2025版新教材高考物理微專題小練習(xí)專題12動態(tài)平衡問題

PAGEPAGE1專題12動態(tài)平衡問題1．(多選)如圖甲所示，一只小鳥沿著較粗的樹枝從A點緩慢移動到B點，將該過程抽象為質(zhì)點從圓弧上的A點移動到B點，如圖乙所示，以下說法正確的是()A．樹枝對小鳥的彈力減小B．樹枝對小鳥的彈力增大C．樹枝對小鳥的摩擦力減小D．樹枝對小鳥的摩擦力增大2.[2024·云南月考]如圖所示，置于斜面上的物體A受到平行于斜面對下的力F作用保持靜止．若力F大小不變，方向在豎直平面內(nèi)由沿斜面對下順時針緩慢轉(zhuǎn)到沿斜面對上(轉(zhuǎn)動范圍如圖中虛線所示).在F轉(zhuǎn)動過程中，物體和斜面始終保持靜止．在此過程中()A．地面與斜面間的摩擦力可能先減小后增大B．地面與斜面間的摩擦力可能始終增大C．物體與斜面間的摩擦力可能先增大后減小D．物體與斜面間的摩擦力可能始終減小3.(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小球套在豎直固定的光滑圓環(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，起先時繩與豎直方向夾角為θ，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θ時，F(xiàn)＝2mgcosθB．小球沿光滑圓環(huán)上升過程中，輕繩拉力漸漸增大C．小球沿光滑圓環(huán)上升過程中，小球所受支持力漸漸增大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4.[2024·廣東省肇慶市統(tǒng)考]如圖所示，用網(wǎng)兜把足球掛在光滑墻壁上的A點，足球與墻壁的接觸點為B.若更換懸線更長的新網(wǎng)兜，重新把足球掛在A點，足球與墻壁接觸點為C(圖中未標(biāo)出)，已知兩點間距l(xiāng)AC>lAB，下列說法正確的是()A．網(wǎng)兜對A點的拉力不變B．網(wǎng)兜對A點的拉力變小C．足球?qū)Ρ诘膲毫Σ蛔僁．足球?qū)Ρ诘膲毫ψ兇?.[2024·河南省質(zhì)檢]如圖所示，光滑斜面上用細(xì)線拴著的勻質(zhì)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線水平且延長線經(jīng)過球心O，小球與斜面的接觸點為A，下列說法正確的是()A．細(xì)線的拉力不行能等于小球的重力B．細(xì)線的拉力肯定小于斜面對小球的支持力C．若細(xì)線長度等于小球半徑，則細(xì)線拉力等于小球重力D．若細(xì)線長度等于小球半徑，則細(xì)線拉力等于小球重力的一半6.[2024·江蘇省蘇州市調(diào)研]某氣象探討小組用圖示簡易裝置測定水平風(fēng)速，在水平地面的底座(始終保持靜止)上豎直固定始終桿，半徑為R、質(zhì)量為m的薄空心塑料球用細(xì)線懸于桿頂端O，當(dāng)水平風(fēng)吹來時，球在風(fēng)力的作用下飄起來．已知風(fēng)力大小正比于風(fēng)速，也與球正對風(fēng)的截面積成正比，當(dāng)風(fēng)速v0＝3m/s時，測得球靜止時細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝30°.則下列說法正確的是()A．當(dāng)θ＝60°時，風(fēng)速v＝6m/sB．若風(fēng)速增大到某一值時，θ可能等于90°C．若風(fēng)速不變，換用半徑相等、質(zhì)量較大的球，則θ減小D．若風(fēng)速增大，換用半徑較大、質(zhì)量不變的球，底座對地面的壓力增大7．如圖甲所示，質(zhì)量為m的半球體靜止在傾角為θ的平板上，當(dāng)θ從0緩慢增大到eq\f(π,2)的過程中，半球體所受摩擦力Ff與θ的關(guān)系如圖乙所示，已知半球體始終沒有脫離平板，半球體與平板間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),3)，最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，重力加速度為g，則()A．0～q段圖像可能是直線B．q～eq\f(π,2)段圖像可能是直線C．q＝eq\f(π,4)D．p＝eq\f(mg,2)8．[情境創(chuàng)新]質(zhì)量均為m的小球A、B用輕桿連接，小球B用不行伸長的細(xì)線懸掛在豎直墻壁上的O點，小球A在豎直向上的力F作用下從圖示位置起先沿豎直光滑墻壁緩慢上移至水平虛線位置，細(xì)線始終處于張緊狀態(tài)．則在小球A上移過程中()A．輕桿先受壓力后受拉力B．細(xì)線的張力大小不變C．力F不斷減小D．輕桿對小球A的作用力先增大后減小9．[2024·安徽省江淮聯(lián)考](多選)如圖所示，A、B兩滑塊的質(zhì)量均為M，放在粗糙水平面上與兩個等長的輕桿連接，兩桿以及桿與滑塊之間均用光滑鉸鏈連接，一質(zhì)量為m的重物C懸掛于兩桿交接處，設(shè)桿與水平面間的夾角為θ，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是()A．輕桿上作用力為2mgsinθB．A、B滑塊均受到五個力作用C.A、B滑塊對地面的壓力大小均為(M＋eq\f(1,2)m)gD．僅增大θ，整個裝置仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則滑塊A、B受地面的摩擦力越小10.[2024·河南省模擬調(diào)研]如圖，光滑四分之一圓弧軌道豎直放置，OA沿水平方向，OB沿豎直方向，長度恰好為圓弧軌道半徑的光滑擋板，一端在圓心，另一端在圓弧面，擋板與圓弧軌道間有質(zhì)量為m的小球P(可視為質(zhì)點)，則擋板自O(shè)A緩慢轉(zhuǎn)動至OB的過程中，下列說法正確的是()A．小球?qū)醢宓淖饔昧ο仍龃蠛鬁p小B．小球?qū)醢宓淖饔昧κ冀K減小C．小球?qū)A弧軌道的作用力先增大后減小D．小球?qū)A弧軌道的作用力先減小后增大11．[2024·江蘇省常州市質(zhì)量調(diào)研]如圖所示，斜面體置于粗糙水平面上，光滑小球被輕質(zhì)細(xì)線系住放在斜面上，細(xì)線另一端跨過光滑定滑輪，用力拉細(xì)線使小球沿斜面緩慢向上移動一小段距離，斜面體始終靜止．則在小球移動過程中()A．細(xì)線對小球的拉力變大B．斜面對小球的支持力變大C．斜面對地面的壓力變大D．地面對斜面的摩擦力變大12.[2024·河南省聯(lián)考]如圖所示，光滑直桿OA、OB在O點固定，兩桿間夾角θ(θ<90°)不變，在兩桿上分別套上質(zhì)量相等的小環(huán)P、Q，兩小環(huán)由不行伸長的輕繩連接．初始時，桿OA豎直，現(xiàn)緩慢順時針轉(zhuǎn)動兩桿至桿OB豎直，則在轉(zhuǎn)動過程中()A．桿對環(huán)P的彈力先變大后變小B．桿對環(huán)P的彈力始終變小C．桿對環(huán)Q的彈力先變小后變大D．桿對環(huán)Q的彈力始終變小專題12動態(tài)平衡問題1．BC設(shè)彈力與豎直方向的夾角為θ，由平衡條件得，小鳥所受的彈力N＝mgcosθ，從A點到B點的過程中，θ減小，彈力增大，A錯誤，B正確；小鳥所受的摩擦力f＝mgsinθ，從A點到B點的過程中，θ減小，摩擦力減小，C正確，D錯誤．2．D以物體作為探討對象，在沿斜面方向上，重力沿斜面對下的分力、F的分力及摩擦力的合力為零，因F的分力先沿斜面對下減小，后沿斜面對上增大，故摩擦力可能先向上減小，后向下增大，也可能始終減小，故C錯誤，D正確；以整體為探討對象，F(xiàn)的水平分力與地面給斜面的摩擦力平衡，F(xiàn)的水平分力先增大，再減小，再增大，地面與斜面間的摩擦力也同步改變，故A、B錯誤．3．AD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FN，如答圖所示，依據(jù)平衡條件可知，mg和FN的合力F′與F大小相等、方向相反，依據(jù)幾何學(xué)問得FN＝mg，且有F＝F′＝2mgcosθ，A正確；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，由答圖可知△OAB～△GF′A，即eq\f(mg,R)＝eq\f(F′,AB)＝eq\f(FN,R)，解得F＝F′＝eq\f(AB,R)mg，F(xiàn)N＝mg，當(dāng)小球上移時，半徑R不變，AB減小，故F減小，F(xiàn)N不變，B、C錯誤，D正確．4.B已知兩點間距l(xiāng)AC>lAB，繩與墻壁夾角α變小，由平衡條件得T＝eq\f(mg,cosα)，F(xiàn)N＝mgtanα，可知網(wǎng)兜對A點的拉力變小，A錯誤，B正確；足球?qū)Ρ诘膲毫ψ冃?，C、D錯誤．也可用圖解法求解，重力和支持力的合力與繩的拉力大小相等，由三角形學(xué)問可知，當(dāng)繩子與墻壁的夾角減小時，支持力FN和繩子的拉力T均減小，只有選項B正確．5．B對小球受力分析，小球受重力、細(xì)線的拉力和斜面對小球的支持力，由于斜面角度未知，故不能確定細(xì)線拉力與重力的大小關(guān)系，A錯誤；依據(jù)三力平衡構(gòu)成的矢量直角三角形可得，細(xì)線的拉力小于斜面對小球的支持力，B正確；由幾何關(guān)系可得，當(dāng)線長等于半徑時，斜面傾角為30°，則FT＝mgtan30°＝eq\f(\r(3),3)mg，C、D錯誤．6．C由題意，風(fēng)力F＝kSv，由平衡條件得kSv＝mgtanθ，當(dāng)風(fēng)速v0＝3m/s時，θ＝30°.則當(dāng)θ＝60°時，風(fēng)速v1＝eq\r(3)v0＝3eq\r(3)m/s，A錯誤；由平衡條件推斷θ不行能等于90°，B錯誤；若風(fēng)速v不變，換用半徑相等(S不變)，質(zhì)量增大，則θ減小，C正確；由平衡條件和牛頓第三定律知底座對地面的壓力大小等于系統(tǒng)的重力，與水平風(fēng)力無關(guān)，D錯誤．7．D半球體在平板上恰好起先滑動的臨界條件是mgsinθ＝μmgcosθ，故μ＝tanθ，解得θ＝eq\f(π,6)，即q＝eq\f(π,6)，故C錯誤．θ在0～eq\f(π,6)之間時，F(xiàn)f是靜摩擦力，大小為mgsinθ；θ在eq\f(π,6)～eq\f(π,2)之間時，F(xiàn)f是滑動摩擦力，大小為μmgcosθ，綜合以上分析得Ff與θ的關(guān)系如圖中實線所示，故A、B錯誤．當(dāng)θ＝eq\f(π,6)時，F(xiàn)f＝mgsineq\f(π,6)＝eq\f(mg,2)，即p＝eq\f(mg,2)，故D正確．8．C小球B受三個力而平衡，這三個力構(gòu)成如圖1所示的矢量三角形，且力的矢量三角形總與△ABO相像，因此有eq\f(mg,OA)＝eq\f(FT,OB)＝eq\f(FN,AB)，小球A緩慢上移的過程中OA減小，因此細(xì)線的張力FT和輕桿的彈力FN均增大，且輕桿始終受到壓力，A、B、D錯誤；小球A的受力分析如圖2，F(xiàn)＝mg＋F′Ncosθ，小球A上移時θ增大，cosθ減小，力F減小，C正確．9．CD以兩桿的交接點為探討對象，由平衡條件得輕桿上的作用力大小F＝eq\f(mg,2sinθ)，A錯誤；A、B滑塊受重力、地面的支持力、輕桿的彈力和地面的摩擦力四個力作用，B錯誤；以A、B、C整體為探討對象，應(yīng)用平衡條件和牛頓第三定律得A、B滑塊對地面的壓力大小FN＝eq\f(1,2)(2M＋m)g＝(M＋eq\f(1,2)m)g，C正確；以A為探討對象，由平衡條件得地面的摩擦力f＝Fcosθ＝eq\f(mg,2tanθ)，當(dāng)θ增大時，摩擦力f減小，D正確．10.B如圖，小球可視為質(zhì)點，因此小球與圓弧作用力F1和小球與擋板作用力F2彼此正交，設(shè)擋板與OA夾角為α，小球質(zhì)量為m，則F1＝mgsinα，F(xiàn)2＝mgcosα，α自0增大到90°，所以F1始終增大，F(xiàn)2始終減小，B正確．11．A對小球受力分析并合成矢量三角形，重力大小方向不變，支持