高三物理一輪復(fù)習(xí)之 動(dòng)態(tài)平衡問題

1、高三物理一輪復(fù)習(xí)之動(dòng)態(tài)平衡問題命題者說共點(diǎn)力的動(dòng)態(tài)平衡問題是高考的熱點(diǎn)，主要考查平衡條件的應(yīng)用；復(fù)習(xí)本課時(shí)時(shí)，要注意理解并掌握分析動(dòng)態(tài)平衡問題的幾種常用方法。解決此類問題的基本思路是化“動(dòng)”為“靜”，“靜”中求“動(dòng)”，具體有以下三種方法：解析法、圖解法和相似三角形法。方法一：解析法對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，先畫出受力示意圖，再根據(jù)物體的平衡條件列式求解，得到因變量與自變量的一般函數(shù)表達(dá)式，最后根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化。 典例如圖所示，與水平方向成角的推力F作用在物塊上，隨著逐漸減小直到水平的過程中，物塊始終沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。關(guān)于物塊受到的外力，下列判斷正確的是( )A推力F先增大后

2、減小B推力F一直減小C物塊受到的摩擦力先減小后增大D物塊受到的摩擦力一直不變 集訓(xùn)沖關(guān)1.如圖所示，A、B為同一水平線上的兩個(gè)繞繩裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)A、B改變繩的長(zhǎng)度，使光滑掛鉤下的重物C緩慢豎直下降。關(guān)于此過程中繩上拉力大小的變化，下列說法中正確的是( )A不變B逐漸減小C逐漸增大 D可能不變，也可能增大2.(2017·新鄉(xiāng)模擬)如圖所示為建筑工地一個(gè)小型起重機(jī)起吊重物的示意圖。一根輕繩跨過光滑的動(dòng)滑輪，輕繩的一端系在位置A處，動(dòng)滑輪的下端掛上重物，輕繩的另一端掛在起重機(jī)的吊鉤C處，起吊重物前，重物處于靜止?fàn)顟B(tài)。起吊重物過程是這樣的：先讓吊鉤從位置C豎直向上緩慢地移動(dòng)到位置B，然后再讓吊鉤

3、從位置B水平向右緩慢地移動(dòng)到D，最后把重物卸在某一個(gè)位置。則關(guān)于輕繩上的拉力大小變化情況，下列說法正確的是( )A吊鉤從C向B移動(dòng)過程中，輕繩上的拉力不變B吊鉤從B向D移動(dòng)過程中，輕繩上的拉力變小C吊鉤從C向B移動(dòng)過程中，輕繩上的拉力變大D吊鉤從B向D移動(dòng)過程中，輕繩上的拉力不變3.(2017·寶雞質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量為M的木塊A套在粗糙水平桿上，并用輕繩將木塊A與質(zhì)量為m的小球B相連?，F(xiàn)用水平力F將小球B緩慢拉起，在此過程中木塊A始終靜止不動(dòng)。假設(shè)桿對(duì)A的支持力為FN，桿對(duì)A的摩擦力為Ff，繩中張力為FT，則此過程中( )AF增大 BFf不變CFT減小 DFN減小方法二：圖解法此法

4、常用于求解三力平衡且有一個(gè)力是恒力、另有一個(gè)力方向不變的問題。一般按照以下流程解題。典例如圖所示，小球用細(xì)繩系住放在傾角為的光滑斜面上，當(dāng)細(xì)繩由水平方向逐漸向上偏移時(shí)，細(xì)繩上的拉力將( )A逐漸增大B逐漸減小C先增大后減小D先減小后增大集訓(xùn)沖關(guān)1.如圖所示，用OA、OB兩根輕繩將物體懸于兩豎直墻之間，開始時(shí)OB繩水平?，F(xiàn)保持O點(diǎn)位置不變，改變OB繩長(zhǎng)使繩末端由B點(diǎn)緩慢上移至B點(diǎn)，此時(shí)OB與OA之間的夾角<90°。設(shè)此過程中OA、OB的拉力分別為FOA、FOB，下列說法正確的是( )AFOA逐漸增大 BFOA逐漸減小CFOB逐漸增大 DFOB逐漸減小2(2017·益陽模

5、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與豎直墻面間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)對(duì)B施加一豎直向下的力F，F(xiàn)的作用線通過球心，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的摩擦力為F3。若F緩慢增大而整個(gè)裝置仍保持靜止，截面如圖所示，在此過程中( )AF1保持不變，F(xiàn)3緩慢增大BF1緩慢增大，F(xiàn)3保持不變CF2緩慢增大，F(xiàn)3緩慢增大DF2緩慢增大，F(xiàn)3保持不變3.(多選)(2017·濮陽模擬)如圖所示，一輛小車靜止在水平地面上，車內(nèi)固定著一個(gè)傾角為60°的光滑斜面OA，光滑擋板OB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量為m的圓球放

6、在斜面與擋板之間，擋板與水平面的夾角60°，下列說法正確的是( )A若擋板從圖示位置順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)60°，則球?qū)π泵娴膲毫χ饾u增大B若擋板從圖示位置順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)60°，則球?qū)醢宓膲毫χ饾u減小C若保持擋板不動(dòng)，則球?qū)π泵娴膲毫Υ笮閙gD若保持擋板不動(dòng)，使小車水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則球?qū)醢宓膲毫赡転榱?方法三：相似三角形法在三力平衡問題中，如果有一個(gè)力是恒力，另外兩個(gè)力方向都變化，且題目給出了空間幾何關(guān)系，多數(shù)情況下力的矢量三角形與空間幾何三角形相似，可利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例進(jìn)行計(jì)算。典例(2017·商丘模擬)如圖所示，固定在豎直平

7、面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點(diǎn)有一個(gè)光滑的小孔。質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上。一根細(xì)線的下端系著小球，上端穿過小孔用手拉住?，F(xiàn)拉動(dòng)細(xì)線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移，在移動(dòng)過程中手對(duì)線的拉力F和軌道對(duì)小球的彈力FN的大小變化情況是( )AF不變，F(xiàn)N增大BF不變，F(xiàn)N減小CF減小，F(xiàn)N不變 DF增大，F(xiàn)N減小 集訓(xùn)沖關(guān)1.(多選)(2017·開封模擬)如圖所示，質(zhì)量均為m的小球A、B用勁度系數(shù)為k1的輕彈簧相連，B球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩懸于O點(diǎn)，A球固定在O點(diǎn)正下方，當(dāng)小球B平衡時(shí)，繩子所受的拉力為T1，彈簧的彈力為F1；現(xiàn)把A、B間的彈簧換成原長(zhǎng)相同但勁度系數(shù)為k2(k2>k1)的另一輕彈簧，在其他條

8、件不變的情況下仍使系統(tǒng)平衡，此時(shí)繩子所受的拉力為T2，彈簧的彈力為F2，則下列關(guān)于T1與T2、F1與F2大小之間的關(guān)系，正確的是( )AT1>T2 BT1T2CF1<F2 DF1F22.(2017·南昌模擬)如圖所示，質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿承受彈力的最大值一定，桿的A端用鉸鏈固定，光滑輕小滑輪在A點(diǎn)正上方，B端吊一重物G，現(xiàn)將繩的一端拴在桿的B端，用拉力F作用在繩的另一端將B端緩慢上拉，在AB桿達(dá)到豎直前(均未斷)，關(guān)于繩子的拉力F和桿受的彈力FN的變化，判斷正確的是( )AF變大 BF變小CFN變大 DFN變小一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示，一小球放置在木板與豎直墻面之間

9、。設(shè)球?qū)γ娴膲毫Υ笮镕N1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2。以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計(jì)摩擦，在此過程中( )AFN1始終減小，F(xiàn)N2始終增大BFN1始終減小，F(xiàn)N2始終減小CFN1先增大后減小，F(xiàn)N2始終減小DFN1先增大后減小，F(xiàn)N2先減小后增大2.有一個(gè)直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB豎直向下，表面光滑。AO上面套有小環(huán)P，OB上面套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸展的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡(如圖所示)?，F(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO

10、桿對(duì)P環(huán)的支持力FN和細(xì)繩上的拉力FT的變化情況是( )AFN不變，F(xiàn)T變大BFN不變，F(xiàn)T變小CFN變大，F(xiàn)T變大 DFN變大，F(xiàn)T變小3.(2014·山東高考)如圖，用兩根等長(zhǎng)輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn)，制成一簡(jiǎn)易秋千。某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長(zhǎng)且懸掛點(diǎn)不變。木板靜止時(shí)，F(xiàn)1表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小，則維修后()AF1不變，F(xiàn)2變大BF1不變，F(xiàn)2變小CF1變大，F(xiàn)2變大 DF1變小，F(xiàn)2變小4.半圓柱體P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的豎直擋板MN。在半圓柱體P和MN之間放有一個(gè)光滑均勻的小圓柱體Q，整個(gè)裝置

11、處于平衡狀態(tài)，如圖所示是這個(gè)裝置的截面圖。現(xiàn)使MN保持豎直并且緩慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止。則在此過程中，下列說法中正確的是( )AMN對(duì)Q的彈力逐漸減小B地面對(duì)P的摩擦力逐漸增大CP、Q間的彈力先減小后增大DQ所受的合力逐漸增大5.(2016·寧波模擬)固定在水平面上的光滑半球半徑為R，球心O的正上方C處固定一個(gè)光滑定滑輪(大小可忽略)，細(xì)線一端拴一小球(可視為質(zhì)點(diǎn))置于半球面上A點(diǎn)，另一端繞過定滑輪，如圖所示，現(xiàn)將小球緩慢地從A點(diǎn)拉向B點(diǎn)，則此過程中小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮N、細(xì)線的拉力大小FT的變化情況是( )AFN不變，F(xiàn)T不變 BFN不變，F(xiàn)T變大C

12、FN不變，F(xiàn)T變小 DFN變大，F(xiàn)T變小二、多項(xiàng)選擇題6.(2016·全國(guó)卷)如圖，一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO懸掛于O點(diǎn)；另一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若F方向不變，大小在一定范圍內(nèi)變化，物塊b仍始終保持靜止，則()A繩OO的張力也在一定范圍內(nèi)變化B物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化C連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化D物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化7.如圖所示，帶有光滑豎直桿的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球與套在豎直桿上的小滑塊用輕繩連接，開始時(shí)輕繩與斜面平行?，F(xiàn)給小滑塊施加一豎直向上的拉力，使小滑塊沿桿緩慢上升，整個(gè)過程中小球始終未脫離斜面，則有( )A輕繩對(duì)小球的拉力逐漸增大B小球?qū)π迸膲毫ο葴p小后增大C豎直桿對(duì)小滑塊的彈力先增大后減小D對(duì)小滑塊施加的豎直向上的拉力逐漸增大8.如圖所示，半徑相同、質(zhì)量相同且分布均勻的兩個(gè)圓柱體a、b靠在一起，表面光滑，重力均為G，其中b的下一半剛好固定在水平面MN的下方，上邊露出另一半，a靜止在平面上，現(xiàn)過a的軸心施以水平作用力F，可緩慢地將a拉離水平面MN一直滑到b的頂端，對(duì)該過程進(jìn)行分析，應(yīng)有( )A拉力F先增大后減小，最大值是GB