高中物理动态平衡专题
在有关物体平衡的问题中，有一类涉及动态平衡。这类问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，故这是力平衡问题中的一类难题。解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”。根据现行高考要求，物体受到往往是三个共点力问题，利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点。
一物体受三个力作用
例1如图1所示，一个重力G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为，在斜面上有
一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。今使板与斜面的夹角缓慢增大，问：
在此过程中，挡板和斜面对球的压力大小如何变化？
F1
F1
βα
图11
β
F2
α
G
图12
G图13F2
解析：取球为研究对象，如图12所示，球受重力G、斜面支持力F1、挡板支持力F2。因为球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，将三个力矢量构成封闭的三角形。F1的方向不变，但方向不变，始终与斜面垂直。F2的大小、方向均改变，随着挡板逆时针转动时，F2的方向也逆时针转动，动态矢量三角形图13中一画出的一系列虚线表示变化的F2。
由此可知，F2先减小后增大，F1随增大而始终减小。
例2．一轻杆BO，其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO上，B端挂一重物，且系一细
绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图21所示。现将细绳缓慢往左拉，
使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减少，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变
化情况是

A．FN先减小，后增大
BFN始终不变
C．F先减小，后增大DF始终不变
A
F
B
θ
O
A
l
FN
FH
FB
θ
LGO
图21
图22
解析：取BO杆的B端为研究对象，受到绳子拉力大小为F、BO杆的支持力FN和悬挂重物的绳子的拉力大小为G的作用，将FN与G合成，其合力与F等值反向，如图22所示，
1
f将三个力矢量构成封闭的三角形如图中画斜线部分，力的三角形与几何三角形OBA相似，利用相似三角形对应边成比例可得：如图22所示，设AO高为H，BO长为L，绳长
lGFNF，式中G、H、L均不变，l逐渐变小，所以可知FN不变，F逐渐变小。正HLl
确答案为选项B跟踪练习：
如图23所示，光滑的半球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A点，另一端绕过定滑轮，后用力拉住，使小球静止．现缓慢地拉绳，在使小球沿球面由A到半球的顶点B的过程中，半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化A情况是Dr