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一道动态平衡高考题的两种解法

2021-08-27张守柏

新课程·上旬 2021年23期

张守柏

在物体平衡问题中,有一类动态平衡问题,这类问题的特点是一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向随平衡态发生变化。这类题目难度大,对学生而言是一个难点,但是在高考中考查频率非常高。解决物体动态平衡问题时,我们常用的方法有数学解析法、三角形图解法、相似三角形法等。但在动态平衡问题中有一种情形:在三个共点力作用下而处于平衡状态的物体,这三个共点力其中有一个力是大小和方向都保持不变的恒力,而另外两个力的大小和方向都随平衡态发生变化,但这两个力的夹角(不等于90°)保持不变。这种动态平衡问题,解题的难度最大,若找不到恰当的解法则很难解答,尤其若采用以上常规解法来解,则难以解决,但此时若用数学知识正弦定理或三角形外接圆法则就容易多了。用数学知识来解决物理问题,这正是高考对学生的一种基本能力的考查要求。因此,我们在教学过程中应该加强对学生这一能力的培养。下面我以2017年理综全国卷Ⅰ第21题为例加以说明。

题目:(多选)现有一柔软轻质细绳ON的O端点固定不动,在细绳中间某处M点拴一重物,用手拉住绳的另一端点N。如图1所示,开始时,绳OM段保持竖直状态,绳MN段则刚好被拉直,绳OM与MN之间的夹角为α(其中角α>90°)。现将重物向右上方缓慢拉起,但保持夹角α不变,直到绳OM被拉至水平,则在此过程中下列说法正确的是(  )

A.绳OM段的拉力先变小后变大

B.繩MN段的拉力逐渐变大……

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