6 動態(tài)相似三角形 動態(tài)相似與庫倫定律結(jié)合

【動態(tài)相似三角形】1、如圖所示，AC是上端帶定滑輪的固定豎直桿，質(zhì)量不計的輕桿BC一端通過鉸鏈固定在C點，另一端B栓牢一根輕繩，輕繩下端懸掛一重為G的物體，上端繞過定滑輪A，用水平拉力F拉輕繩，開始時NBCA=160°,現(xiàn)使NBCA緩慢變小，直到桿BC接近豎直桿AC.在此過程中（不計滑輪質(zhì)量，不計摩擦）（）T\廣輕堀的這一點與、?\kE瑞檢牢在一起 ）A.拉力F大小不變B.拉力F逐漸減小C.輕桿B端所受輕繩的作用力大小不變D.輕桿B端所受輕繩的作用力先減小后增大解：以B點為研究對象，分析受力情況：重物的拉力T（等于重物的重力G）、輕桿的支持力N和繩子的拉力F,作出力圖如圖，由平衡條件得知，N和F的合力與T大小相等，方向相反，根據(jù)三角形相似可得NFT = BCABAC親F里G11lL-使NBCA緩慢變小時，AC、BC保持不變，AB變小，則N保持不變，F(xiàn)變小.故BC正確，AD錯誤.故選BCA2、如圖所示是一個簡易起吊設(shè)施的示意圖，AC是質(zhì)量不計的撐桿，A端與豎直墻用鉸鏈連接，一滑輪固定在A點正上方，C端吊一重物.現(xiàn)施加一拉力F緩慢將重物P向上拉，在AC桿達(dá)到豎直A.BC繩中的拉力FT越來越大B.BC繩中的拉力FT越來越小CAC桿中的支撐力FN越來越大D.AC桿中的支撐力FN越來越小【答案】B【解析】AB.作出。點的受力示意圖，如圖所示，由圖可知力的矢量三角形與幾何三角形ABC相似.根據(jù)相似三角形的性質(zhì)得FT上=GBC_版_AB，解得BC繩中的拉力為BCFT=GA由于重物P向上運(yùn)動時，AB不變，BC變小，故FT減小，選項A錯誤，B正確；CD.AC桿中的支撐力為由于重物P向上運(yùn)動時，AB、AC不變，F(xiàn)N不變，選項CD錯誤.3、如圖所示，A、B兩球用勁度系數(shù)為號的輕彈簧相連，B球用長為L的細(xì)繩懸于O點，A球固定在O點正下方，且O、A間的距離恰為L,此時繩子所受的拉力為F1?，F(xiàn)把A、B間的彈簧換成勁度系數(shù)為k2的輕彈簧，仍使系統(tǒng)平衡，此時繩子所受的拉力為F2,則F1與F2的大小關(guān)系為（）A..? . B.「,「C.匚-1「 D.無法確定【來源】黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2018-2019學(xué)年高二6月月考物理試題【答案】C【解析】以小球日為研究對象，分析受力情況，由平衡條件可知，彈簧的彈力N和繩子的拉力F的合力叱與重mqF力大小相等，方向相反，即：合：一，作出力的合成如圖，由三角形相似得,,：”，又由題則有必。日」匕，可得F—mg,可見繩子的拉力F只與小球R的重力有關(guān)，與彈簧的勁度系數(shù)出無關(guān)，所以得到二U,故選項C正確，A、B、D錯誤。Fmg4、如圖所示，不計重力的輕桿OP能以O(shè)點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a（0<a<n）緩慢增大時，力F的大小應(yīng)（）ADhZ *SI_ OA.恒定不變B.逐漸增大C.逐漸減小D.先增大后減小【來源】高一物理（人教版）必修1期末練習(xí)卷：第3章相互作用期末復(fù)習(xí)卷【答案】B【解析】以P點為研究對象，分析受力情況，根據(jù)平衡條件得：N和F的合力與重力G大小相等、方向相反，F(xiàn)G作出力的合成圖如圖，由三角形相似法得：一APA0當(dāng)桿OP和豎直方向的夾角a（0<a<n）緩慢增大時，AP增大，而G、AO不變，得到F逐漸增大。故選：B。5、如圖所示，豎直墻壁上固定有一個光滑的半圓形支架（AB為直徑），支架上套著一個小球，輕繩的一端懸于P點,另一端與小球相連.已知半圓形支架的半徑為R,輕繩長度為L,且R<L<2R.現(xiàn)將輕繩的上端點P沿墻壁緩慢下移至A點，此過程中輕繩對小球的拉力F1及支架對小球的支持力F2的大小變化情況為（）F1保持不變，F(xiàn)2先增大后減小F1先減小后增大，F(xiàn)2保持不變F1先增大后減小，F(xiàn)2先減小后增大F1和F2均增大【來源】黑龍江省大慶第一中學(xué)2019-2020學(xué)年高三上學(xué)期第一次月考物理試題【答案】D【解析】設(shè)小球所在位置為為。，對小球受力分析如圖所示小球受重力G、繩對小球的拉力F1及支架對小球的支持力F2，三力平衡，三個力構(gòu)成的矢量三角形與:gPQ相似，可有GFF

二-1-=-2-

OPPQOQ重力為恒力，P點下移的過程，OP間距離減小，比例式比值增大，PQ間距離為繩長，OQ間距離為圓形支架的半徑，均保持不變，所以F1和F2均增大。6、如圖，用硬鐵絲彎成的光滑半圓環(huán)豎直放置，直徑豎直，O為圓心，最高點B處固定一光滑輕質(zhì)滑輪，質(zhì)量為m的小環(huán)A穿在半圓環(huán)上。現(xiàn)用細(xì)線一端拴在A上，另一端跨過滑輪用力F拉動,使A緩慢向上移動。小環(huán)A及滑輪B大小不計，在移動過程中，關(guān)于拉力F以及半圓環(huán)對A的彈力N的說法正確的是（）A.F逐漸增大 B.N的方向始終指向圓心OCN逐漸變小 D.N大小不變【來源】2019年安徽省皖南八校高三三模物理試題【答案】D【解析】在物塊緩慢向上移動的過程中，小圓環(huán)A處于三力平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件知mg與N的合力與TmgNT等大反向共線，作出mg與N的合力，如圖，由三角形相似得： 一一①BOOAABABA、b=T,由①可得：卜一-飛，AB變小，BO不變，則F變小；故A錯誤;0ABCD、由①可得：n=Tg,AO,BO都不變，則N不變，方向始終背離圓心；故D正確，BC錯B0誤；7、如圖所示，質(zhì)量為m的小球套在堅直固定的光滑圓環(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仇小球處于靜止?fàn)顟B(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0時，F(xiàn)=2mgcos0B.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【來源】河南省鄭州外國語學(xué)校2017-2018學(xué)年高三上學(xué)期第四次調(diào)研考試物理試題【答案】AD【解析】A、對小球受力分析，小球受到重力mg、輕繩的拉力F和圓環(huán)的彈力M如圖，根據(jù)平衡條件可知:mg和N的合力與F大小相等、方向相反，根據(jù)幾何知識得知N=mg，且有F=2mgcos/，故A正確。FBCD.小球沿圓環(huán)緩慢上移，處于動態(tài)平衡狀態(tài)，對小球進(jìn)行受力分析，小球受重力G,F,M三個力。滿足受力平衡。作出受力分析圖，由圖可知△OAB-△GFA,即：mgFNR~AB-R則得：AB「 _,nN=mg當(dāng)A點上移時，半徑R不變，AB減小，故F減小，N不變，故D正確，BC錯誤.8、如圖所示，輕桿BC一端用鉸鏈固定于墻上，另一端有一小滑輪C,重物系一繩經(jīng)C固定在墻上B.繩的拉力增大，輕桿受到的壓力減小C繩的拉力不變，輕桿受的壓力增大D.繩的拉力不變，輕桿受的壓力不變【來源】2010年浙江省學(xué)軍中學(xué)高三上學(xué)期第二次月考物理試題【答案】AC【解析】BCD：對重物受力分析知，豎直繩對重物的拉力等于重物的重力G,則豎直繩的拉力等于G；滑輪與繩的質(zhì)量及摩擦不計，則傾斜繩中的拉力對滑輪受力分析，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則傾斜繩子拉力和桿的作用力合成后與豎直繩的拉力相等；據(jù)相似三角形知識得：絲-^-^；7-。，則Git1江一H；將繩一端從A點沿墻稍向下移，AB減小，BC不變，則F增大.故C項正確，BD兩項錯誤．A：設(shè)輕桿與豎直墻壁的夾角為仇由幾何知識得：;四取心*：仁:將繩一端從A點沿墻稍向下移，AB減小，BC不變，則輕桿與豎直墻壁的夾角減小.故A項正確.9、城市路燈、無軌電車等的供電線路，經(jīng)常采用三角形的結(jié)構(gòu)懸掛，如圖所示為這類結(jié)構(gòu)的一種簡化模型.圖中硬桿BO可繞通過B點且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動，鋼索AO和桿BO的重力均忽略不計.已B.桿50對O點的支持力為「CA點距B點的距離越近時，桿BO對O點的支持力就越大D.減小A點與B點距離，AO對O點拉力與桿BO對O點支持力的合力減小【來源】陜西省西安市長安區(qū)第一中學(xué)2018-2019學(xué)年高一上學(xué)期第二次月考物理試題【答案】BC【解析】A、以O(shè)點為研究對象，分析受力如圖所示：Fao根據(jù)平衡條件得：鋼索AO對O點的拉力〃■■.<-：'"..;：?：，則I-OF7ngmg桿BO對O點的支持力，：：..二,?=.尸?"；；"，故A錯誤，故B正確；tan°tan30mg<_C、當(dāng)A點距B點的距離越近時，G越小，由產(chǎn)—匚」，得，F(xiàn)增大，故C正確；晚tan6D、B0始終水平，O點始終平衡，AO對O點拉力與桿BO對O點支持力的合力與重力平衡，保持不變，故D錯誤?！緞討B(tài)相似與庫倫定律結(jié)合】1、如圖所示，豎直絕緣墻壁上的Q處有一個固定的質(zhì)點A，在Q的上方P點用絲線懸掛著另一個質(zhì)點B.A、B兩質(zhì)點因帶同種電荷而相斥，致使懸線與豎直方向成一角度，由于緩慢漏電使A、B兩質(zhì)點帶的電荷量逐漸減少，在電荷漏完之前A、B未接觸，下列說法正確的是（ ）A、B之間的庫侖力先變大后變小A、B之間的庫侖力一直變大C.絲線的拉力一直不變D.絲線的拉力先變大后變小【來源】湖南省長沙市雅禮中學(xué)2019屆高三上學(xué)期第二次月考物理試題【答案】C【解析】對球B受力分析，受重力、細(xì)線的拉力、庫侖力，如圖所示：根據(jù)共點力平衡條件，圖中力三角形與幾何三角形PAB相似，故:GTF礪一麗―M由于PB、PA不變，AB減小，故T不變，F(xiàn)減小；故C正確。2、如圖所示，小球A、B質(zhì)量均為m，初始帶電荷量均為十夕，都用長為L的絕緣細(xì)線掛在絕緣的豎直墻上O點，A球緊靠絕緣的墻壁且其懸線剛好豎直，球B懸線偏離豎直方向0角而靜止.如果保持B球的電荷量不變，使小球A的電荷量緩慢減小，當(dāng)兩球間距緩慢變?yōu)樵瓉淼?、時，下列判斷正確的是（）A.小球B受到細(xì)線的拉力增大 B.小球B受到細(xì)線的拉力變小1C.兩球之間的庫侖力大小不變 D.小球A的電荷量減小為原來的一27【來源】貴州省遵義市鳳岡二中2019-2020學(xué)年高二上學(xué)期第一次月考物理試題【答案】D【解析】AB.小球B受力如圖所示，兩絕緣線的長度都是L，則△OAB是等腰三角形，如果保持B球的電量不變，使A球的電量緩慢減小，當(dāng)兩球間距緩慢變?yōu)樵瓉淼臅r，e變小，F(xiàn)減??；線的拉力T與重力3G相等，G=T，即小球B受到細(xì)線的拉力不變；對物體A：rteTa=Ga+Fcos(---)則e變小，ta變??；故AB錯誤；GCD.小球靜止處于平衡狀態(tài)，當(dāng)兩球間距緩慢變?yōu)樵瓉淼?/3時，由比例關(guān)系可知，庫侖力變?yōu)樵瓉淼?/3,因保持B球的電量不變，使A球的電量緩慢減小，由庫侖定律Ab解得：球A的電量減小為原來的;，故C錯誤，D正確;3、如圖所示，帶電小球A、B所帶的電荷量分別為QA、QB，都用長為L的絲線懸掛在O點.A球左側(cè)為絕緣墻壁.A、B靜止時相距為d(小球直徑遠(yuǎn)小于d).現(xiàn)將小球B的帶電量減少一半，則C.兩球間的斥力將增大 D.A、B間的距離將變?yōu)?d2【來源】河北省秦皇島一中2018-2019學(xué)年高三上學(xué)期第一次月考物理試題【答案】B【解析】ABC.對B受力分析G根據(jù)B受力平衡可得：GT「

0A"OS"d現(xiàn)將小球B的帶電量減少一半，則d逐漸減小，可知/減小，T不變，故AC不符合題意，B符合題意；D.設(shè)A、B間的距離將變?yōu)閐'，則解得"二小故D錯誤4、如圖所示，半徑為R的絕緣光滑半圓形槽圓心為O,槽內(nèi)有兩個質(zhì)量、電量都相同的帶電小球A和B，其中A小球固定在槽的最低點。當(dāng)B小球靜止時，OB連線與豎直方向成9夾角。下列能保持夾角9不變的方法有A.僅使半圓形槽的半徑加倍B.僅使A球的電量加倍C.使B球的質(zhì)量和電量都加倍D.使半圓形槽的半徑和兩球的電量都減半【來源】湖北省鄂州市、黃岡市2019屆高三上學(xué)期元月調(diào)研理科綜合物理試題【答案】CD【解析】B球受重力、靜電斥力和支持力，三力平衡，重力和靜電斥力的合力沿著半徑OB指向B,只要重力和靜電斥力的合力方向不變，球就能保持平衡；kqQA、僅使半圓形槽的半徑加倍，若保持夾角不變，則AB之間的距離加倍，根據(jù)公式尸=下可知BV球受到A球庫侖力變?yōu)樵瓉淼?，故重力和靜電斥力的合力方向一定改變，不能在原位置平衡，故A錯誤；kqCtB、僅使A球的電量加倍，若保持夾角不變，則A