高考物理最新模拟题精练专题210 动态平衡问题提高篇解析版.docx

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高考物理最新模拟题精练专题210动态平衡问题提高篇解析版

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练

第二部分相互作用

专题2.10．动态平衡问题（提高篇）

一．选择题

1.（2020陕西咸阳一模）如图所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O．人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态．若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是（　　）

A. OA绳中的拉力先减小后增大

B．OB绳中的拉力不变

C．人对地面的压力逐渐减小

D．地面给人的摩擦力逐渐增大

【参考答案】D

【名师解析】将重物的重力进行分解，当人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，

则OA与竖直方向夹角变大，

OA的拉力由图中1位置变到2位置，可见OA绳子拉力变大，OB绳拉力逐渐变大；

OA拉力变大，则绳子拉力水平方向分力变大，根据平衡条件知地面给人的摩擦力逐渐增大；

人对地面的压力始终等于人的重力，保持不变；

【关键点拨】。

将重力进行分解，判断OB拉力的变化，根据平衡条件判断摩擦力的变化．

本题考查了动态平衡问题，用图解法比较直观，还可以用函数法．

2.（2020高考模拟示范卷5）如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在M点，N为O点正下方一点，ON间的距离等于橡皮筋原长，在N点固定一铁钉，铁钉位于橡皮筋右侧。

现对小球施加拉力F，使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N运动，P为圆弧上的点，角PNM为60°。

橡皮筋始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，则

A.在P点橡皮筋弹力大小为

B.在P点时拉力F大小为

C.小球在M向N运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直

D.小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小

【参考答案】AC

【名师解析】设圆的半径为R，则，ON为橡皮筋的原长，设劲度系数为k，开始时小球二力平衡有；当小球到达P点时，由几何知识可得，则橡皮筋的弹力为，联立解得，故A正确。

B、小球缓慢移动，即运动到任意位置均平衡，小球所受三个力平衡满足相似三角形，即，，因，可得,故B错误。

C、同理在缓慢运动过程中由相似三角形原理可知，则拉力F始终垂直于橡皮筋的弹力，C正确。

D、在两相似三角形中，代表F大小的边MP的长度一直增大，故F一直增大，故D错误。

则选AC。

3.（2019湖南雅礼中学月考）如图所示，在竖直平面内，一根不可伸长的轻质软绳两端打结系于“V”形杆上的A、B两点，已知OM边竖直，且AO=OB，细绳绕过光滑的滑轮，重物悬挂于滑轮下处于静止状态。

若在纸面内绕端点0按顺时针方向缓慢转动“V”形杆，直到ON边竖直，绳子的张力为FT、A点处绳子与杆之间摩擦力大小为F，则

A.张力FT一直增大

B.张力FT先增大后减小

C.摩擦力F一直增大

D.摩擦力F先增大后减小

【参考答案】B

【名师解析】设滑轮两侧轻质软绳与竖直方向的夹角为α，受力如图甲所示。

在纸面内绕端点O按顺时针方向缓慢转动“V”型杆，直到ON边竖直，AB的长度不变，AB在水平方向的投影先变长后变短，绳子与竖直方向的夹角α先变大后变小，所以张力FT=mg/2cosα先增大后减小，选项A错误B正确；以A点为研究对象，受力分析如图乙所示，A点处绳子与杆之间摩擦力大小为F，根据平衡条件可知，

在纸面内绕端点O按顺时针方向缓慢转动“V”型杆，绳子与竖直方向的夹角α先变大后变小，OA杆与竖直方向的夹角β一直增大，当绳子与竖直方向的夹角α变大时，摩擦力减小；当绳子与竖直方向的夹角α变小时，但（α+β）还是在增大，所以摩擦力还是在减小，选项CD错误。

4．（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。

【解题思路】在木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度，分析物块受力，物块所受支持力变小，选项A错误；分析物块受力，物块受到竖直向下的重力、水平向右的恒力F、木板对物块的作用力（支持力和摩擦力的合力），由于物块重力不变，水平向右的恒力F不变，所以物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变，选项B正确；物块所受摩擦力可能变小，选项C正确D错误。

5.（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。

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

【名师解析】以滑轮B为研究对象，其受到竖直向下的拉力（大小等于悬吊物块的重力），AB、和BC的拉力，由于ABC为一根轻绳，则绳中拉力大小处处相等，A错误；由力的平衡条件可知、的合力大小等于悬吊物块的重力，若将轻杆沿顺时针方向转过一个小角度，则减小，轻绳的拉力、均减小，B错误；若将轻杆沿逆时针方向转过一个小角度，则减小，轻绳的拉力、均减小，C错误、D正确。

6．（2019西安名校联考）半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN。

在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止,这个装置的截面图如图所示。

现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,发现P始终保持静止。

则在此过程中（  ）

A.MN对Q的弹力逐渐减小

B.P对Q的弹力逐渐增大

C.地面对P的摩擦力逐渐增大

D.Q所受的合力逐渐增大

【参考答案】：

BC

【名师解析】、对圆柱体Q受力分析,受到重力、杆MN的支持力和半球P对Q的支持力,如图

重力的大小和方向都不变,杆MN的支持力方向不变、大小变,半球P对Q的支持力方向和大小都变,然后根据平衡条件,

得到N1=mgtanθ,,

由于θ不断增大,故N1不断增大,N2也不断增大;故A错误,B正确;对PQ整体受力分析,受到总重力、MN杆的支持力N1,地面的支持力N3,地面的静摩擦力f,如图

根据共点力平衡条件,有f=N1=mgtanθ由于θ不断增大,故f不断增大,故C正确;物体Q一直保持静止,故D错误;

【关键点拨】考察学生利用力的合成,力的平行四边形法则解决动态平衡问题,这类题目关键在于找到哪些力是不变的.

7．（2016·山西太原高三期中）如图所示，置于固定斜面上的物体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】BC

【名师解析】

物体受重力、支持力、摩擦力及拉力的作用而处于静止状态，故合力为零；将重力和拉力都分解到沿斜面和垂直于斜面的方向；在垂直于斜面方向，重力的分力、支持力及拉力的分力平衡，因拉力的分力先增大后减小，故弹力可能先减小后增大，A项错误，B项正确；在沿斜面方向上，重力向下的分力、拉力的分力及摩擦力的合力为零。

因拉力的分力先向下减小，后向上增大，故摩擦力可能先减小，后向下增大，也可能一直减小，C项正确，D项错误。

8．（2018全国联考）如图所示，轻杆OP可绕O轴在竖直平面内自由转动，P端挂一重物，另用一轻绳通过滑轮A系在P端。

在拉力F作用下当OP和竖直方向间的夹角α缓慢减小时，则

A．拉力F的大小逐渐增大

B．OP杆的弹力N的大小保持不变

C．OP杆的弹力N做正功

D．拉力F做的功大于重力G做的功

【参考答案】．B

【名师解析】以P点为研究对象，受到重物的拉力G、轻绳的拉力F和OP杆的弹力N三个力作用，由于平衡，三力构成如图所示的力三角形。

上述力的三角形与几何三角形△AOP相似，则，当α缓慢减小时，AO、OP保持不变，AP逐渐减小，可知绳中拉力F逐渐减小，OP杆的弹力N大小保持不变，选项A错误、选项B正确；运动过程中弹力N与速度方向垂直，所以弹力N不做功，选项C错误；由动能定理知拉力F做的功等于重力G做的功，选项D错误。

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（　　）

A．A和B均受三个力作用而平衡

B．B对桌面的压力保持不变

C．A对B的压力越来越小

D．外力F的大小恒定不变

【参考答案】.BD

【名师解析】：

A受到重力、挡板的弹力和B的支持力三个力，B受到重力、A的压力、地面的支持力和外力F四个力。

故A错误；当B向左移动时，B对A的支持力和挡板对A的支持力方向均不变，根据平衡条件得，这两个力大小保持不变，则A对B的压力也保持不变。

对整体分析受力如图所示，由平衡条件得，F＝N1，挡板对A的支持力N1不变，则外力F不变。

桌面对整体的支持力N＝G总，保持不变。

则B对桌面的压力不变，故选项C错误，B、D均正确。

10．如图所示．在倾角为θ的光滑斜面和档板之间放一个光滑均匀球体，档板与斜面夹角为α.初始时α＋θ＜90°.在档板绕顶端逆时针缓慢旋转至水平位置的过程，下列说法正确的是（　　）

A．斜面对球的支持力变大

B．档板对球的弹力变大

C．斜面对球的支持力变小

D．档板对球的弹力先变小后变大

【参考答案】CD

【名师解析】

小球受到自身重力，斜面支持力和挡板弹力三力平衡，其中重力大小方向不变，斜面弹力垂直斜面向上方向不变，二者的合力与挡板弹力等大反向，挡板弹力垂直挡板，方向从斜向下逐渐变为水平向右最后变为斜向上，如下图所示．

挡板弹力变化时，重力和斜面支持力从斜向上逐渐变为斜向下，观察上面的示意图可见，斜面对球的支持力逐渐变小，挡板对球的弹力先减小后增大，选项CD正确，AB错误；故选CD．

【点睛】

本题是较为复杂的动态变化分析问题，采用的是图解法直观反映出力的变化情况．也可以采用函数法，列出函数关系讨论.

11.如图所示，相隔一定距离的两个相同的圆柱体A、B固定在等高的水平线上，一细绳套在两圆柱体上，细绳下端悬挂一重物。

绳和圆柱体之间无摩擦，当重物一定时，绳越长（　　）

A.绳对圆柱体A的作用力越小，作用力与竖直方向的夹角越小

B.绳对圆柱体A的作用力越小，作用力与竖直方向的夹角越大

C.绳对圆柱体A的作用力越大，作用力与竖直方向的夹角越小

D.绳对圆柱体A的作用力越大，作用力与竖直方向的夹角越大

【参考答案】A

【名师解析】

　题中装置关于AB连线的中垂线对称，因此，三段绳中的张力相等。

对物体，两段绳的张力的合力等于物体的重力，若绳越长，则两段绳间的夹角越小，则张力越小。

对A圆柱体，两段绳的张力的合力即对圆柱体的作用力，绳越长，两绳间的夹角越大，则合力越小，合力方向与竖直方向的夹角越小，选项A正确。

12.如图所示，将球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向缓慢向上偏移的过程中，细绳上的拉力将（　　）

A.逐渐增大　　B.逐渐减小

C.先增大后减小　　D.先减小后增大

【参考答案】D

【名师解析】

　作出球的受力图如图所示。

由图可知，当细绳由水