高中物理題型解題技巧之力學篇01 秒解動態(tài)平衡（原卷版）

學而優(yōu)教有方高中物理題型解題技巧之力學篇01秒解動態(tài)平衡一、必備知識與應用技巧1、“一恒一定向”“一恒一定向”即為物體所受的三力中有一個力恒定，一個力的方向恒定。如圖所示，OA、OB、OC為三根細繩，保持O點不動，B繩順時針旋轉(zhuǎn)，分析兩繩中的拉力變化情況？（1）常規(guī)解法—圖解法，對O點受力分析如圖1所示觀察圖形可知，B繩的拉力先減小后增大，A繩中的拉力一直減小。（2）方法升級理解（口決：不轉(zhuǎn)的力隨方向變化的兩力的夾角增大而增大，減小而減小，當方向變化的兩力垂直時轉(zhuǎn)動的力最小，往兩邊都增大）認真分析可知，隨著B繩順時針旋轉(zhuǎn)，兩繩的夾角減小，同時觀察A繩的力也在減小，而當B繩也A繩垂直時，B繩中的拉力最小，所以可以得到規(guī)律，A繩的拉力（即不轉(zhuǎn)的力）隨兩繩夾角的增大而增大（或夾角的減小而減小），B繩的拉力（轉(zhuǎn)動的力）在B繩也A繩垂直時最小，只要分析B繩轉(zhuǎn)動過程中會不會出現(xiàn)垂直即可判斷，用此方法則不用畫三角形而快速解決此類問題。例1.如圖所示，把一個光滑圓球放在兩塊擋板AB和AC之間，AB與AC之間的夾角為30°．現(xiàn)將AC板固定，而使AB板沿順時針方向緩慢轉(zhuǎn)動90°，則()A.球?qū)Π宓膲毫χ饾u減小 B.球?qū)Π宓膲毫ο葴p小后增大

C.球?qū)Π宓膲毫χ饾u增大 D.球?qū)Π宓膲毫ο葴p小后增大解析：畫出小球的受力如圖由題意可知TAB從水平方向轉(zhuǎn)到豎直方向，TAB與TAC夾角一直減小，則不轉(zhuǎn)的力TAC一直減小，TAB在轉(zhuǎn)動過程中一定經(jīng)歷與TAC垂直的位置，垂直時最小，則TAB先增大后減小，故選B。2、“兩變力恒定夾角”“兩變力恒定夾角”即為兩個變力的夾角恒定，如圖所示，三根細繩連接同一點O，且在C繩上吊一個重物，保持A、B繩夾角不變，A、B兩繩順時針轉(zhuǎn)動過程中，A、B繩上的拉力變化情況？（1）常規(guī)解法——“拉密定理”，如圖由“拉密定理”可知由于G，角不變，則不變，在轉(zhuǎn)動過程中角從，則減小，所以FA一直減小，同理可知，從鈍角變到，所以FB一直增大。（2）方法升級理解（口決：“對角垂直時拉力最大”）由正弦函數(shù)知，為最大，再由可知，對角垂直時力最大，即當時，最大，同理時，最大，因此處理此類問題時只要分析兩個變化的夾角的變化情況即可得出結(jié)論，可以快速的解決問題；例2.如圖所示，豎直面內(nèi)有一圓環(huán)，輕繩的一端O固定在此圓環(huán)的圓心，另一端A拴一球，輕繩的一端拴球，另一端固定在圓環(huán)上的B點。最初，兩繩均被拉直，夾角為且水平，現(xiàn)將圓環(huán)繞圓心O順時針緩慢轉(zhuǎn)過90°的過程中（夾角θ始終不變），以下說法正確的是()

A.上的張力逐漸增大 B.上的張力先增大后減小C.上的張力逐漸增大 D.上的張力先增大后減小解：受力分析如圖在轉(zhuǎn)動過程中從，由對角垂直時拉力最大可知，一直減小，同理從鈍角變成銳角，其間一直經(jīng)歷直角的狀態(tài)，由對角垂直時拉力最大可知，先增大后減小，故選B。3、“大Y模型”“大Y模型”即為晾衣服模型，如圖所示，一根細繩A、B兩端分別栓在兩根固定的桿上，兩桿間的距離為d，重物的重力為G（1）常規(guī)解法：對O點受力分析如圖所示由平衡可知即由幾何關系可知其中得根據(jù)題意逐步分析解答。（2）方法升級理解（口決：“近小遠大，縱不變”）分析總結(jié)規(guī)律eq\o\ac(○,1).縱移，即A點或B點上、下移動時，由于d不變，繩長不變，則不變，則繩中拉力不變；eq\o\ac(○,2).遠離，即兩桿距離增大，變大，繩中拉力變大，eq\o\ac(○,3).靠近，即兩桿距離增大，變小，繩中拉力變??；口決：對于和T的變化情況滿足：“近小遠大，縱不變”，其中“近”和“遠”指的是距離d，d小，小，繩中拉力??；d大，大，繩中拉力大，“縱”指的是A點或B點上、下移動，此時繩中拉力不變。例3.如圖所示，輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點，懸掛衣服的衣架鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止狀態(tài)．如果只改變一個條件，當衣架靜止時，下列說法正確的是()A．繩的右端上移到b′，繩子拉力變小`B．繩的兩端高度差越小，繩子拉力越大C．將桿N向右移一些，繩子拉力變大D．若換掛質(zhì)量更大的衣服，則衣服架懸掛點右移解：ABC．利用口決：“近小遠大，縱不變”可知，繩的右端上移到b′，即為縱移，則繩子拉力不變，將桿N向右移一些，即遠離，則繩子拉力變大，繩的兩端高度差越小，即縱移，則繩子拉力不變，故AB錯誤，C正確；D．若換掛質(zhì)量更大的衣服，仍然平衡，則位置不變，只是繩子拉力變大，故D錯誤。三、實戰(zhàn)應用(應用技巧解題，提供解析僅供參考)1．如圖所示，用一輕繩將光滑小球P系于豎直墻壁上的O點，在墻壁和球P之間夾有一長方體物塊Q，P、Q均處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)有一鉛筆緊貼墻壁從O點開始緩慢下移，則在鉛筆緩慢下移的過程中（）A．細繩的拉力逐漸變小B．Q受到墻壁的摩擦力逐漸變大C．Q將從墻壁和小球之間滑落D．Q受到墻壁的彈力逐漸變大2．如題圖所示，重量為G的物塊靜置于水平地面上，用大小不變的力拉該物塊，在力F與水平方向的夾角從緩慢增大到過程中，該物塊始終靜止不動，則水平地面對該物塊的作用力（

）A．一直減小 B．一直增大 C．先減小后增大 D．先增大后減小3．如圖甲工人正使用“涂料滾”給墻壁粉刷涂料。如圖乙粉刷時工人手持撐桿使涂料滾沿豎直墻壁緩慢移動，若涂料滾在向上緩慢移動過程中對墻壁的壓力大小保持不變，則（）A．涂料滾受到的摩擦力方向向上，大小不變B．涂料滾受到的摩擦力方向向上，大小變大C．涂料滾受到的摩擦力方向向下，大小變大D．涂料滾受到的摩擦力方向向下，大小變小4．如圖甲所示是空軍飛行員防眩暈訓練器，若某飛行員調(diào)練時，左右手拉住圓環(huán)，處于平衡狀態(tài)，左手剛好在水平狀態(tài)，右手與水平方向有一定夾角，不考慮腿部受到的作用力，等效為如圖乙模型，在圓環(huán)順時針緩慢旋轉(zhuǎn)90°過程中，保持兩手臂伸直狀態(tài)，則（）A．兩手的拉力均變小B．左手拉力先變大再變小，右手拉力一直變小C．左手拉力一直變小，右手拉力先變小再變大D．左手拉力先變大再變小，右手拉力先變大再變小5．如圖，一重力不計的梯子斜靠在光滑豎直墻壁上，重為G的工人由地面沿梯子上爬，在上爬過程中，梯子保持靜止?設墻壁對梯子的作用力為F1，地面對梯子的支持力為F2，摩擦力為F3，則在上爬過程中（）A．F1由大變小 B．F2由大變小 C．F2由小變大 D．F3由小變大6．晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點，A點高于B點，原來無風狀態(tài)下衣服保持靜止。某時一陣恒定的風吹來，衣服受到水平向右的恒力而發(fā)生滑動，并在新的位置保持靜止，如圖所示。不計繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間的摩擦，下列說法正確的是（）A．有風時，掛鉤左、右兩側(cè)繩子的拉力大小不相等B．無風時，掛鉤左側(cè)繩子與豎直方向的夾角大于右側(cè)繩子與豎直方向的夾角C．在有風且風力不變的情況下，繩子右端由A點沿桿向下移到C點，繩子的拉力變小D．相比無風時，在有風的情況下∠AOB大7．哥倫比亞大學的工程師研究出一種可以用于人形機器人的合成肌肉，可模仿人體肌肉做出推、拉、彎曲和扭曲等動作。如圖所示，用合成“肌肉”做成的“手臂”ced的d端固定一滑輪，c端固定于墻壁，足夠長的細繩繞過d端滑輪，一端也固定于墻壁，另一端連接質(zhì)量為m的物體，合成“肌肉”的c和e處類似于人手臂的關節(jié)，由“手臂”合成“肌肉”控制。設cd的連線與豎直墻壁ac夾角為??，不計滑輪與細繩的摩擦，下列說法不正確的是（）A．撤除輕質(zhì)細桿ce瞬間物體的下落加速度為重力加速度gB．若保持θ＝90°，增大cd長度，細繩對滑輪的力始終沿dc方向C．若保持ac等于ad，增大cd長度，細繩對滑輪的力始終沿dc方向D．若θ從90°逐漸變?yōu)榱悖琧d長度不變，且保持ac＞cd，則細繩對滑輪的力先增大后減小8．圖示桿秤用3根長度相同細繩對稱地系于圓形秤盤上，細繩的另一端匯聚后系在桿秤小吊環(huán)上的點。用該秤來稱質(zhì)量為（含秤盤）的物品，重力加速度為，則平衡時（）A．每根細繩的拉力等于B．每根細繩的拉力小于C．細繩越長，細繩的拉力越大D．細繩越長，細繩的拉力越小9．如圖所示，某健身者右手拉著抓把沿圖示位置B水平緩慢移動到位置A，他始終保持靜止，不計繩子質(zhì)量，忽略繩子和重物與所有構(gòu)件間的摩擦，A、B、重物共面，則重物上升過程（）A．繩子的拉力逐漸增大 B．該健身者所受合力逐漸減小C．該健身者對地面的壓力逐漸減小 D．該健身者對地面的摩擦力逐漸增大10．新疆是我國最大的產(chǎn)棉區(qū)，在新疆超出70%棉田都是通過機械自動化采收，自動采棉機將棉花打包成圓柱形棉包，然后平穩(wěn)將其放下。放下棉包的過程可以簡化為如圖所示模型，質(zhì)量為m的棉包放在“V”型擋板上，兩板間夾角為固定不變，“V”型擋板可繞P軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，使BP板由水平位置逆時針緩慢轉(zhuǎn)動的過程中，忽略“V”型擋板對棉包的摩擦力，已知重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．在AP板轉(zhuǎn)到水平前，BP板與AP板對棉包的作用力的合力不變B．棉包始終受到三個力的作用C．棉包對AP板的壓力先增大后減小D．當BP板轉(zhuǎn)過時，棉包對BP板的作用力大小為mg11．如圖，質(zhì)量為m的小球用一輕繩豎直懸吊于O點?，F(xiàn)用一光滑的金屬掛鉤向右緩慢拉動輕繩至虛線位置，在此過程中，下列說法正確的是（）A．鉤子對繩的作用力水平向右B．鉤子對繩的作用力逐漸增大C．繩子的張力逐漸增大D．鉤子對繩的作用力可能等于2mg12．如圖（a），直導線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場，與OO′距離相等位置的磁感應強度大小相等且不隨時間變化，其截面圖如圖（b）所示。導線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是（

）A．當導線靜止在圖（a）右側(cè)位置時，導線中電流方向由N指向MB．電流I增大，靜止后，導線對懸線的拉力不變C．tanθ與電流I成正比D．sinθ與電流I成正比13．如圖，用兩根等長的細繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的點，將木板以底邊為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱體與木板之間的摩擦，在轉(zhuǎn)動過程中（）A．圓柱體對木板的壓力逐漸增大B．圓柱體對木板的壓力先增大后減小C．兩根細繩上的拉力均先增大后減小D．兩根細繩對圓柱體拉力的合力保持不變14．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，一條不可伸長的輕繩長為L，兩端分別固定在圓環(huán)的M、N兩點，輕質(zhì)滑輪連接一個質(zhì)量為m的重物，放置在輕繩上，不計滑輪與輕繩間的摩擦?，F(xiàn)將圓環(huán)從圖示位置繞圓心O順時針緩慢轉(zhuǎn)過2角，下列說法正確的是（）A．圖示位置時，輕繩的張力大小為B．直徑MN水平時，輕繩的張力大小為C．輕繩與豎直方向間的夾角先增大再減小D．圓環(huán)從圖示位置順時針緩慢轉(zhuǎn)過2的過程中，輕繩的張力逐漸減小15．在生活中人們?yōu)榱烁奖愕叵蚋咛庍\送貨物，經(jīng)常使用如圖所示的方法提升重物。圖中甲、乙兩名工人分別位于兩棟樓的三樓和二樓窗口，兩人各用一根輕繩與質(zhì)量為m的重物相連。初始時重物在甲的正下方地面上，此時工人甲的繩長為L、甲、乙兩人間的距離也為L、樓間距為d，現(xiàn)甲拉住繩端不動的同時乙緩慢收短手中的輕繩，最終將重物拉至乙處。重力加速度取g，則在將重物由地面拉至乙的過程中下列說法正確的是（）A．甲繩的拉力先增大后減小B．乙繩的拉力先增大后減小C．當重物接近乙處時甲繩的拉力接近D．當重物接近乙處時乙繩的拉力接近16．