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1、专题2.3 动态平衡问题一选择题1（2018江西南昌三模）如图所示，倾斜的木板上有一静止的物块，水平向右的恒力F作用在该物块上，在保证物块不相对于木板滑动的情况下，现以过木板下端点O的水平轴为转轴，使木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度。在此过程中下面说法正确的是A物块所受支持力一定变大B物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变C物块所受摩擦力可能变小D物块所受摩擦力一定变大【参考答案】BC【命题意图】本题考查受力分析、平衡条件及其相关的知识点。2.（2018全国联考）如图所示，在竖直的墙面上用铰链固定一可绕O点自由转动的轻杆，一定长度的轻绳系在轻杆的A、C两点，动滑轮跨过轻绳悬吊一定质量的物块
2、。开始时轻杆位于水平方向，轻绳对A、C两点的拉力大小分别用、表示。则下列说法正确的是A当轻杆处于水平方向时B若将轻杆沿顺时针方向转过一个小角度，则增大、增大C若将轻杆沿逆时针方向转过一个小角度，则增大、增大D无论将轻杆怎样转动，则、均减小【参考答案】D 3（宁夏银川一中2018届高三第四次模拟考试理综物理试卷）如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平。现使木板p绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置的情况相比A. B对A的作用力不变 B. A对B的压力增大C. 木板对B的支持力增大 D. 木板对B
3、的摩擦力不变【参考答案】 A【名师解析】当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1，以AB整体为研究对象，分析受力情况如图2：受总重力GAB、板的支持力N2和摩擦力f2，由平衡条件分析可知： ； 由于 逐渐增大，所以N2减小，f2增大，故CD错误 ，选项A正确。4（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
4、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（ ）A. 若保持不变，增大长度，细绳部分拉力变大B. 若保持，增大长度，细绳对滑轮的力始终沿方向C. 若保持等于，增大长度，细绳对滑轮的力始终沿方向D. 若从逐渐变为零，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；细绳对滑轮的作用力与ad绳和bd绳拉力的合力是等大反向的关系.5（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
5、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，此时整个系统保持静止Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则（）A. FN变小B. FN变大C. Ff不变D. Ff变小【参考答案】 BC【名师解析】设两个杆夹角为，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：BC6（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
6、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（ ）A. 甲手中绳子上的拉力不断破小B. 楼顶对甲的支持力不断增大C. 楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力D. 乙手中绍子上的拉力不斯增大【参考答案】 CD绳子与滑轮夹角为，则有，当角减小，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；故选CD。7. （2018金考卷）如图所示
7、，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，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 A绳与竖直方向的夹角为时，F=mgcosB小球沿光滑圆环上升过程中，轻绳拉力逐渐增大C小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力逐渐增大D小球沿光滑圆环上升过程中，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=2mgcos，选项A错误；小
8、球沿光滑圆环上升过程中，绳与竖直方向的夹角变大，轻绳拉力F=2mgcos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。8 (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与地面夹角不变)，OC绳所受拉力的大小变化情况是()A逐渐减小B逐渐增大C先减小后增大 D先增大后减小【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
9、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G大小相等，方向相反，则在OC上移的过程中，平行四边形的对角线保持不变，平行四边形发生图中所示变化，则由图可知OC的拉力先减小后增大，图中D点时力最小；故选C。9 (2018洛阳联考)如图所示，桌面上固定一个光滑竖直挡板，现将一个长方形物块A与截面为三角形的垫块B叠放在一起，用水平外力F缓缓向左推动B，使A缓慢升高，设各接触面均光滑，则该过程中()AA和B均受三个力作用而平衡BB对桌面的压力保持不变CA对B的压力越来越小D外力F的大小恒定不变【参考答案】BD10. (
10、2018开封联考)如图所示，质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，当小球B平衡时，绳子所受的拉力为T1，弹簧的弹力为F1；现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2k1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为T2，弹簧的弹力为F2，则下列关于T1与T2、F1与F2大小之间的关系正确的是()AT1T2 B.T1T2CF1F2 DF1F2【参考答案】BC11.(2017山东师大附中一模)如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2L，现在C点上悬挂
11、一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为()Amg B.mg C.mg D.mg【参考答案】C【名师解析】由题图可知，要使CD水平，各绳均应绷紧，则AC与水平方向的夹角为60；结点C受力平衡，受力分析如图所示，则CD绳的拉力FTmgtan 30mg；D点受绳子拉力大小等于FT，方向向左；要使CD水平，D点两绳的拉力与外界的力的合力为零，则绳子对D点的拉力可分解为沿BD绳的F1，及另一分力F2，由几何关系可知，当力F2与BD垂直时，F2最小，而F2的大小即为拉力的大小；故最小力FFTsin 60mg。故选C。12(2016山西太原高三期中)如图所示，置于固定斜面上的物体
12、A受到平行于斜面向下的力作用保持静止。若力F大小不变，将力F在竖直平面内由沿斜面向下缓慢的转到沿斜面向上(转动范围如图中虚线所示)。在F转动过程中，物体始终保持静止。在此过程中物体与斜面间的()A弹力可能先增大后减小B弹力一定先减小后增大C摩擦力可能先减小后增大D摩擦力一定一直减小【参考答案】BC13(2016贵州航天高中高三一模)如图所示，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与竖直墙之间放一光滑圆球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对墙的压力增大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
13、减小【参考答案】C14(2015宿迁市三校检测，2)如图，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B点，此时OB与OA之间的夹角90，现使BCA缓缓变小，直到BCA=30.在此过程中，杆BC所受的力（不计一切阻力）（ ）A. 逐渐增大B. 先减小后增大C. 大小不变D. 先增大后减小【参考答案】C【名师解析】以结点B为研究对象，分析受力，作出力的合成如图所示。【点睛】本题运用三角相似法研究动态平衡问题，直观形象，也可以运用函数法分析研究二计算题1. 质量为M的木楔倾角为 ( 45)，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑。当用与木楔斜面成角的力F拉木块，木块匀速上升，如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止)。(1)当时，拉力F有最小值，求此最小值；(2)求在(1)的情况下木楔对水平面的摩擦力是多少？ (2)因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即FfFcos()当F取最小值mgsin 2时：FfFmincos 2mgsin 2cos 2mgsin 4。