【解题模型】专题06动态平衡-2026高考物理（原卷版）

第第页专题06动态平衡模型总结模型1解析法 1模型2图解法 9模型3相似三角形法 19模型4动态圆（正弦定理）法 31模型1解析法类型示例解法(1)一个力恒定(如重力)，另一个力始终与恒定的力垂直质量为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FT表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中解析法：FT＝eq\f(mg,cosθ)，F＝mgtanθ1．（25-26高一上·辽宁抚顺·期中）如图所示，墙壁竖直，清洗楼房玻璃的工人用一根绳索将自己悬在空中。若悬绳（质量不计）的长度增大，其他情况不变，则下列说法正确的是（）A．悬绳对工人的拉力增大，墙壁对工人的弹力增大B．悬绳对工人的拉力增大，墙壁对工人的弹力减小C．悬绳对工人的拉力减小，墙壁对工人的弹力增大D．悬绳对工人的拉力减小，墙壁对工人的弹力减小2．（25-26高三上·安徽·期中）如图所示，一个轻质网兜把一个足球挂在光滑竖直墙壁上的A点，足球的质量为m，悬绳与竖直墙壁夹角为，重力加速度为g，下列说法中正确的是A．墙壁对足球的弹力大小为B．悬绳对足球的拉力大小为C．若换成同等质量半径更大的足球，墙壁对足球的弹力变小D．若换成同等质量半径更大的足球，悬绳对足球的拉力变大3．（25-26高一上·安徽芜湖·期中）在一次学校的升旗仪式中，小明观察到拴在国旗上端和下端各有一根绳子，随着国旗的徐徐升起，上端的绳子与旗杆的夹角在变大，下端的绳子几乎是松弛的，如图所示。设风力水平，两绳重力忽略不计，由此可判断在国旗升起的过程中（）A．风力一直不变B．上端的绳子的拉力先减小后增大C．上端的绳子的拉力在逐渐增大D．国旗受到的合力增大4．（25-26高三上·云南玉溪·期中）为了方便阅读，某同学制作了如图所示的书架，书架放在水平桌面上，质量为m的书放在书架的斜面上，书架斜面与水平面的夹角为。已知角从缓慢增大到的过程中，书与书架始终保持相对静止。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．书架对书的作用力大小为mg B．书对书架的压力大小为C．桌面对书架的摩擦力逐渐增大 D．书架对书的摩擦力一直不变5．（25-26高三上·吉林长春·月考）学校体育器材室有一圆弧形篮球架，如图所示，若某同学将同一篮球分别放在、、、位置，挡板均竖直，不计摩擦，下列说法正确的是（

）A．在位置时篮球对圆弧篮球架的压力最大B．在位置时篮球对圆弧篮球架的压力最大C．在位置时篮球对挡板的压力最大D．在位置时篮球对挡板的压力最大6．（25-26高三上·河北邯郸·月考）如图所示，物块放置在粗糙的水平地面上，受到斜向右下方的力，缓慢增大力，物块始终处于静止状态，下列说法正确的是（）A．物块可能只受到三个力的作用B．物块受到的摩擦力先增大后不变C．物块受到的合力逐渐变大D．物块对水平地面的压力逐渐增大7．（25-26高一上·辽宁大连·期中）如图，一固定在竖直面内的矩形支架由四根杆组成，质量分别为、、的物块、、穿在三根杆上，、通过不可伸长的轻绳跨过固定在上的光滑轻滑轮连接，处于静止状态。已知、、杆光滑，杆粗糙。现将向右缓慢移动一小段距离后三个物块仍处于静止状态，下列说法正确的是（）A．滑轮左、右两侧轻绳与竖直杆的夹角B．轻绳上的拉力大小不变C．物块所受杆的弹力增大D．物块受到的摩擦力可能变小8．（25-26高一上·浙江台州·期中）如图所示为一种车载磁吸手机支架，手机放上去会被牢牢吸住处于静止状态，磁吸力F方向垂直于手机支架斜面。若手机质量为m，支架斜面与水平面的夹角为α，重力加速度为g（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。下列说法正确的是（）A．倾角为α=37°时，手机受到的支持力大小等于0.8mgB．倾角为α=37时，支架对手机的作用力大小等于0.6mgC．仅将磁吸力F增大，手机受到的摩擦力也增大D．仅将从α=37°缓慢增大到90°，手机受到的摩擦力一直增大9．（25-26高一上·北京海淀·期中）如图所示，表面粗糙的斜面静置于水平地面上，斜面顶端安有滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），m悬于空中，M放在斜面上，均处于静止状态。当用沿斜面向上的恒力F推M时，在F缓慢增大时，M、m和斜面仍静止不动，则（）A．M受到的摩擦力可能变大 B．轻绳上的拉力一定不变C．物体M所受斜面体的作用力一定不变 D．斜面体所受地面的支持力一定不变10．（25-26高三上·四川遂宁·期中）春秋战国时期，《墨经》记载了利用斜面来运送货物的方法。如图所示，用平行于斜面的推力将货物从地面匀速推到货车上。若货物与斜面间的动摩擦因数恒定，下列说法正确的是（）A．斜面越短，推力一定越大B．斜面越长，推力不一定越小C．斜面越长，推力对货物做的功越多D．斜面越短，推力对货物做的功越多模型2图解法类型示例解法一力恒定(如重力)，另一力与恒定的力不垂直但方向不变用轻绳AO、BO悬挂一个重物，BO水平，O为半圆形支架的圆心，悬点A和B在支架上．悬点A固定不动，将悬点B从图所示位置沿支架逐渐移动到C点的过程中，绳OA和绳OB上的拉力大小的变化情况是图解法：11．（25-26高一上·河南·期中）如图所示，细线的一端固定在竖直墙面上的点，另一端连接一小球，由于水平外力的作用，小球静止在图示位置。现改变水平外力的大小，使小球缓慢向墙面靠近，则在该过程中（）A．水平外力变小，细线的拉力变小B．水平外力变大，细线的拉力变小C．水平外力变小，细线的拉力变大D．水平外力变大，细线的拉力变大12．（25-26高一上·安徽六安·期中）如图所示，在水平面上固定光滑半圆形细金属轨道，半圆的直径竖直，O点为半圆圆心，P点为圆心等高处，小球套在轨道上，当给小球施加水平向右的推力为F0时，小球恰好静止在Q点，OQ连线与竖直方向夹角为30°，轨道对小球的弹力为N，以下说法正确的是（）A．保持推力方向不变，缓慢增大推力，小球沿轨道向上运动，可能达到P点之上B．若保持小球位置不动，改变推力方向，推力最小值为C．若保持推力大小不变，缓慢使推力方向顺时针转动45°过程中，弹力N先减小后增大D．若保持推力方向不变，缓慢将小球推至OQ与竖直方向夹角为45°位置，此过程推力和弹力都增大13．（24-25高一上·云南昆明·期末）如图所示，一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上，两物体用不可伸长的经绳跨过定滑轮连接，整个装置处于静止状态。现在用水平力作用于物体a上，将物体a缓慢拉开一个小角度，此过程中斜面体与物体b仍然保持静止。不计绳与定滑轮之间的摩擦。下列说法可能正确的是（）A．物体b受到的支持力逐渐增大B．物体b受到的摩擦力逐渐增大C．地面对斜面体的支持力逐渐变大D．地面对斜面体的摩擦力逐渐变大14．（25-26高一上·辽宁丹东·月考）如图所示，用细绳OA、OB悬挂一重物，在保持O点和A点不变的情况下，使细绳OB沿着半圆形轨道由B点缓慢移向C点。在移动的过程中，细绳OB中拉力大小的变化情况是（）A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小15．（25-26高一上·河北石家庄·期中）如图所示，绳子一端系在天花板上，另一端O悬挂一个重物，有一拉力F作用于O点且与水平方向成α角()，保持绳子拉力与竖直方向夹角不变，当角从开始缓慢增大时，重物始终处于平衡状态，以下说法正确的是（）A．拉力先减小后增大B．拉力先增大后减小C．拉力先增大后减小D．当时，拉力最小16．（25-26高一上·江苏苏州·期中）如图所示，倾角为、足够长的斜面固定在水平地面上，挡板可绕转轴O在竖直面内转动。现将一光滑圆球放在斜面与挡板之间，使挡板与水平面的夹角由缓慢减小至，这一过程中小球对挡板的压力（）A．不断减小 B．不断增大C．先减小后增大 D．先增大后减小17．（2025·贵州遵义·一模）如图，在测试一款汽车减震系统的性能时，工程师用了一个简化模型进行研究：用质量为m的小球代替汽车的某一部件，通过轻质弹簧连接于支架上的O点。一个特殊装置对小球施加一个模拟来自路面的作用力F（未画出）。当小球静止时，弹簧伸长，弹力T与小球重力大小相等，此时弹簧与竖直方向的夹角，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．F的大小为mgB．F的大小为2mgC．若保持T方向不变，将F顺时针缓慢旋转30°的过程中T逐渐减小D．若保持T方向不变，将F顺时针缓慢旋转30°的过程中F逐渐增大18．（25-26高三上·湖北·期中）如图所示，一个底面部分粗糙、斜面部分光滑且倾角为θ=30°的斜面体放置在水平面上，斜面体上的物块在大小为F0的水平向左的拉力作用下保持静止，现将拉力沿顺时针方向缓慢转过一定角度α后，拉力大小仍为F0。整个过程中物块和斜面体始终处于静止状态，则下面的说法正确的是（）A．在转动过程中拉力先变大然后变小B．在拉力水平时和转过角度α后两种情况下，物块对斜面的压力大小之比为C．在拉力水平时和转过角度α后两种情况下，斜面体与水平面间摩擦力大小之比为2:1D．在拉力水平时和转过角度α后两种情况下，斜面体与水平面间摩擦力大小之比为19．（25-26高三上·山西晋中·月考）每逢新春佳节，许多家庭都会悬挂红灯笼来增添喜庆氛围。如图所示，通过三根轻质细线悬挂一个重力大小为G的灯笼，细线a一端固定在天花板，与竖直方向的夹角为37°，细线b一端悬挂在竖直墙壁上，与竖直墙壁间的夹角为37°，灯笼位置不变，改变细线b的长度将细线b缓慢调节至水平（）。下列关于细线a的拉力、细线b的拉力的判断正确的是（）A．初始状态时， B．一直减小 C．先减小后增大 D．一直减小20．（2025·广东深圳·一模）如图所示，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点缓慢上移至点，此时与OA之间的夹角。设此过程中OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB，则下列说法中正确的是（）A．FOA一直增大 B．FOB一直减小C．FOB先减小，后增大 D．当时，FOB最大模型3相似三角形法类型示例解法一力恒定(如重力)，其他二力的方向均变化如图所示，光滑半球面上的小球(可视为质点)被一绕过光滑小定滑轮的轻绳在力F的作用下由底端缓慢拉到顶端的过程中，试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力FN的变化情况．相似三角形法：eq\f(F,L)＝eq\f(mg,h＋R)＝eq\f(FN,R)21．（2025高三·全国·专题练习）一轻杆BO，其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆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，如图所示．现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力的大小变化情况是（

）A．F先减小，后增大 B．F逐渐增大 C．先减小，后增大 D．始终不变22．（25-26高三上·重庆·期中）木板放置在粗糙水平地面上，为光滑铰链，如图所示。轻弹簧一端与铰链固定连接，另一端系一质量为的小球。现将轻绳一端拴在小球上，另一端通过光滑的小滑轮由力牵引，定滑轮位于的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力的大小使小球和轻弹簧从图示位置缓慢运动到正下方，且弹簧的长度始终不变，木板始终保持静止，则在整个过程中（）A．外力逐渐增大 B．弹簧弹力大小始终不变C．地面对木板的摩擦力逐渐减小 D．地面对木板的支持力逐渐减小23．（25-26高三上·河北沧州·期中）如图，不计重力的轻杆能以O为轴在竖直平面内自由转动，P端悬挂一重物，另用一根轻绳通过定滑轮系在P端。当和竖直方向的夹角α缓慢减小时，杆的弹力和绳子的张力的大小变化是（）A．先变小后变大 B．变大 C．先变大后变小 D．逐渐变小24．（25-26高三上·辽宁·期中）如图所示，小球B用轻质橡皮筋相连绕过光滑细钉C悬挂于O点，B还与轻质弹簧相连，弹簧另一端A固定在竖直墙壁上，OCA在同一竖直线上。初始时B球处于静止状态，B球可以看成质点，橡皮筋的拉力遵循胡克定律，OC刚好等于橡皮筋的原长。现减小B球的质量，同时调整弹簧端点A在竖直墙壁上的位置，使整个系统能再次处于静止状态（B球始终在OCA直线右侧）。则与初始时相比，AC间的距离h及弹簧弹力大小F的变化情况是（

）A．h变小、F变小 B．h变大、F不变 C．h变小、F不变 D．h变大、F变小25．（25-26高一上·河北石家庄·期中）如图所示，光滑的钢丝弯成的圆环竖直固定放置，圆心为O，A是圆环的最高点，在钢丝上穿过一个内孔光滑的小钢球，小钢球用不可伸长的细绳（绳长不定）固定在A点，平衡时小球静止在B点，则以下说法正确的是（）A．细绳的拉力不可能等于钢球的重力B．细绳的拉力不可能等于圆环对小球的弹力C．细绳的长度减为原来的，细绳的拉力变为原来的D．细绳的长度减为原来的，圆环对小球的弹力变为原来的倍26．（25-26高一上·全国·单元测试）如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点，另一端B悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C，用水平力F拉绳，开始时∠BAC>90°，现使∠BAC缓慢变小，直到杆AB接近竖直杆AC，此过程中（不计摩擦）（）A．拉力F逐渐减小B．拉力F大小不变C．轻杆B端所受轻绳的作用力大小不变D．轻杆B端所受轻绳的作用力先减小后增大27．（25-26高二上·湖北荆州·月考）如图，带正电的小球a在外力作用下静止在绝缘光滑竖直面上的P点，带正电的小球b用绝缘细线系住，挂在绝缘光滑竖直面上的O点，b球静止时与a球在同一水平面内。若将小球a从P点缓慢移到C点过程中，则（）A．b所受绳子拉力逐渐减小，所受库仑力逐渐减小B．b所受绳子拉力逐渐增大，所受库仑力逐渐减小C．b所受绳子拉力逐渐减小，所受库仑力逐渐增大D．b所受绳子拉力逐渐增大，所受库仑力逐渐增大28．（25-26高二上·河南洛阳·月考）如图所示，光滑定滑轮O安装在竖直的固定轻杆上，通有电流I的金属棒PQ用轻质绝缘细线绕过滑轮与悬空的物块相连。通有垂直于纸面向外电流的金属棒Q固定在水平地面上且位于定滑轮O的正下方，两金属棒彼此平行且长度相等。整个系统处于静止状态时，P、O间细线的长度为L，P、Q间距离为，Q、O间距离为，金属棒P、Q及滑轮的大小可忽略。已知通有电流I的金属棒周围某点的磁感应强度大小B满足关系式（r为该点到金属棒的距离）。仅P中电流缓慢减小至，物块始终静止，则下列说法正确的是（）A．P中的电流方向为垂直于纸面向外 B．P与物块的质量之比为5∶4C．Q对P的作用力先增大后减小 D．P中电流为时恰好位于Q的正上方29．（2025·陕西西安·模拟预测）如图甲，一名登山爱好者正沿着竖直崖壁向上攀爬，绳的一端固定在较高处的点，另一端拴在人的腰间点（重心处），在人向上攀爬的过程中可以把人简化为图乙的物理模型：脚与崖壁接触点为点（可自由转动），人的重力全部集中在点，到点可简化为轻杆，为轻绳，已知长度不变，人向上攀爬过程中到达某位置后保持点不动，缓慢转动来调整姿势，某时刻构成等边三角形，则（）A．在此时刻，轻绳对人的拉力与人的重力的合力不一定沿杆B．绳在虚线位置与实线位置承受的拉力大小相等C．在虚线位置时，段承受的压力与在实线位置大小相等D．在此时刻，轻绳承受的拉力大小为；当水平时，轻绳承受的拉力大小为，则30．（24-25高一下·甘肃天水·阶段练习）如图所示，A、B是质量分别为m和2m的小环，一半径为R的光滑半圆形细轨道，其圆心为O，竖直固定在地面上。轨道正上方离地高为h处固定一水平光滑长直细杆。杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方。A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的轻绳通过定滑轮连接两环。两环均可看作质点，且不计滑轮大小与摩擦。现对A环施加一水平向右的力F，使B环从地面由静止开始沿轨道运动。则（）A．若缓慢拉动A环，B环缓慢上升至D点的过程中，F一直减小B．若缓慢拉动A环，B环缓慢上升至D点的过程中，外力F所做的功等于B环机械能的增加量C．若F为恒力，B环最终将静止在D点D．若F为恒力，B环被拉到与A环速度大小相等时，模型4动态圆（正弦定理）法类型示例解法一力恒定，另外两力方向一直变化，但两力的夹角不变如图，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(α＞eq\f(π,2))．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动态圆（正弦定理）法：作出不同状态的矢量三角形，利用两力夹角不变，结合正弦定理列式求解，也可以作出动态圆，恒力为圆的一条弦，根据不同位置判断各力的大小变化．如图所示，在一水平面上放置了一个顶端固定有滑轮的斜面，物块B、C重叠放置在斜面上，细绳的一端与物块B相连，另一端有结点O，结点处还有两段细绳，一段连接重物A，另一段用外力F拉住．现让外力F使重物A缓慢向上运动，拉至OO′水平，拉动过程中始终保证夹角α＝120°，且绳子OO′始终拉直，物块B和C以及斜面体始终静止，则正弦定理法：eq\f(mg,sinα)＝eq\f(F,sinβ)＝eq\f(F1,sinγ)31．（25-26高三上·四川绵阳·月考）如图所示，半球形容器固定在地面上，容器内壁光滑，开始时，质量分布均匀的光滑球A和同种材质构成的质量分布均匀的光滑球B放在容器内处于平衡状态，位置关系如图中所示，A球半径大于B球。一水平力F作用在A球上，且力F的延长线过A球球心，从图示位置开始缓慢推动A球，直到B的球心与容器的球心O等高，则下列判断正确的是（）A．B球受到A球的弹力逐渐增大B．B球受到A球的弹力先增大后减小C．容器对B球的支持力逐渐增大D．容器对B球的支持力先增大后减小32．（23-24高三上·甘肃白银·期中）三段轻绳、、绳悬挂在天花板上的点，绳下面悬挂一个小球，第一次，保持结点位置不变如图甲所示，某同学拉着轻绳从水平位置缓慢转动到竖直位置；第二次，保持轻绳垂直于，缓慢移动轻绳，使轻绳从竖直位置缓慢转动到如图乙所示位置，则下列说法正确的是（）A．第一次轻绳的拉力先减小后增大B．第一次轻绳的拉力先增大再减小C．第二次轻绳的拉力逐渐减小D．第二次轻绳的拉力逐渐增大33．（25-26高三上·四川绵阳·阶段练习）如图所示，某自卸式货车车厢上放有一箱货物，货箱内有一光滑的倾斜隔板AB，其与货箱底部的夹角为30°，隔板与货箱右壁之间放有一圆柱状工件，货车在卸货过程中，车厢倾角θ从0°缓慢增大到37°，货箱一直相对车厢底板静止，下列说法正确的是（）A．工件对货箱右壁的压力一直减小B．工件对货箱右壁的压力先增大后减小C．工件对隔板的压力不断减小D．工件对隔板的压力先减小后增大34．（25-26高三上·重庆南岸·阶段练习）如图甲所示，工人用叉车拉石墩时，可简化为如图乙所示模型，∠BAC=90°，叉车臂AC与水平方向夹角为θ。不计球形石墩表面摩擦，叉车和石墩始终保持相对静止，在叉车匀速运动的过程中，若θ从0°缓慢增加为90°，叉车臂对石墩的作用力FAC和车把对石墩的作用力FAB的大小变化为（）A．一直增大 B．先增加后减小C．先减小后增加 D．一直在增大35．（24-25高二下·辽宁沈阳·阶段练习）水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度，属于角度传感器的一种，其作用就是测量载体的水平度，又叫倾角传感器。如图为一个简易模型，截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形，内部有一个小球，其半径略小于内接圆半径，三角形各边有压力传感器，分别感受小球对三边压力的大小，根据压力的大小，信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。如果图中此时边恰好处于水平状态，将其以为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动，直到边水平，则在转动过程中（

）A．边所受压力不可能大于球的重力B．边与边所受压力不可能大小相等C．球对边的压力一直增大D．球对边的压力先增大后减小36．（24-25高二下·吉林长春·期末）如图所示，一物块放置在粗糙水平面上，其上固定一“L”型轻杆，轻绳的一端固定在杆上，中间某点拴一小球，用手拉住绳的另一端。初始时，竖直且被拉直，与之间的夹角为（），现将小球向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变，在由竖直被拉到