高考物理-专题2.9 动态平衡问题(基础篇)(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2.9．动态平衡问题（基础篇）

一．选择题

1. （2020年4月浙江稽阳联考）如图所示，在水平桌面上用盒子做成一个斜面，把一个手机放在斜面上保

持静止，为了避免手机从纸质斜面下滑，下列说法中正确的是

A．斜面对手机的静摩擦力必须大于手机重力沿斜面向下的分力

B．斜面对手机的静摩擦力大于手机对斜面的静摩擦力

C．增大斜面倾角，手机所受支持力不断减小

D．增大斜面倾角，手机所受摩擦力不断减小

【参考答案】C。

【命题意图】本题考查斜面上物体的受力分析、牛顿第三定律、动态平衡及其相关知识点。

【解题思路】设斜面倾角为θ，将手机的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件可得，F f=mg sinθ，F N= mg cosθ，斜面对手机的静摩擦力等于手机重力沿斜面向下的分力，选项A错误；由牛顿第三定律可知，斜面对手机的静摩擦力等于手机对斜面的静摩擦力，选项B错误；由F f=mg sinθ，F N= mg cosθ，可知，增大斜面倾角，手机与斜面始终静止，则手机所受的支持力F N不断减小，手机所受的摩擦力不断增大，选项C 正确D错误。

2. (2020·金华质检)如图所示，A、B两物体静止在粗糙水平面上，其间用一根轻弹簧相连，弹簧的长度大于原长．若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B，直到A即将移动，此过程中，地面对B 的摩擦力F1和对A的摩擦力F2的变化情况是()

A．F1先变小后变大再不变B．F1先不变后变大再变小

C．F2先变大后不变D．F2一直在变大

【参考答案】A

【名师解析】.因在施加拉力F前，弹簧处于伸长状态，此时地面对A的摩擦力水平向左，地面对B的摩擦力水平向右，对B施加水平向右的拉力后，随着F的增大，物体B受的摩擦力先水平向右逐渐减小，再水平向左逐渐增大，当B相对地面向右运动后，物体B受地面的摩擦力不再变化，而在物体B运动之前，物体A受地面的摩擦力水平向左，大小不变，当B向右运动后，随弹簧弹力的增大，物体A受到的摩擦力逐渐增大，综上所述，选项A正确，B、C、D错误．

3. （2020高考模拟示范卷1）如图所示，倾角为α的斜劈放置在粗糙水平面上，斜面粗糙，物体α放在斜

面上．一根轻质细线一端固定在物体a上，细线绕过两个光滑小滑轮，滑轮1固定在斜劈上、滑轮2下吊一物体b，细线另一端固定在c上，c穿在水平横杆上，物体a和滑轮1间的细线平行于斜面，系统静止．物体a受到斜劈的摩擦力大小为f1、c受到横杆的摩擦力大小为f2，若将c向右移动少许，a始终静止，系统仍静止，则（）

A. f1由沿斜面向下改为沿斜面向上，f2始终沿横杆向右

B. 细线对a和c的拉力都将变大

C. f1和f2都将变大

D. 斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c的摩擦力都将变大

【参考答案】BD

【名师解析】以滑轮2为研究的对象，受力如图1，

若将c向右移动少许，两个绳子之间的夹角β增大。由于b对滑轮的拉力不变，两个绳子之间的夹角变大，所以看到绳子的拉力F一定变大。

斜面的倾角为α，设物体a的质量为m，以a为研究的对象。

①若物体a原来受到的静摩擦力沿斜面向下时，则有F=mg sinα+f1，

得f1=F-mg sinα。

当F逐渐增大时，f1也逐渐增大；

②若物体a原来受到的静摩擦力沿斜面向上时，则有F+f1=mg sinα，

得f1=mg sinα-F

当F逐渐增大时，f1逐渐减小；

③若物体原来mg sinα=F，则物体所受斜面摩擦力为0，当F逐渐增大时，f1也逐渐增大；

所以将c向右移动少许，细线对a的拉力将变大，但是f1可能逐渐增大，也可能逐渐减小。

以c为研究的对象，受力如图2，则：

沿水平方向：F sinα-f2=0

由于将c向右移动少许，细线对c的拉力将变大，α增大，所以f2=F sinα一定增大。

以物体a与斜劈组成的整体为研究的对象，整体受到重力、地面的支持力、绳子对a的拉力、两根绳子对滑轮1的向下的压力以及地面的摩擦力的作用，其中是水平方向上系统受到的摩擦力与a受到的绳子在水平方向的分力是相等的，即：f′=F cosα。

由于将c向右移动少许，细线对a的拉力F变大，所以地面对斜劈的摩擦力增大。

. f1由沿斜面向下改为沿斜面向上，f2始终沿横杆向右，与结论不相符，选项A错误；

. 细线对a和c的拉力都将变大，与结论相符，选项B正确；

. f1和f2都将变大，与结论不相符，选项C错误；

. 斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c的摩擦力都将变大，与结论不相符，选项D正确.

4. （2020年4月贵州模拟）质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中() A．F逐渐变大，T逐渐变大

B．F逐渐变大，T逐渐变小

C．F逐渐变小，T逐渐变大

D．F逐渐变小，T逐渐变小

【参考答案】A

【命题意图】考查力的正交分解、物体的动态平衡问题

【解题分析】以O点为研究对象，设绳OA与竖直方向的夹角为θ，物体的重力为G，根据力的平衡可知，

F＝G tanθ，T＝G

cos θ，随着O点向左移，θ变大，则F逐渐变大，T逐渐变大，A项正确．

5.(2020·舟山高二期中)如图所示，在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态．现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处，已知P、A在同一水平线上，且在此过程中物体A和C始终保持静止不动，A、B可视为质点．关于此过程，下列说法正确的是()