挂件、连接体模型,动态平衡高三物理二轮复习新高考版(含解析)

挂件、连接体模型，动态平衡-名校高中物理精品

1.一种简易的重物提升装置如图所示，通过卷扬机牵引，利用定滑轮将重物提升至某高处，然

后由工人将重物水平缓慢拉至平台上。在工人拉动重物靠近平台的过程中，下列说法正确的是

()。

A.地面对人的摩擦力变小

B.0A绳的拉力与0C绳的拉力变大

C.OC、0B两绳拉力的合力变小

D.OB绳的拉力变小

2.

如图所示，斜面固定于水平面上，正方体木块的侧面钉着一枚小钉子，小球通过一细线与小钉

子相连接后与木块一起沿斜面下滑，且始终保持相对静止。关于小球的受力情况，下列说法正

确的是()。

A.小球一定受两个力作用

B.小球一定受三个力作用

C.小球可能受四个力作用

D.小球可能受三个力作用

3.

第1页共12页

如图所示，有一台弹簧和托盘下方支撑杆质量均可不计的弹簧台秤，测得某物体的质量为L5

kg,用力压物体使台秤示数为3.5kg,放手的瞬间物体的加速度大小为10m/s2,重力加速度g

取10m/s2,则台秤的托盘质量为()。

A.O.5kgB.1kgC.1.5kgD.2kg

如图所示，竖直墙的一端与半圆的柱体B之间夹着一光滑的小球A，现在柱体上加一水平的外

力F,缓慢推动柱体向左移动一小段距离后，整个系统仍处于静止状态，则在此过程中，有

()。

A.小球A对柱体B的压力逐渐减小

B.墙面对小球A的支持力先增大后减小

C.地面对柱体B的支持力增大

D.地面对柱体B的摩擦力逐渐减小

5.如图所示，一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B,在光滑的水平面上运动，若汽车A的牵引力

为F,两车以相同的加速度a向右做匀加速直线运动，此时两车之间的相互作用力为F；若将此

11

装置放在倾角为0的斜面上，设两车与斜面之间的动摩擦因数均为口，汽车A的牵引力F大

小不变，两车以相同的加速度a沿斜面向上做匀加速直线运动，此时它们之间的相互作用力为

2

F,关于F、F和a、a的大小关系，下列说法正确的是（）。

21212

A.F>F,a>aB.F=F,a>a

12121212

C.F>F,a<aD.F,a=a

12121212

6.将体积相同、质量m;5m的灯笼A和质量3m的灯笼B用轻质细绳2连接，灯笼A又用轻

质细绳1悬挂在天花板上的。点，两灯笼在相同的水平恒定风力作用下,处于静止状态，如图所

示。其中，轻质细绳1与竖直方向的夹角a力5°,下列说法正确的是（）0

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A

B.

A.细绳1中的拉力大小为5mg

B.细绳2中的拉力大小为85/2mg

C.作用在每一个灯笼上的水平风力的大小为8mg

D.细绳2与竖直方向的夹角为53°

7.

如图所示，在斜面上A、B两物体通过轻杆连在一起，已知A、B质量分别为吗，它们与斜面

间的动摩擦因数分别为\、与若它们在斜面上加速下滑，杆受到压力作用，则有（)o

A.MM,m=mB.u=u,m>m

12121212

C.U<M,m<mD.口=口，mWm

12121212

8.

P\.

□

（多选）如图所示，一长方体放置于粗糙水平地面上，物块A由跨过定滑轮的轻质细绳与物块B

连接,系统处于静止状态，现对B施加一水平力F使B缓慢地升起,绳子偏离竖直方向一个角度,

在此过程中物块A和长方体始终处于静止状态,则（）。

A.长方体对物块A的摩擦力一直减小

B.地面对长方体的支持力保持不变

C.地面对长方体的支持力一直增大

D.地面对长方体的摩擦力一直增大

9.

第3页共12页

（多选）一挡板把两根完全相同的圆木挡在倾角为30°的斜坡上，截面图如图所示。在挡板从

竖直位置绕下端0点逆时针缓慢转过45°角的过程中，若不计摩擦，下列判断正确的是（）。

A.a对b的弹力一直不变

B.a对b的弹力先减小后增大

C.斜坡对a的弹力一直减小

D.斜坡对a的弹力先减小后增大

10.如图所示，物块P、Q的质量分别为3m和2m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上，对Q施

加向右的水平拉力F,稳定后P、Q相对静止地在水平面上运动，此时弹簧的形变量为L；若撤

11

去拉力F,换成大小为F的水平推力向右推P,稳定后P、Q相对静止地在水平面上运动，弹簧

12

的形变量为L,若则咛的值是（

2L

24F2

IPLwvvvvvvvJQI

A.2B.£C.1D.1

4322

11.（多选）图1是工厂里的货物从车上面缓慢滑下的情景，现可以简化为如图2所示的模型，

在墙壁与地面间放置一表面粗糙、质量分布均匀的木板斜面，假设竖直墙壁光滑，水平地面粗

糙,现在一物块从斜面顶端沿斜面缓慢滑下，则在其滑至底端的过程中，下列说法正确的是

（）。

图1

A.竖直墙壁对木板的弹力在变大

B.地面对木板的弹力在变大

C.地面对木板的摩擦力在变小

D.地面对木板的作用力在变小

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12.

（多选）某同学利用阿特伍德机研究超重和失重现象，如图所示，轻质定滑轮左侧悬挂质量为m

的物块，右侧悬挂质量为2m的物块，弹簧测力计示数为mg,不计一切阻力，则（）。

A.若在右侧悬挂的物块上再增加质量为m的物块，弹簧测力计的读数是壬mg

5

B.若在右侧悬挂的物块上再增加质量为m的物块,弹簧测力计的读数是面g

5

C.若在左侧悬挂的物块上再增加质量为m的物块,弹簧测力计的读数是ang

5

D.若在左侧悬挂的物块上再增加质量为m的物块,弹簧测力计的读数是如g

5

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【解析版】

挂件、连接体模型，动态平衡

1.一种简易的重物提升装置如图所示，通过卷扬机牵引，利用定滑轮将重物提升至某高处，然

后由工人将重物水平缓慢拉至平台上。在工人拉动重物靠近平台的过程中，下列说法正确的是

()。

0

A.地面对人的摩擦力变小

B.0A绳的拉力与0C绳的拉力变大

C.OC、0B两绳拉力的合力变小

D.0B绳的拉力变小

【答案】B

【解析】0B绳拉力大小等于重力大小，而0A绳拉力、0B绳拉力与0C绳的拉力这三个力

处于平衡状态，所以三个力构成一个封闭的三角形，且0B绳拉力竖直向下，大小不变，如图所

示。0点向右移动的过程中0A逆时针转动，由图可以看出0A绳的拉力与0C绳的拉力都一直

变大,B项正确；地面对人的摩擦力大小等于0C绳的拉力大小，逐渐变大,A项错误;OC、0B两

绳拉力的合力大小等于0A绳上的拉力大小,逐渐变大,C项错误;0B绳的拉力不变,D项错误。

如图所示,斜面固定于水平面上,正方体木块的侧面钉着一枚小钉子，小球通过一细线与小钉

子相连接后与木块一起沿斜面下滑,且始终保持相对静止。关于小球的受力情况下列说法正

确的是()。

A.小球一定受两个力作用

B.小球一定受三个力作用

C.小球可能受四个力作用

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D.小球可能受三个力作用

【答案】D

【解析】当斜面光滑时，以整体为研究对象，得a=gsin0，小球受两个力作用；当斜面不

光滑时，以整体为研究对象，得系统的加速度a=g(sinO-ucos。)，隔离小球,设木块对小球

的作用力为F,由牛顿第二定律得mgsine-F=ma,代入力口速度得F=uni等os。，显然,小球受

三个力作用,D项正确。

3.

如图所示,有一台弹簧和托盘下方支撑杆质量均可不计的弹簧台程测得某物体的质量为1.5

kg,用力压物体使台秤示数为3.5kg,放手的瞬间物体的加速度大小为10m/s2,重力加速度g

取10H1/S2,则台秤的托盘质量为()o

A.0.5kgB.1kgC.1.5kgD.2kg

【答案】A

【解析】由已知得被测物体的质量m=l.5kg,用力压物体，台秤示数为3.5kg时,弹簧弹

力F=3.5X10N+mg,其中mg为托盘重力，放手瞬间以整体为研究对象，由牛顿第二定律得

00

F-mg-mg=(m+m)a,代入数据得托盘质量m=0.5kg,A项正确。

000

4.

如图所示,竖直墙的一端与半圆的柱体B之间夹着一光滑的小球A,现在柱体上加一水平的外

力F,缓慢推动柱体向左移动一小段距离后,整个系统仍处于静止状态,则在此过程中，有

()。

A.小球A对柱体B的压力逐渐减小

B.墙面对小球A的支持力先增大后减小

C.地面对柱体B的支持力增大

D.地面对柱体B的摩擦力逐渐减小

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【答案】A

【解析】对A球受力分析并建立直角坐标系如图所示。由平衡条件，竖直方向有Feos

N

。醐g,水平方向有N=Fsin0,联立解得F=型,N=mgtan。。用水平力推动B缓慢向左移动

NNCOSO

一小段距离,A缓慢上升，则。减小,F减小,N减小。再根据牛顿第三定律知小球A对柱体B

N

的压力逐渐减小,A项正确,B项错误。以整个系统为研究对象，地面对柱体B的支持力大小等

于两物体的重力大小,此支持力不变,则摩擦力不变,C、D两项错误。

5.如图所示,一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B,在光滑的水平面上运动,若汽车A的牵引力

为F,两车以相同的加速度a向右做匀加速直线运动,此时两车之间的相互作用力为F;若将此

I1

装置放在倾角为。的斜面上，设两车与斜面之间的动摩擦因数均为口，汽车A的牵引力F大

小不变,两车以相同的加速度a沿斜面向上做匀加速直线运动,此时它们之间的相互作用力为

2

F,关于F、F和a、a的大小关系，下列说法正确的是()。

21212

A.F>F,a>aB.F=F,a>a

12121212

C.F>F,a<aD.F=F,a二a

12121212

【答案】B

【解析】设汽车A和拖车B的质量分别为m和m,在水平面上的情况，对整体有F=(m+m)a,

ABAB1

对B有F=ma。在斜面上的情况，对整体有F-(m+m)gsin0-u(m+m)geos0=(m+m)a,对

1B1ABABAB2

B有F-mgsin0-umgeos0=ma。联立解得a>a,F=F=」2心B项正确。

2BBB21212

mA+mB

6.将体积相同、质量m=5m的灯笼A和质量吗=3m的灯笼B用轻质细绳2连接，灯笼A又用轻

质细绳1悬挂在天花板上的0点，两灯笼在相同的水平恒定风力作用下,处于静止状态,如图所

示。其中，轻质细绳1与竖直方向的夹角aF5°，下列说法正确的是()。

A.细绳1中的拉力大小为5mg

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B.细绳2中的拉力大小为8々鸣

C.作用在每一个灯笼上的水平风力的大小为8mg

D.细绳2与竖直方向的夹角为53°

【答案】D

【解析】把两个灯笼A、B整体作为研究对象分析受力，整体受到竖直向下的重力8mg,水

平方向的风力F和沿轻质细绳1方向的拉力F作用，由平衡条件可得Feos45°=8mg,8mgtan

I1

45°=F,解得F=8d2mg,F=8mg,作用在每一个灯笼上的水平方向的风力为£=4mg,A、C两项错误;

12

隔离灯笼B分析受力,设沿轻质细绳2方向的拉力大小为F,轻质细绳2与竖直方向的夹角为

2

B,由平衡条件可得FcosB=3mg,3mgtanB二£,联立解得6=53°,F=5mg,B项错误,D项正确。

222

7.

如图所示，在斜面上A、B两物体通过轻杆连在一起，已知A、B质量分别为m、m,它们与斜面

12

间的动摩擦因数分别为口、U，若它们在斜面上加速下滑，杆受到压力作用，则有（）。

12

A.U>U,m=mB.U=M,m>m

1212i212

C.U<U,m<mD.U=U,mWm

12121212

【答案】A

【解析】假设杆无弹力,物体受重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律,有mgsin

1

0-Umgeos0=ma,解得a=g（sin。一口cos。）,同理a=g（sin。一ucos。）。所以当

11111122

U>R时,a<a,B加速度较大，则杆受到压力,A项正确。

1212

8.

（多选）如图所示,一长方体放置于粗糙水平地面上，物块A由跨过定滑轮的轻质细绳与物块B

连接，系统处于静止状态，现对B施加一水平力F使B缓慢地升起,绳子偏离竖直方向一个角度,

在此过程中物块A和长方体始终处于静止状态,则（）。

A.长方体对物块A的摩擦力一直减小

B.地面对长方体的支持力保持不变

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C.地面对长方体的支持力一直增大

D.地面对长方体的摩擦力一直增大

【答案】BD

【解析】以物块B为研究对象，分析其受力情况，设细绳与竖直方向的夹角为a,则有

F=mgtana,T=3；对物块A有f=T4,随a角的增大,f变大,A项错误。对A、B和长方

cosaAcosaA

体组成的整体,在竖直方向，地面对长方体的支持力等于整体的重力，保持不变,B项正确,C项

错误。在水平方向，拉力F等于地面对长方体的摩擦力，则f=F=mgtana；随a角的增大，f变

大,D项正确。

9.

（多选）一挡板把两根完全相同的圆木挡在倾角为30°的斜坡上，截面图如图所示。在挡板从

竖直位置绕下端。点逆时针缓慢转过45°角的过程中，若不计摩擦，下列判断正确的是（）o

A.a对b的弹力一直不变

B.a对b的弹力先减小后增大

C.斜坡对a的弹力一直减小

D.斜坡对a的弹力先减小后增大

【答案】AC

【解析】对b受力分析且由平衡条件可得N=Gsin30°即a对b的弹力一直不变,A

ab2

项正确,B项错误;对a受力分析如图所示，将N'、G合成为力F，作出动态变化的平行四边形,

ab0

由图可知,斜坡对a的弹力一直减小,C项正确,D项错误。

10.如图所示,物块P、Q的质量分别为3m和2m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,对Q施

加向右的水平拉力F,稳定后P、Q相对静止地在水平面上运动，此时弹簧的形变量为L；若撤

11

去拉力F,换成大小为F的水平推力向右推P,稳定后P、Q相对静止地在水平面上运动，弹簧

12

的形变量为L,若则6的值是（）。

2L24尸2

IPLwwwvwJQ

第10页共12页

ATB.2cTD.l

4322

【答案】D

【解析】设弹簧的劲度系数为k,则当F作用在Q上时,将两者看作一个整体，对整体应用

1

牛顿第二定律可得F=(3m+2m)a,对P分析可知T=kL=3ma,解得L=西。当F作用在P上时，

111115k2

分别应用整体法和隔离法，根据牛顿第二定律可得F=(3m+2m)a,T'=kL=2ma,联立解得L=也。

222225k

因解得6=1D项正确。

L24F22

IL(多选)图1是工厂里的货物从车上面缓慢滑下的情景，现可以简化为如图2所示的模型，

在墙壁与地面间放置一表面粗糙、质量分布均匀的木板斜面，假设竖直墙壁光滑，水平地面粗

糙,现在一物块从斜面顶端沿斜面缓慢滑下，则在其滑至底端的过程中，下列说法正确的是

()。

图1图2

A.竖直墙壁对木板的弹力在变大

B.