（全國通用）2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章相互作用微專題16動態(tài)平衡問題備考精煉

PAGEPAGE116動態(tài)平衡問題[方法點(diǎn)撥](1)三力動態(tài)平衡常用圖解法、相似三角形法等．(2)多力動態(tài)平衡問題常用解析法．(3)涉及到摩擦力的時候要注意靜摩擦力與滑動摩擦力的轉(zhuǎn)換．1.如圖1所示，一定質(zhì)量的物體通過輕繩懸掛，結(jié)點(diǎn)為O.人沿水平方向拉著OB繩，物體和人均處于靜止?fàn)顟B(tài)．假設(shè)OB繩中的拉力方向不變，人緩慢向左移動一小段距離，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()圖1A．OA繩中的拉力先減小后增大B．OB繩中的拉力不變C．人對地面的壓力逐漸減小D．地面對人的摩擦力逐漸增大2.如圖2所示，不計重力的輕桿OP能以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，P端用輕繩PB掛一重物，另用一根輕繩通過光滑定滑輪系住P端．在力F的作用下，當(dāng)桿OP和豎直方向的夾角α(0＜α＜π)緩慢增大時，力F的大小應(yīng)()圖2A．逐漸增大 B．恒定不變C．逐漸減小 D．先增大后減小3.(2022·四川成都第七中學(xué)月考)如圖3所示，一豎直放置的大圓環(huán)，在其水平直徑上的A、B兩端系著一根不可伸長的柔軟輕繩，繩上套有一光滑小鐵環(huán)．現(xiàn)將大圓環(huán)在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)順時針緩慢轉(zhuǎn)過一個微小角度，那么關(guān)于輕繩對A、B兩點(diǎn)拉力FA、FB的變化情況，以下說法正確的選項(xiàng)是()圖3A．FA變小，F(xiàn)B變小 B．FA變大，F(xiàn)B變大C．FA變大，F(xiàn)B變小 D．FA變小，F(xiàn)B變大4.(2022·廣東深圳第一次調(diào)研)如圖4所示，一個輕型衣柜放在水平地面上，一條光滑輕繩兩端分別固定在兩側(cè)頂端A、B上，再掛上帶有衣服的衣架．假設(shè)保持繩長和左端位置點(diǎn)不變，將右端依次改在C點(diǎn)或D點(diǎn)后固定，衣柜一直不動，以下說法正確的選項(xiàng)是()圖4A．假設(shè)改在C點(diǎn)，繩的張力大小不變B．假設(shè)改在D點(diǎn)，衣架兩側(cè)繩的張力不相等C．假設(shè)改在D點(diǎn)，衣架兩側(cè)繩的張力相等且不變D．假設(shè)改在C點(diǎn)，衣柜對地面的壓力將會增大5．一鐵球通過3段輕繩OA、OB、OC懸掛在天花板上的A點(diǎn)，輕繩OC拴接在輕質(zhì)彈簧測力計上．第一次，保持結(jié)點(diǎn)O位置不變，某人拉著輕質(zhì)彈簧測力計從水平位置緩慢轉(zhuǎn)動到豎直位置，如圖5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，緩慢移動輕繩，使輕繩OA從豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動到如圖乙所示位置，彈簧測力計的示數(shù)記為F2.那么()圖5A．F1先增大后減小，F(xiàn)2逐漸減小B．F1先增大后減小，F(xiàn)2逐漸增大C．F1先減小后增大，F(xiàn)2逐漸減小D．F1先減小后增大，F(xiàn)2逐漸增大6.(2022·河南開封第一次模擬)在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻之間放另一截面也為半圓的光滑柱狀物體B，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，截面如圖6所示．設(shè)墻對B的作用力為F1，B對A的作用力為F2，地面對A的作用力為F3.在B上加一物體C，整個裝置仍保持靜止，那么()圖6A．F1保持不變，F(xiàn)3增大B．F1增大，F(xiàn)3保持不變C．F2增大，F(xiàn)3增大D．F2增大，F(xiàn)3保持不變7．(2022·山西省重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體一模)如圖7所示，粗糙程度相同的水平地面上的長方體物塊將一重為G的光滑圓球抵在光滑豎直的墻壁上，現(xiàn)用水平向右的拉力F緩慢拉動長方體物塊，在圓球與地面接觸之前，下面的相關(guān)判斷正確的選項(xiàng)是()圖7A．球?qū)Ρ诘膲毫χ饾u減小B．地面對長方體物塊的支持力逐漸增大C．地面對長方體物塊的摩擦力逐漸增大D．水平拉力F逐漸減小8.(2022·安徽馬鞍山第一次模擬)如圖8所示，兩根相同的直木棍AB和CD相互平行，斜靠在豎直墻壁上固定不動，一外表各處情況相同的圓筒恰能沿直木棍勻速下滑，假設(shè)保持兩木棍傾角不變，將兩者間的距離稍微增大后固定不動，仍使該圓筒以一定的初速度從兩木棍上端滑下，那么()圖8A．圓筒將沿木棍減速下滑B．圓筒將沿木棍加速下滑C．木棍對圓筒的摩擦力不變D．木棍和圓筒間的動摩擦因數(shù)μ＝tanα9.(2022·江西省重點(diǎn)中學(xué)盟校第一次聯(lián)考)如圖9所示，傾角為α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物體a放在斜面上，輕質(zhì)細(xì)線一端固定在物體a上，另一端繞過光滑的滑輪固定在c點(diǎn)，滑輪2下懸掛物體b，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．假設(shè)將固定點(diǎn)c向右移動少許，而a與斜劈始終靜止，以下說法錯誤的選項(xiàng)是()圖9A．斜劈對物體a的摩擦力一定減小B．斜劈對地面的壓力一定不變C．細(xì)線對物體a的拉力一定增大D．地面對斜劈的摩擦力一定增大10.(2022·湖南懷化二模)如圖10所示，繩子質(zhì)量、滑輪摩擦不計，物體M靜止在傾角為θ的斜面上，假設(shè)傾角θ增大，物體M仍然靜止(連接M一端的繩子始終與斜面平行)．以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖10A．繩子的拉力可能增大B．斜面對地面的正壓力增大C．物體M受到的靜摩擦力可能增大D．物體M受到斜面的作用力可能增大11.(多項(xiàng)選擇)(2022·安徽省十校聯(lián)考)如圖11所示，水平地面上有一斜面體，將物塊放在斜面上．現(xiàn)對物塊施加一沿斜面向上的力F，力F沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動至豎直向上，且力F的大小保持不變，整個過程物塊和斜面體都與水平地面始終保持靜止，那么在力F轉(zhuǎn)動過程中，以下說法正確的選項(xiàng)是()圖11A．斜面體對物塊的作用力一直增大B．斜面體對物塊的作用力一直減小C．地面對斜面體的作用力一直增大D．地面對斜面體的作用力一直減小12．(多項(xiàng)選擇)(2022·河北衡水金卷)如圖12所示，在傾角為θ的粗糙斜面上放置與輕彈簧相連的物體A，彈簧另一端通過輕繩連接到輕質(zhì)定滑輪Q上，三個物體B、C、D通過繞過定滑輪Q的輕繩相連而處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將物體D從C的下端取下掛在B上，松手后物體A仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，假設(shè)不計輪軸與滑輪、繩與滑輪間的摩擦，那么以下有關(guān)描述正確的選項(xiàng)是()圖12A．物體D掛在物體B下面比物體D掛在物體C下面時，物體A所受的摩擦力減小了B．物體D掛在物體B下面比物體D掛在物體C下面時，彈簧的形變量減小了C．物體D掛在物體B下面比物體D掛在物體C下面時，地面對斜面體的支持力減小了D．物體D掛在物體B下面比物體D掛在物體C下面時，地面對斜面體有向左的摩擦力13.(2022·河南鄭州、平頂山、濮陽二模)如圖13所示簡易裝置可以測定水平風(fēng)速．在水平地面上豎直固定一直桿，半徑為R、質(zhì)量為m的空心塑料球用細(xì)線懸于桿頂端O.當(dāng)風(fēng)沿水平方向吹來時，球在風(fēng)力的作用下飄了起來．風(fēng)力大小與“風(fēng)速〞和“球正對風(fēng)的截面積〞均成正比，當(dāng)風(fēng)速v0＝3m/s時，測得球平衡時細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝30°，那么()圖13A．風(fēng)速v＝4.5m/s時，細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝45°B．假設(shè)風(fēng)速增大到某一值時，細(xì)線與豎直方向的夾角θ可能等于90°C．假設(shè)風(fēng)速不變，換用半徑更大、質(zhì)量不變的球，那么夾角θ增大D．假設(shè)風(fēng)速不變，換用半徑相等、質(zhì)量更大的球，那么夾角θ增大

答案精析1．D[對結(jié)點(diǎn)O受力分析，如下圖，結(jié)點(diǎn)O受到方向始終豎直向下的拉力(大小等于物體的重力mg)，OA繩中的拉力FA(大小、方向均變化)，OB繩中的拉力FB(大小變化、方向不變)處于靜止?fàn)顟B(tài)．假設(shè)OB繩中的拉力方向不變，人緩慢向左移動一小段距離，由于FA與FB的合力不變(大小等于重力mg，方向豎直向上)，由矢量圖可以看出，拉力FA會增大，拉力FB也增大，選項(xiàng)A、B錯誤；由于人的拉力方向沿水平方向，所以拉力增大不影響人對地面的壓力，選項(xiàng)C錯誤；對人受力分析，在水平方向，由平衡條件可知，地面對人的摩擦力逐漸增大，選項(xiàng)D正確．]2．A[對P點(diǎn)受力分析，如下圖，設(shè)定滑輪處為C點(diǎn)，由相似三角形可得eq\f(G,OC)＝eq\f(F,PC)，那么F＝eq\f(PC,OC)G，由于繩子長度PC一直增大，OC、G不變，所以F一直增大．]3．A[柔軟輕繩上套有光滑小鐵環(huán)，兩側(cè)輕繩中拉力相等．將大圓環(huán)在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)順時針緩慢轉(zhuǎn)過一個微小角度，A、B兩點(diǎn)之間的水平距離減小，光滑小鐵環(huán)兩側(cè)輕繩間夾角2α減小，由2Fcosα＝mg可知，輕繩中拉力F減小，輕繩對A、B兩點(diǎn)的拉力FA和FB都變小，選項(xiàng)A正確．]4．C5．D[對圖中的O點(diǎn)受力分析，兩根繩的合力等于鐵球的重力，其大小和方向不變，如下圖．a(chǎn)圖中F1先減小，后增大；b圖中F2逐漸增大．選項(xiàng)D正確．]6．C[先對B、C整體受力分析，受重力、墻壁支持力和A的支持力，根據(jù)平衡條件，三個力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，如下圖：在B上加一C物體，相當(dāng)于整體的重力增加了，故墻對B的作用力F1增加，A對B的支持力也增加，根據(jù)牛頓第三定律，B對A的作用力F2增加；再對A、B、C整體分析，受重力、地面的支持力、地面的靜摩擦力、墻壁的支持力，根據(jù)平衡條件，地面的支持力等于整體的重力，故加上C物體后，地面的支持力F3變大，故A、B、D錯誤，C正確．]7．D8.A9.A10．C[對物體m受力分析，受重力和繩子的拉力，由二力平衡知FT＝mg，繩子拉力一定不變，選項(xiàng)A錯誤；對M、m和斜面的整體受力分析可知，地面對整體的支持力等于M、m和斜面體的重力之和，故斜面對地面的正壓力不變，選項(xiàng)B錯誤；對物體M受力分析，受重力、支持力、繩子的拉力和靜摩擦力．①如果靜摩擦力沿斜面向上，如下圖根據(jù)平衡條件得Ff＋FT－Mgsinθ＝0，F(xiàn)N－Mgcosθ＝0解得：Ff＝Mgsinθ－FT＝Mgsinθ－mg，F(xiàn)N＝Mgcosθ當(dāng)θ變大時，F(xiàn)f變大，F(xiàn)N變?。谌绻o摩擦力沿斜面向下，同理可得：Ff＝FT－Mgsinθ＝mg－Mgsinθ，F(xiàn)N＝Mgcosθ；當(dāng)θ變大時，F(xiàn)f變小，F(xiàn)N變?。矬wM受到的斜面的作用力為FN和Ff的合力，F(xiàn)＝eq\r(F\o\al(,N2)＋F\o\al(,f2))＝eq\r(M2g2＋m2g2－2Mmg2sin