专题213动态平衡问题(能力篇)

2022年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分相互作用专题2.13．动态平衡问题（能力篇）．选择题1.（2020.金华质检）如图所示，A、B两物体静止在粗糙水平面上，其间用一根轻弹簧相连，弹簧的长度大于原长.若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B,直到A即将移动，此过程中，地面对B的摩擦力F1和对A的摩擦力F2的变化情况是（）A．F1先变小后变大再不变 B．F1先不变后变大再变小C.F2先变大后不变 D.F2一直在变大【参考答案】A【名师解析】.因在施加拉力F前，弹簧处于伸长状态，此时地面对A的摩擦力水平向左，地面对B的摩擦力水平向右，对B施加水平向右的拉力后，随着F的增大，物体B受的摩擦力先水平向右逐渐减小，再水平向左逐渐增大，当B相对地面向右运动后，物体B受地面的摩擦力不再变化，而在物体B运动之前，物体A受地面的摩擦力水平向左，大小不变，当B向右运动后，随弹簧弹力的增大，物体A受到的摩擦力逐渐增大，综上所述，选项A正确，B、C、D错误.（2020高考模拟示范卷1）如图所示，倾角为a的斜劈放置在粗糙水平面上，斜面粗糙，物体a放在斜面上.一根轻质细线一端固定在物体a上，细线绕过两个光滑小滑轮，滑轮1固定在斜劈上、滑轮2下吊一物体b细线另一端固定在c上,c穿在水平横杆上，物体a和滑轮1间的细线平行于斜面，系统静止.物体a受到斜劈的摩擦力大小为久、c受到横杆的摩擦力大小为&若将c向右移动少许，a始终静止，系统仍细线对a和c的拉力都将变大f和f2都将变大斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c的摩擦力都将变大【参考答案】BD名师解析】以滑轮2为研究的对象，受力如图1，右将c向右移动少许，两个绳子之间的夹角“增大。由于b对滑轮的拉力不变，两个绳子之间的夹角变大,所以看到绳子的拉力F一定变大。斜面的倾角为设物体a的质量为m,以a为研究的对象。若物体a原来受到的静摩擦力沿斜面向下时，则有F=mgsina+f1，得f]=F-mgsina。当F逐渐增大时，f也逐渐增大；若物体a原来受到的静摩擦力沿斜面向上时，则有F+f1=mgsina，得f1=mgsina-F当F逐渐增大时，f逐渐减小；若物体原来mgsina=F，则物体所受斜面摩擦力为0当F逐渐增大时，f也逐渐增大；所以将c向右移动少许，细线对a的拉力将变大，但是f1可能逐渐增大，也可能逐渐减小。以c为研究的对象，受力如图2，则：沿水平方向：Fsinaf2=0由于将c向右移动少许，细线对c的拉力将变大，a增大，所以f2=Fsina一定增大。以物体a与斜劈组成的整体为研究的对象，整体受到重力、地面的支持力、绳子对a的拉力、两根绳子对滑轮1的向下的压力以及地面的摩擦力的作用，其中是水平方向上系统受到的摩擦力与a受到的绳子在水平方向的分力是相等的，即：f=Fcosa。

由于将c向右移动少许，细线对a的拉力F变大，所以地面对斜劈的摩擦力增大。.f由沿斜面向下改为沿斜面向上，£始终沿横杆向右，与结论不相符，选项A错误;.细线对a和c的拉力都将变大，与结论相符，选项B正确；.f和f2都将变大，与结论不相符，选项C错误;.斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c的摩擦力都将变大，与结论不相符，选项D正确.（2020年4月贵州模拟）质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点0,如图所示.用T表示绳0A段拉力的大小，在0点向左移动的过程中（）F逐渐变大，T逐渐变大F逐渐变大，T逐渐变小F逐渐变小，T逐渐变大F逐渐变小，T逐渐变小【参考答案】A【命题意图】考查力的正交分解、物体的动态平衡问题【解题分析】以0点为研究对象，设绳0A与竖直方向的夹角为物体的重力为G,根据力的平衡可知，FG=Gtan0，T- 百，随着0点向左移，。变大，则F逐渐变大，T逐渐变大，A项正确.COS0（2019湖南雅礼中学月考）如图所示，在竖直平面内，一根不可伸长的轻质软绳两端打结系于“V形杆上的A、B两点，已知OM边竖直，且AO=OB,细绳绕过光滑的滑轮，重物悬挂于滑轮下处于静止状态。若在纸面内绕端点0按顺时针方向缓慢转动“V”形杆，直到ON边竖直，绳子的张力为Ft、A点处绳子与杆之间摩擦力大小为F,则张力Ft一直增大张力Ft先增大后减小摩擦力F—直增大摩擦力F先增大后减小【参考答案】B【名师解析】设滑轮两侧轻质软绳与竖直方向的夹角为a,受力如图甲所示。

在纸面内绕端点0按顺时针方向缓慢转动“V”型杆，直到ON边竖直，AB的长度不变，AB在水平方向的投影先变长后变短，绳子与竖直方向的夹角a先变大后变小，所以张力FT=mg/2cosa先增大后减小，选项A错误B正确；以A点为研究对象，受力分析如图乙所示，A点处绳子与杆之间摩擦力大小为F,根据平衡条件可知，="粘丄隽;芦二普［mshtwn="粘丄隽;芦二普［mshtwnas-inj?)+在纸面内绕端点0按顺时针方向缓慢转动“V”型杆，绳子与竖直方向的夹角a先变大后变小，OA杆与竖直方向的夹角B—直增大，当绳子与竖直方向的夹角a变大时，摩擦力减小；当绳子与竖直方向的夹角a变小时，但（a+B）还是在增大，所以摩擦力还是在减小，选项CD错误。（2018江西南昌三模）如图所示，倾斜的木板上有一静止的物块，水平向右的恒力F作用在该物块上,在保证物块不相对于木板滑动的情况下，现以过木板下端点O的水平轴为转轴，使木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度。在此过程中下面说法正确的是缓慢旋转一个小角度。在此过程中下面说法正确的是物块所受支持力一定变大物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变物块所受摩擦力可能变小物块所受摩擦力一定变大

【参考答案】..BC【命题意图】本题考查受力分析、平衡条件及其相关的知识点。【解题思路】在木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度，分析物块受力，物块所受支持力变小，选项A错误；分析物块受力，物块受到竖直向下的重力、水平向右的恒力F、木板对物块的作用力（支持力和摩擦力的合力），由于物块重力不变，水平向右的恒力F不变，所以物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变，选项B正确；物块所受摩擦力可能变小，选项C正确D错误。6.（2020.舟山高二期中）如图所示，在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态.现将一带

正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处，已知P、A在同一水平线上，且物体A受到斜面的支持力一直增大地面对斜面C的摩擦力先增大后减小地面对斜面C的摩擦力先减小后增大【参考答案】Aa+F・sin@+0），当6由0°增大到90°时，FNA先增大后减小，所以A正确，B错【名师解析】.以斜面C和A为研究对象，受到重力（M+m）g、小球B对A的库仑力F、地面对C的支持力Fn和地面对C的摩擦力Ff作用，如图甲所示，根据平衡条件可得：Ff=F・cos0，FN=（M+m）g+Fsin8，当6由0°增大到90°时，Ff减小，Fn增大，所以C、D错误；以A为研究对象，受到重力mg、小球B对Aa+F・sin@+0），当6由0°增大到90°时，FNA先增大后减小，所以A正确，B错误．7.（7.（2019新疆乌鲁木齐二诊）如图所示，一小球通过细线悬挂于O点，不计空气阻力，用拉力F缓慢拉动小球，拉力F始终与绳保持垂直，则小球在由A点运动到B点的过程中，拉力F和OA绳上的拉力T力T的变化情况是（A.F增大，T减小C.F减小，T增大）B.F减小，T减小D.F增大，T增大【参考答案】.D【名师解析】对物体受力分析并合成如图因为物体始终处于平衡状态，故G'始终等于G,大小和方向均不发生变化。在物体缓慢偏离竖直位置的过程中细线与竖直方向的夹角逐渐变大，画出平行四边形如图所示，可以看出力F逐渐变大，绳子的拉力也逐渐变大。故D正确ABC错误。（2019广东七校联合体冲刺模拟）如图所示，轻杆OP可绕O轴在竖直平面内自由转动，P端挂一重物，拉力F的大小逐渐增大OP杆的弹力N的大小保持不变OP杆的弹力N做正功拉力F做的功大于重力G做的功【参考答案】B【名师解析】以节点P为对象进行受力分析，竖直向下的拉力G,沿绳方向的力F,沿杆方向的支持力N,这三个力处于平衡状态，构建一个矢量三角形如图所示，

由几何关系，AAPO和厶PBC相似，有：= “，因为OA、OP、G不变，所以OP杆的弹力N的大小保持不变；a减小时，AP逐渐减小，对应的拉力F的大小逐渐减小，故B正确，A错误。轻杆OP可绕O轴在竖直平面内自由转动，所以OP杆的弹力N的方向始终沿杆的方向，且和P点速度垂直，所以N做不做功，故C错误；夹角a缓慢减小，物体可以看成是速度大小不变，根据动能定理：WF+WG=O,即WF=-WG，所以拉力F做的功等于克服重力G做的功，故D错误。（6分）（2019湖北黄冈三模）《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程。如图所示，绝缘轻绳OD—端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。绳OD—直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m,不计一切阻力，重力加速度大小为g。关于王进从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是（）工人对绳的拉力一直变大绳OD的拉力一直变小C.OD、CD两绳拉力的合力大小等于mgD.当绳D.当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力【参考答案】CD【名师解析】对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析如图所示，绳OD的拉力为片，与竖直方向的夹角为9,绳CD的拉力为F2,与竖直方向的夹角为a。根据几何知识知：9+2a=90°,由卩1 卩2 mg正弦定理可得 ，a增大，9减小，则片增大，F2减小，故AB错误；两绳sin（—+Ct）拉力的合力大小等于mg,故C正确；a=30。时，9=30°，则2F2cos30°=mg,可得F2= mg，故D正确。22如图，用OA、0B两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时0B绳水平。现保持0点位置不变，改变0B绳长使绳右端由B点缓慢上移至B'点，此时OB'与0A之间的夹角9〈90。。设此过程中OA、0B绳的拉力分别为Foa、Fob，则下列说法正确的是（）A.F°a—直减小 B.Foa—直增大%-直减小 D.Fob先增大后减小【参考答案】A【名师解析】以结点O为研究对象，受力情况如图所示，根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳OA、0B在不同位置时力的合成图如图，由图看出，F逐渐减小，F先减小OA OB后增大，当e=90°时，fob最小，故选项A正确。f讹y1（2019广东惠州第三次调研）某建筑工地需要把货物提升到高处，采取如图所示的装置。光滑的轻滑轮用细绳00'悬挂于0点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂货物a,人拉绳的另一端缓慢向右运动达到提升货物的目的。在人向右缓慢运动的过程中，则人对水平面的压力保持不变细绳00'的张力逐渐变小细绳00'的张力逐渐变大细绳对人的拉力大小保持不变【参考答案】BD【命题意图】本题考查平衡条件、受力分析、力的合成与分解及其相关知识点【解题思路】拉力等于货物重力不变，细绳对人的拉力大小保持不变，选项D正确；在人向右缓慢运动的过程中，细绳与水平面夹角逐渐减小，拉力沿水平方向分力逐渐增大，沿竖直方向分力逐渐减小，对人受力分析，由平衡条件可知，水平面对人的支持力逐渐增大，由牛顿第三定律可知人对水平面的压力逐渐增大，选项A错误；在人向右缓慢运动的过程中，滑轮两侧的细绳夹角逐渐增大，滑轮两侧的细绳拉力的合力逐渐减小，对滑轮由平衡条件可知，细绳OO'的张力逐渐变小，选项B正确C错误。(2019全国高考猜题卷6)城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂．如图是这类结构的一种简化模型，硬杆左端可绕通过B点且垂直于纸面的轴无摩擦的转动，右端O点通过钢索挂于A点，钢索和硬杆所受的重力均可忽略.有一质量不变的重物悬挂于O点，现将钢索缓慢变短，并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动，以保证硬杆始终处于水平•则在上述变化过程中，下列说法中正确的是( )钢索对O点的拉力变大硬杆对O点的弹力变小钢索和硬杆对O点的作用力的合力变大钢索和硬杆对O点的作用力的合力变小【参考答案】A【名师解析】以O点为研究对象，分析受力，作出受力分析图，根据平衡条件得：钢索AO对O点的拉力FAOsin6=G=mg，则行0=粽，杆BO对O点的支持力化。=角=ta希，将钢索缓慢变短，并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动，3减小，则Fao增大，Fbo增大，故A正确，B错误；BO始终水平，O点始终平AO BO衡，钢索和硬杆对O点的作用力的合力与重力平衡，保持不变，故C、D错误.13、(2018•广东五校联考)如图所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮.A静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B悬挂着.已知质量mA=3mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°,那么下列说法中正确的是()弹簧的弹力不变物体A对斜面的压力将减小物体A受到的静摩擦力将减小弹簧的弹力及物体A受到的静摩擦力都不变【参考答案