2020高考物理模型方法分类解析模型03 动态平衡（原卷版）

1、模型03 动态平衡(原卷版)物体所受的力一部分是变力,即动态力,无论是力的大小还是方向发生变化,变化过程中的每一个状态均可视为平衡状态,所以叫动态平衡。动态平衡问题的处理方法:解决这一类问题的一般思路,是把“动”化为“静”,“静”中求“动”。(1)图解分析法:对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析,依据某一参量的变化,在同一图中作出物体在若干状态下力的平衡图(力的平行四边形),再由动态力的平行四边形各边长度变化及角度变化情况,确定力的大小及方向的变化情况。总结其特点有:合力大小和方向都不变;一个分力的方向不变,分析另一个分力方向变化时两个分力大小的变化情况。(2)相似三角形法:对受三

2、力作用而平衡的物体,先正确分析物体的受力,画出受力分析图,再寻找与力的三角形相似的几何三角形,利用相似三角形的性质,建立比例关系,把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论。(3)解析法:根据物体的平衡条件列方程,在解方程时采用数学知识讨论某物理量随变量的变化关系。【典例1】（19年全国1卷）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45。已知M始终保持静止，则在此过程中A. 水平拉力的大小可能保持不变B. M所受细绳的拉力大

3、小一定一直增加C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【变式训练1】(多选)如图甲所示为内壁光滑的半圆形凹槽M,O为圆心,AOB=60,OA水平,小物块在与水平方向成45角的斜向上的推力F作用下静止于B处。在将推力F沿逆时针方向缓慢转到水平方向的过程中小物块始终静止,则()。A.凹槽M对小物块的支持力逐渐减小B.凹槽M对小物块的支持力逐渐增大C.推力F先减小后增大D.推力F逐渐增大【典例2】(多选)如图所示,固定在竖直平面内的半径为R的光滑圆环的最高点C处有一个光滑的小孔,一质量为m的小球套在圆环上,一根细线的一端拴着这个小球,细线的另一端穿过小孔C

4、,手拉细线使小球从A处缓慢沿圆环向上移动。在移动过程中手对细线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是()。A.缓慢上移时,F减小,FN不变B.缓慢上移时,F不变,FN减小C.缓慢上移跟匀速圆周运动相比,在同一位置B点的拉力相同D.缓慢上移跟匀速圆周运动相比,在同一位置B点的弹力相同【变式训练2】 (多选)如图甲所示,倾角为的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物体a放在斜劈的斜面上,轻质细线一端固定在物体a上,另一端绕过光滑的定滑轮1固定在c点,滑轮2下悬挂物体b,系统处于静止状态。若将固定点c向右移动少许,而a与斜劈始终静止,则()。甲A.细线对物体a的拉力增大 B.斜劈对地面的压力减小C.斜

5、劈对物体a的摩擦力减小 D.地面对斜劈的摩擦力增大【典例3】如图甲所示,挡板垂直于斜面固定在斜面上,一滑块m放在斜面上,其上表面呈弧形且左端最薄,一球M搁在挡板与弧形滑块上,一切摩擦均不计,用平行于斜面的力F拉住弧形滑块,使球与滑块均静止。现将滑块平行于斜面向上拉动一较小的距离,球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态,则与原来相比()。甲A.滑块对球的弹力增大B.挡板对球的弹力减小C.斜面对滑块的弹力增大D.拉力F不变【变式训练3】如图甲所示,质量分布均匀的细杆中心为O点,O1为光滑铰链,O2为光滑定滑轮,O2在O1正上方,一根轻绳一端系于O点,另一端跨过定滑轮O2由水平外力F牵引,用FN表示铰链

6、对杆的作用,现在外力F作用下,细杆从图示位置缓慢转到竖直位置的过程中,下列说法正确的是()。甲A. F逐渐变小,FN大小不变 B.F逐渐变小,FN大小变大C.F先变小后变大,FN逐渐变小 D.F先变小后变大,FN逐渐变大【典例4】(多选)如图甲所示,一个固定的14圆弧阻挡墙PQ,其半径OP水平,OQ竖直。在PQ和一个斜面体A之间卡着一个表面光滑的重球B。斜面体A放在光滑的地面上并用一水平向左的力F推着,整个装置处于静止状态。现改变推力F的大小,推动斜面体A沿着水平地面向左缓慢运动,使球B沿斜面上升一很小高度。则在球B缓慢上升的过程中,下列说法中正确的是()。甲A.斜面体A与球B之间的弹力逐渐减

7、小 B.阻挡墙PQ与球B之间的弹力逐渐减小C.水平推力F逐渐增大 D.水平地面对斜面体A的弹力逐渐减小【变式训练4】(多选)如图甲所示,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(2)。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中()。甲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【典例5】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,如图甲所示。用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中()。甲A.F逐渐变大,T逐渐变大 B.F逐渐变大,T逐渐变小C.F逐渐变小,T逐渐变大 D.F逐渐变小,T逐渐变小【典例5】重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢上的石块就会自动滑下。以下说法正确的是()。A.在石块下滑前后,自卸车与石块整体的重心位置不变B.自卸车车厢倾角越大,石块与车厢间的动摩擦因数越小C.自卸车车厢倾角变大,车厢与石块间的正压力减小D.石块开始下滑时,受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力【变式训练5】如图甲所示,光滑的四分之一圆弧