新高考高一物理必修一12物体动态平衡-习题集(教师版)

物体动态平衡-习题集答案解析A.小球对物体的压力逐渐增大B.小球对物体的压力逐渐减小C.墙面对小球的支持力逐渐增大D.墙面对小球的支持力先增大后减小如图所示，在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体，在与竖直墙之间放置一光滑小球，整个装置处于静止状态．现用水平力拉动 缓慢向右移动一小段距离后，它们仍处于静止状态，在此过程中，下列判断正确的是（ ）1A对 球受力分析并建立直角坐标系如图由平衡条件得：竖直方向：水平方向：联立解得：，缓慢向右移动一小段距离， 缓慢下落，则 增大．所以 增大， 增大，由牛顿第三定律知故小球 对物体 的压力逐渐增大.一、习题集1.解析法故A 正确BCD 错误．答案解析A.B.C.D.如图所示，水平面上固定着一个三棱柱体，其左侧光滑，倾角为；右侧粗糙，倾角为．放置在三棱柱体上的物块和物块通过一根跨过顶端定滑轮的细绳相连，若物块和物块始终保持静止．下列说法正确的是（ ）仅增大角，物块所受的摩擦力一定增大仅增大角，物块对三棱柱体的压力可能减小仅增大角，绳子的拉力一定增大仅增大角，地面对三棱柱体的支持力不变2DA 选项：细线的拉力，仅增大角，细线的拉力变大，但因开始时所受的摩擦力方向不能确定，则不能断定物块所受的摩擦力一定增大，故A 错误；B 选项：仅增大角，物块对三棱柱体的压力仍等于不变，故B 错误；C 选项：仅增大角，绳子的拉力仍为不变，故C 错误；D 选项：对两物体以及三棱柱的整体而言，地面对三棱柱体的支持力等于整体的重力，则仅增大角，地面对三棱柱体的支持力不变，故D 正确．故选D.A.将增大B.将增大如图所示，放在水平面上的物体用轻绳通过光滑定滑轮，连接另一个物体，并处于静止．这时受到地面的弹力，摩擦力为，若把向右移动一些，并仍静止，则：（ ）3答案解析C.轻绳拉力将减小D.物体受到的合力不变ABDC ．设悬挂的物体的质量为，物体的质量为，悬挂的物体始终处于静止状态，所以绳子对悬挂物体的拉力始终等于，故轻绳的拉力不变，故C 错误；A 、B 、D ．对受力分析并正交分解如图：物体仍保持静止，故受力始终平衡，合力始终为零，故D 正确；由平衡条件得：把向右移动一些后，将变小：所以：会变大，也将变大．故A 正确，B 正确．故选ABD ．A.缓慢增大B.缓慢减小C.缓慢减小D.大小保持不变如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，一质量为的小滑块在水平力的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点，设滑块所受支持力为，则下列判断正确的是（ ）4答案解析A对物体进行受力分析：物体受重力、支持力、摩擦力．已知小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点，我们可以看成小滑块每一个状态都是平衡状态．根据平衡条件，应用力的合成得出：，．由于小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点，所以减小，减小，减小．根据以上表达式可以发现增大，增大．故选A ．答案解析A.水平力变小B.物体所受合力变大C.物体所受摩擦力一定变大D.斜面体所受地面的摩擦力变大如图所示，在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体，将两相同的、两物体通过细绳连接处于静止状态，用水平力作用于物体上，缓慢拉开一小角度，斜面体与物体仍然静止．则下列说法正确的是（ ）（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦）5DA 选项：对木块受力分析，如图，根据共点力平衡条件有：，在缓慢拉开的过程中，变大，故变大，故A 错误；B 选项：对物体受力分析，由于始终静止，所受合力始终为零，故B 错误；C 选项：物体受重力、支持力、细线的拉力，可能没有静摩擦力，也可能有沿斜面向下的静摩擦力，还有可能受沿斜面向上的静摩擦力，故拉力变大后，静摩擦力可能变小，也可能变大，故C 错误；D 选项：若选取物体、与斜面体组成的系统为研究的对象，则系统在水平方向受到拉力与地面的摩擦力，系统处于平衡状态，所以斜面体受到的地面的摩擦力一定随拉力的增大而增大，故D 正确．故选D.答案解析A.受到的弹力逐渐减小B.受到的弹力先增大后减小C.受到地面的摩擦力逐渐增大D.受到地面的摩擦力先增大后减小半圆柱体放在粗糙的水平地面上，其右端有放置的竖直挡板．在和之间放有一个光滑均匀的小圆柱体，整个装置处于静止状态．如图所示是这个装置的纵截面图．若用外力使保持竖直并缓慢地向右移动，在落到地面以前，发现始终保持静止．在此过程中，下列说法中正确的是（ ）6CAB ．对受力分析，受重力、对的支持力和对的支持力，如图根据共点力平衡条件，有：保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角不断变大，故变大，变大，由牛顿第三定律知受到的弹力变大，故AB 错误；CD ．再对、整体受力分析，受重力、地面支持力、挡板对其向左的支持力和地面对其向右的支持力，如图根据共点力平衡条件，有：保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角不断变大，故变大，故C 正确D 错误．故选C ．答案解析A.B.C.D.如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于点，一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块，一条绳连接小球，、两物体处于静止状态，另一条绳在外力的作用下使夹角，现缓慢改变绳的方向至，且保持结点位置不变，整个装置始终处于静止状态．下列说法正确的是（ ）斜面对物块的摩擦力的大小可能先减小后增大绳的拉力一直增大地面对斜面体有向左的摩擦力地面对斜面体的支持力大于物块和斜面体的重力之和7ACDA 选项：若开始时受绳子的拉力比较小，则斜面对的摩擦力沿斜面向上，拉力一直增大，则摩擦力先变小后反向增大，故A 正确；B 选项：缓慢改变绳的方向至的过程，拉力的方向变化如图从位置到位置到位置所示，2.矢量三角形法可见的拉力先减小后增大，的拉力一直增大；故B 错误；C 选项：以斜面和整体为研究对象受力分析，根据平衡条件：斜面受地面的摩擦力与绳子水平方向的拉力等大反向，故摩擦力方向向左，C 正确；D 选项：以斜面体和、整体为研究对象受力分析，根据竖直方向受力平衡：，由上图分析可知的最大值即为（当竖直向上方向时），故则，故D 正确．故选ACD.斜斜答案解析A.逐渐增大B.先减小后增大C.逐渐增大D.先减小后增大如图，用、两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时绳水平．现保持点位置不变，改变绳长使绳右端由点缓慢上移至点，此时与之间的夹角．设此过程中、绳的拉力分别为、，则下列说法正确的是（ ）8D以结点为研究对象，分析受力：重力、绳的拉力和绳的拉力，如图所示：．根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳在两个位置时力的合成图如图，由图看出，逐渐减小，先减小后增大，当时，最小．故选D ．答案解析A.细绳对滑块的拉力变小B.斜面对滑块的支持力变小C.地面对斜面体的支持力变小D.地面对斜面体的摩擦力变大如图所示，倾角为的斜面体置于水平面上，光滑滑块置于斜面上，细绳一端固定在滑块上，另一端固定在天花板上，此时细绳与斜面平行，滑块与斜面体均处于静止状态．现将斜面体稍向左移动，移动后滑块与斜面体仍处于静止状态．则（ ）9D以滑块为研究对象，它受重力，细绳拉力和斜面体的支持力三个力的作用，其中重力的大小和方向均不变，斜面体对滑块的支持力的方向不变，三力平衡，构成力学三角形如图所示．初始位置绳子对滑块的拉力和斜面对滑块的支持力方向垂直．当斜面体向左移动后，拉力方向和竖直方向的夹角变大，则拉力和支持力均变大，如图所示．由牛顿第三定律可知，滑块对斜面体的压力也增大，以斜面体为研究对象，由共点力平衡可知，地面对斜面体的支持力和摩擦力均变大，故ABC 错误，D 正确．故选D ．答案解析A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小如图所示，有一质量不计的杆，长为，可绕自由转动．用绳在点悬挂一个重为的物体，另一根绳一端系在点，另一端系在以点为圆心的圆弧形墙壁上的点．当点由图示位置逐渐向上沿圆弧移动过程中（保持与地面夹角不变），绳所受拉力的大小变化情况是（）10C方法一：对分析，受力平衡，则拉力等于重力；故竖直绳的拉力不变；再对点分析，受绳子的拉力的支持力及OC 的拉力而处于平衡；受力分析如图所示；将和绳上的拉力合力，其合力与大小相等，方向相反，则在上移的过程中，平行四边形的对角线保持不变，平行四边形发生图中所示变化，则由图可知的拉力先减小后增大，图中点时力最小．故选：C ．方法二：以点为转轴，对杆产生力矩作用的有两个力：的向下的拉力产生逆时针方向的力矩，绳子的拉力产生顺时针方向的力矩，根据力矩平衡可知，两个力矩大小相等方向相反；由图可知，当点沿圆弧向上移动的过程中，与之间的夹角先增大到，然后又大于，根据力臂的求法可知，当与之间的夹角为时，绳子对点的力臂最大，此时的拉力最小．所以点逐渐向上沿圆弧移动过程中，绳所受拉力的大小变化情况是先减小后增大．故C 正确，ABD 错误．故选C ．答案解析A.逐渐变小，大小不变B.逐渐变小，大小变大C.先变小后变大，逐渐变小D.先变小后变大，逐渐变大如图所示，质量分布均匀的细棒中心为点，为光滑铰链，为光滑定滑轮，在正上方，一根轻绳一端系于点，另一端跨过定滑轮由于水平外力牵引，用表示铰链对杆的作用，现在外力作用下，细棒从图示位置缓慢转到竖直位置的过程中，下列说法正确的是（ ）11A对细棒受力分析可知，细棒受重力、拉力以及结点处的支持力，根据平衡条件可知，支持力与拉力的合力与重力等大反向，如图所示：3.相似三角形法则由图可知，∽；则可知：在杆上移过程中，左侧绳长变短，而及不变，则可知：变小，不变．故A 正确，BCD 错误．故选A ．答案A.B.C.D.如图所示，竖直墙壁上固定有一个光滑的半圆形支架（为直径），支架上套着一个小球，轻绳的一端悬于点，另一端与小球相连．已知半圆形支架的半径为，轻绳长度为，且．现将轻绳的上端点沿墙壁缓慢下移至点，此过程中轻绳对小球的拉力及支架对小球的支持力的大小变化情况为（ ）和均增大保持不变，先增大后减小先减小后增大，保持不变先增大后减小，先减小后增大12＜＜A解析小球受重力、细线的拉力和支持力，由于平衡，三个力可以构成矢量三角形，如图所示：根据平衡条件，该矢量三角形与几何三角形相似，故：，解得：，，当点下移时，减小，、不变，故增大，增大．故选A ．答案解析A.B.C.D.如图所示，将两块光滑平板、固定连接，构成顶角为的楔形槽，楔形槽内放置一质量为的光滑小球，整个装置保持静止，板与水平面夹角为．现使楔形槽绕点顺时针缓慢转动至板竖直，重力加速度为，则转动过程中（ ）板对小球的作用力一直在减小板对小球的作用力一直在增大板对小球作用力的最大值为板对小球的作用力大小为时，板对小球的作用力大小也为13BAD4.作辅助圆法A．B．在转动过程中，恒定不变，为此可组成以，为直径得圆（如图1），在转动过程中弦恒定不变，由图可知，板对球的弹力一直在增大，板对球的弹力一直在减小，故A正确；B正确；C．由以上的分析可知，刚开始时对小球的作用力最大，球处于静止状态，受力如图2，根据平衡条件得水平方向：竖直方向：，联立得：，故C错误；D．当线竖直时，球处于静止状态，受力平衡，根据几何关系，可知，两挡板对球的弹力大小相等，且夹角为．根据平衡条件得：，故D正确.故选ABD．。