第10讲+专题：动态平衡++临界极值问题2026年高考物理一轮复习精讲课件+

这是一份第10讲+专题：动态平衡++临界极值问题2026年高考物理一轮复习精讲课件+，共67页。
第一单元：2.4 动态平衡临界和极值问题高中物理一轮复习系列课件考点CONTENT动态平衡问题晾衣架模型临界极值问题自锁、摩擦角01030204动态平衡问题考点一动态平衡01.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的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态中。常用方法：图解法、解析法、相似三角形法、辅助圆法、正弦定理法等。方法一：图解法02.使用条件：1.物体受到三个力，一个力大小、方向都不变2.一个力方向不变，大小变3.一个力大小、方向都变例题1例题精选03.【参考答案】D 解析例题解析04.对物体B受力分析，受到重力mg、A对B的支持力FNAB和墙壁对B的支持力FNB，如图甲所示，当A向左移动后，A对B的支持力FNAB的方向不断变化，根据平衡条件结合合成法可知A对B的支持力FNAB和墙壁对B的支持力FNB都在不断减小，由牛顿第三定律可知B对A的作用力不断减小，故A、B错误;对A和B整体受力分析，受到总重力G、地面的支持力FN、地面的摩擦力Ff和墙壁的弹力FN1，如图乙所示，根据平衡条件，有Ff＝FN1，FN＝G，故地面对A的支持力不变，地面对A的摩擦力Ff逐渐减小，故C错误，D正确。例题2例题精选05.【参考答案】BD（2019·全国I卷·高考真题）（多选）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N．另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°．已知M始终保持静止，则在此过程中（　　）A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加解析例题解析06.如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加．故本题选BD．方法二：解析法07.对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条件，得到因变量与自变量的关系表达式(通常要用到三角函数)，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。解析法适用于有特殊三角形的时候（直角始终存在）。例题3例题精选08.【参考答案】C 解析例题解析09. 例题4例题精选10.【参考答案】B 解析例题解析11. 解析例题解析12. 方法三：相似三角形法13.使用条件：1.物体受到三个力，一个力大小、方向都不变2.另外两个力方向都发生变化3.题中有明显的几何三角形可供使用建立力的三角形和几何三角形相似例题5例题精选14. (多选)如图，圆心为O、半径为R的四分之一圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上，在O点正上方有一光滑的小滑轮，小滑轮到轨道上B点的距离为h，轻绳的一端系一质量为m的小球，靠放在光滑圆形轨道上的A点，A点到小滑轮的距离为L，另一端绕过小滑轮后用力拉住。重力加速度大小为g，则(　　)例题5例题精选15.【参考答案】AC 解析例题解析16. 例题6例题精选17.【参考答案】A如图为一简易起重装置，AC是上端带有小滑轮的固定支架，BC为质量不计的轻杆，杆的一端C用铰链固定在支架上，另一端B悬挂一个质量为m的重物，并用轻质钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上。开始时，杆BC与AC的夹角∠BCA>90°，现使∠BCA缓慢变小，直到∠BCA＝30°(不计一切阻力)。在此过程中，杆BC所产生的弹力A.大小不变 B.逐渐增大C.先增大后减小 D.先减小后增大解析例题解析18. 方法四：正弦定理法19.物体受同一平面内三个互不平行的力作用，平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；利用三角形法，根据正弦定理等数学知识可求得未知力。 例题7例题精选20.【参考答案】B某同学将铅球置于两手之间,其中两手之间夹角为60°。保持两手之间夹角不变,将右手由图所示位置沿顺时针方向缓慢旋转60°至水平位置。不计一切摩擦,则在转动过程中,下列说法正确的是A.右手对铅球的弹力一直增大B.右手对铅球的弹力先增大后减小C.左手对铅球的弹力一直增大D.左手对铅球的弹力先增大后减小解析 解法1:正弦定理法21.解析解法2:辅助圆法22.铅球受重力G、右手对铅球的弹力F1和左手对铅球的弹力F2,受力分析如图甲所示,将三力平移后构成一首尾相连的三角形,两手之间夹角保持60°不变,缓慢旋转60°至水平位置过程中,F1开始小于直径,当转过30°时F1等于直径,再转时又小于直径,所以F1先增大后减小,F2开始就小于直径,转动过程中一直减小,选项B正确。方法五：辅助圆法23.使用条件：1.物体受到三个力2.一个力大小方向都不变3.另外两个力大小、方向都在变化，但两个力夹角不变(多选)如图10所示装置，两根细绳拴住一小球，保持两细绳间的夹角θ＝120°不变，若把整个装置顺时针缓慢转过90°，则在转动过程中，CA绳的拉力F1、CB绳的拉力F2的大小变化情况是A.F1先变小后变大 B.F1先变大后变小C.F2一直变小 D.F2最终变为零例题8方法五：辅助圆法24.(多选)如图所示，装置中两根细绳拴住一球,保持两细绳间的夹角θ=120°不变,若把整个装置顺时针缓慢转过90°,则在转动过程中,CA绳的拉力FT1,CB绳的拉力FT2的大小变化情况是（ ）A.FT1先变小后变大 B.FT1先变大后变小C.FT2先变小后变大 D.FT2一直变小，且最终变为零【参考答案】BD解析解法1：解析法25.整个装置顺时针转过一个角度后,小球受力如图所示,设AC绳与竖直方向夹角为α,则由平衡条件,有FT1cosα+FT2cos(θ-α)-mg=0，FT1sinα-FT2sin(θ-α)=0联立解得α从90°逐渐减小为0°,则由上式可知FT1先变大后变小;FT2一直变小,当α=0°时,FT2=0。解析解法2：正弦定理法26.整个装置顺时针缓慢转动90°的过程中θ角和mg保持不变,β角从90°减小到0,α角从30°增大到120°,易知FT1先变大后变小;FT2一直变小,当β=0°时,由图易知FT2=0。解析解法3：辅助圆法27.. 如图,力的三角形的外接圆正好是以初态时的FT2为直径的圆,FT1先变大到最大为圆周直径,然后变小,FT2一直变小,直到零。必刷真题28.例题9 【参考答案】AD解析以重物为研究对象分析受力情况，受重力mg、OM绳上拉力F2、MN上拉力F1，由题意知，三个力的合力始终为零，矢量三角形如图所示，F1、F2的夹角不变，在F2转至水平的过程中，矢量三角形在同一外接圆上，由图可知，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，所以A、D正确，B、C错误.解法1：辅助圆法29.解析 解法2:正弦定理法30.晾衣架模型考点二攻略晾衣架模型01.重物悬挂在光滑绳子上，绳子两端的力相等。①绳子悬点间的距离增大或减小，或绳子变长变短，导致绳子上的力的变化问题。②悬点水平距离不变，将其中一个悬点上下移动，问绳子上的力的变化问题。(多选)如图10所示装置，两根细绳拴住一小球，保持两细绳间的夹角θ＝120°不变，若把整个装置顺时针缓慢转过90°，则在转动过程中，CA绳的拉力F1、CB绳的拉力F2的大小变化情况是A.F1先变小后变大 B.F1先变大后变小C.F2一直变小 D.F2最终变为零例题10学以致用02. 【参考答案】B解析 学以致用03.(多选)如图10所示装置，两根细绳拴住一小球，保持两细绳间的夹角θ＝120°不变，若把整个装置顺时针缓慢转过90°，则在转动过程中，CA绳的拉力F1、CB绳的拉力F2的大小变化情况是A.F1先变小后变大 B.F1先变大后变小C.F2一直变小 D.F2最终变为零例题11学以致用04.如图，竖直面内有一圆环，圆心为0，水平直径为AB，倾斜直径为MN.AB、MN夹角为0，一不可伸长的轻绳两端分别固定在圆环的M、N两点，轻质滑轮连接一重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳之间的摩擦，圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ的过程，关于轻绳上的张力变化情况说法正确的是A.逐渐增大 B.先增大再减小C.逐渐减小 D.先减小再增大【参考答案】B解析M、N连线与水平直径的夹角θ（θ≤ 90°）越大，M、N之间的水平距离越小，轻绳与竖直方向的夹角α越小，根据mg =2Tcosα，知轻绳的张力T越小，故圆环从图示位置顺时针缓慢转过2θ的过程，轻绳的张力先增大再减小。学以致用05.例题12例题精选06.【参考答案】C如图，一根轻质细绳两端分别固定在等高的A、B两点，一灯笼用轻质光滑挂钩挂在细绳上，挂钩与细绳接触的点为O。下列判断正确的是A．无风时，将B点缓慢竖直向上移动的过程中，细绳上的弹力逐渐增大B．无风时，将B点缓慢竖直向上移动的过程中，∠AOB逐渐减小C．若灯笼受到水平向右的恒定风力，灯笼静止时，∠AOB比无风时小D．若灯笼受到水平向右的恒定风力，灯笼静止时，AO段的拉力大于BO段的拉力解析例题解析07. 解析例题解析08. 临界极值问题考点三临界与极值01.概述当某物理量变化时，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.由静止到运动，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.极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值。解题方法1:极限法02.攻略极限法：首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点；临界条件必须在变化中去寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而要把某个物理量推向极端，即极大和极小.例题13例题精选03.【参考答案】B 解析例题解析04. 攻略数学分析法：通过对问题的分析，根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).解题方法2:数学分析法05.例题2例题精选06.【参考答案】D 例题14解析例题解析07. 攻略物理分析方法：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.解题方法3:物理分析法08.例题精选09.【参考答案】D 例题15解析例题解析10. 自锁、摩擦角考点四摩擦角01.例题精选02.如图所示，质量m＝5.2 kg的金属块放在水平地面上，在斜向右上的拉力F作用下，向右以v0的速度做匀速直线运动。已知金属块与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，g取10 m/s2。求所需拉力F的最小值。例题16解析例题解析03. 解析例题解析04.方法二　利用“摩擦角”法设FN与Ff的合力与FN方向的夹角为α，则tan α＝FfFN＝μ①再设FN与Ff的合力为F'。如图所示，当拉力F与F'垂直时有最小值,即Fmin＝mgsin α ②由①②得Fmin＝226 N。例题精选05.【参考答案】A 例题17解析例题解析06. 自锁现象07.自锁现象是一种力学物理现象，如果作用于物体的主动力的合力Q的作用线在摩擦角之内，则无论这个力怎样大，总有一个全反力R与之平衡，物体保持静止；反之，如果主动力的合力Q的作用线在摩擦角之外，则无论这个力多么小，物体也不可能保持平衡。这种与力大小无关而与摩擦角有关的平衡条件称为自锁条件。物体在这种条件下的平衡现象称之自锁现象。例题精选08.【参考答案】C例题18 解析例题解析09. 例题精选10. 例题19解析例题解析11. 解析例题解析12. THANKS