2017-2018学年高中物理专题11动态平衡小题狂刷新人教版必修1

1、狂刷 11 动态平衡1 1 如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，0为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止P点。设滑块所受支持力为FN,OF与水平方向的夹角为0，下列关系正确的是B.B.F F =mg=mg tantan v vD.D.FN=mg=mg tantan v v【答案】A A【解析】对小滑块受力分析，爱水平推力只重力次支持力用、根据三力平衡条件，将爱水平推力尸 和重力G合成如團所示由几何关系可得=理裁，所次A正确BCD错误。故选A。i2Htfm ( 2 2 .如图所示，斜面与水平面、斜面与挡板间的夹角均为球的弹力为FN1，斜面对小球的弹力为FN2，以挡板与斜面连接点所

2、形成的水平直线为轴，将挡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 A. F Fmgmgtantan v vC.C.FN= =mgmgtantan v v3030, 一小球放置在斜面与挡板之间，挡板对小A.A.FN1始终减小，FN2始终增大3B.B.FN1始终增大，FN2始终减小C.C.FNI始终减小，FN2先减小后增大D.D.FNI先减小后增大，F FN2始终减小【答案】D D【解析】爱力分析如图，将尺籾与屁合成，其合力与重力等大反向如图：拦板转动时，拦板给球的弹 力皿与斜面给球的鼻力股合力大小方向不变，其中闿的方向不变，作辅助團如上，拷板转动过程中, 用1的方问变化如图中业

3、庆&的规律变出为满足平行四边形定则，其大小变化规律为先变小后变大, 其中拦板与斜面垂直时为最小。与此对应，屮心的犬小为一直减小。故选m【名师点睛】求解三个力的动态平衡问题，一般是采用图解法，即先做出两个变力的合力（应该与不变的那个力等大反向）然后过合力的末端画方向不变的那个力的平行线，另外一个变力的末端必落在 该平行线上，这样就能很直观的判断两个变力是如何变化的了，如果涉及到最小直的问题，还可以采A.A. 黑板擦受到四个力作用，其中有三个力的施力物体是黑板B.B. 黑板擦与黑板间在水平方向有一对相互作用力C.C. 磁力和弹力是一对作用力反作用力D.D. 摩擦力大于重力，黑板擦才不会掉下来【答案

4、】A A【解析】黑板擦受到四个力：重力G=mg施力物体是地球；支持力N、摩擦力f、磁力T,这三个力的施力物体都是磁性黑板，故 A A 正确；黑板对黑板擦有支持力，则黑板擦对黑板有压力，这两个力是一对相互作用力；黑板对黑板擦有磁力，反过来，黑板擦对黑板有大小相等的磁力，这两个力是一对相互作用力；所以水平方向有两对相互作用力；黑板对黑板擦有摩擦力，则黑板擦对黑板也有摩擦力作用，这两个力是一对作用力和反作用力，但这两个力在竖直方向，故B B 错误；磁力和弹力是一对平衡力，大小相等，但不是相互作用力，故C C 错误；摩擦力和重力等大，D D 错误。4 4 如图所示，光滑的大圆环固定在竖直平面上，圆心为

5、0点，P为环上最高点，轻弹簧的一端固定在P点，另一端栓连一个套在大环上的小球，小球静止在图示位置平衡，则A.A.弹簧可能处于压缩状态B.B.大圆环对小球的弹力方向可能指向0点C.C.小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定指向0 0 点D.D.大圆环对小球的弹力大小可能小于球的重力，也可能大于球的重力【答案】C C【解析】若弹普处于压缩状态，则对沪球受力分祈可知，重力问下，大圜环对小球的弹力指问0点，弹 普弹力沿瑁向TS则由平衡条件可知此三力不可能平衡，选顷A错误；因弹雷处于被拉伸状态，则 大圆环对小球的弹力方向沿半径方向向外，不可能指向0点，选项B错误；因小球受重力、弹蕃的弹力 臥及大圆环的弹力作

6、用由平衡条件可知，小球受到弹曹的弹力与重力的合力一定与大圆环对小球的弹 力等大反向，指冋0点，选顷C正确*根据平行四边形法则，结合几何关系可轨大圆环对小球的弹力 大小等于球的重力，选项D错误,故选【名师点睛】解答此题关键是理解力的平衡条件，通过画出受力图，根据小球的受力情况，结合几何知识进行判断。5 5 .如图所示，一水平横杆BC的B端固定，C端有一定滑轮，跨在定滑轮上的绳子一端悬一质量为m的物体，另一端固定在A点，当物体静止时，/ACE=30=30 ,不计定滑轮摩擦和绳子的质量，这时，定滑轮 对绳子的作用力5A.A. 大小为mg方向与AC夹 120120 角斜向上2 2B.B. 大小为一 J

7、3mgJ3mg ,方向水平向右3 3C.C. 大小为-mg-mg，方向水平向右3 3D.D. 大小为 mgmg，方向与AC垂直向上2 2【答案】A A【解析】对嵌受力分析可知，物体受重力及绳子的拉力而静止，故绳子的拉*尸二砸绳子对滑轮的拉 力应为两股绳拉力的合力，如團所示，由几何关系可知，绳子对渭轮的作用力为吨,方向与加夹吃呼 甬斜向上，故迭【名师点睛】本题中要注意张紧的绳子各部分张力相等，同时滑轮受绳的作用力及杆对滑轮的作用力,而杆对滑轮的作用力可以沿任意方向。6 6 如图所示，物体A的质量大于B的质量。绳子质量、绳与滑轮间的摩擦可不计,A.A. 仍保持静止状态AB两物体恰好处在平衡状态，如

8、果将悬点P移近Q少许，则物体B的运动情况是B.B. 向下运动C.C. 向上运动D.D. 扶梯对顾客作用力的方向选指向左下方，再竖直向上7【答案】B B【解析】B物体对滑轮的拉力不变，等于物体B的重力；动滑轮和物体A整体受重力和两个拉力，拉力大小恒定，重力恒定，故两个拉力的夹角不变，如图所示；故物体【名师点睛】本题考查了共点力的平衡问题；解题的关键是抓住平衡后滑轮所受的三个拉力大小都不变。对于动滑轮，平衡时两侧绳子的拉力关于竖直方向具有对称性；此题意在考查学生灵活运用平衡知识的能力。7 7 迎泽大桥的引桥就是一个斜面。汽车上桥时，为了分析阻碍车辆前进和压桥面的效果，将其所受重力分解为平行桥面向下

9、的分力F和垂直桥面向下的分力F2。以下论述正确的是A. F和F2是汽车实际受到的两个力B. F和F2是汽车重力的两个等效替代力C. F是物体对桥面的摩擦力，F2是汽车对桥面的压力D.若引桥变短，倾角増大，则F减小，F2增大【答案】B B【解折】冋和码是汽车重力在两方向的分力，并不是汽车实际受到的两个力，故B正确，人错误F Fi的方向沿斜面怖，产生使亦块向下滑动的道势，不是木块对斜面的压切幼卜，朋是重力垂直于斜面 冋下的分力也不是木块只攒面的压力，木块对斜面的压力是由于木块的形变而产生的，故C错误斜 面上物体的重力 按效果分解的力團如题副根据数学知识可知尸尸唤用飓wsd若弓I桥变短, 倾&増大，

10、则用増大，用减小，故D错误【名师点睛】斜面上物体的重力，按效果分解为为平行于斜面使物体下滑的分力Fi和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2,作出力的分解图，由数学知识求出两个分力的大小。&如图所示，小孩用与水平方向成0 0 角的轻绳拉放置在水平面上的箱子，第一次轻拉，没有拉动；第二次用更大的力拉，箱子还是不动，则B下降；故选 BoBoA.A. 两次拉时箱子所受支持力相同B.B. 第二次拉时箱子所受支持力增大C.C. 第二次拉时箱子所受摩擦力增大D.D. 第二次拉时箱子所受摩擦力减小【答案】C C【解析】对箱子爱力分折，受重力、拉力、支持力与静摩擦力，依据平衡条件，则支持力等于重力与拉 力竖直方向

11、的分力之差，当拉力增大Al则拉力竖直方向分力也増大，因此第二次拉时箱子所受支持力 减小，故AB错误；小孩之所以推不动，是因为箱子受到地面对它的静摩撫力作用，且静摩操力和拉力 水平方冋的分力是平衡力，静摩攥力的大小等于拉力水平方向分力尢卜 由于拉力的増大，则摩擦力也变大,故C正購D错误。所以C正漏ABD错误，【名师点睛】本题主要考查了物体的平衡、静摩擦力。物体处于静止状态，说明物体受平衡力的作用，根据力的合成与分解法则，从而确定静摩擦力的大小等于拉力水平分力的大小，而竖直方向支持力等 于重力与拉力竖直方向的分力之差，从而即可求解。9 9如图所示，两个带电小球A、B分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面

12、上，且在同一竖直平面内。用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止。现将B球沿斜面向上移动一小段距离，发现A球随之向上移动少许，两球在虚线位置重新平衡。重新平衡后与移动前相比，下列说法正确的是A A.墙面对A的弹力变小B B.斜面对B的弹力变大C.C.推力F变大D D.两球之间的距离变小【答案】A A【解析】对 B B 选项，利用整体法可知，斜面对B球支持力的竖直分量等于A、B两带电小球的重力之和，斜面倾角不变，斜面对B球支持力不变，故斜面对B的弹力不变，B B 选项错误；对 D D 选项，假设A球不动，由于A、B两球间的距离减小，库仑力增大，A球上升，库仑力与竖直方向的夹角变小，而竖直

13、分量不变，故库仑力变小，A、B间的距离变大，故 D D 错误；对A、C选项，因水平分量减小，故9A A 正确，C C 错误。故选 A。【名师点睛】本题考查了与库仑力相结合的物体的平衡问题，利用好整体和隔离法，正确对研究对象 进行受力分析是解决此题的关键。刷恢力1010 如图所示，光滑水平地面上放有截面为1/41/4 圆周的柱状物体A A与光滑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的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则A.水平外力F增大B.墙对 B B 的作用力减小C.地面对 A A 的支持力减小D. B对A的作用力减小【答案】BDBD【解析】对B

14、球受力分析，受到重力mg A球对B球的支持力N和墙壁对B球的支持力N,如图。当A球向左移动后，A球对B球的支持力N的方向不断变化，根据平衡条件结合合成法可以知道A球对B球的支持力N和墙壁对B球的支持力N都在不断减小，则B对A的作用力也减小。故 B B、D D正确。再对A和B整体受力分析，受到总重力G地面支持力FN,推力F和墙壁的弹力N如图。G*根据平衡条件，有F=NFN=G故地面对A的支持力保持不变，推力F随着壁对B球的支持力N的不 断减小而不断减小。故 A A、C C 错误。故选 BDBD。【名师点睛】先对B球受力分析，受到重力mg A球对B球的支持力N和墙壁对B球的支持力N然后根据共点力平

15、衡条件得到A球左移后各个力的变化情况；最后再对整体受力分析，根据平衡条件判断推力F和地面的支持力的变化情况。1111 如图所示，重为G的物体在倾角为 二的粗糙斜面上，受力F作用处于平衡状态，则斜面对物体的作用力为A AG2F2D.D. G GCOST【答案】ACAC【解析】物体一定受到竖直向下的重力，水平向右的推力，斜面的支持力码，可能受到摩扌約，由于物体处于静止状态，斜面对物体的作用力等于禺和摩據力（可能存在）的合力旷，根据共点力平衡条件可得中和摩撫力（可能存在）的合力与重力与尸的合力等大反向，根据平行四边形定则可得=+尸,根据力的分解可得+AC正确。【名师点睛】物体的平衡问题是高中物理的重

16、点知识，本题的难点在于压力表达式的多样性，这要求同学们在平时练习中加强数学知识在物理中的应用。1212 .如图所示，绳子质量、滑轮摩擦不计，物体M静止在倾角为0的斜面上，若倾角0增大，物体M仍然静止。（连接M端的绳子始终与斜面平行）下列判断正确的是B B. .GCOSTF si n r GCOS T11A.A. 绳子的拉力可能增大B.B. 斜面对地面的正压力增大C.C. 物体 M M 受到的静摩擦力可能增大D.D. 物体M受到斜面的作用力可能增大【答案】C C【解析】对物体也受力分析，受重力和支持力，由二力平衡得到：E,绳子拉力一走不变，故必错 误；对AA战和斜面的整体可知，地面对整休的支持力

17、等于幡和斜面体的重力之和，故斜面对地 面的正压力不变选项B错误；对物休M受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩撫力；如果静摩 據力沿斜面冋上，如團：根据平衡条件得到f+ +T-Mgsinsin0=0=0;N-Mgcoscos0=0=0，解得：f=M=M n n0-T= =Mgsinsin0-mg g;N=MgposposB,当B变大时，f变大，N变小；，如果静摩擦力沿斜面向下，同理可得到：f= =T-Mgsinsin0= =mg- Mgsinsin0;N= =Mgpospos0;当0变大时，f变小，N变小；综上所述可知，选项故C C 正确，D D 错误；故选 G G1313 如图所示，质量为 1

18、 1 kgkg 的物块靠在竖直墙面上，物块与墙面间的动摩擦因数卩=0.3=0.3，垂直于墙壁作用在物块表面的推力F=50=50 N N，现物块处于静止状态。若g取 1010 m/sm/s2，则物块所受摩擦力的大小为A.1010 N NB B. 5050 N NC C. 1515 N ND D. 3.03.0 N N【答案】A A【解析】对物块受力分析，设物块受的重力为G,摩擦力为f,墙支持力为N,示意图如下。根据受力平衡的条件：f=G=10=G=10 N N。LV1414 如图所示，左侧是倾角为6060的斜面、右侧是 1/41/4 圆弧面的物体A固定在水平地面上，圆弧面底端的切线水平。一根轻绳

19、两端分别系有质量为m、m的小球，跨过A顶端的定滑轮，当两球处于平衡状态时，右侧轻绳与水平方向夹角为6060,不计一切摩擦，两小球可视为质点，则两小球的质量之比m：m为【答案】B B【解析】先臥叫球为研究对象，由平衡条件得知，绳的拉力大小为丁 =用送sin 60 ,再以叫球为研 究对象，分析受力情况，如图,由平衡条件可知绳的拉力厂与支持力N的合力与重力大小相等、方m.m. 2 2向相反，作出两个力的合力，由对称性可知T=NT=N 2rcos30o= ma ,解得一=B正确3【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个 力分解成两个方向上的力，然后列式求解

20、，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形 法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解。A.A. 1:11:1B B2:32:33:43:4131515 在衡阳市的旧城改造活动中，为保证某危旧房屋的安全，设法用一个垂直于天花板平面的力在木垫m上，以支撑住倾斜的天花板，如图所示，己知天花板平面与竖直方向夹角为A.A. 木垫共受到三个力的作用B.B.木垫对天花板的弹力大小等于F FC.C. 木垫对天花板的摩擦力大小等于mgcoscos0D.D. 适当增大 F F 天花板和木垫之间的摩擦力可能变为零【答案】C C【解析】对物体进行受力分析会发现：木块受竖直向下的重力G和推力眄木块与

21、天花板接触并挤压 了,所以一定受弹力”町推力严与弹力风方向相反，次上三力，”和”耶方向在一条直线上，再加上 一个竖直向下的重力，显然合力不可能为仏受力不平衡，所以木块必然受到天花板对它的摩據力门 故A错误；木块受力分析图：对重力进行分解，垂直天花扳方向的平衡方程为:#理血&得出F F”F,F,故B错误；平行天花板方向的平衡方程为：UGfia 故C正确；由上面推倒出 摩揀力的表达式知摩擀力犬小与尸无关，适当増大旳天花板和木垫之间的摩撫力不变啊，D错误。【名师点睛】对木块进行受力分析，运用力的平衡条件判断物体受力情况。对受到的力进行正交分解，根据平衡等式找力与力之间的关系。刷套耋1616 . （2

22、0172017 新课标全国川卷）一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距8080 cmcm 的两点上，弹性绳的原长也为 8080 cmcm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100100 cmcm ;再将弹F作用性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）A.A. 8686 cmcmB B. 9292 cmcmC C . 9898 cmcmD D . 104104 cmcm【答案】B B【解析】设弹性绳的劲度系数为k,左、右两半段绳的伸长量.丄二1cm 80竺=10 cm，由共2点力的平衡条件可知，钩码的重力G=2kAL100+

23、8=1 2kAL，将弹性绳的两端缓慢移至天100花板上同一点时，钩码的重力G=2k.丄：解得丄、0.6丄=6 cm，则弹性绳的总长度变为80 cm 2 L =92 cm，故选 B B。【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，再根据正交分解法将各个力 分解成两个方向上的力，然后列式求解；如果物体受到三力处于平衡状态，可根据矢量三角形法， 将三个力移动到一个三角形中，然后根据正弦定理列式求解。前后两次始终处于静止状态，即合外 力为零，在改变绳长的同时，绳与竖直方向的夹角跟着改变。1717. （20172017 天津卷）如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M N上

24、的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法 正确的是A.A. 绳的右端上移到 b b，绳子拉力不变B.B. 将杆N向右移一些，绳子拉力变大C.C. 绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D.D. 若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移【答案】ABAB15【解折】设两杆间距离为毗绳长为打 g 3 段长度分别为姑和釘贝二厶斗心，两部分绳子与竖直方冋夹甬分别为G和也受力分析如團所示。绳子中各部分张力相等，F F 严二 F,F,则氐=0 *满足2 Feos a =mgmgf fc/ =：Zflsiu a + /ssin a = Zsiug卩s

25、in( (Z =F F- eZ和均不变则/2 coscccc述为定值，皿为定值，cosa为定值，绳子的拉力保持不变，衣服的位蛊不变，故A正确，CD错误,将杆N向右移一些，诚増大,则显増大，瓯减小，绳子的拉力増大，故B正确。【名师点睛】本题是力的动态平衡的典型模型，学生并不陌生，关键要判断出绳子和竖直方向的夹角只与绳长和两杆间的距离有关。1818 .(20172017 新课标全国I卷)如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳n的另一端 2 初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与Mh之间的夹角为:-()。现将重物向右上2方缓慢拉起，并保持夹角 :-不变。在OM由竖直被拉到水平

26、的过程中AMN上的张力逐渐增大B. MN上的张力先增大后减小C. OM上的张力逐渐增大D. OM上的张力先增大后减小【答案】ADAD【解析】以重物为研究对象，壹重力吨，绳上拉力九 砂上拉力凡 由题意知，三个力合力始 终为零，矢量三角形如團所示，在用轻至水平的过程中册上的张力用逐渐増犬0上的张力旳 先増大后减小，所汰AD正确，BC错误。17【名师点睛】本题考查动态平衡，注意重物受三个力中只有重力恒定不变，且要求OM MN两力的夹角不变，两力的大小、方向都在变。三力合力为零，能构成封闭的三角形，再借助圆，同一圆弧对应圆周角不变，难度较大。1919.（20162016 海南卷）如图，在水平桌面上放置

27、一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整A. f1=0=0,f2工 0 0,f3工 0 0C.C.f1 0 0,f2 0 0 ,f3=0=0【答案】C C【解析】对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动超势，故再将疳和b看成一个整体, 血D整体有相对船面向下运动的趙势，故A与P之间有摩揀力，即血却$再对辽受力分析可知，垃相 对于6 6有向下运动的趙势 r 和b之间存在摩攘力作用即用选项C正淋【名师点睛】“整体隔离法”是力学中的重要方法，一定要熟练掌握，注意对于由多个物体组成的系统，不涉及内力时优先考虑以整体为研究对象。2020. （20162016 新课标全国川卷）如图，两个轻环

28、a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为D.D. 2m2m【答案】C C个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表f3=0=0f3M0C.C. m m【解析】根据题意设悬挂小物块的点为O，圆弧的圆心为O,由于ab= =R,所以三角形Oab为等边三角形，根据几何知识可得.aOb =120：，而一条绳子上的拉力相等，故T二mg，小物块受到两条绳子的拉力作用且两力大小相等，夹角为 120120，故受到的拉力

29、的合力等于mg,因为小物块受到绳 子的拉力和重力作用，处于静止状态，故拉力的合力等于小物块的重力，为mg，所以小物块的质量为mC C 正确。【方法技巧】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个 力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形 法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解。2121 .（20162016 新课标全国n卷）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0A段拉力的大小，在0点向左移动的过程中A.A.F逐渐变大，T逐渐变大B B.F逐渐变大

30、，T逐渐变小C. F逐渐变小，T逐渐变大D D .F逐渐变小，T逐渐变小【答案】A A【解析】对结点0受力分析，重力的大小和方向均不变，水平拉力F的方向不变，绳拉力在转动,满足三力平衡的动态平衡，如图所示：可得，水平拉力F逐渐增大，绳的拉力逐渐增大，故选A A。【名师点睛】此题是物体的平衡问题，考查平行四边形定则的应用；图解法是最简单快捷的方法，注意搞清各个力的大小及方向变化的特点，变换平行四边形即可。此题还可以列方程讨论。2222 . （20162016 浙江卷）如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M的测重台置于压19力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t。，输出电压为U0,某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U,则该同学身高和质量分别为【解析】当测重台没有站人时2=畑 站人时，解得;无人站立时:UrKMg;丄有人时，；解得：酬二才-4）;故选 6【名师点睛】此题以身高体重测量仪为背景，考查了物体的平衡、传感器及速度的计算问题。解本题的关键是搞清测量的原理，然后联系物理知识