2022高考物理微12　動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題

微專題12動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題

I.三力動(dòng)態(tài)平衡常用圖解法、相似三角形法、正弦定理法、等效圓周角不變法等，三個(gè)力中

重力一般不變：（1）若還有一個(gè)力方向不變，第三個(gè)力大小、方向都變時(shí)可用圖解法；（2）若另

外兩個(gè)力大小、方向都變，且有幾何三角形與力的三角形相似的可用相似三角形法；（3）若另

外兩個(gè)力大小、方向都變，且知道力的三角形中各角的變化規(guī)律的可用正弦定理；（4）若另外

兩個(gè)力大小、方向都變，且這兩個(gè)力的夾角不變的可用等效圓周角不變法或正弦定理2多力

動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題常用解析法.

1.（2020?安徽蚌埠市檢查）如圖1甲，一臺(tái)空調(diào)外機(jī)用兩個(gè)三角形支架固定在外墻上，空調(diào)外

機(jī)的重心恰好在支架水平橫梁OA和斜梁。8的連接點(diǎn)。的上方，圖乙為示意圖.如果把斜

梁加長(zhǎng)一點(diǎn)，仍保持連接點(diǎn)O的位置不變，橫梁仍然水平，這時(shí)OA對(duì)。點(diǎn)的作用力Q和

。8對(duì)。點(diǎn)的作用力尸2將如何變化（）

甲乙

圖I

A.Q變大，B變大B.向變小，尸2變小

C.尸1變大，B變小D.Q變小，尸2變大

答案B

解析設(shè)OA與08之間的夾角為a,對(duì)。點(diǎn)受力分析可知

?=G，片磊，尸產(chǎn)赤

因a角逐漸變大，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，F(xiàn)i變小，片變小，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.

2.（2020?黑龍江哈爾濱六中期末）如圖2所示，擋板A與3中間有一個(gè)重為G的光滑球，開(kāi)始

時(shí)A豎直且固定，AB間成a角，則在a角緩慢增大至90。的過(guò)程中（）

A

B

圖2

A.小球?qū)板的壓力不斷增大

B.小球?qū)板的壓力先減小后增大

C.小球?qū)板的壓力先減小后增大

D.小球?qū)?板的壓力不斷減小

答案D

解析對(duì)小球進(jìn)行受力分析，受到三個(gè)力，由于小球處于平衡狀態(tài)，A板和B板對(duì)小球的支

持力的合力與小球重力大小相等、方向相反.當(dāng)8板順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，A板和B板對(duì)小球的支

持力的合力始終與小球重力大小相等，方向相反，平行四邊形發(fā)生了如圖所示的動(dòng)態(tài)變化；

在平行四邊形中，邊長(zhǎng)的長(zhǎng)短代表了力的大?。挥蓤D可知：玲與凡都變??；根據(jù)牛頓第三

定律得，小球?qū)板和B板的壓力都變小，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤.

3.（多選）（2020?四川德陽(yáng)市二診）如圖3所示，上表面光滑的半圓柱體放在水平地面上，一小

物塊從靠近半圓柱體頂點(diǎn)。的A點(diǎn)，在外力F作用下沿圓弧緩慢下滑到B點(diǎn)，此過(guò)程中F

始終沿圓弧的切線方向且半圓柱體保持靜止?fàn)顟B(tài).下列說(shuō)法中正確的是（）

圖3

A.半圓柱體對(duì)小物塊的支持力變大

B.外力F變大

C.地面對(duì)半圓柱體的支持力先變大后變小

D.地面對(duì)半圓柱體的摩擦力先變大后變小

答案BD

解析小物塊緩慢下滑，處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)始終沿圓弧的切線方向即始終垂直于圓柱面支持

力Fi的方向，設(shè)尸與水平方向夾角為因此總有尸=/ngsin仇F,=w5cos0,下滑過(guò)程中6?

增大，因此F增大，Q減小，故A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)半圓柱體分析，地面對(duì)半圓柱體的摩擦

力尸f=Qsin6=/xgcosOsin6=；〃?gsin20,。=45°時(shí)，用最大；地面對(duì)半圓柱體的支持力尸N

=M^+Ficos3—Mg+mgcos20,因此6從接近0。到90。變化的過(guò)程中，摩擦力先增大后減小,

支持力一直減小，故D正確，C錯(cuò)誤.

4.（2019?重慶市沙坪壩等主城六區(qū)第一次調(diào)研抽測(cè)）如圖4,輕繩一端系在小球A上，另一端

系在圓環(huán)8上，B套在粗糙水平桿PQ上.現(xiàn)用水平力尸作用在4上，使A從圖中實(shí)線位置

（輕繩豎直）緩慢上升到虛線位置，但8仍保持在原來(lái)位置不動(dòng).則在這一過(guò)程中，桿對(duì)8的

摩擦力吊、桿對(duì)B的支持力B、繩對(duì)B的拉力網(wǎng)的變化情況分別是（）

圖4

A.Q逐漸增大，B保持不變，B逐漸增大

B.Fi逐漸增大，月逐漸增大，凸逐漸增大

C.Q保持不變，尸2逐漸增大，B逐漸減小

D.Q逐漸減小，F(xiàn)2逐漸減小，6保持不變

答案A

解析設(shè)小球A的質(zhì)量為小，圓環(huán)8的質(zhì)量為對(duì)A受力分析，如圖甲所示:

mg

甲

由平衡條件可得尸3'cosa=mg,F—mgtana,故隨a增大，f增大，尸3'增大，即B增大;

再對(duì)兩者的整體受力分析，如圖乙所示，

F2

-------------------F

（M+ni）g

乙

有：F\=F,F2=（M+m）g,則B不變，F(xiàn)i增大，故選A.

5.（2020?陜西漢中市第二次檢測(cè)）如圖5所示，一質(zhì)量為m的物體用一根足夠長(zhǎng)的細(xì)繩懸吊于

天花板上的O點(diǎn)，現(xiàn)用一光滑的金屬鉤子勾住細(xì)繩，水平向右緩慢拉動(dòng)繩子（鉤子與細(xì)繩的

接觸點(diǎn)A始終在一條水平線上），重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是（）

圖5

A.鉤子對(duì)細(xì)繩的作用力始終水平向右

B.0A段繩子的力逐漸增大

C.鉤子對(duì)細(xì)繩的作用力逐漸增大

D.鉤子對(duì)細(xì)繩的作用力可能等于啦mg

答案C

解析兩段繩子對(duì)鉤子的作用力的合力是向左下方的，故鉤子對(duì)細(xì)繩的作用力向右上方，A

錯(cuò)誤；0A段繩子的拉力大小一直為機(jī)g,大小不變，B錯(cuò)誤；兩段繩子拉力夾角在減小，合

力變大，鉤子對(duì)細(xì)繩的作用力也是逐漸變大，C正確；因?yàn)殂^子與細(xì)繩的接觸點(diǎn)A始終在一

條水平線上，兩段繩子之間的夾角不可能達(dá)到90。，細(xì)繩對(duì)鉤子的作用力不可能等于也機(jī)g,

鉤子對(duì)細(xì)繩的作用力也不可能等于明機(jī)g,D錯(cuò)誤.

6.（202。湖南五市十校第二次聯(lián)考）如圖6所示，圓心為0、水平直徑為AB的圓環(huán)位于豎直面

內(nèi)，一輕繩兩端分別固定在圓環(huán)的M,N兩點(diǎn)，輕質(zhì)滑輪連接一重物，放置在輕繩上，MN

連線過(guò)圓心O且與AB間的夾角為6,不計(jì)滑輪與輕繩之間的摩擦.圓環(huán)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)角

度2。的過(guò)程，輕繩的張力（）

圖6

A.逐漸增大B.逐漸減小

C.先增大再減小D.先減小再增大

答案c

解析M、N連線與水平直徑的夾角6?（0W90。）越大，M、N之間的水平距離越小，輕繩與豎

直方向的夾角a越小，根據(jù)〃喀=2FrCOSa,知輕繩的張力FT越小，故圓環(huán)從題圖位置順時(shí)

針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)20的過(guò)程，輕繩的張力先增大再減小，故選C.

7.（2020?甘肅威武市三診）如圖7所示，定滑輪通過(guò)細(xì)繩00'連接在天花板上，跨過(guò)定滑輪的

細(xì)繩兩端連接兩帶電小球A、B,其質(zhì)量分別為如、機(jī)2（加工如）.調(diào)節(jié)兩小球的位置使二

者處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)。4、OB段繩長(zhǎng)分別為八、h，與豎直方向的夾角分別為a、及已知

細(xì)繩絕緣且不可伸長(zhǎng)，不計(jì)滑輪大小和摩擦.則下列說(shuō)法正確的是（）

O'

A.a豐fi

B.l\I2—m2:mi

C.若僅增大B球的電荷量，系統(tǒng)再次靜止，則0B段變長(zhǎng)

D.若僅增大B球的電荷量，系統(tǒng)再次靜止，則08段變短

答案B

解析因滑輪兩邊繩子的拉力大小相等，可知a="，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

畫(huà)出兩球的受力圖，由三角形關(guān)系可知

四gFTI也￡臼2甘.?_.,/im2.出格口p泰A,比f(wàn)士、/iW2---,,,,,

~0C=~旅=77其中FTI=FT2,則r￡=而，選項(xiàng)B正確；由關(guān)系式￡=嬴可知，/|和，2的

大小由兩球的質(zhì)量關(guān)系決定，與兩球電荷量關(guān)系無(wú)關(guān)，則若僅增大B球的電荷量，系統(tǒng)再次

靜止，則。8段不變，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.

8.（多選）（2019?河南鄭州市質(zhì)檢）如圖8所示，在直角框架MQN上，用