巧解物體動態(tài)平衡

鄭洋龍

在高中物理學(xué)習(xí)之中，對于物體的受力顯得尤為重要，它不僅在力與運動之中應(yīng)用廣泛，而且在后面學(xué)習(xí)的電場，磁場之中的應(yīng)用也十分的廣泛。高中物理基本上就是依靠受力把知識聯(lián)系起來的，所以說，我們一定要把物體的受力分析學(xué)好，學(xué)習(xí)透徹，這樣才能為高中的物理學(xué)習(xí)打下一個堅實的基礎(chǔ)。受力分析是高中物理的重難點，在這之中有很多的難題。但是不要害怕，只要你掌握住正確的方法，那么難題就會迎刃而解。

這道例題如果按照常規(guī)的方法進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件判斷物體的受力變化，從而得到正確的選項。但是這道題如果我們應(yīng)用常規(guī)的方法，便會無從下手，因為兩個拉力的方向都一直在改變，無法確定。大家都知道在同一地點，重力加速度g相同，那么同一地點的重力大小和方向是恒定不變的。因此我們要利用重力不變以及物體的平衡狀態(tài)來巧妙解題，當(dāng)然這種方法需要我們有一個好的洞察能力和一個好的作圖能力。下面我們就用一種巧妙的方法來解決這類的難題。

第一步，我們需要找到重力的對應(yīng)邊，即方向為豎直方向，長度始終不變的邊；

第二步，根據(jù)第一步所找出的重力對應(yīng)邊的兩個端點分別作兩個力的平行線；

第三步，選取兩個或三個點進(jìn)行第二步操作。

例1：如右圖所示，絕緣輕繩OD一端固定在高壓電線桿塔上的O點，另一端固定在兜籃上。另一絕緣輕繩跨過固定在桿塔上的C點的定滑輪，一端連接兜籃，另一端有工人控制。身穿屏蔽服的王進(jìn)在兜籃里，緩慢地從C點運動的處于O點正下方的E點的電纜處。繩OD一直處于伸直狀態(tài)，兜籃、王進(jìn)以及攜帶的設(shè)備總質(zhì)量為m，不計一切阻力，重力加速度的大小為g，關(guān)于王進(jìn)從C點到E點的過程中，下列說法正確的是

A.工人對繩的拉力逐漸變大

B.工人對繩的拉力逐漸變小

C.繩OD的拉力一直不變

D.繩OD的拉力越來越大

第一步，找出重力對應(yīng)邊OE；

第二步，連接OD，過點E作CD的平行線交OD于點B，OB的長度代表繩OD拉力的大小，EB的長度代表繩CD的拉力大小；

第三步，取D點左下方的F點，重復(fù)第二步操作，得出力的變化。

圖示我們可以得到，工人對繩的拉力CD逐漸變小，繩OD的拉力越來越大，我們就可以得出正確的選項BD。

例2：滑板是體現(xiàn)時尚運動精神的運動，如圖，固定在地面上的軌道AO為豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧賽道，一滑板運動員從賽道邊緣A點向下緩慢運動至B點，該過程中人和滑板始終處于平衡狀態(tài)，滑板運動員與圓弧賽道間的動摩擦因數(shù)是變化的，則在滑板下滑過程中，下列說法正確的是

A.下滑過程中支持力逐漸增大

B.下滑過程中支持力先增大后減小

C.下滑過程中滑動摩擦力逐漸減小

D.下滑過程中動摩擦因數(shù)逐漸減小

這道題常規(guī)的方法分析也無從下手。但我們?nèi)绻麘?yīng)用上一題的方法，難點就很快突破了。

第一步，我們找到重力的對應(yīng)邊BO；

第二步，連接BC，作點C的切線，過點O作切線的平行線，交BC于點E，BE則代表支持力的大小，OE則代表摩擦力的大小；

第三步，取右下方的D點進(jìn)行第二步操作，判斷力的變化。

圖示我們可以得出支持力逐漸增大，滑動摩擦力逐漸減小，動摩擦因數(shù)=滑動摩擦力/支持力，所以動摩擦因數(shù)逐漸減小，從而得到正確的選項ACD。

在今年的理綜試題（2017年全國Ⅰ卷）之中的物理部分的最后一道壓軸選擇題難道了許多的考生，其實這樣的難題用常規(guī)的方法分析很難分析出來得到正確的答案，當(dāng)然解決它這樣的題有許的多方法，以下的解題方法只是眾多的解題方法之中的一種，應(yīng)用這種方法我們可以在短時間內(nèi)對該題做出正確的判斷。

如圖，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中某點M栓一重物，用手拉住繩的另一端N。初始時，OM數(shù)值且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為α（α>90°）。現(xiàn)將重物向右上方緩緩拉起，并保持夾角α不變。在OM由豎直被拉到水平的過程中

A.MN上的張力逐漸增大

B.MN上的張力先增大后減小

C.OM上的張力逐漸增大

D.OM上的張力先增大后減小

第一步，找出重力對應(yīng)邊OM的長度，初始狀態(tài)時我們可以知道繩OM的拉力等于小球重力；

第二步，小球到B位置時，過點M作AB的平行線交OB的延長線于點E，ME的長度代表繩MN拉力的大小，OE的長度代表繩OM的拉力大小；

第三步，取小球到D位置時重復(fù)第二步操作。

圖示我們可以得到，OM繩的拉力先增大后減小，MN繩的拉力一直增大。這樣分析壓軸的高考選擇題就輕而易舉的解決了。

（作者單位：河北省南和縣第一中學(xué)高三（1班））