2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 第16講 動(dòng)態(tài)平衡問題加練半小時(shí) 教科版.docx

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第16講 動(dòng)態(tài)平衡問題 [方法點(diǎn)撥]　(1)三力動(dòng)態(tài)平衡常用圖解法、相似三角形法等．(2)多力動(dòng)態(tài)平衡問題常用解析法．(3)涉及到摩擦力的時(shí)候要注意靜摩擦力與滑動(dòng)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)．若OB繩中的拉力方向不變，人緩慢向左移動(dòng)一小段距離，則下列說法正確的是(　　) 圖1 A．OA繩中的拉力先減小后增大 B．OB繩中的拉力不變 C．人對(duì)地面的壓力逐漸減小 D．地面對(duì)人的摩擦力逐漸增大 2.如圖2所示，不計(jì)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(dòng)，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(shí)，力F的大小應(yīng)(　　) 圖2 A．逐漸增大 B．恒定不變 C．逐漸減小 D．先增大后減小 3.(2018四川成都第七中學(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(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過一個(gè)微小角度，則關(guān)于輕繩對(duì)A、B兩點(diǎn)拉力FA、FB的變化情況，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．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.(2017廣東深圳第一次調(diào)研)如圖4所示，一個(gè)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．若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(dòng)，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．若改在C點(diǎn)，繩的張力大小不變 B．若改在D點(diǎn)，衣架兩側(cè)繩的張力不相等 C．若改在D點(diǎn)，衣架兩側(cè)繩的張力相等且不變 D．若改在C點(diǎn)，衣柜對(duì)地面的壓力將會(huì)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(jì)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(jì)從水平位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置，如圖5甲所示，彈簧測力計(jì)的示數(shù)記為F1.第二次，保持輕繩OC垂直于OA，緩慢移動(dòng)輕繩，使輕繩OA從豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到如圖乙所示位置，彈簧測力計(jì)的示數(shù)記為F2.則(　　) 圖5 A．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.(2017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(gè)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(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，截面如圖6所示．設(shè)墻對(duì)B的作用力為F1，B對(duì)A的作用力為F2，地面對(duì)A的作用力為F3.在B上加一物體C，整個(gè)裝置仍保持靜止，則(　　) 圖6 A．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．(2017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(dòng)長方體物塊，在圓球與地面接觸之前，下面的相關(guān)判斷正確的是(　　) 圖7 A．球?qū)Ρ诘膲毫χ饾u減小 B．地面對(duì)長方體物塊的支持力逐漸增大 C．地面對(duì)長方體物塊的摩擦力逐漸增大 D．水平拉力F逐漸減小 8.(2017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(dòng)，一表面各處情況相同的圓筒恰能沿直木棍勻速下滑，若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(dòng)，仍使該圓筒以一定的初速度從兩木棍上端滑下，則(　　) 圖8 A．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(duì)圓筒的摩擦力不變 D．木棍和圓筒間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝tanα 9.(2017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)．若將固定點(diǎn)c向右移動(dòng)少許，而a與斜劈始終靜止，下列說法錯(cuò)誤的是(　　) 圖9 A．斜劈對(duì)物體a的摩擦力一定減小 B．斜劈對(duì)地面的壓力一定不變 C．細(xì)線對(duì)物體a的拉力一定增大 D．地面對(duì)斜劈的摩擦力一定增大 10.(2017湖南懷化二模)如圖10所示，繩子質(zhì)量、滑輪摩擦不計(jì)，物體M靜止在傾角為θ的斜面上，若傾角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)．下列判斷正確的是(　　) 圖10 A．繩子的拉力可能增大 B．斜面對(duì)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.(多選)(2017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(duì)物塊施加一沿斜面向上的力F，力F沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直向上，且力F的大小保持不變，整個(gè)過程物塊和斜面體都與水平地面始終保持靜止，則在力F轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是(　　) 圖11 A．斜面體對(duì)物塊的作用力一直增大 B．斜面體對(duì)物塊的作用力一直減小 C．地面對(duì)斜面體的作用力一直增大 D．地面對(duì)斜面體的作用力一直減小 12．(多選)(2017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(gè)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)，若不計(jì)輪軸與滑輪、繩與滑輪間的摩擦，則下列有關(guān)描述正確的是(　　) 圖12 A．物體D掛在物體B下面比物體D掛在物體C下面時(shí)，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(shí)，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(shí)，地面對(duì)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(shí)，地面對(duì)斜面體有向左的摩擦力 13.(2017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(shí)，球在風(fēng)力的作用下飄了起來．已知風(fēng)力大小與“風(fēng)速”和“球正對(duì)風(fēng)的截面積”均成正比，當(dāng)風(fēng)速v0＝3m/s時(shí)，測得球平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝30，則(　　) 圖13 A．風(fēng)速v＝4.5m/s時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角θ＝45 B．若風(fēng)速增大到某一值時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角θ可能等于90 C．若風(fēng)速不變，換用半徑更大、質(zhì)量不變的球，則夾角θ增大 D．若風(fēng)速不變，換用半徑相等、質(zhì)量更大的球，則夾角θ增大 答案精析 1．D　[對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析，如圖所示， 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)．若OB繩中的拉力方向不變，人緩慢向左移動(dòng)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(huì)增大，拉力FB也增大，選項(xiàng)A、B錯(cuò)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(duì)地面的壓力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)人受力分析，在水平方向，由平衡條件可知，地面對(duì)人的摩擦力逐漸增大，選項(xiàng)D正確．] 2．A　[對(duì)P點(diǎn)受力分析，如圖所示， 設(shè)定滑輪處為C點(diǎn)，由相似三角形可得＝，則F＝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(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過一個(gè)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2Fcos α＝mg可知，輕繩中拉力F減小，輕繩對(duì)A、B兩點(diǎn)的拉力FA和FB都變小，選項(xiàng)A正確．] 4．C 5．D　[對(duì)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，如圖所示．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(duì)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(gè)力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，如圖所示： 在B上加一C物體，相當(dāng)于整體的重力增加了，故墻對(duì)B的作用力F1增加，A對(duì)B的支持力也增加，根據(jù)牛頓第三定律，B對(duì)A的作用力F2增加；再對(duì)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(cuò)誤，C正確．] 7．D　8.A　9.A 10．C　[對(duì)物體m受力分析，受重力和繩子的拉力，由二力平衡知T＝mg，繩子拉力一定不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)M、m和斜面的整體受力分析可知，地面對(duì)整體的支持力等于M、m和斜面體的重力之和，故斜面對(duì)地面的正壓力不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)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，如圖所示 根據(jù)平衡條件得f＋T－Mgsinθ＝0，N－Mgcosθ＝0 解得：f＝Mgsinθ－T＝Mgsinθ－mg，N＝Mgcosθ 當(dāng)θ變大時(shí)，f變大，N變?。? ②如果靜摩擦力沿斜面向下，同理可得： f＝T－Mgsinθ＝mg－Mgsinθ，N＝Mgcosθ； 當(dāng)θ變大時(shí)，f變小，N變小． 物體M受到的斜面的作用力為N和f的合力， F＝＝ 當(dāng)θ變大時(shí)，F(xiàn)變小， 故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．] 11．BD　[對(duì)物塊受力分析，受重力、力F和斜面對(duì)物塊的作用力(支持力和摩擦力的合力)，由于力F和重力的合力減小，故根據(jù)平衡條件，斜面體對(duì)物塊的作用力減小，故A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)物塊和斜面體整體受力分析，受重力、力F和地面對(duì)斜面體的作用力(靜摩擦力和支持力的合力)，由于重力和力F的合力減小，故根據(jù)平衡條件，地面對(duì)斜面體的作用力減小，故C錯(cuò)誤，D正確．] 12．BC　13.C