2023届高考物理一轮复习专题学案：动态平衡问题

　解决动态平衡问题的三种方法 一、知识点讲解 1、解析法 对研究对象进行受力分析，先画出（ ），再根据物体的平衡条件，得到因变量与自变量的（ ），最后根据自变量的变化确定因变量的变化。 2、图解法 此法常用于求解三力平衡且有一个力是（ ）、另有一个力（ ）的问题。一般按照以下流程解题： 3、相似三角形法 在三力平衡问题中，如果有一个力是（ ），另外两个力方向都变化，且题目给出了空间几何关系，多数情况下力的（ ）与空间几何三角形相似，可利用相似三角形对应边成比例进行计算。 4、几种常见模型： “死结”模型与“活结模型” 模型结构 模型解读 模型特点 “死结”模型 “死结”把绳子分为两段，且不可沿绳子移动，“死结”两侧的绳子因结而变成两根独立的绳子 死结两侧的绳子张力（ ） “活结”模型 “活结”把绳子分为两段，且可沿绳移动，“活结”一般由绳子跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩而形成，绳子因“活结”而弯曲，但实际为同一根绳子 “活结”绳子上的张力大小（ ） “定杆”模型与“动杆”模型 模型结构 模型解读 模型特点 “定杆”模型 轻杆被固定在接触面上，（ ）转动 杆所受的弹力方向（ ）沿杆，可沿任意方向 “动杆”模型 轻杆用光滑的转轴或铰链连接，轻杆可围绕转轴或铰链自由转动 当杆处于平衡时，杆所受的弹力方向一定( ) 二、练习题 1、(2021·湖南高考)质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是(　 ) A．推力F先增大后减小 B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C．墙面对凹槽的压力先增大后减小 D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 2、(多选)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 3、如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，杆的A端用铰链固定，光滑轻小滑轮在A点正上方，B端吊一重物G，现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉，在AB杆达到竖直前(均未断)，关于绳子的拉力F和杆受的弹力N的变化，判断正确的是(　 ) A．F变大 B．F变小 C．N变大 D．N变小 4、(2020·全国卷Ⅲ)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α＝70°，则β等于(　 ) A．45° B．55° C．60° D．70° 5、如图所示，细绳一端固定在A点，另一端跨过与A等高的光滑定滑轮B后悬挂一个沙桶Q(含沙子)。现有另一个沙桶P(含沙子)通过光滑挂钩挂在A、B之间的细绳上，稳定后挂钩下降至C点，∠ACB＝120°，下列说法正确的是(　 ) A．若只增加Q桶中的沙子，再次平衡后P桶位置不变 B．若只增加P桶中的沙子，再次平衡后P桶位置不变 C．若在两桶内增加相同质量的沙子，再次平衡后P桶位置不变 D．若在两桶内增加相同质量的沙子，再次平衡后Q桶位置上升 6、如图1所示，细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体，∠ACB＝30°；如图2所示，轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°，在轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，求： (1)细绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比； (2)轻杆BC对C端的支持力； (3)轻杆HG对G端的支持力。 7.如图所示，杆BC的B端用铰链连接在竖直墙上，另一端C为一滑轮。重物上系一绳经过滑轮固定于墙上的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)，下列说法正确的是(　 ) A．绳的拉力增大，BC杆受绳的压力增大 B．绳的拉力大小不变，BC杆受绳的压力增大 C．绳的拉力大小不变，BC杆受绳的压力减小 D．绳的拉力大小不变，BC杆受绳的压力大小不变 8.如图，两个轻环