高頻考點解密物理-力與物體的平衡考點動態(tài)平衡

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精1．動態(tài)平衡問題的定義平衡問題中的一部分力是變力，是動態(tài)力,力的大小、方向會發(fā)生變化。2．動態(tài)平衡問題的解題方法（1）解析法：列平衡方程求出未知量與已知量的關(guān)系表達(dá)式，根據(jù)已知量的變化情況，由數(shù)學(xué)知識來確定未知量的變化情況。（2）圖解法：根據(jù)已知量的變化情況，由平行四邊形定則或三角形定則作出變化的圖示，由幾何關(guān)系確定未知量大小、方向的變化。（2016·新課標(biāo)全國Ⅰ卷)如圖，一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO'懸掛于O點;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【參考答案】BD【試題解析】物塊b始終保持靜止，物塊a也始終保持靜止，滑輪兩側(cè)繩子的夾角不變，連接物塊a和b的繩的張力等于物塊a的重力，所以連接物塊a和b的繩的張力保持不變,繩OO’的張力也不變，AC錯誤；對物塊b進(jìn)行受力分析如圖所示,若F方向不變,大小在一定范圍內(nèi)變化,重力mg和繩子的拉力FT保持不變，所以物塊b所受到的支持力在一定范圍內(nèi)變化，物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化，BD正確.【方法技巧】動態(tài)平衡問題的解題思路是“化動為靜，靜中求動”——先假設(shè)變化的力不變化，由解析法或圖解法進(jìn)行受力分析，再根據(jù)函數(shù)關(guān)系或幾何關(guān)系求解力發(fā)生變化時導(dǎo)致的各物理量的變化情況。1．如圖所示，高空作業(yè)的工人被一根繩索懸在空中，已知工人及其身上裝備的總質(zhì)量為m，繩索與豎直墻壁的夾角為α，懸繩上的張力大小為F1，墻壁與工人之間的彈力大小為F2，重力加速度為g,不計人與墻壁之間的摩擦，則A．F1=B．F2=C．若緩慢增大懸繩的長度,F1與F2都減小D．若緩慢增大懸繩的長度，F(xiàn)1減小,F2增大2．如圖所示為建筑工地一個小型起重機起吊重物的示意圖。一根輕繩跨過光滑的動滑輪，輕繩的一端系在位置A處，動滑輪的下端掛上重物，輕繩的另一端掛在起重機的吊鉤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豎直向上緩慢的移動到位置B，然后再讓吊鉤從位置B水平向右緩慢地移動到D,最后把重物卸載某一個位置。則關(guān)于輕繩上的拉力大小變化情況，下列說法中正確的是A．吊鉤從C向B移動過程中，輕繩上的拉力不變B．吊鉤從C向B移動過程中，輕繩上的拉力變大C．吊鉤從B向D移動過程中,輕繩上的拉力不變D．吊鉤從B向D移動過程中，輕繩上的拉力變大3．如圖所示，一根不可伸長的細(xì)繩兩端分別連接在固定框架上的A、B兩點，細(xì)繩繞過光滑的輕小滑輪，重物懸掛于滑輪下,處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知A點所在框架豎直，若緩慢移動細(xì)繩的端點，則繩中拉力大小的變化情況是A．只將繩的左端移向A’點，拉力變小B．只將繩的左端移向A'點，拉力不變C．只將繩的右端移向B’點,拉力變大D．只將繩的右端移向B’點,拉力不變4．如圖所示,固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點有一個光滑的小孔.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。現(xiàn)拉動細(xì)線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移。在移動過程中手對線的拉力F和圓環(huán)對小球的彈力N的大小變化情況是A．F不變,N增大B．F減小，N不變C．F不變，N減小D．F增大，N減小5．如圖所示,半圓柱體P放在粗糙水平地面上，其右端有一豎直擋板MN。在半圓柱體P和MN之間放一光滑小圓柱體Q，整個裝置處于平衡狀態(tài).現(xiàn)使MN保持豎直并緩慢地向右平移,在Q滑落到地面之前，P始終保持靜止。則對此過程，下列說法中正確的是A．MN對Q的彈力逐漸減小B．P對Q的彈力逐漸增大C．地面對P的摩擦力逐漸增大D．Q所受的合力逐漸增大6．如圖所示,上表面光滑的半圓柱體放在水平面上,小物塊在外力F作用下，從靠近半圓柱體頂點O的A點沿圓弧緩慢下滑到B點,此過程中F始終沿圓弧的切線方向且半圓柱體保持靜止?fàn)顟B(tài)。則下列說法中正確的是A．半圓柱體對小物塊的支持力變大B．外力F先變小后變大C．地面對半圓柱體的摩擦力先變大后變小D．地面對半圓柱體的支持力變大1．C【解析】工人受到重力mg、繩的拉力F1和墻壁的彈力F2作用而處于平衡狀態(tài)，根據(jù)共點力平衡條件有F1=,F2=mgtanα,AB錯誤；若緩慢增大懸繩的長度,α減小，故F1減小,F2減小，C正確，D錯誤。2．AD【解析】設(shè)兩繩間的夾角為2θ，吊鉤到A點的水平距離為d，繩長為L，則由幾何關(guān)系有sinθ=,繩上的拉力T滿足2Tcosθ=mg,可得T=.吊鉤從C向B移動過程中,d不變,θ不變,則T不變，A正確，B錯誤；吊鉤從B向D移動過程中，d變大，θ變大，則T變大，C錯誤,D正確。3．BC【解析】設(shè)滑輪兩側(cè)繩子與豎直方向的夾角為α，繩子的長度為L，B點到豎直框架的距離為x，根據(jù)幾何知識有sinα=，以滑輪為研究對象,設(shè)繩子拉力大小為F，根據(jù)平衡條件有2Fcosα=mg,可得F=，當(dāng)只將繩的左端移向A’點，x不變,則α不變，F(xiàn)不變，A錯誤，B正確；當(dāng)只將繩的右端移向B'點，x變大,則α變大，F(xiàn)變大，C正確，D錯誤。4．B【解析】小球沿圓環(huán)緩慢上移，可視為始終處于平衡狀態(tài)，對小球受力分析，受重力G、F、N三個力作用,滿足受力平衡，力矢量三角形與△OAB相似，由正弦定理有==，當(dāng)A點上移時，AB減小,R不變，故F減小，N不變，選B。5．BC【解析】對Q受力分析，受到重力G1、擋板MN的支持力N1和P對Q的支持力N2作用而平衡，所受合力為零，D錯誤；設(shè)P、Q圓心連線與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)平衡條件有N1=N2sinθ，N2cosθ=mg，可得N1=mgtanθ，N2=,擋板MN右移時，θ增大，故N1增大，N2增大，A錯誤，B正確;對P、Q整體受力分析，受到重力、MN的支持力N1、地面的支持力N3和靜摩擦力f作用,根據(jù)平衡條件有f=N1=mgtanθ,由于擋板MN右移時，N1增大，故f增大，C正確。6．C【解析】對小物塊受力分析，受重力mg、支持力N和拉力F作用,根據(jù)共點力平衡條件有N=mgcosθ，F(xiàn)=mgsinθ，由于θ越來越大,故N變小，F(xiàn)變大