第5节 共点力的平衡(二)(动态平衡问题)-【经纶学霸●蓝题】2025年学霸高考物理一轮复习

第二章相互作用学霸高吉 第5节 共点力的平衡（二）】 (动态平衡问题) ☑应用提优考点全面，能力提升限时：25mim 者的左右手所持杆和空竹位置如图所示，此 1.(2023·湖南长沙期末)如图所示，粗糙水平 时左手高于右手，轻绳两端位置之间的连线 与水平方向成0角，空竹悬挂在轻绳上.现保 面上放有截面为一圆周的柱状物体A,A与墙 4 持右手所持杆水平且位置不动，只人为改变 面之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加 一个条件，始终保持空竹处于平衡状态，不考 一个水平向左的力F,使A缓慢地向左移动 虑空竹的转动及轻绳与空竹之间的摩擦，下 少许，在这一过程中 ( 列说法正确的是 ( ) A.墙壁对B的弹力先减小后增大 A.若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将变小 B.A对B的弹力一直增大 B.若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将不变 C.A受到的摩擦力一直增大 C.若使左手持杆缓慢竖直向下移动至0=0° D.A受到的地面支持力不变 的过程中，绳子拉力逐渐变小 D.若使左手持杆顺时针缓慢以右手所持杆 的端点为圆心画圆弧移动至日=0°的过程 中，绳子拉力逐渐变小 71刀7717 (第1题) (第2题) 2.（2024·山东菏泽二模)在楼房维修时，工人 应 使用如图所示的装置提升建材，为防止碰撞 阳台，跨过光滑定滑轮的a绳和b、c绳连结 (第3题) (第4题) 在0点，甲在固定位置拉动绳的一端使建材 4.如图所示，轻质小滑轮1、2用细杆固定在天 上升，乙在地面某固定位置用力拉着足够长 花板上.小物体a放在水平地面上，用一根轻 的b绳.在建材沿竖直方向匀速上升过程中， 质细线绕过小滑轮1、2把小物体a和c相 下列说法正确的是 () 连，轻质小滑轮3下挂一个小物体b,系统静 A.甲受到的支持力N甲变大，乙受到的支持 止不计三个滑轮和细线间的摩擦，把小物体 力N,变大 a缓缓向左移动一段距离后，系统依然处于 B.甲受到的支持力Nm变小，乙受到的支持 平衡状态.则 ( 力N,变小 A.地面对a的摩擦力可能减小 C.甲受到的摩擦力∫年变大，乙受到的摩擦 B.地面对a的支持力可能不变 力∫2变小 C.细线上的张力可能增大 D.甲受到的摩擦力f甲变小，乙受到的摩擦 D.细线上的张力保持不变 力f2变大 5.(2024·贵州黔南二模)有三个完全相同的 3,(2024·山东济南一模)抖空竹是国家非物 重球，在每个球和水平地面间各压了一块相 质文化遗产之一，在某次抖空竹表演时，表演 同的木板，并都与一根硬轻棒相连，棒的另一 学霸高春|蓝题物理 端分别与一铰链相连，三个铰链的位置如图 B.横杆对环A的弹力逐渐增大 (a)、(b)、(c)所示.现分别用水平外力F、 C.细线对环B的拉力逐渐增大 Fz、F将木板向右匀速抽出.已知地面光滑， D.细线对球A的拉力逐渐增大 球与木板间存在摩擦，则下列关于F甲、F2、 8.(2023·江苏海门中学期中)（多选）如图所 F两大小关系的判断正确的是 示，物体P、Q用轻绳连接后跨过定滑轮，物 体P放在长木板上，物体Q悬挂在定滑轮的 另一侧.今将长木板与水平地面的夹角0缓 福（纠 图 图 慢增大，仅当30°≤0≤60°的过程中，物体P A.Fm<F2<F 才能相对长木板静止.设最大静摩擦力等于 B.Fz>F甲>F丙 滑动摩擦力，不计滑轮处的摩擦，则() C.Fz<F甲<F丙 A.物体P,Q的质量mp、m,大小关系为mo= D.F甲=Fz=F丙 (3-1)mp 6.如图所示，一轻绳一端固定在天花板，另一端 B.物体P与长木板之间的动摩擦因数为 系一光滑刚性小球，截面是三角形的支架的 (2-√3) 一条棱支撑小球静止，轻绳与竖直方向成0 C.当0=45时，P受到的摩擦力为零 角，A、C是小球上两点，AC直线与轻绳平行. D.0从30增大到60°的过程中，轻绳对滑轮 现移动支架，让支撑点从C向A缓慢移动，小 的作用力逐渐增大 球静止，细线绷紧，且0保持不变.则在此过 程中 ( A.支架对小球的支持力先增大后减小 B.细绳拉力一直增大 C.支撑点在AC弧中点时细绳拉力最小 D.支撑点可以无限接近A点，但不能到A点 (第8题) (第9题) 9.(2024·湖南衡阳期末)（多选）如图所示，三 根等长的光滑杆构成三角架，杆OA竖直放 置.质量均为m的两小球用细线相连后，分别 套在两杆上，在图示位置能保持静止.现将三 (第6题) (第7题)》 角架绕A端在竖直平面内沿顺时针方向缓慢 7.(2024·河南信阳二模)（多选）如图所示，两 转动，直到OB杆竖直.已知重力加速度为g 质量相等的光滑小圆环A、B用细线相连，水 下列说法正确的是 () 平横杆穿过圆环A,竖直杆穿过圆环B.开始 A.OA杆对小球的弹力先增大后减小 时，细线贴着竖直杆处于竖直方向.现在细线 B.OB杆对小球的弹力一直减小 某点上施加一水平向右的拉力F,使两环缓 C.转至AB杆水平时OB杆上的弹力大小 慢移动，则在这一移动过程中 ( 为2mg A.水平向右的拉力F逐渐增大 D.转至AB杆水平时绳上拉力为23mg对整体受力分析可得F=N3=22.5N. 都不变，则α不变，所以拉力不变，故C错误：D.左手持杆顺时针缓 (2)以正方体和球整体为研究对象，竖直方向受重力(m+M)g和地 慢以右手所持杆的端点为圆心画圆弧移动，s变大，则&变大，sa 面的支持力F。,水平方向受墙壁的弹力N2和地面的摩擦力F,根 变小，绳子拉力变大，故D错误故选A 据平衡条件F、=(m+制)gμFx=mgian8,解得m=8kg 4.D解析：CD.由题意可知细线上的张力大小始终等于c的重力大 (3)根据无论m多大，球和正方体始终处于静止状态，要满足条 小.即保持不变，故C错误，D正确： 件ngtan0≤μ(m+M)g. AB.对a分析，根据平衡条件有f=Tsin0,N=mg-Ts0, 当m一x时，an8≤=之，通过儿何关系解得L=R+Rsin0m, 把小物体缓缓向左移动一段距离后，0增大，所以f和N均增大， 故AB错误.故选D. 代人数据得1=(0.5+5 5+5 5.B解析：木板向右匀速抽出，可知拉力等于摩擦力，球对木板的压 0m=10m 力由大到小依次为图(b)、图(a),图（©），所以摩擦力由大到小依次 第5节共点力的平衡（二）》 为图(b),图(a),图(c),有Fz>Fm>Fm,故选B. (动态平衡问题) 6.B解析：对小球受力分析，如图所示 1.D解析：AB对B球受力分析，受到重力mg,A对B球的支持力N 和墙壁对B球的支持力V,如图 小球受重力，支持力，拉力三力作用，处于平衡状态，画出矢量三角 E 形，由图可知，支撑点由C向A移动过程中，绳拉力T一直变大，支 当A向左移动后，A对B球的支持力N的方向不断变化，根据平衡 持力N先变小后变大，当支持力垂直于绳拉力脚支撑点在AC弧中 条件可以知道： 点时支持力最小，拉力不是最小，支捊点可以达到A点，此时三力仍 A对B球的支持力N”和墙壁对B球的支持力N都在不断减小， 可以构成矢量三角形故选B. 故AB错误： 7.AC解析：C任意状态的受力如图所示 CD.对A和B整体受力分析，受到总重力G,地面支持力F、,推力F、 地面的摩擦力和墙壁的弹力N,如图 对B的受力分析如图 根据平衡条件有：F=N+f.F、=G,地面的支持力不变，由于f是滑动 摩擦力，∫=F、,地面粗糙程度不变时了不变，故C错误，D正确.故 可以构成如图所示矢量三角形 选D. 2.B解析：AB.重物沿竖直方向匀速上升，0点受到绳的拉力大小 等于重物的重力，受力分析如图所示 F六 =C F 设绳与竖直方向的夹角为B,当F继续向右运动.则8增大，由 0好， 73=G 0s0 得出T,变大，故C正确： G ABD.设F拉绳子点为0点，对0点受力分析如图 当物体上升时，a绳与竖直方向的夹角变大，6绳与竖直方向的夹角 个T 变小，根据平行四边形定则可知，b绳中的拉力都变大，对甲分析可 知，甲手中的绳子与竖直方向的夹角不变，设夹角为0，则有 F。s+Np=G甲，放随着F.变大，N即减小.对乙分析可知，乙手中 的绳子与竖直方向的夹角变小，设夹角为a,则有Fs+N2= T Gz,故随着F,变大.a减小.Nz减小.故A错误.B正确：CD.根据 可知=T, 前面分析可知对工人甲水平方向Fn8=f年，故随着F。变大，∫年 由三力平衡，有F=T5sin8=Gan0. 增大，对重物和乙整体分析，水平方向上根据平衡条件可知工人乙 F随着0增大面增大，细线对A的拉力T=Ts8=G不变，故A受 水平方向上受到地面的摩擦力等于：绳沿水平方向上的分力，所以 的弹力F、=T+G=2G不变，故A正确，BD错误故选AC 工人乙受到地面的摩擦力越来越大，故CD错误.故选B. 8.ABD解析：AB.由题意可知mog=mpgsin30°+mpgcos30°， 3.A解析：设两段绳子之间的夹角为2α，由平衡条件可知 mog=mpgsin 60-umpgcos 60, 2ma=g,解科F。设绳子的总长度为L,两杆之间的水平 联立解得me=(3-1)mr=2-√3，AB正确： 距离为s,两边悬挂点下方的绳子长度分别为L,L2,由儿何关系知 C.当0=45时，P受到的摩擦力为f=mog-mrgi45°=3-1 in+hina,解得naL+hT 2 AB.若更换为更长的轻绳，L变大，a变小，Osa变大，所以绳子的 2mng,C错误： 拉力变小，放A正确、B错误：C.左手持杆缓慢竖直向下移动，L,s D.B从30增大到60的过程中，两轻绳间的夹角逐渐减小，绳子的 学霸高考·蓝题·物理·09一 拉力不变，则两绳的合力逐渐增大，即轻绳对滑轮的作用力逐渐增 由图可知，在拉力到达竖直方向前，与竖直方向的夹角越米越小，拉 大，D正确.故选ABD. 力F增大，F、诚小，经过竖直方向后，夹角义遂渐变大，拉力F继续 9.BC解析：AB.将两小球看成一个整体，构建整体受力的矢量三角 增大，F、也增大，故B正确.故选B 形，如图所示，两弹力间的夹角大小不变，整体重力大小方向均不 4,BC解析：AB.由题意可知，在力F缓慢推动的过程中物块处于动 变，可构造该矢量三角形的外接圆，在OA杆对小球的弹力方向由水 态平衡中，且重力为恒力始终不变，推力的方向始终不变，重力、推 平变化的过程中，)A杆对小球的弹力一直增大，OB杆对小球的弹 力球面对物块的弹力三力始终平衡，合力为零，则可作出力的矢量 力一直减小，故A错误，B正确：C.转到AB杆水平时，两弹力的夹 三角形，如图所示，则根据动态变化过程中的矢量三角形可知，推力 角为120°，与竖直方向的夹角均为60°，根据力的合成规律可知末 F逐渐增大，圆弧而对物块的弹力F、先减小后增大，故A错误，B正 态时两杆对球的辣力大小相等2mg=2N0%60°，解得V=2mg,故 确：CD.将小物块和凹槽君成一个整体，由整体法分析可知，推力F C正确：D.以B杆上的小球为研究对象，根据平衡可知T= 斜向右上方，方向不变，但大小始终在增大，因此可知力F在竖直方 Nsin60°，解得T=了mg,故D错误故选BC 向和水平方向的分力都在始终增大，设力F与水平方向的夹角为. 则由平衡条件可得，竖直方向有(M+m)g=Fsn9+F、,水平方向 有=Fcs8.由以上平衡方程结合力F的变化情况可知.地面对凹槽 的支持力一直减小，地而对凹槽的摩擦力一直增大，故C正确，D错 误.故选BC 专题探究4连接体动态平衡问题 1.B解析：依题得，要想CD水平，期各绳都要紧绸，根据几何关系可 g 5.C解析：AB.由于系统处于静止状态，A球在悬点正下方，故A球只 知，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 受重力和绳OA拉力作用，且二力平衡，故细线OA的拉力大小等 所示.因此CD的拉力为T=mgam30°.D点受CD绳子拉力大小等于 于m,g=30N轻杆对A,B球均没有作用力，故AB错误：C.小球B T,方向向左婴使(GD水平，则D点两绳的拉力与外界的力的合力为 受竖直向下的重力、沿悬线OB斜向上的拉力Fm和F的作用而处 零，则CD绳子对D点的拉力可分解为沿BD绳的F以及另一分力 于静止状态，三力的合力为零，表示三力的线段构成封闭三角形如 F.由几何关系可知，当F,与D垂直时，F,最小，面F的大小即等于 图所示 拉力大小F.因此有F=F=Tsi血60°=2mg,故选B 2.B解析：对小球未施加拉力时，设细线与竖直方向夹角为0，如图. 由于重力的大小及方向不变，悬线拉力的方向不变，F缓慢从水平沿 施加拉力后，小球再次平衡时，设重力与水平拉力的合力为G,G矿与 逆时针转过90°的过程中，细线0B的拉力不断减小，外力F先减小 竖直方向夹角为a,细线与合力G反向延长线夹角为，则na= G3,可得csa= F√7 4,G=4 后增大，故C正确：D.细线0B与轻杆恰好垂直，且轻杆长度为。 N,同时，线段b在垂直合 0s3 细线04长为L,故0B与竖直方向夹角为B=30°，由几何关系可知， 3 力G'方向投影的长度'=deos a=40× 4em=30cm=0.3m,L 当F的方向与OB垂直时F最小，由几何关系知此时F= 2 mag= 05m可得血伊=无子，则小球再次平商时，有 10N,故D错误故选C. 6.A解析：设AB杆所受轴处作用力为T,对节点B进行受力分析如 2g=心，代人数据联立解得，0b甸细线的张力为：T=。N,故 图，由图可知，节点B处受三力平衡，三力围成的矢量三角形与 6 B正确，ACD错误故选B. c始铁相似，根据相似比相等有C石由于重力G与杆C 的长度始终不变，故相似比不变，杆AB的长度也不变，故日角增大 的过程中，T也不变，故选A CC 3.B解析：对物体受力分析，井构建封闭的矢量三角形，如图所示 7,C解析：根据题意，对小球受力分析，受拉力、支持力和重力，把拉 力和支持力平移，组成矢量三角形，延长A0和C交于D点，如图 所示 一学霸高考·蓝题·物理·10