专题2.5 动态平衡问题（能力篇）（解析版）.doc

该【专题2.5 动态平衡问题（能力篇）（解析版） 】是由【和合】上传分享，文档一共【16】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【专题2.5 动态平衡问题（能力篇）（解析版） 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。1原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(能力篇).(6分)(2019石家庄二模)如图,轻绳l1一端固定在O点,另一端与质量为m的物体相连。轻绳l2跨过固定在B点的定滑轮,一端连接物体,另一端由力F控制。在力F的作用下,物体从处于O点正下方的A点缓慢地运动到B点的过程中l1一直处于伸直状态。O、B两点在同一水平线上,不计一切阻力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( ),拉力F一直变小 ,轻绳l1的拉力一直变大 ,轻绳l2对物体拉力可能大于mg °时,拉力F大小为mg【参考答案】D【名师解析】对物体受力分析如图所示,绳l1的拉力为F1,与竖直方向的夹角为θ,绳l2的拉力为F2,与竖直方向的夹角为α。根据几何知识知:θ+2α=90°,由正弦定理可得==,α减小,θ增大,则F1减小,F2增大,故AB错误;当物体拉到B时轻绳l2对物体拉力最大,此时θ=90°,α=0°,轻绳l2对物体拉力F2=mg,不可能大于mg,故C错误;α=30°时,θ=30°,则2F2cos30°=mg,可得F2=mg,故D正确。2.(2019湖北名校联盟信息卷2)如图所示,一条细线的一端与水平地面上的物体B相连,另一端绕过一轻质定滑轮与小球A相连,定滑轮用另一条细线固定在天花板上的O′点,细线与竖直方向所成的夹角为α,则以下说法错误的是( )2原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!,只要距离足够小,,若B仍保持不动,°,则α=30°,若B仍保持不动,则B与地面的摩擦力变大【参考答案】A【名师解析】对小球A受力分析,受重力和拉力,根据平衡条件,有:T=mg;如果将物体B在水平地面上向右移动稍许,AB仍保持静止,绳子的拉力不变,则∠AOB增加;对滑轮分析,受三个拉力,如图所示,根据平衡条件可知,∠AOB=2α,故α一定增加,故A错误;增大小球A的质量,若B仍保持不动,系统平衡,则α不变,故B正确;若OB绳与地面夹角为300,则∠AOB=2α=60°,α=300,故C正确;将B向右移动少许,若B仍保持不动,OB绳与水平方向的夹角减小,绳子拉力大小不变,拉力的水平分力等于地面的摩擦力,则B与地面的摩擦力变大,故D正确。3.(2019安徽蚌埠二模)如图所示,物体甲放置在水平地面上,通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连,整个系统处于静止状态。现对小球乙施加一个水平力F,使小球乙缓慢上升一小段距离,整个过程中物体甲保持静止,甲受到地面的摩擦力为f,则该过程中( ),F变大 ,F变小 ,F变小 ,F变大【思路分析】以物体乙受力分析,由共点力的平衡条件可求得拉力变化;再对甲受力分析可求得地面对斜面体的支持力以及摩擦力的变化。3原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【名师解析】取物体乙为研究对象,分析其受力情况,设细绳与竖直方向夹角为α,则水平力:F=mg?tanα;细绳与竖直方向夹角α逐渐增大,则水平拉力增大;甲受到重力、绳子的拉力、地面得支持力以及地面得摩擦力,其中:绳子的拉力:T=;细绳与竖直方向夹角α逐渐增大,绳子的拉力T逐渐增大,T在水平方向的分力逐渐增大,所以水平地面对甲的摩擦力增大;故选项ABC错误,D正确;【点评】本题要注意正确选择研究对象,正确进行受力分析,再根据共点力平衡中的动态平衡分析各力的变化情况。4.(2019辽宁葫芦岛协作校月考)如图,半圆柱体半径为4R,固定在水平面上。竖直挡板紧靠柱体低端,使半径为R的光滑小球停在柱体与挡板之间,球与柱体接触点为M。现将挡板保持竖直,缓慢的向右移动距离R后保持静止,球与柱体接触点为N(未画出)。以下判断正确的是( ),,、N两点所受柱体的作用力大小之比为3:、N两点所受挡板的作用力大小之比为3:4【参考答案】AC【名师解析】以小球为研究对象,受力分析可知,在移动挡板前后,挡板给小球的弹力方向不变,圆柱体给小球的弹力的方向与竖直方向的夹角变大,但和的合力始终保持和重力等值、反向,不变,如下图所示,移动挡板后和两个力均变大了,选项A正确,B错误;由几何关系可知,移动挡板之前,圆柱体给小球的弹力的方向与竖直方向的夹角为37o,故此时4原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!,;移动挡板之后,圆柱体给小球的弹力的方向与竖直方向的夹角为53o,此时,。所以,前后两次M、N两点所受柱体的作用力大小之比为3:4,所受挡板的作用力大小之比为9:16,故C正确,D错误。故本题选AC。5.(2019长沙一模)如图所示,某健身爱好者利用如下装置锻炼自己的臂力和腿部力量,在O点悬挂重物C,,下列说法正确的有( )、OB拉力的合力变大【参考答案】B。【名师解析】设OA、OB绳的拉力分别为FA和FB,重物的质量为m。对O点有FAcosθ-mg=0,FAsinθ-FB=0,解得FA=,FB=mgtanθ。当健身者缓慢向右移动时,θ变大,则两拉力均变大,选项A错误,B正确;健身者所受的摩擦力与FB相等,选项C错误;健身者缓慢移动时,两绳拉力的合力大小等于重物C的重力,大小不变,选项D错误。6.(2019广东七校联考)如图所示,质量为m的小球a、b之间用轻绳相连,小球a通过轻杆固定在左侧竖直墙壁上,轻杆与竖直墙壁夹角为30°.现改变作用在小球b上的外力的大小和方向,轻绳与竖直方向的夹角保持60°不变,则( ) 【参考答案】BD6原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【名师解析】对b进行受力分析如图,当F的方向发生变化时,由图可知,轻绳上的拉力可能小于mg,有可能大于mg。故A错误;由b的受力图可知,当拉力F的方向与ab绳子垂直时,拉力F最小。最小为:Fmin=mg?sin60°=;以a为研究对象,可知a受到重力、绳子ab对a的作用力以及杆对a的作用力处于平衡状态,由三个力平衡的特点可知,杆对a的作用力与a的重力、ab对a的拉力的合力大小相等,方向相反。a受到的重力都下雨方向都不变,ab对a的拉力方向不变,大小是变化的,所以a受到的重力与ab对a的拉力的大小、方向都是变化的,所以杆对a的作用力大小、方向都是变化的。故C错误;由b的受力分析可知,当拉力F对b的拉力方向竖直向上时,拉力F与b的重力大小相等,方向相反,绳子ab此时的拉力等于0,所以a只受到重力和杆对a的作用力,此时杆对a的作用力最小,恰好等于a的重力。故D正确。7.(6分)(2019山东烟台二模)如图所示,一根轻绳的一端固定在天花板上的O点,另一端悬挂一个质量为m的小球,小球半径忽略不计。开始时轻绳保持竖直,现用一光滑细杆的右端P点与轻绳接触,保持细杆水平向右缓慢推动轻绳,使P点移动了一小段距离,则在此过程中( ) 【参考答案】D【名师解析】以小球为研究对象,绳子拉力始终等于小球的重力,轻绳OP段的拉力保持不变,故AB错误;两段绳子的拉力大小不变,夹角逐渐减小,根据平行四边形法则可知,两个分力不变,夹角减小时合力增大,可知轻绳对杆的作用力越来大,故C错误、D正确。6原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!,半圆柱体半径为4R,固定在水平面上。竖直挡板紧靠柱体低端,使半径为R的光滑小球停在柱体与挡板之间,球与柱体接触点为M。现将挡板保持竖直,缓慢的向右移动距离R后保持静止,球与柱体接触点为N(未画出)。以下判断正确的是( ),,、N两点所受柱体的作用力大小之比为3:、N两点所受挡板的作用力大小之比为3:4【参考答案】AC【名师解析】(1)以小球为研究对象,受力分析可知,在移动挡板前后,挡板给小球的弹力F板方向不变,圆柱体给小球的弹力F柱的方向与竖直方向的夹角变大,但F板和F柱的合力始终保持和重力等值、反向,不变,如下图所示,移动挡板后F板和F柱两个力均变大了,A正确,B错误;(2)由几何关系可知,移动挡板之前,圆柱体给小球的弹力F柱的方向与竖直方向的夹角为37o,故此时F柱M=mgcos37°=54mg,F板M=mgtan37°=34mg;移动挡板之后,圆柱体给小球的弹力F柱的方向与竖直方向的夹角为53o,此时F柱N=mgcos53°=53mg,F板M=mgtan53°=43mg。所以,前后两次M、N两点所受柱体的作用力大小之比为3:4,所受挡板的作用力大小之比为9:16,故C正确,D错误。【点睛】在移动挡板前后,均对小球做受力分析,利用作图法可以看出挡板给小球的弹力F板和圆柱体给小球弹力F柱的变化情况;根据几何关系,可以知道两次力学三角形中的边角关系,进而计算相关力的比值关系。7原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!9.(湖北省黄冈中学2018届高三5月第三次模拟考试理综物理试题)哥伦比亚大学的工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌肉,可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。如图所示,连接质量为的物体的足够长细绳一端固定于墙壁,用合成肌肉做成的“手臂”的端固定一滑轮,端固定于墙壁,细绳绕过滑轮,和类似于人手臂的关节,由“手臂”合成肌肉控制。设与竖直墙壁夹角为,不计滑轮与细绳的摩擦,下列说法正确的是(),增大长度,,增大长度,,增大长度,,长度不变,且保持,则细绳对滑轮的力先减小后增大【参考答案】C【名师解析】点睛:此题关键是要注意:ad绳和db绳的拉力总是相等且不变的,大小等于重力;.(多选,辽宁省沈阳市和平区东北育才学校2018年高考物理一模试卷)如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一重物M,将两个相同木块m紧压在竖直挡板上,,,系统仍静止且O1、O2始终等高,则( )9原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【参考答案】BC【名师解析】设两个杆夹角为θ,则有;再将杆对滑块m的推力F1按照效果分解,如图根据几何关系,有故,若挡板间的距离稍许增大后,角θ变大,Fx变大,故滑块m对墙壁的压力变大,即FN变大,故AD错误,BC正确;故选:BC11.(多选)(天津和平区2017-2018学年第二学期高三第一次质量检测)甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。如图所示,设当重物提升到一定高度后,两工人保持位置不动,甲通过缓慢释放手中的绳子,使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动,最后工件运送至乙所在位置,完成工件的运送,设两绳端始终在同一水平面上,蝇的重力及滑轮的摩擦不计,滑轮大小忽略不计,则在工件向左移动过程中()9原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【参考答案】CD【名师解析】绳子与滑轮夹角为θ,则有,当θ角减小,则f增大,根据平衡条件可知乙手中绳子上的拉力不断增大,D正确;12.(2018金考卷)如图所示,质量为的小球套在竖直固定的光滑圆环上,在圆环的最高点有一个光滑小孔,一根轻绳的下端系着小球,上端穿过小孔用力拉住,开始时绳与竖直方向夹角为θ,小球处于静止状态,现缓慢拉动轻绳,使小球沿光滑圆环上升一小段距离,则下列关系正确的是( )11原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!,F=,,,小球所受支持力大小不变【参考答案】.D。【名师解析】绳与竖直方向的夹角为θ时,小球受到竖直向下的重力mg,圆环对小球沿半径向外的支持力,沿细绳方向的拉力F,画出力矢量图,由图可知,F=2mgcosθ,选项A错误;小球沿光滑圆环上升过程中,绳与竖直方向的夹角θ变大,轻绳拉力F=2mgcosθ逐渐减小,选项B错误;由力矢量图可知,小球所受圆环的支持力等于重力,小球沿光滑圆环上升过程中,小球所受支持力不变,选项C错误D正确。13.(2018·衡水检测)如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动。用绳在O点悬挂一个重为G的物体,另一根绳一端系在O点,另一端系在圆弧形墙壁上的C点。当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角θ不变),OC绳所受拉力的大小变化情况是( ) 【参考答案】.C【名师解析】对G分析,G受力平衡,则拉力等于重力;故竖直绳的拉力不变;再对O点分析,O受绳子的拉力、OA的支持力及OC的拉力而处于平衡;受力分析如图所示;将F和OC绳上的拉力合成,其合力与