相似三角形在静态平衡和动态平衡问题中经常出现,特别是在处理力三角形和长度三角形时。当我们遇到非直角三角形、等边三角形无法使用余弦定理、正弦定理解决问题时,通常会考虑使用相似三角形法。这种方法的核心在于识别出与三个力相对应的边,构建一个力三角形,并找到与之平行的边以形成长度三角形。然后,根据对应边成比例,列出方程并求解。
在多选题方面,以下是一些典型问题:
1. 如图,竖直杆OB顶端有光滑轻质滑轮,轻质杆OA自重不计,可绕O点自由转动,绳子固定在A点。当绳缓慢放下,使∠AOB由0逐渐增大到90的过程中,OA杆上的压力以及AB绳上的拉力如何变化?
2. 光滑半球状物体放在地面上保持静止,AB为直径,C点为半球的最高点。小球通过定滑轮与半球相连,当小球沿光滑球面缓慢上升一小段距离时,半球受到的摩擦力以及地面对半球的弹力如何变化?
3. 一质量为的半光滑球被夹在竖直墙壁和另一质量为的半球形物体之间,分析两者之间的压力以及竖直墙壁对球的摩擦力。
4. 用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂起来,当木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平时,分析圆柱体对木板的压力以及细绳的拉力变化。
5. 在某海上救援过程中,机械臂AB、BC由高强度轻质材料制成。当机械臂AB保持竖直,缓慢移动时,分析BC所受力的大小变化。
单选题方面:
6. 居民通过细绳搭在光滑定滑轮上将食物从吊盘中缓慢取出。在此过程中,分析细绳对吊盘的拉力以及轻杆所受压力的变化。
7. 如图,绳与杆均不计重力,A端用绞链固定,滑轮O在A点正上方。在杆达到竖直前,分析绳子的拉力和杆的弹力的变化。
8. 小球甲、乙套在光滑圆环上,通过定滑轮连接。分析圆环对两球弹力以及细线上的弹力变化。
9. 一登山爱好者攀爬过程中,可以把人简化为物理模型:脚与崖壁接触点为点,人的重力集中在点,到点可简化为轻杆,为轻绳。分析在此过程中杆和绳的受力情况。
10. 一简易起重装置中,轻杆一端固定,另一端悬挂重物,缓慢改变角度的过程中,分析杆和钢丝绳的受力变化。
11. 光滑大圆环上套一小球,用轻弹簧连接。分析弹簧的弹力和大圆环对小球的弹力变化。
解答题:
12. 探究磁铁的磁性是否与温度有关。将永久磁铁固定不动,用细线悬挂磁性小球进行加热,分析各个力的变化情况。
13. 轻杆一端与墙铰链连接,另一端与小球连接;轻绳一端固定在墙上,另一端与小球连接。当将A点向上移动时,分析杆和绳的受力变化。
填空题:
14. 固定在水平面上的四分之一圆形轨道通过小滑轮与小球相连。缓慢拉动绳子,使小球从A到B的过程中,分析轨道对小球的支持力和绳的拉力的变化情况。
15. 轻杆和轻绳分别与小球相连,小球静止时受到两个力的作用。分析这两个力的大小以及缓慢拉动绳子过程中力的变化情况。
26. 小球放在光滑球体上,通过细绳吊起来。分析小球对球面的压力和绳的张力。