人教版高中物理必修一专题18 共点力平衡-动态平衡处理方法（二） 精讲精练

专题18共点力平衡-动态平衡处理方法（二）19.（2019·江苏省如东高级中学高二期中）如图所示，固定在水平面上半径为R的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮，如图所示，已知小定滑轮到半球顶点的高度为H，绳子的长度为L。今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点未到顶点，则此过程中，半球对小球的支持力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是（）A.N不变，T变小B.N不变，T变大C.N变小，T变大D.N变大，T变小20.（2019·合肥一六八中学高二开学考试）如图所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一个固定的质点A，在Q的上方P点用丝线悬挂着另ー个质点B。A、B两质点因带同种电荷而相斥，致使悬线与竖直方向成一角度，由于缓慢漏电使A、B两质点带的电荷量逐渐减少，在电荷漏完之前A、B未接触，下列说法正确的是（）A.A、B之间的库仑力先变大后変小B.A、B之间的库仑力一直变大C.丝线的拉力一直不变D.丝线的拉力先变大后变小21.（2019·渭南市尚德中学高三月考）如图所示，杆BC的B端用铰链固定在竖直墙上，另一端C为一滑轮.重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡.若将绳的A端沿墙缓慢向下移(BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计)，则()A.绳子对滑轮C的作用力不变B.绳子中的张力增大C.杆BC的弹力不变D.杆与墙面的夹角θ减小22.（2019·湖南衡阳市八中高一月考）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和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是（）A.FN变大 B.F不变C.FN不变 D.F变小23.（2019·湖北沙市中学高一期中）如图所示的装置，用两根细绳拉住一个小球，两细绳间的夹角为θ，细绳AC呈水平状态.现将整个装置在纸面内顺时针缓慢转动，共转过90°.在转动的过程中(保持夹角θ不变)，CA绳中的拉力F1和CB绳中的拉力F2的大小发生变化，即（）A.F1逐渐增大B.F1先变小后变大C.F2逐渐增大D.F2最后减小到零24.（2020·江苏海安高级中学高二月考）如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N.初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α（）.现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变.在OM由竖直被拉到水平的过程中()A.MN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25.（2019·陕西汉台中学高一期末）某同学将一橡皮条通过3段轻绳OA、OB、OC悬挂在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，拉着轻质弹簧测力计从水平位置缓慢转动到竖直位置，如图甲所示，第二次，保持轻绳OC垂直于OA，缓慢移动轻绳，使轻绳OA从竖直位置缓慢转动到如图乙所示位置，则（）A.甲图中OA绳的力逐渐减小B.乙图中OA绳的力逐渐增大C.甲图中弹簧测力计的示数先增大后减小D.乙图中弹簧测力计的示数逐渐增大26.（2019·江西省临川第二中学高三月考）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，轻绳的拉力一直变大C.物体从A点到B点过程中，轻绳对物体拉力可能大于mgD.当轻绳与竖直方向的夹角为时，拉力F大小为27.（2019·河北正定一中高三）有一表面光滑的半球形瓷碗，碗内壁有一可以看作质点的金属小球，用柔软的细绳系住小球，细绳跨过光滑的碗口，另一端用手拉住。设小球的重力为G，细绳的拉力为F1，碗壁对小球的支持力为F2，当手拉细绳使得小球沿着碗壁缓慢上升的过程中，下面说法正确的是（）A.F1逐渐增大B.F2逐渐增大C.F1先减小后增大D.当绳与竖直方向的夹角为30°时，F1＝G题型三极值问题28.（2019·内蒙古高一期末）如图所示，用一根长为L的轻质细绳的一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球a，为使细绳与竖直方向夹角为且细绳绷紧，小球a处于静止，对小球施加的最小的力为（）A.mgsinθB.C.D.mg29.（2019·全国高一）重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳如图连接后悬挂在O点上，O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的2倍，将一个拉力F作用到小球B上，使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B间的两端绳子分别处于垂直和水平方向上，则拉力F的最小值为（）A.B.C.D.30.（2019·全国高三单元测试）如图所示，在绳下端挂一物体，用力F拉物体使悬线偏离竖直方向α的夹角，且保持其平衡.保持α角不变，当拉力F有极小值时，F与水平方向的夹角β应是（）A.0B.αC.D.2α31.（2019·湖南浏阳一中高三月考）如图所示，光滑圆环竖直固定，A为最高点，橡皮条上端固定在A点，下端连接一套在圆环上的轻质小环，小环位于B点，AB与竖直方向的夹角为30°，用光滑钩拉橡皮条中点，将橡皮条中点拉至C点时，钩的拉力大小为F，为保持小环静止于B点，需给小环施加一作用力F'，下列说法中正确的是（）A.若F'沿水平方向，则B.若F'沿竖直方向，则C.F'的最小值为D.F'的最大值为32.（2020·全国高一课时练习）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点上可施加的力的最小值为()A.mgB.mgC.mgD.mg33.（2019·南华县教育局高一期末）水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ。现对木箱施加一拉力F，使木箱沿地面做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到的过程中，木箱的速度保持不变，则()A.F一直增大 B.F先减小后增大C.F先增大后减小 D.F一直减小34.（2020·延庆县井庄中学高三）如图所示，斜面体放在水平地面上，物块在一外力F的作用下沿斜面向下运动，斜面体始终保持静止，则()A.若物块做加速运动，地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向左B.若物块做加速运动，地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右C.若物块做减速运动，地面对斜面体的摩擦力方向水平向左D.若物块做减速运动，地面对斜面体的摩擦力方向水平向右35.（2020·甘肃省岷县第一中学高一月考）如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以v0=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A与B之间的距离L=10m。已知斜面倾角θ=30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ=，g=10m/s2。(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小；(2)若加速度同(1)，拉力F的方向沿斜面向上，则拉力F是多少？答案及解析19.【答案】A【解析】在小球被拉升的过程中对小球进行受力分析，小球受重力、半球面对小球的弹力和绳对小球的拉力，小球在三个力作用下缓慢滑向半球顶点，可视为小球在运动过程中受力平衡，即小球受重力、支持力和绳拉力的合力为0，作出小球的受力示意图如图所示：因为小球所受合力为零，故小球所受重力mg、半球对小球的弹力N和绳对小球的拉力T可以构成一个闭合的矢量三角形，如图可知，三个力构成的三角形与图中由绳AB、顶点高度BO及半球半径AO构成的三角形ABO始终相似，故有：NAO20.【答案】C【解析】对球B受力分析，受重力、细线的拉力、库仑力，如图所示：根据共点力平衡条件，图中力三角形与几何三角形PAB相似，故：由于PB、PA不变，AB减小，故T不变，F减小；故C正确.21.【答案】D【解析】由平衡可知，两根细线的拉力的合力一定在杆的方向上，由于同一根绳子的张力处处相等，故两根细线的拉力一定相等且等于物体的重力G，根据平行四边形定则，合力在角平分线上，由于两拉力的夹角不断减小，故两个拉力的合力不断变大，故杆受到的压力不断变大即绳子对滑轮C的作用力；杆与墙面的夹角θ减小A.绳子对滑轮C的作用力不变与分析不符，故A错误；B.绳子中的张力增大与分析不符，故B错误；C.杆BC的弹力不变与分析不符，故C错误；D.杆与墙面的夹角θ减小，故D正确。22.【答案】CD【解析】小球受重力绳子拉力，圆环的支持力，依赖圆环画出动态三角形，上段竖直半径代表重力，从圆心到小球的半径代表支持力，小球到小孔的细线代表绳子拉力，随着小球向上滑动，法线支持力大小不变方向改变，拉力变小方向改变，故选CD23.【答案】D【解析】设AC绳与竖直方向的夹角为α则BC绳与竖直方向的夹角为θ-α根据平衡条件，得F1sinα=F2sin（θ-α）F1cosα+F2cos（θ-α）=G解得：，由题θ不变，α由90°变到0°根据数学知识，得F1先变大后变小F2逐渐减小，当α=0°时，F2=0故应选D.24.【答案】AD【解析】以重物为研究对象，受重力mg，OM绳上拉力F2，MN上拉力F1，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，在F2转至水平的过程中，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，所以A、D正确；B、C错误.25.【答案】AD【解析】A.在图1中，对O点受力分析，抓住两根绳的合力等于物体的重力，其大小和方向都不变，OA绳拉力方向不变，根据平行四边形定则得，如图1，知OA绳上拉力T逐渐减小，弹簧测力计的示数F1先减小后增大，故A正确，C错误；B.在图2中，假设AO与竖直方向的夹角为θ，由平衡条件得，OA绳的力：T=Gcosθ，弹簧测力计的：F2=Gsinθ，轻绳OA从如图乙所示位置缓慢转动到竖直位置，θ减小，则T逐渐增大，F2逐渐减小.故B错误，D正确.故选AD.26.【答案】D【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。27.【答案】AD【解析】对小球受力分析，建立力的三角形，延长细线交竖直半径的延长线于B点，根据相似三角形可知：，当小球逐渐向上移动时，OB都变大，OA不变，则F2减小；F1与竖直方向的夹角逐渐减小，F2与竖直方向的夹角逐渐变大，由平行四边形法则可知F1逐渐变大，F2逐渐减小；则A正确，BC错误；当绳与竖直方向的夹角为30°时，此时F1和F2与竖直方向的夹角均为300，则F1=F2，则2F1cos300=G，解得，选项D正确；故选AD.28.【答案】A【解析】试题分析：当力F的方向与oa方向垂直时，所加的力是最小的，根据平衡知识及平行四边形法则可知，Fmin=mgsinθ，故选A.29.【答案】D【解析】对球A受力分析，受重力和OA绳子的拉力，根据受力平衡，绳子AB的拉力为零，绳子OA的拉力等于mg；对球B受力分析，受到重力、拉力F和OB绳子的拉力T，合力为零，根据平衡条件可知，当F与T垂直时，拉力F最小，根据几何关系得：其中，则，故D正确，ABC错误；故选D。30.【答案】B【解析】本题考查力的合成与分解问题，(mg)231.【答案】C【解析】A.设橡皮条的拉力大小为T.则有：2Tcos30°=F得：若F'沿水平方向，小环只受橡皮条的拉力和F'，由平衡条件知：故A错误。B.若F'沿竖直方向，则有：故B错误。C.作出小环的受力图由三角形定则知，当F'⊥N时，F'有最小值，且最小值为：故C正确。D.根据平行四边形定则可知F′的最大值可取无穷大，故D错误；32.【答案】C【解析】由题图可知，要想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，则受力分析如图所示，则CD绳的拉力FT＝mgtan30°＝mgD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绳的力F1、另一分力F2，由几何关系可知，当力F2与BD