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1、高中物理动态平衡问题 IMB standardization office【IMB 5AB-IMBK 08-IMB 2C】动态平衡专题1、如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为 N1，球对木板的压力大小为 N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中()ABC始终减小，始终减小，始终增大始终减小始终减小先增大后减小，D先增大后减小，先减小后增大2、如图所示，把一个光滑圆球放在两块挡板 AC 和 AB之间，AC 与 AB之间夹角为 30，现将 AC 板固定而使 AB板顺时针缓慢转动 90，则()A球对 AB板的压力
2、先减小后增大B球对 AB板的压力逐渐减小C球对 AC 板的压力逐渐增大D球对 AC 板的压力先减小后增大3、如图所示，用绳索将重球挂在墙上，不考虑墙的摩擦。如果把绳的长度增加一些，则球对绳的拉力 F1和球对墙的压力 F2的变化情况是（）AF1增大，F2减小BF1减小，F2增大CF1和 F2都减小DF1和 F2都增大4、某欧式建筑物屋顶为半球形，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行（如图），他在向上爬过程中（）A屋顶对他的支持力变大 B屋顶对他的支持力变小C屋顶对他的摩擦力变大 D屋顶对他的摩擦力不变5、在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情
3、和人文特色如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物 G现将轻绳的一端固定于支架上的 A点，另一端从 B 点沿支架缓慢地向 C 点靠近（C 点与 A点等高）则绳中拉力大小变化的情况是()A先变小后变大B先变小后不变C先变大后不变D先变大后变小6、如图所示，用细线悬挂一个均质小球靠在光滑竖直墙上如把线的长度缩短，则球对线的拉力 T、对墙的压力 N 的变化情况正确的是（）AT、N都不变BT 减小，N增大CT增大，N减小 DT、N都增大7、如图，在静止的电梯里放一桶水，将一个用弹簧固连在桶底的软木塞浸没在水中，当电梯以加速度 a(ag)加速下降时（）A弹簧的伸长量
4、将比静止时减小 B弹簧的伸长量将比静止时增大C弹簧的伸长量与静止时相等D弹簧的伸长量为零8、如图 2 所示，物体 A和 B一起沿斜面匀速下滑，则物体 A受到的力有()图 2A重力、B对 A的支持力B重力、B对 A的支持力、下滑力C重力、B对 A的支持力、摩擦力D重力、B对 A的支持力、摩擦力、下滑力9、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，另一端系在以 O点为圆心的圆弧形墙壁上的 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 不变），OC 绳所受拉力的大小变化情况是()A逐
5、渐减小 B逐渐增大C先减小后增大D先增大后减小10、如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中（该过程小球未脱离球面)，木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力 F2的变化情况正确的是()AF1增大，F2减小BF1减小，F2减小CF1增大，F2增大DF1减小，F2增大11、如图所示，保持不变，以 O为圆心将轻绳 BO缓慢做顺时针旋转，则 BO的拉力将（）A逐渐减小 B逐渐增大C先减小后增大D先增大后减小12、半径为 R的球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，滑轮到球面B 的距离为 h，轻绳的一端系一小球，靠
6、放在半球上的 A点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图所示，现缓慢地拉绳，在使小球由 A到 B的过程中，半球对小球的支持力 N 和绳对小球的拉力 T 的大小变化的情况是（）AN 不变，T 变小BN 不变，T 先变大后变小CN 变小，T 先变小后变大DN 变大，T 变小13、（多选）如图所示，用与竖直方向成 角的倾斜轻绳子 a 和水平轻绳子 b共同固定一个小球，这时绳 b 的拉力为 F1.现在保持小球在原位置不动，使绳子 b 在原竖直平面内，逆时针转过 角固定，绳 b 拉力变为 F2；再转过 角固定，绳 b 拉力变为 F3，则（）AF1F2F3BF1=F3F2CF1=F3F2D绳 a拉
7、力一直减小14、如图 5 所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，当墙与薄板之间的夹角 缓慢地增大到 90的过程中()图 5A小球对薄板的压力增大B小球对墙的压力减小C小球对墙的压力先减小后增大D小球对薄板的压力不可能小于球的重力15、（多选）如下图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙壁之间放一光滑球 B，整个装置处于静止状态若把A 向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则()AB对墙的压力减小BA与 B之间的作用力增大C地面对 A的摩擦力减小DA对地面的压力不变16、用细绳 AO、BO悬挂一重物，BO水平，O为半圆形支架的圆心，悬
8、点 A和 B在支架上悬点 A固定不动，将悬点 B从图 8所示位置逐渐移到 C 点的过程中，试分析 OA绳和OB绳中的拉力变化情况图 8参考答案1、【答案】B【解析】对小球进行受力分析如图所示，设：板与竖直方向夹角为，则：，随着板顺时针方向转动，越来越大，因此越来越小，同样也越来越小，B正确。2、【答案】A【解析】以小球为研究对象，分析受力情况，作出小球三个不同位置的受力图如图，可见，使 AB板顺时针缓慢转动 90的过程中，AB 板对球的支持力 N1先减小后增大，AC 板对球的支持力 N2一直减小，由牛顿第三定律得知，球对 AB板的压力先减小后增大，球对 AC 板的压力一直减小故 A正确，BCD
9、均错误3、【答案】C【解析】设绳子与竖直墙面间的夹角 ，重球竖直方向受力平衡：Tcos=G重球水平方向受力平衡：Tsin=F若果把绳的长度增加一些，则夹角 减小，cos 增大，由得绳子拉力 T减小，sin 减小，T也减小，由得绳子墙的弹力 F减小，故选 C4、【答案】A【解析】以人为研究对象分析受力可知，人受到重力、摩擦力、屋顶的支持力，其中屋顶支持力和摩擦力的方向都在变化，所以可以采用相似三角形的方法把物理问题转化为数学问题求解，如下图所示：如上图可以看出，下方的红色几何三角形与上方力的矢量三角形相似，即满足，故可知屋顶对人的支持力在变大，摩擦力在变小，所以只有选项 A正确；5、【答案】C【
10、解析】当轻绳的右端从 B点移到直杆最上端时，设两绳的夹角为 2以滑轮为研究对象，分析受力情况，作出力图如图 1所示根据平衡条件得2Fcos=mg得到绳子的拉力 F=所以在轻绳的右端从 B 点移到直杆最上端时的过程中，增大，cos 减小，则 F变大当轻绳的右端从直杆最上端移到 C 点时，设两绳的夹角为 2设绳子总长为 L，两直杆间的距离为 S，由数学知识得到sin=，L、S 不变，则 保持不变再根据平衡条件可知，两绳的拉力 F保持不变所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变C 正确。6、【答案】D7、【答案】A【解析】电梯静止时，软木塞受到弹簧的支持力 N1，自身的重力 G以及浮力 F，且 G-
11、N1-F=0，得 N1=G-F；当电梯加速向下运动时，软木塞受到的弹簧支持力 N2，且 G-N2-F=ma，得 N2=G-F-ma，所以 N2N1，弹簧的形变量变小。选 A8、【答案】A9、【答案】C【解析】据题意，当细绳 OC 的 C 段向 B点移动过程中，系统处于平衡状态，对点 O受力分析，受到悬挂物的拉力，该拉力为：，受到杆的支持力 N 和细绳 OC 的拉力 TC，由力的三角形定则，即如上图所示，从图可以看出代表细绳 OC 的拉力 TC的对应边的长度先减小后增加，则该拉力的大小也是先减小后增加，故选项 C 正确。10、【答案】C【解析】据题意，当小球在竖直挡板作用下缓慢向右移动，受力情况
12、如上图所示，移动过程中球面对小球作用力逆时针旋转，与竖直方向夹角增大，即角增大，则挡板对小球作用力有：，夹角增大，该力也增加；球面对小球作用力为：，当夹角增大时该力也增大，故选项 C 正确。11、【答案】C【解析】将轻绳 BO缓慢做顺时针旋转时，O点受力平衡，O点受力分析如图：随绳转动，绳 OB拉力 FB变化如图中虚线所示，故选项 C 正确。12、【答案】A【解析】以小球为研究对象，分析小球受力情况：重力 G，细线的拉力 T 和半球面的支持力 N，作出 N、T的合力 F，由平衡条件得知 F=G由NFAAO1O得得：由题缓慢地将小球从 A 点拉到 B点过程中，O1O，AO不变，O1A变小，得 T
13、 变小；N 不变，A正确13、【答案】BD【解析】据题意，b 绳第一次转过 角后 F2与 a 绳拉力 Fa垂直，再转过 角后，F3和 F1关于 F2对称，则有，且 F2最小，则有：F1=F3F2，故 B选项正确；从力的三角形可以看出 Fa的对应边长度一直在减小，故 a绳拉力一直在减小，D选项正确。14、【答案】BD【解析】根据小球重力的作用效果，可以将重力 G分解为使球压板的力 F1和使球压墙的力 F2，作出平行四边形如图所示，当 增大时，F1、F2均变小，而且在 90时，F1有最小值，等于 G，所以 B、D项正确15、【答案】ACD【解析】设物体 A对球 B 的支持力为 F1，竖直墙对球 B
14、的弹力为 F2，F1与竖直方向的夹角 因物体 A右移而减小对球 B受力分析如图所示，由平衡条件得：F1cosmBg，F1sinF2，解得 F1，F2mBgtan，减小，F1减小，F2减小，选项 A 对，B错；对A、B整体受力分析可知，竖直方向，地面对整体的支持力 FN(mAmB)g，与 无关，即A 对地面的压力不变，选项 D对；水平方向，地面对 A的摩擦力 FfF2，因 F2减小，故 Ff减小，选项 C 对16、【答案】OA绳中拉力逐渐减小，OB绳中拉力先减小后增大【解析】如图所示，在支架上选取三个点 B1、B2、B3，当悬点 B分别移动到 B1、B2、B3各点时，AO、BO中的拉力分别为 FTA1、FTA2、FTA3和 FTB1、FTB2、FTB3，从图中可以直观地看出，FTA逐渐变小，且方向不变；而 FTB 先变小后变大，且方向不断改变；当FTB与 FTA垂直时，FTB最小，然后 FTB又逐渐增大