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求一份高中物理力学受力分析和动态平衡的试题和解析

发表时间：2024-07-07 10:21:19 来源：网友投稿

1、变动中力的平衡问题的动态分析①矢量三角形法B物体在三个不平行的共点力作用下平衡，这三个力必组成一首尾相接的三角形。用这个三角形来分析力的变化和大小关系的方法叫矢量三角形法，它有着比平行四边形更简便的优点，特别在处理变动中的三力问题时能直观的反映出力的变化过程。例1、如图1a所示，绳OA、OB等长，A点固定不动，将B点沿圆弧向C点运动的过程中绳OB中的张力将[]CA、由大变小；B、由小变大C、先变小后变大D、先变大后变小TB’’TB’解：如图1b，假设绳端在B'点，此时Ｏ点受到三力作用平衡：T、书的大小方向不断的变化（图中T、TT......），但T的大小方向始终不变，T的方向不变而大小改变，封闭三角形关系始终成立.不难看出；当T与T垂直时，即a+=90时，T取最小值，因此答案选C。②相似三角形法物体在三个共点力的作用下平衡，已知条件中涉及的是边长问题，则由力组成的矢量三角形和由边长组成的几何三角形相似，利用相似比可以迅速的解力的问题。例2、如图2a所示，在半径为Ｒ的光滑半球面上高h处悬挂一定滑轮。重力为Ｇ的小球用绕过滑轮的绳子站在地面上的人拉住。人拉动绳子在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力和绳子拉力如何变化？图2b分析与解：受一般平衡问题思维定势的影响，以为小球在移动过程中对半球的压力大小是变化的。对小球进行受力分析：球受重力Ｇ、球面对小球的支持力Ｎ和拉力Ｔ，如图2b所示：可以看到由Ｎ、Ｔ、G构成的力三角形和由边长L、R、h+R构成的几何三角形相似，从而利用相似比Ｎ／Ｇ＝R／R+h，T／Ｇ＝L／R+h.由于在拉动的过程中，R、h不变，L减小，则Ｎ＝RＧ／R+h大小不变，绳子的拉力T＝LＧ／R+h减小。

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