2024版新教材高中物理第三章相互作用__力拓展课五动态平衡及平衡中的临界极值问题课件新人教版必修第一册

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拓展课五动态平衡及平衡中的临界、极值问题目标要求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．3．知道处理物体平衡的临界、极值问题．拓展1　物体的动态平衡【归纳】1．动态平衡问题的特点：通过控制某一物理量，使其他物理量发生缓慢变化，而变化过程中的任何一个状态都看成是平衡状态．2．基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”．3．分析动态平衡问题的方法【典例】例 1 (一题多解)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T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，T逐渐变大B．F逐渐变大，T逐渐变小C．F逐渐变小，T逐渐变大D．F逐渐变小，T逐渐变小答案：A 例 2 如图所示，质量为m的球放在倾角为α的光滑斜面上，在斜面上有一光滑且不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态．今使挡板与斜面的夹角β缓慢增大，在此过程中，斜面对球的支持力FN1和挡板对球的压力FN2的变化情况为(　　)A．FN1、FN2都是先减小后增大B．FN1一直减小，FN2先增大后减小C．FN1先减小后增大，FN2一直减小D．FN1一直减小，FN2先减小后增大答案：D解析：对球受力分析，如图所示．球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，三力构成矢量三角形．挡板与斜面的夹角β缓慢增大，即挡板逆时针转动时，FN2方向也逆时针转动，作出图示的动态矢量三角形．由图可知，FN1随β的增大一直减小，FN2先减小后增大．例 3 [2023·陕西安康高一上期末](多选)光滑半圆弧形轻杆固定在地面上，轻绳一端跨过定滑轮，另一端连接一穿在轻杆上的小球，拉动轻绳，使小球从A点缓慢运动到B点的过程中，下列说法正确的是(　　)A．轻杆对小球的支持力变小B．轻杆对小球的支持力不变C．轻绳对小球的拉力变小D．轻绳对小球的拉力先变小再变大答案：BC 拓展2　平衡状态下的临界与极值问题【归纳】1．平衡中的极值问题(1)问题界定：物体平衡的极值问题，一般指在力的变化过程中涉及力的最大值和最小值的问题．(2)分析方法：①解析法：根据物体平衡的条件列出方程，在解方程时，采用数学知识求极值或者根据物体临界条件求极值．②图解法：根据物体平衡的条件作出力的矢量图，画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值．2．平衡中的临界问题(1)问题界定：物体所处平衡状态将要发生变化的状态为临界状态，涉及临界状态的问题为临界问题．(2)问题特点：①当某物理量发生变化时，会引起其他几个物理量的变化．②注意某现象“恰好出现”或“恰好不出现”的条件．(3)分析方法：基本方法是假设推理法，即先假设某种情况成立，然后根据平衡条件及有关知识进行论证、求解． 答案：B 例 5 如图所示，轻绳OA、OB的一端分别固定于天花板上的A、B两点，轻绳OC一端悬挂一重物．已知OA、OB、OC能承受的最大拉力分别为150 N、100 N、200 N．问悬挂物体的重力不得超过多少？