2019年高考物理一輪復習 專題2.3 動態(tài)平衡問題千題精練.doc

專題2.3 動態(tài)平衡問題一選擇題1（2018江西南昌三模）如圖所示，傾斜的木板上有一靜止的物塊，水平向右的恒力F作用在該物塊上，在保證物塊不相對于木板滑動的情況下，現(xiàn)以過木板下端點O的水平軸為轉(zhuǎn)軸，使木板在豎直面內(nèi)順時針緩慢旋轉(zhuǎn)一個小角度。在此過程中下面說法正確的是A物塊所受支持力一定變大B物塊所受支持力和摩擦力的合力一定不變C物塊所受摩擦力可能變小D物塊所受摩擦力一定變大【參考答案】BC【命題意圖】本題考查受力分析、平衡條件及其相關(guān)的知識點。2.（2018全國聯(lián)考）如圖所示，在豎直的墻面上用鉸鏈固定一可繞O點自由轉(zhuǎn)動的輕桿，一定長度的輕繩系在輕桿的A、C兩點，動滑輪跨過輕繩懸吊一定質(zhì)量的物塊。開始時輕桿位于水平方向，輕繩對A、C兩點的拉力大小分別用、表示。則下列說法正確的是A當輕桿處于水平方向時B若將輕桿沿順時針方向轉(zhuǎn)過一個小角度，則增大、增大C若將輕桿沿逆時針方向轉(zhuǎn)過一個小角度，則增大、增大D無論將輕桿怎樣轉(zhuǎn)動，則、均減小【參考答案】D 3（寧夏銀川一中2018屆高三第四次模擬考試理綜物理試卷）如圖所示，木板P下端通過光滑鉸鏈固定于水平地面上的O點，物體A、B疊放在木板上且處于靜止狀態(tài)，此時物體B的上表面水平?，F(xiàn)使木板p繞O點緩慢旋轉(zhuǎn)到虛線所示位置，物體A、B仍保持靜止，與原位置的情況相比A. B對A的作用力不變 B. A對B的壓力增大C. 木板對B的支持力增大 D. 木板對B的摩擦力不變【參考答案】 A【名師解析】當將P繞O點緩慢旋轉(zhuǎn)到虛線所示位置，B的上表面不再水平，A受力情況如圖1，以AB整體為研究對象，分析受力情況如圖2：受總重力GAB、板的支持力N2和摩擦力f2，由平衡條件分析可知： ； 由于 逐漸增大，所以N2減小，f2增大，故CD錯誤 ，選項A正確。4（湖北省黃岡中學2018屆高三5月第三次模擬考試理綜物理試題）哥倫比亞大學的工程師研究出一種可以用于人形機器人的合成肌 肉，可模仿人體肌肉做出推、拉、彎曲和扭曲等動作。如圖所示，連接質(zhì)量為的物體的足夠長細繩一端固定于墻壁，用合成肌肉做成的“手臂”的端固定一滑輪，端固定于墻壁，細繩繞過滑輪，和類似于人手臂的關(guān)節(jié)，由“手臂”合成肌肉控制。設與豎直墻壁夾角為，不計滑輪與細繩的摩擦，下列說法正確的是（ ）A. 若保持不變，增大長度，細繩部分拉力變大B. 若保持，增大長度，細繩對滑輪的力始終沿方向C. 若保持等于，增大長度，細繩對滑輪的力始終沿方向D. 若從逐漸變?yōu)榱?，長度不變，且保持，則細繩對滑輪的力先減小后增大【參考答案】C【名師解析】點睛：此題關(guān)鍵是要注意：ad繩和db繩的拉力總是相等且不變的，大小等于重力；細繩對滑輪的作用力與ad繩和bd繩拉力的合力是等大反向的關(guān)系.5（多選，遼寧省沈陽市和平區(qū)東北育才學校2018年高考物理一模試卷）如圖所示，兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動，在O點懸掛一重物M，將兩個相同木塊m緊壓在豎直擋板上，此時整個系統(tǒng)保持靜止Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小，F(xiàn)N表示木塊與擋板間正壓力的大小若擋板間的距離稍許增大后，系統(tǒng)仍靜止且O1、O2始終等高，則（）A. FN變小B. FN變大C. Ff不變D. Ff變小【參考答案】 BC【名師解析】設兩個桿夾角為，則有；再將桿對滑塊m的推力F1按照效果分解，如圖根據(jù)幾何關(guān)系，有故，若擋板間的距離稍許增大后，角變大，F(xiàn)x變大，故滑塊m對墻壁的壓力變大，即FN變大，故AD錯誤，BC正確；故選：BC6（多選）（天津和平區(qū)2017-2018學年第二學期高三第一次質(zhì)量檢測）甲、乙兩建筑工人用簡單機械裝置將工件從地面提升并運送到樓頂。如圖所示，設當重物提升到一定高度后，兩工人保持位置不動，甲通過緩慢釋放手中的繩子，使乙能夠用一始終水平的輕繩將工件緩慢向左拉動，最后工件運送至乙所在位置，完成工件的運送，設兩繩端始終在同一水平面上，蠅的重力及滑輪的摩擦不計，滑輪大小忽略不計，則在工件向左移動過程中（ ）A. 甲手中繩子上的拉力不斷破小B. 樓頂對甲的支持力不斷增大C. 樓頂對甲的摩擦力大于對乙的摩擦力D. 乙手中紹子上的拉力不斯增大【參考答案】 CD繩子與滑輪夾角為，則有，當角減小，則f增大，根據(jù)平衡條件可知乙手中繩子上的拉力不斷增大，D正確；故選CD。7. （2018金考卷）如圖所示，質(zhì)量為的小球套在豎直固定的光滑圓環(huán)上，在圓環(huán)的最高點有一個光滑小孔，一根輕繩的下端系著小球，上端穿過小孔用力拉住，開始時繩與豎直方向夾角為，小球處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)緩慢拉動輕繩，使小球沿光滑圓環(huán)上升一小段距離，則下列關(guān)系正確的是 A繩與豎直方向的夾角為時，F(xiàn)=mgcosB小球沿光滑圓環(huán)上升過程中，輕繩拉力逐漸增大C小球沿光滑圓環(huán)上升過程中，小球所受支持力逐漸增大D小球沿光滑圓環(huán)上升過程中，小球所受支持力大小不變【參考答案】.D?！久麕熃馕觥坷K與豎直方向的夾角為時，小球受到豎直向下的重力mg，圓環(huán)對小球沿半徑向外的支持力，沿細繩方向的拉力F，畫出力矢量圖，由圖可知，F(xiàn)=2mgcos，選項A錯誤；小球沿光滑圓環(huán)上升過程中，繩與豎直方向的夾角變大，輕繩拉力F=2mgcos逐漸減小，選項B錯誤；由力矢量圖可知，小球所受圓環(huán)的支持力等于重力，小球沿光滑圓環(huán)上升過程中，小球所受支持力不變，選項C錯誤D正確。8 (2018衡水檢測)如圖所示，有一質(zhì)量不計的桿AO，長為R，可繞A自由轉(zhuǎn)動。用繩在O點懸掛一個重為G的物體，另一根繩一端系在O點，另一端系在圓弧形墻壁上的C點。當點C由圖示位置逐漸向上沿圓弧CB移動過程中(保持OA與地面夾角不變)，OC繩所受拉力的大小變化情況是()A逐漸減小B逐漸增大C先減小后增大 D先增大后減小【參考答案】.C【名師解析】對G分析，G受力平衡，則拉力等于重力；故豎直繩的拉力不變；再對O點分析，O受繩子的拉力、OA的支持力及OC的拉力而處于平衡；受力分析如圖所示；將F和OC繩上的拉力合成，其合力與G大小相等，方向相反，則在OC上移的過程中，平行四邊形的對角線保持不變，平行四邊形發(fā)生圖中所示變化，則由圖可知OC的拉力先減小后增大，圖中D點時力最小；故選C。9 (2018洛陽聯(lián)考)如圖所示，桌面上固定一個光滑豎直擋板，現(xiàn)將一個長方形物塊A與截面為三角形的墊塊B疊放在一起，用水平外力F緩緩向左推動B，使A緩慢升高，設各接觸面均光滑，則該過程中()AA和B均受三個力作用而平衡BB對桌面的壓力保持不變CA對B的壓力越來越小D外力F的大小恒定不變【參考答案】BD10. (2018開封聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量均為m的小球A、B用勁度系數(shù)為k1的輕彈簧相連，B球用長為L的細繩懸于O點，A球固定在O點正下方，當小球B平衡時，繩子所受的拉力為T1，彈簧的彈力為F1；現(xiàn)把A、B間的彈簧換成原長相同但勁度系數(shù)為k2(k2>k1)的另一輕彈簧，在其他條件不變的情況下仍使系統(tǒng)平衡，此時繩子所受的拉力為T2，彈簧的彈力為F2，則下列關(guān)于T1與T2、F1與F2大小之間的關(guān)系正確的是()AT1>T2 B.T1T2CF1<F2 DF1F2【參考答案】BC11.(2017山東師大附中一模)如圖所示，三根長度均為L的輕繩分別連接于C、D兩點，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2L，現(xiàn)在C點上懸掛一個質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在D點上可施加力的最小值為()Amg B.mg C.mg D.mg【參考答案】C【名師解析】由題圖可知，要使CD水平，各繩均應繃緊，則AC與水平方向的夾角為60；結(jié)點C受力平衡，受力分析如圖所示，則CD繩的拉力FTmgtan 30mg；D點受繩子拉力大小等于FT，方向向左；要使CD水平，D點兩繩的拉力與外界的力的合力為零，則繩子對D點的拉力可分解為沿BD繩的F1，及另一分力F2，由幾何關(guān)系可知，當力F2與BD垂直時，F(xiàn)2最小，而F2的大小即為拉力的大小；故最小力FFTsin 60mg。故選C。12(2016山西太原高三期中)如圖所示，置于固定斜面上的物體A受到平行于斜面向下的力作用保持靜止。若力F大小不變，將力F在豎直平面內(nèi)由沿斜面向下緩慢的轉(zhuǎn)到沿斜面向上(轉(zhuǎn)動范圍如圖中虛線所示)。在F轉(zhuǎn)動過程中，物體始終保持靜止。在此過程中物體與斜面間的()A彈力可能先增大后減小B彈力一定先減小后增大C摩擦力可能先減小后增大D摩擦力一定一直減小【參考答案】BC13(2016貴州航天高中高三一模)如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個裝置處于靜止狀態(tài)，若把A向右移動少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止狀態(tài)，則()AB對墻的壓力增大BA與B之間的作用力增大C地面對A的摩擦力減小DA對地面的壓力減小【參考答案】C14(2015宿遷市三校檢測，2)如圖，用OA、OB兩根輕繩將花盆懸于兩豎直墻之間，開始時OB繩水平現(xiàn)保持O點位置不變，改變OB繩長使繩右端由B點緩慢上移至B點，此時OB與OA之間的夾角<90.設此過程中OA、OB繩的拉力分別為FOA、FOB，則下列說法正確的是 ()AFOA一直減小BFOA一直增大CFOB一直減小DFOB先增大后減小【參考答案】A【名師解析】以結(jié)點O為研究對象，分析受力：重力G、繩OA的拉力FOA和繩BO的拉力FOB，如圖所示，根據(jù)平衡條件知，兩根繩子的拉力的合力與重力大小相等、方向相反，作出輕繩OB在兩個位置時力的合成圖如圖，由圖看出， FOA逐漸減小，F(xiàn)OB先減小后增大，當90時，F(xiàn)OB最小選項A正確。15(2016德州模擬)如圖所示，斜面體置于粗糙水平面上，斜面光滑。小球被輕質(zhì)細線系住放在斜面上，細線另一端跨過定滑輪，用力拉細線使小球沿斜面緩慢向上移動一小段距離，斜面體始終靜止。則移動過程中 ()A細線對小球的拉力變大B斜面對小球的支持力變大C斜面對地面的壓力變大D地面對斜面的摩擦力變小【參考答案】AD使小球沿斜面緩慢移動時，增大，其他量不變，由式知，T增大由知，N變小，故A正確，B錯誤C、D選項，對斜面和小球整體進行受力分析：重力(Mm)g、地面的支持力N和摩擦力f、繩子拉力T，由平衡條件得 fNsin ，N變小，則f變小， N(Mm)gNcos ，N變小，則N變小，由牛頓第三定律得知，斜面對地面的壓力也變小故C錯誤16.如圖所示，相隔一定距離的兩個相同的圓柱體A、B固定在等高的水平線上，一細繩套在兩圓柱體上，細繩下端懸掛一重物。繩和圓柱體之間無摩擦，當重物一定時，繩越長()A.繩對圓柱體A的作用力越小，作用力與豎直方向的夾角越小B.繩對圓柱體A的作用力越小，作用力與豎直方向的夾角越大C.繩對圓柱體A的作用力越大，作用力與豎直方向的夾角越小D.繩對圓柱體A的作用力越大，作用力與豎直方向的夾角越大【參考答案】A17.(2016山西大同聯(lián)考)一鐵球懸掛在OB繩的下端，輕繩OA、OB、OC的結(jié)點為O，輕繩OA懸掛在天花板上的A點，輕繩OC拴接在輕質(zhì)彈簧測力計上。第一次，保持結(jié)點O位置不變，某人拉著輕質(zhì)彈簧測力計從豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動到水平位置，如圖4中的甲所示，彈簧測力計的示數(shù)記為F1。第二次，保持輕繩OC垂直于OA，緩慢釋放輕繩，使輕繩OA轉(zhuǎn)動到豎直位置，如圖4中的乙所示，彈簧測力計的示數(shù)記為F2。則()A.F1恒定不變，F(xiàn)2逐漸增大B.F1、F2均逐漸增大C.F1先減小后增大，F(xiàn)2逐漸減小D.F1逐漸增大，F(xiàn)2先減小后增大【參考答案】C18.如圖所示，一根細線的兩端分別固定在M、N兩點，用小鐵夾將一個玩具娃娃固定在細線上，使a段細線恰好水平，b段細線與水平方向的夾角為45?，F(xiàn)將小鐵夾的位置稍稍向左移動一段距離，待玩具平衡后，關(guān)于a、b兩段細線中的拉力，下列說法正確的是()A.移動前，a段細線中的拉力等于玩具所受的重力B.移動前，a段細線中的拉力小于玩具所受的重力C.移動后，b段細線中拉力的豎直分量不變D.移動后，b段細線中拉力的豎直分量變小【參考答案】AD【名師解析】移動前，由平衡條件得，a段細線中的拉力FaG， A項正確；夾子向左移動一小段距離后，玩具的位置下移，線a不再水平，與重力平衡的力變?yōu)閍、b兩線中拉力的豎直分量之和，故移動后b段細線中拉力的豎直分量變小，D項正確。19.如圖所示，一小球放置在木板與豎直墻面之間。設墻面對球的壓力大小為FN1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2。以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計摩擦，在此過程中()A.FN1始終減小，F(xiàn)N2始終增大B.FN1始終減小，F(xiàn)N2始終減小C.FN1先增大后減小，F(xiàn)N2始終減小D.FN1先增大后減小，F(xiàn)N2先減小后增大【參考答案】B【名師解析】方法一解析法：如圖甲所示，因為FN1，F(xiàn)N2FN2，隨逐漸增大到90，tan 、sin 都增大，F(xiàn)N1、FN2都逐漸減小，所以選項B正確。甲乙方法二圖解法：如圖乙所示，把mg按它的兩個效果進行分解如圖所示。在木板緩慢轉(zhuǎn)動時，F(xiàn)N1的方向不變，mg、FN1、FN2應構(gòu)成一個閉合的三角形。FN2始終垂直于木板，隨木板的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，由圖可知，在木板轉(zhuǎn)動時，F(xiàn)N2變小，F(xiàn)N1也變小，選項B正確。20.如圖所示，將球用細繩系住放在傾角為的光滑斜面上，當細繩由水平方向緩慢向上偏移的過程中，細繩上的拉力將()A.逐漸增大 B.逐漸減小C.先增大后減小 D.先減小后增大【參考答案】D【名師解析】作出球的受力圖如圖所示。由圖可知，當細繩由水平方向逐漸向上偏移時，細繩上的拉力FT將先減小后增大，故選項D正確。21.如圖所示，A、B為同一水平線上的兩個繞繩裝置，轉(zhuǎn)動A、B改變繩的長度，使光滑掛鉤下的重物C緩慢下降。關(guān)于此過程中繩上拉力大小的變化，下列說法中正確的是()A.不變 B.逐漸減小C.逐漸增大 D.可能不變，也可能增大【參考答案】B22.如圖所示，一豎直擋板固定在水平地面上，圖甲用一斜面將一質(zhì)量為M的光滑球頂起，圖乙用一圓柱體將同一光滑球頂起；當斜面或圓柱體緩慢向右推動的過程中，關(guān)于兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫?，下列說法正確的是()A.兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫Χ疾蛔傿.兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫Χ荚龃驝.圖甲中擋板所受的壓力不變，圖乙中擋板所受的壓力減小D.圖甲中擋板所受的壓力不變，圖乙中擋板所受的壓力先減小后增大【參考答案】C23. (2018貴陽聯(lián)考)如圖所示是轎車常用的千斤頂，當搖動把手時，螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n，從而將汽車頂起。當車輪剛被頂起時汽車對千斤頂?shù)膲毫?.0105 N，此時千斤頂兩臂間的夾角為120。下列判斷正確的是()A此時千斤頂每臂受到的壓力大小均為5.0104 NB此時千斤頂對汽車的支持力為1.0104 NC若繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，千斤頂每臂受到的壓力將增大D若繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，千斤頂每臂受到的壓力將減小【參考答案】D【名師解析】車輪剛被頂起時，千斤頂兩臂支持力的合力為千斤頂對汽車的支持力，等于汽車對千斤頂?shù)膲毫?，大小?.0105 N，選項B項錯誤；兩臂夾角為120，由力的合成可知千斤頂每臂受到的壓力為1.0105 N，選項A項錯誤；繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，千斤頂兩臂夾角減小，每臂受到的壓力減小， 選項D項正確，C項錯誤。24.（江西師范大學附屬中學2018屆高三最后一卷）如圖所示為一簡易起重裝置，AC是上端帶有滑輪的固定支架BC為質(zhì)量不計的輕桿，桿的一端C用較鏈固定在支架上，另一端B懸掛一個質(zhì)量為m的重物，并用鋼絲繩跨過滑輪A連接在卷揚機上.開始時，桿BC與AC的夾角BCA>90，現(xiàn)使BCA緩緩變小，直到BCA=30.在此過程中，桿BC所受的力（不計一切阻力）（ ）A. 逐漸增大B. 先減小后增大C. 大小不變D. 先增大后減小【參考答案】C【名師解析】以結(jié)點B為研究對象，分析受力，作出力的合成如圖所示?！军c睛】本題運用三角相似法研究動態(tài)平衡問題，直觀形象，也可以運用函數(shù)法分析研究二計算題1. 質(zhì)量為M的木楔傾角為 ( < 45)，在水平面上保持靜止，當將一質(zhì)量為m的木塊放在木楔斜面上時，它正好勻速下滑。當用與木楔斜面成角的力F拉木塊，木塊勻速上升，如圖所示(已知木楔在整個過程中始終靜止)。(1)當時，拉力F有最小值，求此最小值；(2)求在(1)的情況下木楔對水平面的摩擦力是多少？ (2)因為木塊及木楔均處于平衡狀態(tài)，整體受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即FfFcos()當F取最小值mgsin 2時：FfFmincos 2mgsin 2cos 2mgsin 4。