高频考点解密物理-力与物体的平衡考点动态平衡

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精1．动态平衡问题的定义平衡问题中的一部分力是变力，是动态力,力的大小、方向会发生变化。2．动态平衡问题的解题方法（1）解析法：列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式，根据已知量的变化情况，由数学知识来确定未知量的变化情况。（2）图解法：根据已知量的变化情况，由平行四边形定则或三角形定则作出变化的图示，由几何关系确定未知量大小、方向的变化。（2016·新课标全国Ⅰ卷)如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则A．绳OO’的张力也在一定范围内变化B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化【参考答案】BD【试题解析】物块b始终保持静止，物块a也始终保持静止，滑轮两侧绳子的夹角不变，连接物块a和b的绳的张力等于物块a的重力，所以连接物块a和b的绳的张力保持不变,绳OO’的张力也不变，AC错误；对物块b进行受力分析如图所示,若F方向不变,大小在一定范围内变化,重力mg和绳子的拉力FT保持不变，所以物块b所受到的支持力在一定范围内变化，物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化，BD正确.【方法技巧】动态平衡问题的解题思路是“化动为静，静中求动”——先假设变化的力不变化，由解析法或图解法进行受力分析，再根据函数关系或几何关系求解力发生变化时导致的各物理量的变化情况。1．如图所示，高空作业的工人被一根绳索悬在空中，已知工人及其身上装备的总质量为m，绳索与竖直墙壁的夹角为α，悬绳上的张力大小为F1，墙壁与工人之间的弹力大小为F2，重力加速度为g,不计人与墙壁之间的摩擦，则A．F1=B．F2=C．若缓慢增大悬绳的长度,F1与F2都减小D．若缓慢增大悬绳的长度，F1减小,F2增大2．如图所示为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图。一根轻绳跨过光滑的动滑轮，轻绳的一端系在位置A处，动滑轮的下端挂上重物，轻绳的另一端挂在起重机的吊钩C处。起吊重物前，重物处于静止状态.起吊重物过程是这样的：先让吊钩从位置C竖直向上缓慢的移动到位置B，然后再让吊钩从位置B水平向右缓慢地移动到D,最后把重物卸载某一个位置。则关于轻绳上的拉力大小变化情况，下列说法中正确的是A．吊钩从C向B移动过程中，轻绳上的拉力不变B．吊钩从C向B移动过程中，轻绳上的拉力变大C．吊钩从B向D移动过程中,轻绳上的拉力不变D．吊钩从B向D移动过程中，轻绳上的拉力变大3．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。已知A点所在框架竖直，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,拉力变大D．只将绳的右端移向B’点,拉力不变4．如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m的小球套在圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移。在移动过程中手对线的拉力F和圆环对小球的弹力N的大小变化情况是A．F不变,N增大B．F减小，N不变C．F不变，N减小D．F增大，N减小5．如图所示,半圆柱体P放在粗糙水平地面上，其右端有一竖直挡板MN。在半圆柱体P和MN之间放一光滑小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态.现使MN保持竖直并缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前，P始终保持静止。则对此过程，下列说法中正确的是A．MN对Q的弹力逐渐减小B．P对Q的弹力逐渐增大C．地面对P的摩擦力逐渐增大D．Q所受的合力逐渐增大6．如图所示,上表面光滑的半圆柱体放在水平面上,小物块在外力F作用下，从靠近半圆柱体顶点O的A点沿圆弧缓慢下滑到B点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态。则下列说法中正确的是A．半圆柱体对小物块的支持力变大B．外力F先变小后变大C．地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小D．地面对半圆柱体的支持力变大1．C【解析】工人受到重力mg、绳的拉力F1和墙壁的弹力F2作用而处于平衡状态，根据共点力平衡条件有F1=,F2=mgtanα,AB错误；若缓慢增大悬绳的长度,α减小，故F1减小,F2减小，C正确，D错误。2．AD【解析】设两绳间的夹角为2θ，吊钩到A点的水平距离为d，绳长为L，则由几何关系有sinθ=,绳上的拉力T满足2Tcosθ=mg,可得T=.吊钩从C向B移动过程中,d不变,θ不变,则T不变，A正确，B错误；吊钩从B向D移动过程中，d变大，θ变大，则T变大，C错误,D正确。3．BC【解析】设滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角为α，绳子的长度为L，B点到竖直框架的距离为x，根据几何知识有sinα=，以滑轮为研究对象,设绳子拉力大小为F，根据平衡条件有2Fcosα=mg,可得F=，当只将绳的左端移向A’点，x不变,则α不变，F不变，A错误，B正确；当只将绳的右端移向B'点，x变大,则α变大，F变大，C正确，D错误。4．B【解析】小球沿圆环缓慢上移，可视为始终处于平衡状态，对小球受力分析，受重力G、F、N三个力作用,满足受力平衡，力矢量三角形与△OAB相似，由正弦定理有==，当A点上移时，AB减小,R不变，故F减小，N不变，选B。5．BC【解析】对Q受力分析，受到重力G1、挡板MN的支持力N1和P对Q的支持力N2作用而平衡，所受合力为零，D错误；设P、Q圆心连线与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件有N1=N2sinθ，N2cosθ=mg，可得N1=mgtanθ，N2=,挡板MN右移时，θ增大，故N1增大，N2增大，A错误，B正确;对P、Q整体受力分析，受到重力、MN的支持力N1、地面的支持力N3和静摩擦力f作用,根据平衡条件有f=N1=mgtanθ,由于挡板MN右移时，N1增大，故f增大，C正确。6．C【解析】对小物块受力分析，受重力mg、支持力N和拉力F作用,根据共点力平衡条件有N=mgcosθ，F=mgsinθ，由于θ越来越大,故N变小，F变大