高三物理动态平衡分析试题答案及解析
高三物理动态平衡分析试题答案及解析
1. 如图所示半圆柱体P 固定在水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN ．在半圆柱体P 和MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q ，整个装置处于平衡状态．现使MN 保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q 滑落到地面之前的此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A ．MN 对Q 的弹力逐渐减小
B ．MN 对Q 的弹力保持不变
C ．P 对Q 的作用力逐渐增大
D ．P 对Q 的作用力先增大后减小
【答案】C
【解析】对圆柱体Q 受力分析，受到重力、杆MN 的支持力和半球P 对Q 的支持力，如图
重力的大小和方向都不变，杆MN 的支持力方向不变、大小变，半球P 对Q 的支持力方向和大小都变，然后根据平衡条件，得到
，
，由于不断增大，故
不断增大，
也
不断增大，C 正确.
【考点】考查了力的动态平衡问题
2. 如图所示，有一质量不计的杆AO ，长为R ，可绕A 自由转动。用绳在O 点悬挂一个重为G 的物体，另一根绳一端系在O 点，另一端系在以O 点为圆心的圆弧形墙壁上的C 点。当点C 由图示位置逐渐向上沿圆弧CB 移动过程中（保持OA 与地面夹角θ不变），OC 绳所受拉力的大小
变化情况是
A ．逐渐减小
B ．逐渐增大
C ．先减小后增大
D ．先增大后减小
【答案】C
【解析】据题意，当细绳OC 的C 段向B 点移动过程中，系统处于平衡状态，
对点O 受力分析，受到悬挂物的拉力，该拉力为：，受到杆的支持力N 和细绳OC 的拉力T C ，由力的三角形定则，即如上图所示，从图可以看出代表细绳OC 的拉力T C 的对应边的长度先
减小后增加，则该拉力的大小也是先减小后增加，故选项C正确。
【考点】本题考查力的动态平衡问题。
3.轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来
位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力F
f 和环对杆的压力F
N
的变化情况是
A．F
f 保持不变，F
N
逐渐增大
B．F
f 逐渐增大，F
N
保持不变
C．F
f 逐渐减小，F
N
保持不变
D．F
f 保持不变，F
N
逐渐减小
【答案】D
【解析】对系统整体进行受力分析：物体A和套在粗糙竖直杆MN的圆环上受竖直向下的重力，
杆对圆环提供水平向左的弹力，竖直向上的静摩擦力，水平向左的外力，由物体的平衡知，摩擦
力由两物体的重力平衡，不随物体A位置的变化而改变，既F
f
保持不变；物体A受竖直向下的重力，沿绳方向的拉力，水平向左的外力，设绳与竖直方向的夹角为α，由于，随夹角
为α的减小，cosα增大，则T减小，,随夹角为α的减小，sinα减小，T减小，则F
N
逐渐减小，只有D选项正确。
【考点】物体的动态平衡整体法和隔离法
4.如图所示，轻杆BC的一端用铰链接于C，另一端悬挂重物G，并用细绳绕过定滑轮用力拉住。开始时，，现用拉力F使缓慢减小，直到BC接近竖直位置的过程中，杆BC所
受的压力（）
A．保持不变B．逐渐增大
C．逐渐减小D．先增大后减小
【答案】A
【解析】以B点为研究对象，受到三个力分别为重物拉B点拉力T
1
=G，
AB绳子拉力T
2=F，及杆CB对B的弹力F
N
，三力合成如图所示，从图中可以看出，
则有，得，则A正确。
【考点】本题考查物体的平衡。
5.如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，
悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F
1，墙壁对工人的弹力大小为F
2
，则
（）
A．F
1
=
B．F
2
="G" tan
C．若缓慢减小悬绳的长度，F
1与F
2
的合力变大
D．若缓慢减小悬绳的长度，F
1减小，F
2
增大
【答案】Ｂ
【解析】对人受力分析可知：解得：，故选项A
错误B正确；当缓慢减小悬绳的长度时，夹角变大，所以F
2减小，F
1
增大，故选项D错误；由
于此时缓慢减小悬绳的长度，故可认为人处于平衡状态，即重力G和F
2及F
1
的合力不变，所以
F
1与F
2
的合力等于重力，故选项C错误．
【考点】本题考查物体平衡条件的应用及力的变化分析．
6.在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色。如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高).则绳中
拉力大小变化的情况是( )
A．先变小后变大B．先变小后不变
C．先变大后不变D．先变大后变小
【答案】C
【解析】当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时，两绳的夹角增
大．滑轮两侧绳子的拉力大小相等，方向关于竖直方向对称．以滑轮为研究对象，根据平衡条件研究绳的拉力变化情况。当轻绳的右端从直杆的最上端移到C点的过程中，根据几何知识分析得到滑轮两侧绳子的夹角不变，由平衡条件判断出绳子的拉力保持不变。当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时，设两绳的夹角为2θ．以滑轮为研究对象，分析受力情况，作出力图如图甲所
示．根据平衡条件得2F cos θ=mg ，得到绳子的拉力，所以在轻绳的右端从B 点移到直
杆最上端时的过程中，θ增大，cos θ减小，则F 变大；当轻绳的右端从直杆最上端移到C 点时，设两绳的夹角为2α，设绳子总长为L ，两直杆间的距离为S ，由数学知识得到
，L 、S 不
变，则α保持不变，再根据平衡条件可知，两绳的拉力F 保持不变．所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变，故选项C 正确。本题的解题关键在于运用几何知识分析α的变化，这在高考中曾经出现过，有一定的难度。
【考点】共点力平衡中动态变化分析问题
7. 如图所示，A 、B 为同一水平线上的两个绕绳装置，转动A 、B 改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C 缓慢下降。关于此过程绳上拉力大小变化，下列说法中正确的是（ ）
A ．不变
B ．逐渐减小
C ．逐渐增大
D ．可能不变，也可能增大 【答案】B
【解析】对物体进行受力分析如图甲所示，根据三角形定则如图乙，G 不变，B 绳与G 夹角越小，
T A 和T B
越小，B 正确。
【考点】本题考查了共点力平衡的动态分析。
8. 如图所示，光滑小球用细绳系住，绳的另一端固定于O 点。现用水平力F 缓慢地拉动斜面体，小球在斜面上滑动，细绳始终处于绷紧状态。小球从图示位置开始到离开斜面前，斜面对小球的支持力F N 以及绳对小球拉力F T 的变化情况是
A ．F N 保持不变，F T 不断减小
B ．F N 不断减小，F T 不断增大
C ．F N 保持不变，F T 先减小后增大
D ．F N 不断减小，F T 先减小后增大
【答案】D
【解析】先对小球进行受力分析，重力、支持力F N 、拉力F T 组成一个闭合的矢量三角形，
由于重力不变、支持力F
N
方向不变，且从已知图形知β＜θ，且β逐渐变大；故斜面向右移动的
过程中，拉力F
T 与水平方向的夹角β变大，当β=θ时，F
T
⊥F
N
，细绳的拉力F
T
最小，由图可知，
随β的增大，斜面的支持力F
N 不断变小，F
T
先减小后增大．故D正确．ABC错误．
【考点】本题考查受力分析、共点力的动态平衡。
9.如图所示，中间有孔的物块A套在竖直杆上，通过滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动，所有摩擦均不计．则关于拉力F及拉力F的功率P，下列说法正确的是
A．F不变，P减小B．F增大，P不变
C．F增大，P增大D．F增大，P减小
【答案】B
【解析】物块A向上匀速运动，属于动态平衡，对物块A做受力分析，在A向上运动过程中，重力不变，拉力F变大以及杆对A的弹力都变大，物体匀速向上运动，所以拉力F的功率与重力对物块的功率大小相等，由于重力做功功率不变，所以拉力做功功率不变。
【考点】功率动态平衡
10.半圆柱体P放在粗糙的水平面上，有一挡板MN，延长线总是过半圆柱体的轴心O，但挡板与半圆柱不接触，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，如图是这个装置的截面图，若用外力使MN绕O点缓慢地顺时针转动，在MN到达水平位置前，发
现P始终保持静止，在此过程中，下列说法中正确的是
A．MN对Q的弹力逐渐增大
B．P、Q间的弹力先减小后增大
C．地面对P的弹力逐渐增大
D．Q所受的合力逐渐增大
【答案】A
【解析】对小圆柱体Q受力分析，受到重力G、P给它的支持力N
1
和挡板MN给它的支持力N
2，用三角形定则，力的三角形ΔN
1
QG’与几何三角形ΔEFO是相似三
角形，据对应边成比例，N
1的大小变化与EF边的长度变化成比例，N
2
的大小变化与OE长度变
化成比例，当挡板MN顺时针转动时，EF边变短则N
1变小，OE边长度变长，则N
2
变大，所以
A选项正确而B选项错误；地面对P的弹力正是地面对P、Q整体的支持力，由于P、Q重力之和不变，则地面对它们的支持力不变，所以C选项错误；由于MN缓慢转动，整个过程处于动态平衡，Q的合力可以看成是0，所以D选项错误。
【考点】本题考查力的动态平衡和受力分析的能力。
11.如图所示，一根不可伸长的细绳两端分别连接在固定框架上的A、B两点，细绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，处于静止状态．若缓慢移动细绳的端点，则绳中拉力大小的变化情况是（）
A.只将绳的左端移向A′点，拉力变小
B.只将绳的左端移向A′点，拉力不变
C.只将绳的右端移向B′点，拉力变小
D.只将绳的右端移向B′点，拉力不变
【答案】B
【解析】当只将绳的左端移向A′点，延长绳子一部分于过另一结点的竖直线相交，可证明绳子夹角不变。绳的夹角不变，则拉力不变，B正确；若只将绳的右端移向B′点，则绳的夹角变大，则拉力变大，CD错误。
【考点】考查了力的动态分析
点评：做本题的关键是把握好三点：（1）由于滑轮光滑，细绳上两边的拉力必定相等（2）绳子与竖直方向的张角必定相等（3）建立平衡方程然后用绳子长度悬点间水平距离来表达张力
12.如图甲所示，在具有水平转轴的圆柱体点放一重物，圆柱体缓慢地匀速转动，从转至过程中与圆柱体始终保持相对静止，则受到的摩擦力大小变化情况，图乙中表示正确的是
【答案】A
【解析】对物块P进行受力分析，把曲面当成倾角变化的斜面，列出摩擦力的表达式。
设物体所在位置的切线和水平面夹角为θ，则有，P从A转至B过程中，θ先减小后增大，先减小后增大，且按照正弦规律变化。
故选A
【考点】共点力动态平衡
点评：中等难度。本题难点在于和θ的函数关系图像的形状。
13.在固定于地面的斜面上垂直安放了一个挡板,截面为圆的柱状物体甲放在斜面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间, 乙没有与斜面接触而处于静止状态,如图所示.现在从球心处对甲施加一平行于斜面向下的力F使甲沿斜面方向缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止.设乙对挡板
的压力为F
1,甲对斜面的压力为F
2
，在此过程中( )
A．F
1缓慢增大,F
2
缓慢增大B．F
1
缓慢增大,F
2
缓慢减小
C．F
1缓慢减小,F
2
缓慢增大D．F
1
缓慢减小,F
2
保持不变
【答案】D
【解析】对小球受力分析，并将其移动为矢量三角形，随着甲不断靠近，所以由图可知，F
1
不断变小。当甲向做靠近时，利用整体法可知，斜面对甲的支持力等于整体重力在垂直斜面方向的分
量，所以F
2
保持不变，选择D。
【考点】整体法、矢量三角形
点评：此类题型考察了常用的分析方法：矢量三角形和整体法。通过矢量三角形可以很方便判断
力的变化趋势。但是要注意使用矢量三角形方法的前提是其中有一个力大小方向不变，第二个力
方向不变，当第三个力改变时判断力的变化。
14.如图所示，硬杆一端通过铰链固定在墙上的B点，另一端装有滑轮，重物用绳拴住通过滑轮
固定于墙上的A点，若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计，将绳的固定端从A点稍向下移，再使
之平衡时，则
A．杆与竖直墙壁的夹角减小
B．绳的拉力减小，滑轮对绳的作用力增大
C．绳的拉力不变，滑轮对绳的作用力增大
D．绳的拉力、滑轮对绳的作用力都不变
【答案】AC
【解析】将绳的固定端从A点稍向下移，再使之平衡时，滑轮两侧细绳夹角减小，合力方向一定
沿夹角的平分线，杆与竖直墙壁的夹角减小，选项A正确；将绳的固定端从A点稍向下移，再使
之平衡时，绳的拉力不变，滑轮对绳的作用力增大，选项C正确BD错误。
15.如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，
悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F
1，墙壁对工人的弹力大小为F
2
，
则 ( )
A．F
1
=
B．F
2
="G" tan
C．若缓慢减小悬绳的长度，F
1与F
2
的合力变大
D．若缓慢减小悬绳的长度，F
1减小，F
2
增大
【答案】B
【解析】解：工人受到重力、支持力和拉力，如图
根据共点力平衡条件，有F
1
=
F
2
=mgtanα
当工人下移时，细绳与竖直方向的夹角α变小，故F
1变小，F
2
变小，但F
1
与F
2
的合力与重力平
衡，保持不变不变；
故选B．
16.如下图所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为
G，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F
1，墙壁对工人的弹力大小为F
2
，空
中作业时工人与玻璃的水平距离为定值，则
A．
B．
C．在空中同一位置作业，当桶中的水不断减少，F
1与F
2
同时减少
D．若缓慢增加悬绳的长度，F
1减小，F
2
增大
【答案】C
【解析】由受力分析可知，；在空中同一位置作业，当桶中的水不断减少，α不变，
重力变小，F
1与F
2
同时减少；若缓慢增加悬绳的长度，α变小，重力不变，F
1
与F
2
同时减少。
17.在静止的小车内，用细绳a和b系住一个小球，绳a处于斜向上的方向，拉力为F
a
，绳b处
于水平方向，拉力为F
b
，如图所示．现让小车从静止开始向右做匀加速运动，此时小球相对于车厢的位置仍保持不变，则两根细绳的拉力与静止时相比( )
A．F
a 变大，F
b
不变
B．F
a 变大，F
b
变小
C．F
a 变大，F
b
变大
D．F
a 不变，F
b
变小
【答案】D
【解析】假设F
a
与水平方向的夹角为，则，无论物体做什么运动，竖直方向始终平
衡，所以F
a 不变。，加速度由零变为a，所以F
b
减小。答案选D。
18.如图所示，作用于O点的三个力平衡，设其中一个力大小为F
1
，沿—y方向。大小未知的力
F
2
与+x方向夹角θ，下列说法正确的是（）
A．F
3
的最小值为
B．力F
3
只可能在第二象限
C．力F
3
可能在第三象限的任意区
D．力F
3与F
2
夹角越小，则力F
3
与F
2
越小
【答案】 A
【解析】画出三力平衡动态示意图，由图可知，F
3
的最小值为，选项
19.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖向挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，如图所示是这个装置的截面图，若用外力使MN保持竖直且缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止，在此过程中，
下列说法中正确的是（）
A．MN对Q的弹力逐渐增大
B．Q所受的合力逐渐减小
C．地面对P的摩擦力逐渐增大
D．P、Q间的弹力先减小后增大
【答案】AC
【解析】分析：先对Q受力分析，受重力、P对Q的支持力和MN对Q的支持力，根据平衡条件求解出两个支持力；再对P、Q整体受力分析，受重力、地面支持力、MN挡板对其向左的支持力和地面对其向右的支持力，再次根据共点力平衡条件列式求解．
解答：解：先对Q受力分析，受重力、P对Q的支持力和MN对Q的支持力，如图
根据共点力平衡条件，有
N
1
=
N
2
=mgtanθ
再对P、Q整体受力分析，受重力、地面支持力、MN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
f=N
2
N=（M+m）g
故
f=mgtanθ
MN保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角θ不断变大，故f变大，N不变，N
1变大，N
2
变大，P、
Q受到的合力为零；
故选AC．
点评：本题关键是先对物体Q受力分析，再对P、Q整体受力分析，然后根据共点力平衡条件求出各个力的表达式，最后再进行讨论
20.如图所示，滑轮固定在天花板上，物块A、B用跨过滑轮不可伸长的轻细绳相连接，物块B 静止在水平地面上。若将物块B向左左移动一小段距离，物块B仍静止在水平地面上，用f和N 分别表示水平地面对物块B的摩擦力和支持力，则（）
A．f、N都增大 B．f、N都减小 C．f增大，N减小 D．f减小，N增大
【答案】B
【解析】分析：在物快B向左缓慢移动一小段距离的过程中，绳子对B的拉力大小一直不变．再对B进行受力分析，用共点力的平衡求解．
解答：解：
对物快B受力分析，受到重力G、绳子的拉力m
A g、地面的支持力F
N
和摩擦力F四个力的作用，
如图：
在水平方向上：F=m
A
gcosθ
在竖直方向上：F
N =G-m
A
gsinθ
物快B向左缓慢移动一小段距离，θ变大，m
A gcosθ变小，m
A
gsinθ变大，所以F变小，
F
N
也变小．选项B正确，选项ACD错误．
故答案为B．
点评：利用共点力平衡条件解题是，一定要正确的对物体进行受力分析．本题还有就是正确分析物体B位置改变后，绳子拉力在水平和竖直方向的分力的变化．
21.如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态。
则
A．B受到C的摩擦力一定不为零
B．C受到水平面的摩擦力一定为零
C．C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力
D．将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，此时水平面对C的摩擦力为零
【答案】CD
【解析】本题考查物体平衡问题
隔离B可知当m
A g＝m
B
gsinθ时，B与C之间无摩擦，A错误；
将B、C作为一个整体时，由A对B的拉力在水平与竖直两方向上的分力知C正确，B错误，将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，系统受力平衡，此时水平面对C的摩擦力为零，D正确
22.如图所示，一半球状物体在粗糙的水平面上，一只甲虫（可视为质点）从半球面的最高点开
始缓慢往下爬行，在爬行过程中( )
A．球面对甲虫的支持力变大
B．球面对甲虫的摩擦力变大
C．球面对甲虫的作用力不变
D．地面对半球体的摩擦力变大
【答案】BC
【解析】略
23.如图所示，在水平地面上有一倾角为θ的斜面体B处于静止状态，其斜面上放有与之保持相
对静止的物体A。现对斜面体B施加向左的水平推力，使物体A和斜面体B一起向左做加速运动，加速度从零开始逐渐增加，直到A和B开始发生相对运动，关于这个运动过程中A所受斜面的支
持力N，以及摩擦力f的大小变化情况，下列说法中正确的是（）
A．N增大，f持续增大 B．N不变，f不变
C．N减小，f先增大后减小 D．N增大，f先减小后增大
【答案】D
【解析】略
24.某物体在三个共点力的作用下处于静止状态.若把其中一个力F
1
的方向沿顺时针方向转过90°，而保持其大小不变，其余两个力保持不变，则此时物体所受的合力大小为（）
A．F
1B．C．2F
1
D．0
【答案】B 【解析】略
25.如图所示，A、B两物体的质量分别为m
A 、m
B
，且m
A
>m
B
，整个系统处于静止状态，滑轮的
质量和一切摩擦均不计。如果绳一端Q点向左缓慢地移到P点，整个系统重新平衡后，物体A 的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ的变化情况是
A．物体A的高度升高，θ角变大
B．物体A的高度降低，θ角变小
C．物体A的高度升高，θ角不变
D．物体A的高度不变，θ角变小
【答案】C
【解析】略
26.天花板上用电线吊着一个重为G电灯，电线的自重不计，用一根能够承受拉力的细线系
在距悬点O
1为 1.5m处的O点，沿水平方向拉动电线，使电灯偏离开悬点O
1
的正下方，如图所
示．
正下方的最大水平距离是多少？
求：（1）电灯可以偏离开悬点O
1
O的拉力是多少？
（2）此时上段电线O
1
【答案】（1）0.9m
（2）
【解析】（2分）
得（2分）
所以（2分）
（2分）
（2分）
27.如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q 时，P．Q仍静止不动，则（）
A．Q受到的摩擦力一定变小
B．Q受到的摩擦力一定变大
C．Q受到的摩擦力变化不确定
D．轻绳上拉力一定不变
【答案】CD
【解析】略
28.如图所示系统处于静止状态，M受绳拉力为T，水平地面对M的摩擦力为f，M对地面压力为N，滑轮摩擦及绳的重力不计。当把M从（1）位置移到（2）位置时，系统仍处于静止状态。判
断下列选项中正确的是（）
A．N，f，T均增大B．N，f增大，T不变
C．N，f，T均减小D．N增大，f减小，T不变
【答案】B
【解析】略
29.如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖
直方向，两小球均处于静止状态.则该力可能为图中的（）
A．F
1
B.F
2
C.F
3
D.F
4
【答案】BC
【解析】OB恰好竖直方向，故AB之间的细绳无张力，A球受力平衡，则拉力的方向应在竖直向上（包含竖直向上）和OA绳子所在的直线（不包含OA方向）之间，故BC正确。
30.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作
用力为F
1，B对A的作用力为F
2
，地面对A的作用力为F
3
。若F缓慢增大而整个装置仍保持静
止，截面如图所示，在此过程中
A．F
1保持不变，F
3
缓慢增大B．F
2
缓慢增大，F
3
缓慢增大
C．F
1缓慢增大，F
3
保持不变D．F
2
缓慢增大，F
3
保持不变
【答案】B
【解析】对B分析，可知墙对B的作用力及A对球的作用力的合力与F及重力的合力大小相等，
方向相反，故当F增大时，B对A的压力增大；即F
2增大；同理可知，墙对B的作用力F
1
增大；
对整体分析，整体受重力、支持力、摩擦力及压力F而处于平衡，故当F增大时，地面对A的支持力增大；故F
3
增大；故选B.
【考点】物体的平衡；整体及隔离法.
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
高三物理相互作用动态平衡--专题
动态平衡的四种情形 一：“解析法”处理动态平衡 受力特点： 1、物体受三个力； 2、其中一个力F1大小方向不变； 3、另外一个力与F1始终垂直； 4、第三个力方向不定。 例1、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 解析：选A.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 tan θ，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． 例2、(多选)如图所示，某健身爱好者手拉着轻绳，在粗糙的水平地面上缓慢地移动，保持绳索始终平行于地面．为了锻炼自己的臂力和腿部力量，可以在O 点悬挂不同的重物C ，则( ) A ．若健身者缓慢向右移动，绳OA 的拉力变小 B ．若健身者缓慢向左移动，绳OB 的拉力变小 C ．若健身者缓慢向右移动，绳OA 、OB 拉力的合力变大 D ．若健身者缓慢向左移动，健身者与地面间的摩擦力变小
解析：选BD.由于OA 、OB 为两段细绳，因此两细绳的拉力大小不一定相等．设绳OA 的拉力为F A ，绳OB 的拉力为F B ，重物C 的质量为m ，因O 点始终处于平衡状态，根据平衡条件有F A cos θ－mg ＝0，F A sin θ－F B ＝0，解得F A ＝mg cos θ，F B ＝mg tan θ.当健身者缓慢向右移动时，θ角变大，则F A 、F B 均变大，A 错误；当健身者缓慢向左移动时，θ角变小，则F A 、F B 均变小，因为健身者受到的摩擦力大小与绳OB 的拉力大小相等，故健身者与地面间的摩擦力变小，B 、D 正确；不论健身者向哪个方向移动，绳OA 与绳OB 拉力的合力一定等于重物C 的重力mg ，保持不变，C 错误． 例3、光滑水平地面上放有截面为14 圆周的柱状物体A ，A 与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B .对A 施加一水平向左的力F ，整个装置保持静止．若将A 的位置向右移动少许，整个装置仍保持平衡，则( ) A ．水平外力F 增大 B ．墙对B 的作用力减小 C ．地面对A 的支持力减小 D ．B 对A 的作用力增大 解析：选AD.A 、B 之间的弹力方向沿A 、B 圆心连 线方向．以B 为研究对象，如图所示，B 受重力G B 、 墙壁对B 的弹力F 1、A 对B 的弹力F 2，根据共点力平 衡条件有，F 2cos α＝G B ，F 2sin α＝F 1，解得F 1＝G B tan α，F 2＝G B cos α.若将A 向右移动少许，α变大， 可见F 1、F 2都变大，B 错误，D 正确；以A 和B 整体为研究对象，有F ＝F 1＝G B tan α，则F 随α的增大而变大，地面对A 的支持力始终等于A 、B 的总重力，保持不变，A 正确，C 错误．
高中物理解决动态平衡问题的五种方法(带答案)
第 03 讲 解决动态平衡问题的五种方法 通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢地变化，物体在这一变化过程中始终处 于一系列的平衡状态中， 这种平衡称为动态平衡。 解决此类问题的基本思路是化 “动 ”为“静”， “静”中求 “动”，具体有以下三种方法： （一）解析法 对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条 件列式求解，得 到因变量与自变量的一般函数表达式，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。 （二）结论法 若合力不变，两等大分力夹角变大，则分力变大 . 若分力大小不 变，两等大分力夹角变大，则合力变小 . 1、粗细均匀的电线架在 A 、 B 两根电线杆之间。由于热胀冷缩，电线在夏、冬两季呈现如 图所示的两种形状，若电线杆始终处于竖直状态，下列说法中正确的是 （ ） A ．冬季，电线对电线杆的拉力较大 B ．夏季，电线对电线杆的拉力较大 C ．夏季与冬季，电线对电线杆的拉力一样大 D ．夏季，电线杆对地面的压力较大 移，双臂缓慢张开到图乙位置，则在此过程中，吊环的两根绳的拉 力 F T （两个拉力大小相等） 及它们的合力 F 的大小变化情况为 （ A ． F T 减小， F 不变 B ．F T 增大， F 不变 C ．F T 增 大， F 减小 D ．F T 增大， F 增大 3、如图所示， 硬杆 BC 一端固定在墙上的 B 点，另一端装有滑轮 用绳拴住通过滑轮固定于墙上的 A 点。若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计， C ，重物 将绳的固定端从 A 点稍向下移，则在移动过程中 （ 2、如图所示，体操吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环 图甲） ，然后身体下
高中物理 动态平衡问题(含答案)
受力分析：动态平衡问题 所谓动态平衡问题，是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，常用方法：1：公式法。2：矢量三角形法。3：相似三角形法。4：拉密定理。 1．如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O 点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F 1和球对斜面的压力F 2的变化情况是( )．答案 B A ．F 1先增大后减小，F 2一直减小 B ．F 1先减小后增大，F 2一直减小 C ．F 1和F 2都一直减小 D ．F 1和F 2都一直增大 2．如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，木板对小球的推力F 1、半球面对小球的支持力F 2的变化情况正确的是( )． 答案 B A ．F 1增大，F 2减小 B ．F 1增大，F 2增大 C ．F 1减小，F 2减小 D ．F 1减小，F 2增大 3.如图，半圆形金属框竖直放在粗糙的水平地面上，套在其上的光滑小球P 在水平外力F 的作用下处于静止状态，P 与圆心O 的连线与水平面的夹角为θ，现用力F 拉动小球，使其缓慢上移到框架的最高点，在此过程中金属框架始终保持静止，下列说法中正确的是( ) 答案 D A ．框架对小球的支持力先减小后增大 B ．水平拉力F 先增大后减小 C ．地面对框架的支持力先减小后增大 D ．地面对框架的摩擦力一直减小 4．甲、乙两人用两绳aO 和bO 通过装在P 楼和Q 楼楼顶的定滑轮，将质量为m 的物块由O 点沿Oa 直线缓慢向上提升，如图．则在物块由O 点沿直线Oa 缓慢上升过程中，以下判断正确的是( ) 答案 D A ．aO 绳和bO 绳中的弹力都逐渐减小 B ．aO 绳和bO 绳中的弹力都逐渐增大 C ．aO 绳中的弹力先减小后增大，bO 绳中的弹力一直在增大 D ．aO 绳中的弹力一直在增大，bO 绳中的弹力先减小后增大 5．如图所示，A 是一均匀小球，B 是一14 圆弧形滑块，最初A 、B 相切于圆弧形滑块的最低点，一切摩擦 均不计，开始B 与A 均处于静止状态，用一水平推力F 将滑块B 向右缓慢推过 一段较小的距离，在此过程中 ( ) 答案 B
(完整版)高中物理力学——动态平衡问题处理方法
高中物理——力学动态平衡分析 一 物体受三个力作用 例1. 如图1所示，一个重力G 的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为α，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。今使板与斜面的夹角β缓慢增大，问：在此过程中，挡板和斜面对球的压力大小如何变化？ 例2．一轻杆BO ，其O 端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO 上，B 端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A 处的光滑小滑轮，用力F 拉住，如图2-1所示。现将细绳缓慢往左拉，使杆BO 与杆A O 间的夹角θ逐渐减少，则在此过程中，拉力F 及杆BO 所受压力F N 的大小变化情况是( ) A ．F N 先减小，后增大 B .F N 始终不变 C ．F 先减小，后增大 D.F 始终不变 正确答案为选项B 跟踪练习： 如图2-3所示，光滑的半球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A 点，另一端绕过定滑轮，后用力拉住，使小球静止．现缓慢地拉绳，在使小球沿球面由A 到半球的顶点B 的过程中，半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化情况是( D )。 (A)N 变大，T 变小， (B)N 变小，T 变大 (C)N 变小，T 先变小后变大 (D)N 不变，T 变小 图2-1 图2-2 图2-3 图1-1 图1-2 F 1 G F 2 图1-3
例3．如图3-1所示，在水平天花板与竖直墙壁间，通过不计质量的柔软绳子和光滑的轻小滑轮悬挂重物G =40N ，绳长L =2.5m ，OA =1.5m ，求绳中张力的大小，并讨论： （1）当B 点位置固定，A 端缓慢左移时，绳中张力如何变化？ （2）当A 点位置固定，B 端缓慢下移时，绳中张力又如何变化？ 解析：取绳子c 点为研究对角，受到三根绳的拉力，如图3-2所示分别为F 1、F 2、F 3，延长绳AO 交竖直墙于D 点，由于是同一根轻绳，可得：21F F =，BC 长度等于CD ，AD 长度等于绳长。设角∠OAD 为θ；根据三个力平衡可得：θ sin 21G F = ；在三角形AOD 中可知， AD OD = θsin 。如果A 端左移，AD 变为如图3－3中虚线A ′D ′所示，可知A ′D ′不变，OD ′减小，θsin 减小，F 1变大。如果B 端下移，BC 变为如图3－4虚线B ′C ′所示，可知AD 、OD 不变，θsin 不变，F 1不变。 二 物体受四个力及以上 例 4 .如图所示，当人向左跨了一步后人与物体保持静止，跨后与垮前相比较，下列说法错误的是: A ．地面对人的摩擦力减小 B ．地面对人的摩擦力增加 C ．人对地面压力增大 D ．绳对人的拉力变小 跟踪练习： 如图所示，小船用绳牵引．设水平阻力不变，在小船匀速靠岸的过程中 A 、绳子的拉力不断增大B 、绳子的拉力保持不变 C 、船受的浮力减小 D 、船受的浮力不变 图3－1 A C G O A C G F 1 F 2 F 3 O θ 图3－2 A C G F 1 F 2 F 3 O θ A ′ 图3－3 A C G F 1 F 2 F 3 O θ C ′ B ′ 图3－4 F
高三物理动态平衡分析试题答案及解析
高三物理动态平衡分析试题答案及解析 1. 如图所示半圆柱体P 固定在水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN ．在半圆柱体P 和MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q ，整个装置处于平衡状态．现使MN 保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q 滑落到地面之前的此过程中，下列说法中正确的是（ ） A ．MN 对Q 的弹力逐渐减小 B ．MN 对Q 的弹力保持不变 C ．P 对Q 的作用力逐渐增大 D ．P 对Q 的作用力先增大后减小 【答案】C 【解析】对圆柱体Q 受力分析，受到重力、杆MN 的支持力和半球P 对Q 的支持力，如图 重力的大小和方向都不变，杆MN 的支持力方向不变、大小变，半球P 对Q 的支持力方向和大小都变，然后根据平衡条件，得到 ， ，由于不断增大，故 不断增大， 也 不断增大，C 正确. 【考点】考查了力的动态平衡问题 2. 如图所示，有一质量不计的杆AO ，长为R ，可绕A 自由转动。用绳在O 点悬挂一个重为G 的物体，另一根绳一端系在O 点，另一端系在以O 点为圆心的圆弧形墙壁上的C 点。当点C 由图示位置逐渐向上沿圆弧CB 移动过程中（保持OA 与地面夹角θ不变），OC 绳所受拉力的大小 变化情况是 A ．逐渐减小 B ．逐渐增大 C ．先减小后增大 D ．先增大后减小 【答案】C 【解析】据题意，当细绳OC 的C 段向B 点移动过程中，系统处于平衡状态， 对点O 受力分析，受到悬挂物的拉力，该拉力为：，受到杆的支持力N 和细绳OC 的拉力T C ，由力的三角形定则，即如上图所示，从图可以看出代表细绳OC 的拉力T C 的对应边的长度先
减小后增加，则该拉力的大小也是先减小后增加，故选项C正确。 【考点】本题考查力的动态平衡问题。 3.轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来 位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力F f 和环对杆的压力F N 的变化情况是 A．F f 保持不变，F N 逐渐增大 B．F f 逐渐增大，F N 保持不变 C．F f 逐渐减小，F N 保持不变 D．F f 保持不变，F N 逐渐减小 【答案】D 【解析】对系统整体进行受力分析：物体A和套在粗糙竖直杆MN的圆环上受竖直向下的重力， 杆对圆环提供水平向左的弹力，竖直向上的静摩擦力，水平向左的外力，由物体的平衡知，摩擦 力由两物体的重力平衡，不随物体A位置的变化而改变，既F f 保持不变；物体A受竖直向下的重力，沿绳方向的拉力，水平向左的外力，设绳与竖直方向的夹角为α，由于，随夹角 为α的减小，cosα增大，则T减小，,随夹角为α的减小，sinα减小，T减小，则F N 逐渐减小，只有D选项正确。 【考点】物体的动态平衡整体法和隔离法 4.如图所示，轻杆BC的一端用铰链接于C，另一端悬挂重物G，并用细绳绕过定滑轮用力拉住。开始时，，现用拉力F使缓慢减小，直到BC接近竖直位置的过程中，杆BC所 受的压力（） A．保持不变B．逐渐增大 C．逐渐减小D．先增大后减小 【答案】A 【解析】以B点为研究对象，受到三个力分别为重物拉B点拉力T 1 =G， AB绳子拉力T 2=F，及杆CB对B的弹力F N ，三力合成如图所示，从图中可以看出，
(完整版)高中物理解决动态平衡问题的五种方法(带答案)
第03讲 解决动态平衡问题的五种方法 通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢地变化，物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中，这种平衡称为动态平衡。解决此类问题的基本思路是化“动”为“静”，“静”中求“动”，具体有以下三种方法： (一)解析法 对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条件列式求解，得到因变量与自变量的一般函数表达式，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。 (二)结论法 若合力不变，两等大分力夹角变大，则分力变大. 若分力大小不变，两等大分力夹角变大，则合力变小. 1、粗细均匀的电线架在A 、B 两根电线杆之间。由于热胀冷缩，电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状，若电线杆始终处于竖直状态，下列说法中正确的是( ) A ．冬季，电线对电线杆的拉力较大 B ．夏季，电线对电线杆的拉力较大 C ．夏季与冬季，电线对电线杆的拉力一样大 D ．夏季，电线杆对地面的压力较大 2、如图所示，体操吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环（图甲），然后身体下移，双臂缓慢张开到图乙位置，则在此过程中，吊环的两根绳的拉 力F T （两个拉力大小相等）及它们的合力F 的大小变化情况为（ ） A ．F T 减小，F 不变 B ．F T 增大，F 不变 C ．F T 增大，F 减小 D ．F T 增大，F 增大 3、如图所示，硬杆BC 一端固定在墙上的B 点，另一端装有滑轮C ，重物D 用绳拴住通过滑轮固定于墙上的A 点。若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计， 将绳的固定端从A 点稍向下移，则在移动过程中( ) A.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都增大 B.绳的拉力减小，滑轮对绳的作用力增大 C.绳的拉力不变，滑轮对绳的作用力增大 D.绳的拉力、滑轮对绳的作用力都不变 A C B
高考物理一轮复习专题训练及答案解析—动态平衡问题、平衡中的临界、极值问题
错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!高考物理一轮复习专题训练及答案解析—动态平衡问题、 平衡中的临界、极值问题 1.如图所示，在水平放置的木棒上的M、N两点，系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小金属环．现将木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度，则关于轻绳对M、N两点的拉力F1、F2的变化情况，下列判断正确的是() A．F1和F2都变大B．F1变大，F2变小 C．F1和F2都变小D．F1变小，F2变大 2.(2023·山东烟台市高三模拟)如图所示，用一个质量不计的网兜把足球挂在光滑竖直墙壁上的A点，足球与墙壁的接触点为B.若只增大悬绳的长度，足球始终保持静止状态，关于悬绳对球的拉力F和墙壁对球的支持力F N，下列说法正确的是() A．F和F N都增大B．F增大，F N减小 C．F减小，F N增大D．F和F N的合力不变 3.如图所示，轻绳PQ能承受的最大张力为80 N，现用它悬挂一质量为4 kg的物体，然后在轻绳的中点O施加一水平向左的力F，使中点O缓慢向左移动，已知重力加速度g＝10 m/s2，则当轻绳断裂瞬间，绳的PO段与竖直方向的夹角为()
A．30°B．45°C．53°D．60° 4.(2023·广东汕尾市高三月考)新疆是我国最大的产棉区，在新疆超出70%棉田都是通过机械自动化采收，自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下，放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为120°固定不变，“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动．初始时BP板水平，在使BP板逆时针缓慢转动60°的过程中，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，下列说法正确的是() A．BP板水平时，棉包受到两个力的作用 B．当BP板转过60°，AP板水平时，棉包受到三个力的作用 C．当BP板转过30°时，棉包对AP板和BP板的作用力大小不相等 D．在转动过程中棉包对BP板的压力不变 5.(多选)(2023·湖南岳阳市十四中高三检测)如图所示，水平面和竖直面构成的垂直墙角处有一个截面为半圆的光滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在半圆柱体的P点(P点靠近底端)．通过细线将小球从P点缓慢向上拉至半圆柱体的最高点，细线方向始终保持与半圆相切．此过程中() A．细线对小球的拉力逐渐减小 B．圆柱体对小球的支持力逐渐减小 C．水平地面对圆柱体的支持力逐渐减小
2023届浙江高三物理高考复习微专题模型精讲精练第3讲 共点力下的动态平衡问题(解析版)
第3讲 共点力下的动态平衡问题 1．（2022·辽宁）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自 身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝OM 、ON 与竖直方向夹角分别为α、β（α＞β）。用F 1、F 2分别表示OM 、ON 的拉力，则（ ） A ．F 1的竖直分力大于F 2的竖直分力 B ．F 1的竖直分力等于F 2的竖直分力 C ．F 1的水平分力大于F 2的水平分力 D ．F 1的水平分力等于F 2的水平分力 【解答】解：CD 、对结点O 受力分析可得，水平方向上有F 1sin α＝F 2sin β，即F 1的水平分力等于F 2的水平分力，故D 正确，C 错误。 AB 、对结点O 受力分析可得，竖直方向上有F 1cos α+F 2cos β＝mg 整理可得F 1=mgsinβ sin(α+β)，F 2=mgsinαcosβ sin(α+β) 则F 1 的竖直分量为F 1x = mgsinβcosα sin(α+β) F 2的竖直分量为F 2x =mgsinαcosβ sin(α+β) 因sin α cos β﹣cos αsin β＝sin （α﹣β）＞0可知，F 2x ＞F 1x ，故AB 错误。 故选：D 。 2．（2022·浙江）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°。一重为G 的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（ ） A ．作用力为 √33G B ．作用力为√36G C ．摩擦力为√3 4 G D ．摩擦力为 √3 8 G 【解答】解：AB 、设每根斜杆受力为F ，对斜杆与横杆的结点受力分析如图1有：√3F =G 2，解
高三物理动态平衡分析试题答案及解析
高三物理动态平衡分析试题答案及解析 1.如图所示半圆柱体P固定在水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN．在半圆柱体P 和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态．现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前的此过程中，下列说法中正确的是（） A．MN对Q的弹力逐渐减小B．MN对Q的弹力保持不变 C．P对Q的作用力逐渐增大D．P对Q的作用力先增大后减小 【答案】C 【解析】对圆柱体Q受力分析，受到重力、杆MN的支持力和半球P对Q的支持力，如图 重力的大小和方向都不变，杆MN的支持力方向不变、大小变，半球P对Q的支持力方向和大小都变，然后根据平衡条件，得到，，由于不断增大，故不断增大，也 不断增大，C正确. 【考点】考查了力的动态平衡问题 2.如图所示，两个完全相同的光滑球的质量均为m，放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间。若缓慢转动挡板至与斜面垂直，在此过程中： A.A、B两球间的弹力逐渐增大 B.B球对挡板的压力逐渐减小 C.B球对斜面的压力逐渐增大 D.A球对斜面的压力逐渐增大 【答案】B 【解析】先以A为研究对象，受力如图： 由平衡条件知A球受B球弹力N A =m A gsinα,斜面对A球支持力N 1 =m A gcosα在挡板缓慢移动的过 程中，AB之间的弹力，以及斜面对A的支持力均保持不变故选项A、D错误；再以B为整体，
设其质量为m B ，在转动过程中，对其受力分析如图： 设挡板与斜面夹角为β，由平衡条件可知，沿斜面方向+m B gsinα=N B sinβ ，垂直于斜面方向 N 0=m B gcosα+N B cosβ，当挡板转动时β角度增大，由上述两式知挡板对B球的支持力N B 减小， 球B对斜面压力减小，故选项B正确，C错误。 【考点】物体平衡条件的应用 3.如图所示．在倾角为的光滑斜面和档板之间放一个光滑均匀球体，档板与斜面夹角。初始时。在档板绕顶端逆时针缓慢旋转至水平位置的过程下列说法正确的是 A．斜面对球的支持力变大 B．档板对球的弹力变大 c．斜面对球的支持力变小 D．档板对球的弹力先变小后变大 【答案】CD 【解析】小球受到自身重力，斜面支持力和挡板弹力三力平衡，其中重力大小方向不变，斜面弹力垂直斜面向上方向不变，二者的合力与挡板弹力等大反向，挡板弹力垂直挡板，方向从斜向下 逐渐变为水平向右最后变为斜向上，如下图所示 挡板弹力变化时，重力和斜面支持力从斜向上逐渐变为斜向下，观察上面的示意图可见，斜面对球的支持力逐渐变小，挡板对球的弹力先减小后增大，选项CD正确。 【考点】共点力的动态平衡 4.如图所示，在一根水平直杆上套着两个轻环，在环下用两根等长的轻绳拴着一个重物。把两环 分开放置，静止时杆对a环的摩擦力大小为F f ，支持力为F N 。若把两环距离稍微约缩短一些，系 统仍处于静止状态，则( )
高三物理复习：三力动态平衡全考点分模型精准汇总(含答案解析)
三力动态平衡全模型汇总（含答案） 学生姓名：年级：老师： 上课日期：时间：课次： 【解析法】 1.（多选）小船用绳索拉向岸边，设船在水中运动时所受水的阻力不变，那么小船在匀速靠岸过程中，下面说法哪些是正确的（） A.绳子的拉力F不断增大 B.绳子的拉力F不变 C.船所受的浮力不断减小 D.船所受的浮力不断增大 答案AC 解:对小船进行受力分析,如图,因为小船做匀速直线运动,所以小船处于平衡,设拉力与水平方向的夹角为,有:①②船在匀速靠岸的过程中,增大,阻力不变,根据平衡方程① 知,减小,绳子的张力增大,根据平衡方程②知,拉力F增大,增大,所以船的浮力减小.故A、C正确,B、D错误. 2.如图所示，轻绳的一端系在质量为m的物体上，另一端系在一个圆环上，圆环套在粗糙水平横杆MN上，现用水平力F拉绳上一点，使物体处在图中实线位置，然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来位置不动，则在这一过程中，水平拉力F、环与横杆的摩擦力f和环对杆的压力N的大小变化情况是( ) A．F逐渐增大，f保持不变，N逐渐增大 B．F逐渐增大，f逐渐增大，N保持不变 C．F逐渐减小，f逐渐增大，N逐渐减小 D．F逐渐减小，f逐渐减小，N保持不变 答案D 问题求解：在这个过程中物体和圆环都处于平衡状态，以物体为研究对象， 分析受力情况，物体受重力、水平力和绳子的拉力，如图1所示，由平衡条 件得：，当减小时，F逐渐减小，再以两物体整体为研究对象，整 体受总重力、水平力、杆的摩擦力和支持力，则竖直方向有，杆对环支持 力保持不变，由牛顿第三定律得环对杆的压力也不变，水平方向还有，F逐渐减小，则也逐渐减小，故D项正确。
高中物理中动态平衡问题
第一部分动态平衡分析 动态平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，故这是力平衡问题中的一类难题。 根据现行高考要求，物体受到往往是三个共点力问题，利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点。 方法一：三角形图解法 特点：三角形图象法则适用于物体所受的三个力中，有一力的大小、方向均不变（通常为重力，也可能是其它力），另一个力的方向不变，大小变化，第三个力则大小、方向均发生变化的问题。 方法：先正确分析物体所受的三个力，将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形。然后将方向不变的力的矢量延长，根据物体所受三个力中二个力变化而又维持平衡关系时，这个闭合三角形总是存在，只不过形状发生改变而已，比较这些不同形状的矢量三角形，各力的大小及变化就一目了然了。 1 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 【答案】A 【解析】动态平衡问题，F与T的变化情况如图： 可得：''' F F F →→↑ ''' T T T →→↑ 2 如图所示，一个重力G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为α，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。今使板与斜面的夹角β缓慢增大，问：在此过程中，挡板和斜面对球的压力大小如何变化？ 1
2 【解析】取球为研究对象，如图所示，球受重力G 、斜面支持力F 1、挡板支持力F 2。因为球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，将三个力矢量构成封闭的三角形。F 1的方向不变，但方向不变，始终与斜面垂直。F 2的大小、方向均改变，随着挡板逆时针转动时，F 2的方向也逆时针转动，动态矢量三角形图中一画出的一系列虚线表示变化的F 2。由此可知，F 2先减小后增大，F 1随 增大而始终减小。 3 如图所示，小球被轻质细绳系着，斜吊着放在光滑斜面上，小球质量为m ，斜面倾角为θ，向右缓慢推动斜面，直到细线与斜面平行，在这个过程中，绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况？ 【解析】绳上张力减小，斜面对小球的支持力增大 【同类题】如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量为m ，斜面倾角α=30°，细绳与竖直方向夹角θ=30°，斜面体的质量M =3m ，置于粗糙水平面上．求： （1）当斜面体静止时，细绳对小球拉力的大小？ （2）地面对斜面体的摩擦力的大小和方向？ （3）若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的k 倍，为了使整个系统始终处于静止状态，k 值必须满足什么条件？ θ F β α 图1-1 图1-2 β α G F 1 F 2
2020年高考物理2.5 动态平衡问题(能力篇)(含解析)
五．动态平衡问题(能力篇) 一．选择题 1.（6分)（2019石家庄二模)如图,轻绳l1一端固定在O点，另一端与质量为m的物体相连。轻绳l2跨过固定在B点的定滑轮，一端连接物体，另一端由力F控制。在力F的作用下，物体从处于O点正下方的A点缓慢地运动到B点的过程中l1一直处于伸直状态。O、B 两点在同一水平线上,不计一切阻力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是（） A．物体从A点到B点过程中，拉力F一直变小 B．物体从A点到B点过程中，轻绳l1的拉力一直变大 C．物体从A点到B点过程中，轻绳l2对物体拉力可能大于mg D．当轻绳l1与竖直方向的夹角为30°时，拉力F大小为mg 【参考答案】D 【名师解析】对物体受力分析如图所示，绳l1的拉力为F1，与竖直方向的夹角为θ，绳l2的拉力为F2，与竖直方向的夹角为α。 根据几何知识知:θ+2α＝90°，由正弦定理可得＝＝，α减小,θ增大，则F1减小，F2增大，故AB错误;当物体拉到B时轻绳l2对物体拉力最大，此时θ＝90°，α＝0°，轻绳l2对物体拉力F2＝mg，不可能大于mg，故C错误；α＝30°时，θ＝
30°，则2F2cos30°＝mg,可得F2＝mg，故D正确。 2。（2019湖北名校联盟信息卷2）如图所示，一条细线的一端与水平地面上的物体B相连，另一端绕过一轻质定滑轮与小球A相连，定滑轮用另一条细线固定在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成的夹角为α，则以下说法错误的是（） A．无论物体B在地板上左移还是右移,只要距离足够小，α角将不变 B．增大小球A的质量,若B仍保持不动，α角不变 C．若OB绳与地面夹角为30°，则α＝30° D．将B向右移动少许，若B仍保持不动，则B与地面的摩擦力变大 【参考答案】A 【名师解析】对小球A受力分析，受重力和拉力，根据平衡条件，有：T＝mg；如果将物体B在水平地面上向右移动稍许，AB仍保持静止，绳子的拉力不变，则∠AOB增加;对滑轮分析，受三个拉力，如图所示，根据平衡条件可知,∠AOB＝2α，故α一定增加，故A错误；增大小球A的质量，若B仍保持不动，系统平衡，则α不变，故B正确；若OB绳与地面夹角为300，则∠AOB＝2α＝60°，α＝300，故C正确；将B向右移动少许,若B仍保持不动，OB绳与水平方向的夹角减小，绳子拉力大小不变，拉力的水平分力等于地面的
备战2020高考物理-高三第一轮基础练习：动态平衡分析(含答案)
备战2020高考物理-高三第一轮基础练习：动态平衡分析 一、单选题 1.两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷)，质量分别为m1和m2，带电量分别是q1和q2，用两等长的绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与竖直方向成夹角α1和α2，如图9-36-6所示，若α1＝α2，则下述结论正确的是（） A. q1一定等于q2 B. 一定满足 C. m1一定等于m2 D. 必定同时满足q1=q2，m1=m2 2.如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的弹力大小为F N1，木板对球的弹力大小为F N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中（） A. F N1始终减小，F N2始终增大 B. F N1始终减小，F N2始终减小 C. F N1先增大后减小，F N2始终减小 D. F N1先增大后减小，F N2先减小后增大 3.表面光滑、半径为R的半球固定在水平地面上，球心O的正上方O′处有一无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上，如图所示。两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为L1=2.4R和L2=2.5R，则这两个小球的质量之比m1:m2为（不计球的大小）（） A. 24:1 B. 25:24 C. 25:1 D. 24:25
4.如图所示，AB为可绕B转动的挡板，G为圆柱体．夹于斜面与挡板之间．若不计一切摩擦，使夹角β由开始时较小的某一角度逐渐增大到90°的过程中，挡板AB受到的压力（） A. 不断增大 B. 不断减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 5.如图，穿在一根光滑的固定杆上的两个小球A、B连接在一条跨过定滑轮的细绳两端，杆与水平面成θ=37°角，不计所有摩擦．当两球静止时，OA绳与杆的夹角为θ，OB绳沿竖直方向，则球A、B的质量之比为（） A. 4：3 B. 3：4 C. 3：5 D. 5：8 6.如图所示，在半径为R的光滑半球面最高点的正上方高h处悬挂一不计大小的定滑轮，重力为G的小球（视为质点）用绕过滑轮的绳子拉住，在拉动绳子使小球在球面上缓缓运动到接近顶点的过程中，小球对半球的压力（） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 7.如图所示，挡板AB和竖直墙壁之间夹有质量为m的小球，当挡板和竖直墙壁之间的夹角θ从90°缓慢减小至30°的过程中，以下说法正确的是（） A. 小球对挡板AB的压力先增大后减小 B. 小球对挡板AB的压力逐渐减小 C. 小球对竖直墙壁的弹力逐渐增大 D. 小球对竖直墙壁的弹力先减小后增大
2023届高三物理复习重难点突破12三力平衡中的动态平衡问题及最小值问题(解析版)
专题12 三力平衡中的动态平衡问题及最小值问题 1、三个力的动态平衡问题:一个力恒定，另外两个力的大小或(和)方向不断变化，但物体仍然平衡，关键词——缓慢转动、缓慢移动…… 2、三个力的动态平衡问题的解法 1）解析法——画好受力分析后，对力进行分解列平衡方程，然后由角度变化分析力的变化规律. 2）图解法——画好受力分析图后，将三个力按顺序首尾相接构成力的封闭三角形，由于三角形的边的长短反映力的大小，从动态三角形边的长度变化规律看出力的变化规律. 3、图解法分析的一般顺序：封闭的矢量三角形→等腰三角形→相似三角形→圆与矢量三角形相结合或正弦定理→圆与矢量三角形相结合 考点一解析法分析三个力的动态平衡问题 解析法：对研究对象进行受力分析，列平衡方程，根据角度变化分析力的变化规律. 1．（2022·江苏南通·高二期末）如图所示，半球形碗静止于水平地面上，一只可视为质点的蚂蚁在碗内缓慢从b点爬到a点的过程中（） A．蚂蚁受到的弹力逐渐变大 B．蚂蚁受到的摩擦力逐渐变大 C．蚂蚁受到的合力逐渐变大 D．地面对碗的摩擦力逐渐变大 【答案】B 【详解】 AB．设蚂蚁所在位置的切线与水平方向夹角为θ，对蚂蚁分析得 =mgcosθ，f=mgsinθ故A错误，B正确； 支持力和静摩擦力分别为F N C．蚂蚁缓慢上爬的过程中θ变大，可知蚂蚁受到的支持力减小，静摩擦力增大。 又因为蚂蚁缓慢移动，视为平衡状态，故所受合力为零保持不变，故C错误； D．系统保持平衡状态，则地面对碗的摩擦力为零保持不变，故D错误。 2.(多选)如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆半径为球B的半径的3倍，球B所受的重力为G，整个装置处于静止状态．设墙壁对B的支持力为F1，A对B的支持力为F2，若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则F1、F2的变化情况分别是()
高考物理(热点题型全突破)专题2.5 动态平衡问题的分析方法(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题2.5 动态平衡问题的分析方法 1.动态平衡： 指通过控制某些物理量使物体的状态发生缓慢变化。在这个过程中物体始终处于一系列平衡状态中。 2. 动态平衡特征： 一般为三力作用，其中一个力的大小和方向均不变化，一个力的大小变化而方向不变，另一个力的大小和方向均变化。 3. 平衡物体动态问题分析方法： 解动态问题的关键是抓住不变量，依据不变的量来确定其他量的变化规律，常用的分析方法有解析法和图解法。 方法一：三角形图解法。 特点：三角形图象法如此适用于物体所受的三个力中，有一力的大小、方向均不变〔通常为重力，也可能是其它力〕，另一个力的方向不变，大小变化，第三个力如此大小、方向均发生变化的问题。 方法：先正确分析物体所受的三个力，将三个力的矢量首尾相连构成闭合三角形。然后将方向不变的力的矢量延长，根据物体所受三个力中二个力变化而又维持平衡关系时，这个闭合三角形总是存在，只不过形状发生改变而已，比拟这些不同形状的矢量三角形，各力的大小与变化就一目了然了。 图解法的根本程序是：对研究对象的状态变化过程中的假设干状态进展受力分析，依据某一参量的变化(一般为某一角)，在同一图中作出物体在假设干状态下的平衡力图(力的平形四边形或三角形)，再由动态的力的平行四边形或三角形的边的长度变化与角度变化确定某些力的大小与方向的变化情况。 【典例1】如下列图，一个重力G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为α，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。今使板与斜面的夹角β缓慢增大，问：在此过程中，挡板和斜面对球的压力大小如何变化？ 【答案】见解析 【解析】取球为研究对象，如图甲所示，球受重力G、斜面支持力F1、挡板支持力F2。因为球始终处于
山师附中2022届新高考物理一轮专题复习-专题三 动态平衡问题
2022届高三物理一轮复习 专题三 动态平衡问题 1．如图所示，光滑半圆形凹槽底部有一小球，现对小球施加一向右上方的作用力F ，将小球缓慢地移出凹槽，已知移动小球过程中，作用力F 的方向始终与竖直方向成60︒夹角，则小球在被移出凹槽的过程中，下列说法正确的是（ ） A ．作用力F 先变大后变小 B ．作用力F 一直变小 C ．作用力F 与重力的合力先变小后变大 D ．作用力F 与支持力的合力一直变大 2．如图所示，电灯悬挂于两壁之间，更换水平绳OA 使连接点A 向上移动而保持O 点的位置不变，则A 点向上移动时（ ） A ．绳OA 的拉力逐渐增大 B ．绳OA 的拉力逐渐减小 C ．绳OA 的拉力先增大后减小 D ．绳OA 的拉力先减小后增大 3．如图所示，轻绳OA 垂直水平面固定在A 点，轻质弹簧OB 与OA 夹角45︒，且固定在斜面上的B 点，结点O 在水平力F 的作用下处于静止状态。现在保持O 点位置不变，外力F 缓慢地沿顺时针转动60︒的过程中，关于外力F 和绳OA 的拉力T ，下列说法正确的是（ ） A ．外力F 逐渐增大，拉力T 逐渐增大 B ．外力F 逐渐减小，拉力T 逐渐增大 C ．外力F 逐渐增大，拉力T 逐渐减小 D ．外力F 逐渐减小，拉力T 逐渐减小 4．如图所示，一个钢球放在倾角为30°的固定斜面上，用与斜面成30°的挡板挡住，处于静止状态。各个接触面均光滑。关于球的重力大小G 、球对斜面的压力大小N1F 、球对挡板的压力大小N2F 间的关系，下列说法正确的是（ ） A ．N1F G < B ．N2F G < C ．N2F G = D ．N1N2F F < 5．如图所示，一小球用轻绳悬挂于竖直墙壁上，在小球上加一个力F ，让小球静止，此时轻绳与墙壁的夹角为60°，现沿逆时针缓慢改变力F 的方向，始终保持小球的位置不变.已知力F 的最小值为mg ，重力加速度为g ，则小球的质量为（ ）
专题2 物体的动态平衡问题 决胜2021年高考物理必刷题专项训练(解析版)
2021年高考物理专题必刷题训练 专题2 物体的动态平衡问题 一、单项选择题 1．（2021·山西晋中市·高三二模）如图所示，在两竖直墙面间的同一竖直面内有两根等长细绳AO 和BO 连接于O 点，O 点的下方用绳子CO 悬挂一重物，D 点在B 点正下方，且A 、O 、D 在等高处，物体处于静止状态，绳BO 与竖直墙面的夹角θ=37°，此时绳AO 的张力为T 1。现在把绳子端点B 移到D 点，静止时绳子AO 的张力为T 2，则下列结论正确的是（ ） A ．T 1=mg B ．T 1=mg C ．T 2=mg D ．T 2=mg 【答案】C 【解析】绳子端点B 在最初位置时，根据平衡条件可得 T 1=mg tan θ=mg 设细绳AO 长度为L ，据几何关系可知两竖直墙面间的距离为 d =L +sin θ=1.6L 绳子端点B 移到位置D 点时，绳子AO 与竖直墙面间的夹角为α，由几何知识得 此时有 22cos T mg α= 得 所以C 正确；ABD 错误； 故选C 。 2．（2021·湖南邵阳市·高三一模）山东栖霞笏山金矿事故救援工作中本着“为了每一位被困矿工的生命”，救援队历经多日，最终将被困人员被救援出井。在救援中消防员利用如图甲所示三脚架向井底的被困人员提供物资，三脚架简化如图乙所示，若支架质量不计，每根支架与竖直方均成30°的夹角。己知绳索及所挂载物资总质量为m ，则在物资平稳匀速下降过程中，每根支架的弹力大小为（ ） A ．mg B ．
C．D． 【答案】D 【解析】如图所示一根支架在竖直方向的分力为 在竖直方向上 3F cosθ=mg 解得 故选D。 3．（2021·河南高三二模）如图所示，一轻质弹簧下端与地面上的A点相连，上端用轻绳跨过固定在斜面上的轻质光滑定滑轮与斜面上的物体相连，绳与斜面平行此时整个装置处于静止状态。现将弹簧下端的A 点沿水平地面缓慢移动到B点，斜面相对地面始终静止。在此过程中，关于斜面和物体受力的判断，下列说法正确的是（） A．地面对斜面的摩擦力大小一直为零 B．物块所受轻绳的拉力大小一直不变 C．斜面对物体的支持力大小一直增大 D．斜面对物体的摩擦力大小可能先减小后增大 【答案】D 【解析】A．对系统整体分析，因为绳子逐渐由A到B，具有水平向右的分力，地面就会产生一个水平向左的摩擦力与之平衡，A错误； B．因为绳子逐渐由A到B，弹簧形变量逐渐增大，弹力逐渐增大，又定滑轮处为活结，滑轮两边绳子作用力相等，B错误； C．斜面对物体的支持力为 保持不变，C错误； D．刚开始时，滑块受到斜面的摩擦力可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，所以在绳子拉力增大时，摩擦力可能先减小再增大，D正确； 故选D。