動(dòng)態(tài)平衡(原卷版)-2024高考物理疑難題分析與針對(duì)性訓(xùn)練

2024高考物理疑難題分析與針對(duì)性訓(xùn)練動(dòng)態(tài)平衡高考原題(2024高考新課程卷第24題)將重物從高層樓房的窗外運(yùn)到地面時(shí)，為安全起見(jiàn)，要求下降過(guò)程中重物與樓墻保持一定的距離。如圖，一種簡(jiǎn)單的操作方法是一人在高處控制一端系在重物上的繩子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的繩子Q，二人配合可使重物緩慢豎直下降。若重物的質(zhì)量m=42kg，重力加速度大小g=10m/s2，當(dāng)P繩與豎直方向的夾角α=370時(shí)，Q繩與豎直方向的夾角β=530，（sin370=0.6）（1）求此時(shí)P、Q繩中拉力的大??；（2）若開(kāi)始豎直下降時(shí)重物距地面的高度h10m，求在重物下降到地面的過(guò)程中，兩根繩子拉力對(duì)重物做的總功。

針對(duì)性訓(xùn)練1.一般教室門(mén)上都安裝一種暗鎖，這種暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C(勁度系數(shù)為k)、鎖舌D(傾角θ＝45°)、鎖槽E以及連桿、鎖頭等部件組成，如圖甲所示．設(shè)鎖舌D的側(cè)面與外殼A和鎖槽E之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，最大靜摩擦力Ffm由Ffm＝μFN(FN為正壓力)求得．有一次放學(xué)后，當(dāng)某同學(xué)準(zhǔn)備關(guān)門(mén)時(shí)，無(wú)論用多大的力，也不能將門(mén)關(guān)上(這種現(xiàn)象稱為自鎖)，此刻暗鎖所處的狀態(tài)的俯視圖如圖乙所示，P為鎖舌D與鎖槽E之間的接觸點(diǎn)，彈簧由于被壓縮而縮短了x.(1)試問(wèn)，自鎖狀態(tài)時(shí)D的下表面所受摩擦力的方向；(2)求此時(shí)(自鎖時(shí))鎖舌D與鎖槽E之間的正壓力的大?。?3)無(wú)論用多大的力拉門(mén)，暗鎖仍然能夠保持自鎖狀態(tài)，則μ至少要多大？2..《大國(guó)工匠》節(jié)目中講述了王進(jìn)利用“秋千法”在1000kV的高壓線上帶電作業(yè)的過(guò)程，如圖所示，絕緣輕繩OD一端固定在高壓線桿塔上的O點(diǎn)，另一端固定在兜籃上。另一絕緣輕繩跨過(guò)固定在桿塔上C點(diǎn)的定滑輪，一端連接兜籃，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王進(jìn)坐在兜籃里，緩慢地從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到處于O點(diǎn)正下方E點(diǎn)的電纜處。繩OD一直處于伸直狀態(tài)，兜籃、王進(jìn)及攜帶的設(shè)備總質(zhì)量為m，不計(jì)一切阻力，重力加速度大小為g。關(guān)于

（1）分析王進(jìn)從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程中，工人對(duì)繩的拉力和繩OD的拉力的變化情況；（2）.當(dāng)繩CD與豎直方向的夾角為30°時(shí)，計(jì)算出工人對(duì)繩的拉力。（2024湖南省華南師范大學(xué)附中質(zhì)檢）如圖所示，豎直平面內(nèi)有一圓環(huán)，圓心為O，半徑為R，PQ為水平直徑，MN為傾斜直徑，PQ與MN間的夾角為θ，一條不可伸長(zhǎng)的輕繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩端分別固定在圓環(huán)的M、N兩點(diǎn)，輕質(zhì)滑輪連接一個(gè)質(zhì)量為m的重物，放置在輕繩上，不計(jì)滑輪與輕繩間的摩擦，重力加速度為g?，F(xiàn)將圓環(huán)從圖示位置繞圓心O順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)2θ角，下列說(shuō)法正確的是（）A.直徑MN水平時(shí)，輕繩的張力大小為B.圓環(huán)從圖示位置順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)2θ的過(guò)程中，輕繩的張角先減小再增大C.圓環(huán)從圖示位置順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)2θ的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能先增大后減小D.圓環(huán)從圖示位置順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)2θ的過(guò)程中，輕繩的張力逐漸減小3（2023河北全過(guò)程評(píng)價(jià)卷1）豎直平面內(nèi)有輕繩1、2、３連接如圖。繩１水平，繩２與水平方向成60°角，繩3的下端連接一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒1，在結(jié)點(diǎn)O正下方2d距離處固定一導(dǎo)體棒2.，兩導(dǎo)體棒均垂直于紙面放置?，F(xiàn)將導(dǎo)體棒1中通入向里的電流I0,，導(dǎo)體棒2中通入向外且緩慢增大的電流I。當(dāng)I增大到某個(gè)值時(shí)，給導(dǎo)體棒1向右的輕微擾動(dòng)，可觀察到它緩慢上升到繩1所處的水平線上。繩3的長(zhǎng)度為d，兩導(dǎo)體棒長(zhǎng)度均為l，重力加速度為g。導(dǎo)體棒2以外距離為x處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=kI/x.。下列說(shuō)法正確的是A.應(yīng)在I=時(shí)給導(dǎo)體棒1以輕微擾動(dòng)B.繩1中拉力的最大值為C.繩2中拉力的最小值為D.導(dǎo)體棒2中電流的最大值為I=4（2024山東泰安測(cè)試）將兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b用細(xì)線相連后，再用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，如圖所示。用力F拉小球b，使兩個(gè)小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，且細(xì)線Oa與豎直方向的夾角保持，求：(1)F的最小值以及方向。(2)在(1)問(wèn)中，a、b間的細(xì)線與水平方向的夾角。5．一般教室門(mén)上都安裝一種暗鎖，這種暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C(勁度系數(shù)為k)、鎖舌D(傾斜角θ＝45°)、鎖槽E以及連桿、鎖頭等部件組成，如圖甲所示．設(shè)鎖舌D的側(cè)面與外殼A和鎖槽E之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，最大靜摩擦力Ffm由Ffm＝μFN(FN為正壓力)求得．有一次放學(xué)后，當(dāng)某同學(xué)準(zhǔn)備關(guān)門(mén)時(shí)，無(wú)論用多大的力，也不能將門(mén)關(guān)上(這種現(xiàn)象稱為自鎖)，此刻暗鎖所處的狀態(tài)的俯視圖如圖乙所示，P為鎖舌D與鎖槽E之間的接觸點(diǎn)，彈簧由于被壓縮而縮短了x.(1)求自鎖狀態(tài)時(shí)D的下表面所受摩擦力的方向．(2)求此時(shí)(自鎖時(shí))鎖舌D與鎖槽E之間的正壓力的大?。?3)無(wú)論用多大的力拉門(mén)，暗鎖仍然能夠保持自鎖狀態(tài)，則μ至少要多大？6.質(zhì)量為M的木楔傾角為θ(θ<45°)，在水平面上保持靜止，當(dāng)將一質(zhì)量為m的木塊放在木楔斜面上時(shí)，它正好勻速下滑。當(dāng)用與木楔斜面成α角的力F拉木塊，木塊勻速上升，如圖所示(已知木楔在整個(gè)過(guò)程中始終靜止)。(1)當(dāng)α＝θ時(shí)，拉力F有最小值，求此最小值；(2)求在(1)的情況下木楔對(duì)水平面的摩擦力是多少？7.（2024山東名校質(zhì)檢期末）如圖所示，質(zhì)量M=2kg的木塊P套在水平桿上，并用輕繩將木塊與質(zhì)量m=1kg的小球Q相連。今用與水平方向成α=60°角的恒力F=N，拉著小球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中P、Q相對(duì)位置保持不變，g取10m/s