1专题2.3动态平衡问题一.选择题1.(2020金考卷)如图所示,质量为的小球套在竖直固定的光滑圆环上,在圆环的最高点有一个光滑小孔,一根轻绳的下端系着小球,上端穿过小孔用力拉住,开始时绳与竖直方向夹角为θ,小球处于静止状态,现缓慢拉动轻绳,使小球沿光滑圆环上升一小段距离,则下列关系正确的是A.绳与竖直方向的夹角为θ时,F=mgcosθB.小球沿光滑圆环上升过程中,轻绳拉力逐渐增大C.小球沿光滑圆环上升过程中,小球所受支持力逐渐增大D.小球沿光滑圆环上升过程中,小球所受支持力大小不变【参考答案】D【名师解析】绳与竖直方向的夹角为θ时,小球受到竖直向下的重力mg,圆环对小球沿半径向外的支持力,沿细绳方向的拉力F,画出力矢量图,由图可知,F=2mgcosθ,选项A错误;小球沿光滑圆环上升过程中,绳与竖直方向的夹角θ变大,轻绳拉力F=2mgcosθ逐渐减小,选项B错误;由力矢量图可知,小球所受圆环的支持力等于重力,小球沿光滑圆环上升过程中,小球所受支持力不变,选项C错误D正确。2.(2020·贵阳联考)如图所示是轿车常用的千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°。下列判断正确的是()A.此时千斤顶每臂受到的压力大小均为5.0×104NB.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×104NC.若继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶每臂受到的压力将增大D.若继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶每臂受到的压力将减小【参考答案】D23.(2020·衡水检测)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【参考答案】C【名师解析】对G分析,G受力平衡,则拉力等于重力;故竖直绳的拉力不变;再对O点分析,O受绳子的拉力、OA的支持力及OC的拉力而处于平衡;受力分析如图所示;将F和OC绳上的拉力合成,其合力与G大小相等,方向相反,则在OC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OC的拉力先减小后增大,图中D点时力最小;故选C。4.(2020·洛阳联考)如图所示,桌面上固定一个光滑竖直挡板,现将一个长方形物块A与截面为三角形的垫块B叠放在一起,用水平外力F缓缓向左推动B,使A缓慢升高,设各接触面均光滑,则该过程中()A.A和B均受三个力作用而平衡3B.B对桌面的压力保持不变C.A对B的压力越来越小D.外力F的大小恒定不变【参考答案】BD5.(2020·开封联考)如图所示,质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为L的细绳悬于O点,A球固定在O点正下方,当小球B平衡时,绳子所受的拉力为T1,弹簧的弹力为F1;现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2k1)的另一轻弹簧,在其他条件不变的情况下仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为T2,弹簧的弹力为F2,则下列关于T1与T2、F1与F2大小之间的关系正确的是()A.T1T2B.T1=T2C.F1F2D.F1=F2【参考答案】BC46.(2020·山东师大附中一模)如图所示,三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2L,现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加力的最小值为()A.mgB.33mgC.21mgD.41mg【参考答案】C【名师解析】由题图可知,要使CD水平,各绳均应绷紧,则AC与水平方向的夹角为60°;结点C受力平衡,受力分析如图所示,则CD绳的拉力FT=mgtan30°=33mg;D点受绳子拉力大小等于FT,方向向左;要使CD水平,D点两绳的拉力与外界的力的合力为零,则绳子对D点的拉力可分解为沿BD绳的F1,及另一分力F2,由几何关系可知,当力F2与BD垂直时,F2最小,而F2的大小即为拉力的大小;故最小力F=FTsin60°=21mg。故选C。7.(2020·山西太原高三期中)如图所示,置于固定斜面上的物体A受到平行于斜面向下的力作用保持静止。若力F大小不变,将力F在竖直平面内由沿斜面向下缓慢的转到沿斜面向上(转动范围如图中虚线所示)。在F转动过程中,物体始终保持静止。在此过程中物体与斜面间的()A.弹力可能先增大后减小B.弹力一定先减小后增大C.摩擦力可能先减小后增大D.摩擦力一定一直减小【参考答案】BC58.(2020·贵州航天高中高三一模)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,整个装置处于静止状态,若把A向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则()A.B对墙的压力增大B.A与B之间的作用力增大C.地面对A的摩擦力减小D.A对地面的压力减小【参考答案】C【名师解析】对小球B受力分析,作出平行四边形如图所示:A滑动前,B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等,方向相反,而将A向外平移后,B受弹力的方向与竖直方向夹角减小,但B仍受力平衡,由图可知A对B的弹力及墙壁对球的弹力均减小,A、B错误;以A、B为整体分析,水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态,弹力减小,故摩擦力减小,C正确;竖直方向上受重力及地面的支持力,两物体的重力不变,故A对地面的压力不变,D错误。9.(2020·宿迁市三校检测,2)如图,用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间,开始时OB绳水平.现保持O点位置不变,改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B′点,此时OB′与OA之间的夹角θ90°.设此过程中OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB,则下列说法正确的是()6A.FOA一直减小B.FOA一直增大C.FOB一直减小D.FOB先增大后减小【参考答案】A10.(2020·德州模拟)如图所示,斜面体置于粗糙水平面上,斜面光滑。小球被轻质细线系住放在斜面上,细线另一端跨过定滑轮,用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离,斜面体始终静止。则移动过程中()A.细线对小球的拉力变大B.斜面对小球的支持力变大C.斜面对地面的压力变大D.地面对斜面的摩擦力变小【参考答案】AD711.如图所示,相隔一定距离的两个相同的圆柱体A、B固定在等高的水平线上,一细绳套在两圆柱体上,细绳下端悬挂一重物。绳和圆柱体之间无摩擦,当重物一定时,绳越长()A.绳对圆柱体A的作用力越小,作用力与竖直方向的夹角越小B.绳对圆柱体A的作用力越小,作用力与竖直方向的夹角越大C.绳对圆柱体A的作用力越大,作用力与竖直方向的夹角越小D.绳对圆柱体A的作用力越大,作用力与竖直方向的夹角越大【参考答案】A12.(2020·山西大同联考)一铁球悬挂在OB绳的下端,轻绳OA、OB、OC的结点为O,轻绳OA悬挂在天花板上的A点,轻绳OC拴接在轻质弹簧测力计上。第一次,保持结点O位置不变,某人拉着轻质弹簧测力计从竖直位置缓慢转动到水平位置,如图4中的甲所示,弹簧测力计的示数记为F1。第二次,保持轻绳OC垂直于OA,缓慢释放轻绳,使轻绳OA转动到竖直位置,如图4中的乙所示,弹簧测力计的示数记为F2。则()8A.F1恒定不变,F2逐渐增大B.F1、F2均逐渐增大C.F1先减小后增大,F2逐渐减小D.F1逐渐增大,F2先减小后增大【参考答案】C【名师解析】题图甲中,OA与OC的合力与重力等大反向,且保持不变,OA的方向不变,通过画平行四边形可知,当OC顺时针转动到水平位置时,F1先减小后增大。题图乙中,设OA绳与竖直方向的夹角为θ,因为OA与OC垂直,且合力与重力等大反向,故F2=mgsinθ,根据题意,随着θ的减小F2逐渐减小,故选项C正确。13.如图所示,一根细线的两端分别固定在M、N两点,用小铁夹将一个玩具娃娃固定在细线上,使a段细线恰好水平,b段细线与水平方向的夹角为45°。现将小铁夹的位置稍稍向左移动一段距离,待玩具平衡后,关于a、b两段细线中的拉力,下列说法正确的是()A.移动前,a段细线中的拉力等于玩具所受的重力B.移动前,a段细线中的拉力小于玩具所受的重力C.移动后,b段细线中拉力的竖直分量不变D.移动后,b段细线中拉力的竖直分量变小【参考答案】AD914.如图所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为FN1,球对木板的压力大小为FN2。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.FN1始终减小,FN2始终增大B.FN1始终减小,FN2始终减小C.FN1先增大后减小,FN2始终减小D.FN1先增大后减小,FN2先减小后增大【参考答案】B【名师解析】方法一解析法:如图甲所示,因为FN1=tanθmg,FN2=FN2′=sinθmg,随θ逐渐增大到90°,tanθ、sinθ都增大,FN1、FN2都逐渐减小,所以选项B正确。甲乙方法二图解法:如图乙所示,把mg按它的两个效果进行分解如图所示。在木板缓慢转动时,FN1的方向不变,mg、FN1、FN2′应构成一个闭合的三角形。FN2始终垂直于木板,随木板的转动而转动,由图可知,在木板转动时,FN2′变小,FN1也变小,选项B正确。15.如图所示,将球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上,当细绳由水平方向缓慢向上偏移的过程中,细绳上的拉力将()A.逐渐增大B.逐渐减小10C.先增大后减小D.先减小后增大【参考答案】D【名师解析】作出球的受力图如图所示。由图可知,当细绳由水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力FT将先减小后增大,故选项D正确。16.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。关于此过程中绳上拉力大小的变化,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【参考答案】B17.如图所示,一竖直挡板固定在水平地面上,图甲用一斜面将一质量为M的光滑球顶起,图乙用一41圆柱体将同一光滑球顶起;当斜面或41圆柱体缓慢向右推动的过程中,关于两种情况下挡板所受的压力,下列说法正确的是()A.两种情况下挡板所受的压力都不变B.两种情况下挡板所受的压力都增大11C.图甲中挡板所受的压力不变,图乙中挡板所受的压力减小D.图甲中挡板所受的压力不变,图乙中挡板所受的压力先减小后增大【参考答案】C【名师解析】选球为研究对象,图甲中,球受重力、挡板的弹力、斜面的支持力,由于缓慢向右推动的过程中,各力的方向不变,重力不变,所以挡板的弹力、斜面的支持力大小均不变,由牛顿第三定律知挡板所受压力也不变,选项B错误;图乙中球受重力、挡板的弹力、41圆柱体的支持力,由于缓慢向右推动的过程中,41圆柱体支持力与竖直方向的夹角减小(示意图如图),挡板的弹力方向不变,重力不变,因此挡板的弹力减小,由牛顿第三定律知,挡板所受的压力也减小,选项C正确,A、D错误。122019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.质子的静止质量为27p1.6726g10km,中子的静止质量为27n1.674910kgm,粒子的静止质量为276.646710kgm,光速83.010m/sc。则粒子的结合能约为()A.124.310JB.124.310JC.102.610JD.102.610J2.一同学研究箱子的运动,让一质量为1kgm的箱子在水平恒力F的推动下沿光滑水平面做直线运动,箱子运动的xtt图线如图所示,t是从某时刻开始计时箱子运动的时间,x为箱子在时间t内的位移,由此可知()A.箱子受到的恒力大小为0.5NFB.0~10s内箱子的动量变化量为5kgm/sC.5s时箱子的速