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2024版新教材高考物理全程一轮总复习第二章相互作用__力专题强化三动态平衡问题平衡中的临界极值问题课件
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这是一份2024版新教材高考物理全程一轮总复习第二章相互作用__力专题强化三动态平衡问题平衡中的临界极值问题课件，共20页。PPT课件主要包含了答案B，答案A等内容，欢迎下载使用。
【素养目标】1.学会用图解法、解析法等解决动态平衡问题.2.会分析平衡中的临界与极值问题．
题型一 动态平衡问题1．动态平衡：是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向要发生变化，所以叫动态平衡．2．基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”．3．分析动态平衡问题方法的选取技巧(1)解析法①列平衡方程，列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来确定未知量的变化情况．(2)图解法
(3)相似三角形法①根据已知条件画出对应的力的三角形和空间几何相似三角形，确定对应边，利用三角形相似法列出比例式；②确定未知量的变化情况．
例1 [2022·河北卷]如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中( )A．圆柱体对木板的压力逐渐增大B．圆柱体对木板的压力先增大后减小C．两根细绳上的拉力均先增大后减小D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
针 对 训 练1.湖北某小区晾晒区的并排等高门形晾衣架A′ABB′ C′CDD′如图所示，AB、CD杆均水平，不可伸长的轻绳的一端M固定在AB中点上，另一端N系在C点，一衣架(含所挂衣物)的挂钩可在轻绳上无摩擦滑动．将轻绳N端从C点沿CD方向缓慢移动至D点，整个过程中衣物始终没有着地．则此过程中轻绳上张力大小的变化情况是( )A．一直减小 B．先减小后增大C．一直增大 D．先增大后减小
2．如图所示，一圆环套在固定的倾斜光滑杆上，轻绳绕过定滑轮与圆环相连，整个装置处于同一竖直平面内，现用力F缓慢拉动轻绳，圆环对杆的弹力大小为FN，在圆环从A沿杆向上运动到轻绳处于竖直状态的过程中，下列说法正确的是( )A．F一直增大，FN先减小后增大B．F一直增大，FN一直减小C．F先减小后增大，FN一直增大D．F先减小后增大，FN先减小后增大
解析：对圆环受力分析如图所示，圆环受到三个力的作用，三个力平衡恰组成一个闭合的三角形，由于重力大小方向不变，支持力方向不变，随着拉力方向的改变，三个力的动态分析图如图所示，由图可知，拉力与竖直方向夹角越来越小，则F一直增大，F′N即FN一直减小，所以B正确；A、C、D错误．
题型二 平衡中的临界、极值问题1．临界问题当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“恰能”“恰好”等，临界问题常见的种类：(1)由相对静止到相对运动，摩擦力达到最大静摩擦力．(2)绳子恰好绷紧，拉力F＝0.(3)刚好离开接触面，支持力FN＝0.2．极值问题平衡中的极值问题，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题．
技法点拨解决极值问题和临界问题的方法(1)图解法：根据物体的平衡条件，作出力的矢量图，通过对物理过程的分析，利用平行四边形定则进行动态分析，确定最大值与最小值．(2)数学解法：通过对问题的分析，依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(或画出函数图像)，用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)．
例3 [2022·浙江1月]如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石礅，石礅与水平地面间的动摩擦因数为μ.工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石礅时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ，则下列说法正确的是( )
针 对 训 练3.“腊月二十四，掸尘扫房子”，据《吕氏春秋》记载，中国在尧舜时代就有春节扫尘的风俗，寓意驱除病疫，祈求新年安康．春节前夕，小红需移开沙发，清扫污垢，质量m＝10 kg的沙发放置在水平地面上，小红用力F推沙发，当F斜向下与水平方向成θ＝30°角时，如图所示，当F＝100 N时，沙发恰好开始做匀速运动，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2
【素养目标】1.学会用图解法、解析法等解决动态平衡问题.2.会分析平衡中的临界与极值问题．
题型一 动态平衡问题1．动态平衡：是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向要发生变化，所以叫动态平衡．2．基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”．3．分析动态平衡问题方法的选取技巧(1)解析法①列平衡方程，列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来确定未知量的变化情况．(2)图解法
(3)相似三角形法①根据已知条件画出对应的力的三角形和空间几何相似三角形，确定对应边，利用三角形相似法列出比例式；②确定未知量的变化情况．
例1 [2022·河北卷]如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中( )A．圆柱体对木板的压力逐渐增大B．圆柱体对木板的压力先增大后减小C．两根细绳上的拉力均先增大后减小D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
针 对 训 练1.湖北某小区晾晒区的并排等高门形晾衣架A′ABB′ C′CDD′如图所示，AB、CD杆均水平，不可伸长的轻绳的一端M固定在AB中点上，另一端N系在C点，一衣架(含所挂衣物)的挂钩可在轻绳上无摩擦滑动．将轻绳N端从C点沿CD方向缓慢移动至D点，整个过程中衣物始终没有着地．则此过程中轻绳上张力大小的变化情况是( )A．一直减小 B．先减小后增大C．一直增大 D．先增大后减小
2．如图所示，一圆环套在固定的倾斜光滑杆上，轻绳绕过定滑轮与圆环相连，整个装置处于同一竖直平面内，现用力F缓慢拉动轻绳，圆环对杆的弹力大小为FN，在圆环从A沿杆向上运动到轻绳处于竖直状态的过程中，下列说法正确的是( )A．F一直增大，FN先减小后增大B．F一直增大，FN一直减小C．F先减小后增大，FN一直增大D．F先减小后增大，FN先减小后增大
解析：对圆环受力分析如图所示，圆环受到三个力的作用，三个力平衡恰组成一个闭合的三角形，由于重力大小方向不变，支持力方向不变，随着拉力方向的改变，三个力的动态分析图如图所示，由图可知，拉力与竖直方向夹角越来越小，则F一直增大，F′N即FN一直减小，所以B正确；A、C、D错误．
题型二 平衡中的临界、极值问题1．临界问题当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“恰能”“恰好”等，临界问题常见的种类：(1)由相对静止到相对运动，摩擦力达到最大静摩擦力．(2)绳子恰好绷紧，拉力F＝0.(3)刚好离开接触面，支持力FN＝0.2．极值问题平衡中的极值问题，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题．
技法点拨解决极值问题和临界问题的方法(1)图解法：根据物体的平衡条件，作出力的矢量图，通过对物理过程的分析，利用平行四边形定则进行动态分析，确定最大值与最小值．(2)数学解法：通过对问题的分析，依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(或画出函数图像)，用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)．
例3 [2022·浙江1月]如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石礅，石礅与水平地面间的动摩擦因数为μ.工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石礅时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ，则下列说法正确的是( )
针 对 训 练3.“腊月二十四，掸尘扫房子”，据《吕氏春秋》记载，中国在尧舜时代就有春节扫尘的风俗，寓意驱除病疫，祈求新年安康．春节前夕，小红需移开沙发，清扫污垢，质量m＝10 kg的沙发放置在水平地面上，小红用力F推沙发，当F斜向下与水平方向成θ＝30°角时，如图所示，当F＝100 N时，沙发恰好开始做匀速运动，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2
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