有關(guān)平衡問題的處理方法

精品文檔-下載后可編輯有關(guān)平衡問題的處理方法高中物理力學(xué)知識(shí)是基礎(chǔ)，平衡狀態(tài)是物體的常見存在形式。物體的連接有的使用繩子連接，有的用輕桿連接，學(xué)生對(duì)這兩種連接方式常?；鞛橐徽?。其實(shí)它們的本質(zhì)是有關(guān)滑輪的問題，下面我就這方面的問題作一總結(jié)。

我們分兩種情況處理這一問題：

一系統(tǒng)中有滑輪

我們都知道,通過動(dòng)滑輪的輕繩的兩端彈力大小相等,在平衡問題中如果直接應(yīng)用這一結(jié)論能使問題簡(jiǎn)化.

例1、將一細(xì)繩的兩端固定于兩豎直墻的Ａ、Ｂ兩點(diǎn)，通過一個(gè)光滑的掛鉤將某重物掛在繩上，下面給出的四幅圖中有可能使物體處于平衡狀態(tài)的是

分析:本題中光滑的小掛鉤相當(dāng)于動(dòng)滑輪,平衡時(shí)繩子兩端的拉力應(yīng)該大小相等,題中的四種情況只有C滿足,所以正確答案是C.

例2（2022高考廣東卷）13.圖2為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式，A、B點(diǎn)等高，O為結(jié)點(diǎn)，輕繩AO、BO長(zhǎng)度相等，拉力分別為FA、FB，燈籠受到的重力為G．下列表述正確的是

A．FA一定小于GB．FA與FB大小相等

C．FA與FB是一對(duì)平衡力D．FA與FB大小之和等于G

解析：本題中O為節(jié)點(diǎn)，不是滑輪，與例1不同，但是由于A、B點(diǎn)等高且輕繩AO、BO長(zhǎng)度相等，所以FA與FB大小相等。三力平衡問題，用正交分解法，設(shè)∠AOB=2θ，O點(diǎn)受到FA、ＦＢ、F三力作用，其中F=G，建立坐標(biāo)系，列平衡方程得：

解出：當(dāng)θ=1200時(shí)：；當(dāng)θ1200時(shí)：故選B。

二系統(tǒng)中有輕桿

繩子被拉直時(shí)彈力方向沿繩的收縮方向,如果系統(tǒng)中有輕桿,桿所受彈力沿桿的方向嗎

例3、如圖所示，水平橫梁一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有小滑輪B，一輕繩一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m=10kg的重物，，則滑輪受到繩子作用力為

A.50NB.C.100ND.

分析:由于B點(diǎn)處是滑輪，它只是改變繩中力的方向，并未改變力的大小，滑輪兩側(cè)繩上拉力大小均是100N，夾角為，故而滑輪受繩子作用力即是其合力，大小為100N，正確答案是C,方向斜向左下與AB桿成300,

例4、如圖所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩OC懸掛在支架上的O點(diǎn)，輕桿OB可繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，求細(xì)繩OA中張力T大小和輕桿OB受力N大小。

分析:本題中輕桿的情況與上體不同,它與墻是通過鉸鏈鏈接,只要桿所受彈力不沿桿的方向,就要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),因而物體平衡時(shí)桿的彈力必沿桿的方向,由于懸掛物體質(zhì)量為m，繩OC拉力大小是mg，將重力沿桿和OA方向分解，可求.

通過例3和例4我們可以得出結(jié)論:輕桿的彈力方向不一定沿桿的方向，關(guān)鍵要看輕桿的固定端能不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

例5一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈固定在豎直輕桿AO上，B端掛一重物，且系一細(xì)繩，細(xì)繩跨過桿頂A處的光滑小滑輪，用力F拉住，如圖1所示。現(xiàn)將細(xì)繩緩慢往左拉，使桿BO與桿AO間的夾角θ逐漸減少，則在此過程中，拉力F及桿BO所受壓力FN的大小變化情況是()

A．FN先減小，后增大B.FN始終不變

C．F先減小，后增大D.F始終不變

解析：取BO桿的B端為研究對(duì)象，受到繩子拉力(大小為F)、BO桿的支持力FN和懸掛重物的繩子的拉力(大小為G)的作用，將FN與G合成，其合力與F等值反向，如圖2所示，將三個(gè)力矢量構(gòu)成封閉的三角形(如圖中畫斜線部分)，力的三角形與幾何三角形OBA相似，利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例可得：(如圖2所示，設(shè)AO高為H，BO長(zhǎng)為L(zhǎng)，繩長(zhǎng)l,)，式中G、H、L均不變，l逐漸變小，所以可知FN不變，F(xiàn)逐漸變小。正確答案為選項(xiàng)B

三物體所受的分力不在同一平面上

物體平衡時(shí)，如果所受各個(gè)分力都在同一平面上，可以建立坐標(biāo)系，用平行四邊形定則或者正交分解法求解，如果不在同一個(gè)平面上怎么處理？

例6（2022高考江蘇卷）3、如圖所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī)，三腳架的三根輕質(zhì)支架等長(zhǎng)，與豎直方向均成角，則每根支架中承受的壓力大小為

（A）（B）（C）（D）

分析：對(duì)照相機(jī)進(jìn)行受力分析，受重力和三個(gè)支架的支持力，它們不在同一平面上，由于重力豎直向下，我們可以將支架的支持