系，利用力的矢量三角形与几何三角形相似，相似三角形对应边成比例，通过分析几何三角形边长的变化得到表示力的边长的变化，从而得到力的变化.　如图所示，光滑半球面上的小球(可视为质点)被一绕过光滑小定滑轮的轻绳在力F的作用下由底端缓慢拉到顶端的过程中，试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力FN的变化情况.例4答案　见解析如图所示，作出小球的受力示意图，注意支持力FN总与球面垂直，从图中可得到相似三角形.设半球面半径为R，定滑轮到球面最高点的距离为h，定滑轮与小球间绳长为L，根据三角形相似得由于在拉动过程中h、R不变，L变小，故F变小，FN不变.返回专题强化练Part　21.如图所示，一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢爬行，在小鸟从A运动到B的过程中A.树枝对小鸟的合力先减小后增大B.树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大C.树枝对小鸟的弹力先减小后增大D.树枝对小鸟的弹力保持不变12345678910√12345678910树枝对小鸟的合力是弹力和摩擦力的合力，由二力平衡得，合力与小鸟所受的重力等大反向，因小鸟所受重力不变，所以树枝对小鸟的合力不变，A项错误.对小鸟进行受力分析如图所示，则树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大，对小鸟的弹力先增大后减小，B项正确，C、D项错误.2.(多选)如图甲所示，笔记本电脑底座一般设置四个卡位用来调节角度.某同学将电脑放在底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位1调至卡位4(如图乙)，电脑始终处于静止状态，则A.电脑受到的支持力变大B.电脑受到的摩擦力变大C.底座对电脑的合力不变D.电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力12345678910√√12345678910对电脑进行受力分析，如图所示，电脑受到的支持力FN＝mgcos θ，由原卡位1调至卡位4，θ变小，FN变大，故A正确；电脑受到的摩擦力Ff＝mgsin θ，θ变小，Ff变小，故B错误；由平衡条件知，底座对电脑的作用力的合力与电脑重力等大反向，保持不变，故C正确；电脑受到的支持力与摩擦力两力矢量和与其重力大小相等，根据平行四边形定则，电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和大于其重力，故D错误.3.如图所示，用轻绳将重球挂在竖直墙上，不考虑墙的摩擦，如果把绳的长度增加一些，则球对绳的拉力F1和球对墙的压力F2的变化情况是A.F1增大，F2减小 B.F1减小，F2增大C.F1和F2都减小 D.F1和F2都增大12345678910√12345678910对球受力分析，如图所示，由图解法可知F1′减小，墙对球的支持力F2′减小，故由牛顿第三定律可知F1减小，F2也减小，故选C.123456789104.如图所示，一光滑小球静止放置在固定的光滑半球面底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，挡板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是A.F1增大，F2增大 B.F1减小，F2减小C.F1增大，F2减小 D.F1减小，F2增大√12345678910对小球进行受力分析，如图所示，根据平衡条件得，F1＝mgtan θ，F2＝ ，由于θ不断增大，故F1增大，F2增大，A正确.5.如图所示，可视为质点的小球拴接了轻质弹簧和细线，并在它们的作用下保持静止.轻质弹簧与竖直方向有一定夹角，细线处于水平状态.现保持弹簧与竖直方向夹角不变，将轻质细线由水平状态缓慢转至竖直状态，则A.弹簧的长度逐渐变长B.弹簧的长度逐渐变短C.细线上的拉力逐渐增大D.细线上的拉力逐渐减小12345678910√12345678910小球受力情况如图所示，重力G大小和方向都不变，保持弹簧与竖直方向夹角θ不变，则弹簧弹力F弹方向不变，弹簧弹力与细线拉力FT的合力和小球受到的重力等大反向，保持不变，由图可以看出，将轻质细线由水平状态缓慢转至竖直状态的过程中，细线上的拉力先减小后增大，弹簧的弹力一直减小，由胡克定律可知，弹簧的长度逐渐变短，A、C、D错误，B正确.123456789106.如图所示器材为一秋千，用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点，由于长期使用，导致两根支架向内发生了微小倾斜，如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高，座椅静止时所受合力的大小用F表示，F1表示单根轻绳对座椅拉力的大小，则A.F不变，F1变小 B.F不变，F1变大C.F变小，F1变小 D.F变大，F1变大√12345678910对座椅受力分析，如图所示，座椅静止，受重力和两拉力而平衡，故三个力的合力为零，即F＝0不变.因两悬挂点等高，则F2＝F1＝ ，支架内倾，θ变小，cos θ变大，则F1变小，故选A.7.(多选)(2022·资阳市高一期末)如图所示，内壁光滑的凹槽固定在水平地面上，内壁截面为半圆柱面，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点.将一小滑块沿内壁用推力F推动，由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向.下列说法中正确的是A.推力F先增大后减小B.推力F一直增大C.凹槽对小滑块的支持力一直减小D.凹槽对小滑块的支持力先减小后增大12345678910√√对小滑块受力分析，如图，滑块缓慢移动，处于平衡状态，则有FN＝Gsin θ，F＝Gcos θ，从A点移动到B点过程中，θ减小，则FN减小，F增大，B、C正确，A、D错误.12345678910123456789108.(多选)一盏电灯重力为G，悬于天花板上的B点，在电线O处系一细线OA，使电线OB与竖直方向的夹角为β＝30°，OA与水平方向成α角，如图所示.现保持O点位置不变，使α角由0°缓慢增加到90°，在此过程中A.电线OB上的拉力逐渐减小B.细线OA上的拉力先减小后增大√√√12345678910对结点O受力分析，由平衡条件可知，细线OA和电线OB的拉力的合力F′一定竖直向上，与FT平衡.当α角由0°缓慢增加到90°的过程中，画出动态分析图如图所示.由图可看出，细线OA上的拉力先减小后增大，且当α＝30°时，FA最小，最小值为 ，而电线OB上的拉力逐渐减小，故A、B、C正确，D错误.9.(多选)如图所示，小船被轻绳拉向岸边，设船在水中运动时所受水的阻力不变，那么小船在匀速靠岸过程中，下列说法正确的是A.绳子的拉力F不断增大B.绳子的拉力F不变C.船所受的浮力不断减小D.船所受的浮力不断增大12345678910√√12345678910对小船进行受力分析，如图所示.因为小船做匀速直线运动，所以小船处于平衡状态，由题图知拉力F与水平方向的夹角为θ，有：Fcos θ＝Ff ①Fsin θ＋F浮＝mg ②小船在匀速靠岸的过程中，θ增大，阻力不变，根据平衡方程①知，cos θ减小，绳子的拉力F增大，根据平衡方程②知，拉力F增大，sin θ增大，所以船所受的浮力F浮减小.故A、C正确，B、D错误.10.如图所示，轻杆A端用铰链固定在竖直墙上，B端吊一重物.通过轻绳跨过定滑轮O用拉力F将B端缓慢上拉，滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均不计)，且OA＞AB，在轻杆达到竖直位置前A.拉力F增大B.拉力F大小不变C.轻杆的弹力增大D.轻杆的弹力大小不变12345678910√12345678910拉力F将B端缓慢上拉，∠BAO缓慢减小，AB、AO保持不变，BO减小，则轻杆弹力大小保持不变，拉力F减小，故D正确，A、B、C错误.返回