专题强化3 动态平衡 讲义 -2025届高考物理一轮复习备考

专题强化三　动态平衡 学习目标　 1. 学会运用解析法、图解法等分析处理动态平衡问题。 2. 学会运用图解法分析处理动态平衡问题。 3. 学会运用其他方法分析处理动态平衡问题。 【专题解读】 1.动态平衡是指物体的受力状态缓慢发生变化，但在变化过程中，每一个状态均可视为平衡状态。 2.做题流程 方法一　解析法 1.对研究对象进行受力分析，画出受力示意图。 2.根据物体的平衡条件列式，得到因变量与自变量的关系表达式(通常要用到三角函数)。 3.根据自变量的变化确定因变量的变化。 例1 (2025·河北保定一模)如图，质量为0.2 kg的小球A在水平力F作用下，与四分之一光滑圆弧形滑块B一起静止在地面上，小球球心跟圆弧圆心连线与竖直方向夹角θ＝60°，g取10 m/s2。则以下说法正确的是(　　) A.B对A的支持力大小为2 N B.水平地面对B的摩擦力方向水平向右 C.增大夹角θ，若A、B依然保持静止，F减小 D.增大夹角θ，若A、B依然保持静止，地面对B的支持力减小 答案　B 解析　对A受力分析，如图所示，根据平衡条件，B对A的支持力FN＝＝4 N，故A错误;对A、B整体受力分析，在水平方向，根据平衡条件，摩擦力与水平力F等大反向，即摩擦力水平向右，故B正确;对A受力分析，则F＝mgtan θ，增大夹角θ，若A、B依然保持静止，F增大，故C错误;对A、B整体受力分析，在竖直方向，根据平衡条件，地面对B的支持力与A、B的重力二力平衡，大小相等，与θ角无关，即地面对B的支持力不变，故D错误。 方法二 　图解法 用图解法分析物体的动态平衡问题时，一般是物体只受三个力作用，且其中一个力大小、方向均不变，另一个力的方向不变，第三个力大小、方向均变化。 例2 (2025·河北石家庄高三期末)如图所示，粗糙水平地面上放有横截面为圆的柱状物体A，A与墙面之间放有表面光滑的圆柱形物体B，A、B均保持静止。若将A向左移动少许，下列说法正确的是(　　) A.B对A的作用力不变 B.墙对B的作用力不变 C.地面对A的摩擦力不变 D.地面对A的支持力不变 答案　D 解析　对物体B受力分析，受到重力mg、A对B的支持力FNAB和墙壁对B的支持力FNB，如图甲所示， 当A向左移动后，A对B的支持力FNAB的方向不断变化，根据平衡条件结合合成法可知A对B的支持力FNAB和墙壁对B的支持力FNB都在不断减小，由牛顿第三定律可知B对A的作用力不断减小，故A、B错误;对A和B整体受力分析，受到总重力G、地面的支持力FN、地面的摩擦力Ff和墙壁的弹力FN1，如图乙所示，根据平衡条件，有Ff＝FN1，FN＝G，故地面对A的支持力不变，地面对A的摩擦力Ff逐渐减小，故C错误，D正确。 方法三　相似三角形法 物体受三个力平衡，其中一个力恒定，另外两个力的方向同时变化，当所作“力的矢量三角形”与空间的某个“几何三角形”总相似时，可利用相似三角形对应边成比例进行计算。 例3 (多选)(2025·江西鹰潭模拟)如图所示，圆心为O、半径为R的四分之一圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上，在O点正上方有一光滑的小滑轮，小滑轮到轨道上B点的距离为h，轻绳的一端系一质量为m的小球，靠放在光滑圆形轨道上的A点，A点到小滑轮的距离为L，另一端绕过小滑轮后用力拉住。重力加速度大小为g，则(　　) A.若使小球静止在A点，圆形轨道对小球的支持力大小FN＝ B.若使小球静止在A点，绳对小球的拉力大小FT＝ C.缓慢地拉绳，在使小球由A到B的过程中，圆形轨道对小球的支持力大小FN不变，绳对小球的拉力大小FT变小 D.缓慢地拉绳，在使小球由A到B的过程中，圆形轨道对小球的支持力大小FN变小，绳对小球的拉力大小FT先变小后变大 答案　AC 解析　对小球受力分析如图所示， 由平衡条件可知，将三个力按顺序首尾相接，可形成如图所示闭合三角形。由图可知力的三角形与几何三角形△AOO'相似，则有，得FN＝，FT＝，故A正确，B错误;缓慢地拉绳，小球由A到B的过程中，mg、R、h均不变，L逐渐减小，由上式可知，FN不变，FT变小，故C正确，D错误。 方法四　矢量圆法(正弦定理法) 1.矢量圆:如图所示，物体受三个共点力作用而平衡，其中一力恒定，另外两力方向一直变化，但两力的夹角不变，作出不同状态的矢量三角形，利用两力夹角不变，可以作出动态圆(也可以由正弦定理列式求解)，恒力为圆的一条弦，根据不同位置判断各力的大小变化。 2.正弦定理:如图所示，物体受三个共点力作用而处于平衡状态，则三个力中任意一个力的大小与另外两个力的夹角的正弦成正比，即。 例4 (2025·山东烟台高三期末)一竖直放置的轻质圆环静止于水平面上，质量为m的物体用轻绳系于圆环边缘上的A、B两点，结点恰位于圆环的圆心О点。已知物体静止时，AO绳水平，BO绳与AO绳的夹角为150°。现使圆环沿顺时针方向缓慢滚动，在AO绳由水平转动至竖直的过程中(　　) A.AO绳中的拉力一直增大 B.AO绳中最大拉力为2mg C.BO绳中的拉力先减小后增大 D.BO绳中最小拉力为mg 答案　B 解析　物体始终保持静止，合力为零，由于重力不变，以及F1和F2的夹角α＝150°不变，β＝30°，则mg、F1、F2构成封闭的矢量三角形如图所示，可知在AO绳由水平转动至竖直的过程中，AO绳中的拉力F1先增大后减小，BO绳中的拉力F2一直减小，故A、C错误;当F1为直径时，F1最大，则AO绳中最大拉力为F1m＝＝2mg，故B正确;在AO绳竖直时，BO绳中拉力最小，为零，故D错误。 方法总结　动态平衡模型分析方法 矢量三角形法：其中一个力大小方向固定，另一个力方向固定，第三个力大小方向均不固定 水平拉力F逐渐增大，绳的拉力也逐渐增大 挡板对球的作用力F1先减小后增大，斜面对球的支持力F2逐渐减小 相似三角形法：矢量三角形与几何三角形相似 辅助圆法： (1)一个力大小、方向固定，另两个力间的夹角固定。 (2)一个力大小、方向固定，另一个力大小固定，第三个力大小、方向均不固定 正弦定理 【强化训练】 1.(2025·天津南开一模)千斤顶在汽车维修、地震救灾中经常用到。如图所示是剪式(菱形)千斤顶，当摇动把手时，螺纹杆迫使A、B间距离变小，千斤顶的两臂靠拢(螺旋杆始终保持水平)，从而将重物缓慢顶起。若物重为G，AB与AC间的夹角为θ，不计千斤顶杆件自重，下列说法正确的是(　　) A.AC、BC两杆受到的弹力大小均为 B.当θ＝60°时，AC、BC两杆受到的弹力大小均为G C.摇动把手将重物缓慢顶起的过程，AC、BC杆受到的弹力将减小 D.摇动把手将重物缓慢顶起的过程，重物受到的支持力将增大 答案　C 解析　设AC、BC两杆受到的弹力大小均为F，由平衡条件及几何关系有2Fcos＝G，解得F＝，故A错误;当θ＝60°时，AC、BC两杆受到的弹力大小均为F＝G，故B错误;摇动把手将重物缓慢顶起的过程，θ增大，sin θ增大，则F减小，故C正确;摇动把手将重物缓慢顶起的过程，重物所受合力为零，则重物受到的支持力大小一直等于重物重力的大小，保持不变，故D错误。 2.(2025·山东济南模拟)如图所示，某款手机支架由L形挡板和底座构成，挡板使用一体成型材料制成，其AB、BC部分相互垂直，可绕O点的轴在竖直面内自由调节，AB、BC部分对手机的弹力分别为F1和F2(不计手机与挡板间的摩擦)，在L形挡板AB部分由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是(　　) A.F1逐渐增大，F2逐渐减小 B.F1逐渐减小，F2逐渐增大 C.支架对手机的作用力逐渐增大 D.支架对手机的作用力先增大后减小 答案　A 解析　对手机受力分析，如图所示，F1与F2分别是AB与BC对手机的弹力，两力的合力F12竖直向上与重力平衡，F1始终垂直于AB，F2始终垂直BC，在支架顺时针缓慢转至AB水平的过程中，F1与F2之间的夹角不变，两者的合力F12不变，即支架对手机的作用力始终与手机的重力大小相等，方向相反，该过程中F1一直增大，F2一直减小，故A正确。 3.(2024·四川遂宁模拟)如图所示，轻绳一端固定于天花板上的O点，另一端系于质量为m的三角板abc上的a点，水平拉力F作用于三角板上的c点，当三角板静止时，轻绳与竖直方向夹角为30°。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A.轻绳拉力大小为mg B.外力F大小为mg C.若保持轻绳拉力方向不变，使外力F逆时针缓慢转动，则外力F先增大后减小 D.若保持外力F的方向不变，使轻绳绕O点逆时针缓慢转动，则轻绳的拉力先增大后减小 答案　A 解析　根据题意，对三角板受力分析，受重力mg、轻绳的拉力FT和水平拉力F，如图甲所示，由平衡条件有FTsin 30°＝F，FTcos 30°＝mg，解得FT＝mg，F＝mg，故A正确，B错误;若保持轻绳拉力方向不变，使外力F逆时针缓慢转动，如图乙所示，可知，外力F先减小后增大，故C错误;若保持外力F的方向不变，使轻绳绕O点逆时针缓慢转动，轻绳与竖直方向的夹角α逐渐增大，由平衡条件有FTcos α＝mg，可得FT＝，可知，轻绳的拉力逐渐增大，故D错误。 4.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，手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是(　　) A.F不变，FN增大 B.F不变，FN减小 C.F减小，FN不变 D.F增大，FN减小 答案　C 解析　小球沿圆环缓慢上移可看成小球始终受力平衡，对小球进行受力分析，作出受力示意图如图所示，由三角形相似，得，当小球上移过程中，半径R不变，AB长度减小，故F减小，FN不变，故C正确。 5.(多选)如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定环上的M、N两点，O点下面悬挂一小球。细线OM、ON与竖直方向夹角分别为α＝60°、β＝30°。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力，将两绳同时缓慢顺时针转过45°，并保持两绳之间的夹角始终不变，且小球始终保持静止状态，则在旋转过程中，下列说法正确的是(　　) A.F1逐渐增大 B.F2先增大再减小 C.F1与F2的水平分量大小相等 D.F1与F2的竖直分量大小相等 答案　AC 解析　小球始终保持静止，所受合力为零，所以mg、F1、F2构成封闭的矢量三角形如图所示，由于重力不变，F1和F2夹角为90°不变，矢量三角形动态图如图所示，mg始终为圆的直径，两绳同时缓慢顺时针转过45°过程中，F1逐渐增大，F2逐渐减小，故A正确，B错误;F1与F2的水平分量大小相等，竖直分量的合力与重力大小相等，故C正确，D错误。 6 .(2025·辽宁一模)如图所示，轻杆AC和轻杆BC的一端用光滑铰链连接在C点，另一端用光滑铰链分别固定在竖直墙壁上，将一物块通过细线连接在C点并保持静止状态。若对C端施加一水平向右的作用力F，则下列说法正确的是(　　) A.轻杆AC中的弹力一定变大 B.轻杆AC中的弹力可能减小 C.轻杆BC中的弹力一定变大 D.轻杆BC中的弹力一定减小 答案　A 解析　对C点受力分析如图所示，由三角形定则可知，重力mg、轻杆AC的拉力TAC以及轻杆BC的支持力TBC组成封闭的三角形;若加水平力F，C点仍平衡，则此时四个力组成封闭的四边形，TAC和重力mg方向不变，TBC方向仍与原来平行，则随F的增加，TAC一定增加，TBC先减小，当减到零后反向增加，故A正确。 7 .(2025·山东济南一模)抖空竹是国家非物质文化遗产之一、在某次抖空竹表演时，表演者的左右手所持杆和空竹位置如图所示，此时左手高于右手，轻绳两端位置之间的连线与水平方向成θ角，空竹悬挂在轻绳上。现保持右手所持杆水平且位置不动，只人为改变一个条件，始终保持空竹处于平衡状态，不考虑空竹的转动及轻绳与空竹之间的摩擦，下列说法正确的是(　　) A.若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将变小 B.若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将不变 C.若使左手持杆缓慢竖直向下移动至θ＝0°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杆为圆心画圆弧移动至θ＝0°的过程中，绳子拉力逐渐变小 答案　A 解析　设两段绳子之间的夹角为2α，由平衡条件可知2Fcos α＝mg，解得F＝，设绳子的总长度为L，两杆之间的水平距离为s，悬挂点两边的绳子长度分别为L1、L2，由几何关系知L1sin α＋L2sin α＝s，解得sin α＝。若更换为更长的轻绳，L变大，α变小，cos α变大，所以绳子的拉力变小，故A正确，B错误;左手持杆缓慢竖直向下移动过程中，L、s都不变，则α不变，所以绳子的拉力不变，故C错误;左手持杆顺时针缓慢以右杆为圆心画圆弧移动，s变大，则α变大，cos α变小，绳子拉力变大，故D错误。 8.(2025·山东泰安模拟)如图所示，斜面静止在水平地面上，斜面顶端装有光滑定滑轮O，轻绳跨过滑轮一端连接斜面上的物块M，另一端竖直悬挂物块N，两物块均处于静止状态。现在ON间的某点Q施加与细绳OQ段始终垂直的外力F，使N缓慢上升，直到OQ处于水平，该过程中斜面和物块M始终静止，则此过程中(　　) A.外力F先增大后减小 B.OQ段绳子拉力逐渐增大 C.物块M所受摩擦力一直增大 D.斜面受到地面的摩擦力先增大后减小 答案　D 解析　设OQ段绳子拉力为T，与竖直方向的夹角为θ，对Q点受力分析如图所示，由正弦定理知，即＝mg，θ由0°逐渐增大到90°过程中，sin θ一直增大，cos θ一直减小，则F一直增大，FT一直减小，故A、B错误;由于刚开始物块M所受摩擦力方向不确定，当摩擦力沿斜面向上时，随着FT的减小，摩擦力不断增大;当摩擦力沿斜面向下时，随着FT的减小，摩擦力不断减小接着反向增大，故C错误;把物块M与斜面视为整体，整体受到地面的摩擦力Ff＝FTsin θ＝mgsin 2θ，θ由0°逐渐增大到90°的过程中，Ff先增大后减小，故D正确。 9. (2024年12月四川成都石室中学适应性测试) 如图所示，轻绳的一端与质量为的物块A连接，另一端跨过定滑轮与轻绳拴接于点。与水平方向成角的力作用在点，质量为的物块B恰好与地面间没有作用力。已知，定滑轮右侧的轻绳与竖直方向的夹角也为，重力加速度为。当从图中所示的状态开始顺时针缓慢转动的过程中，结点、的位置始终保持不变。则下列说法正确的是（　　） A. 的最小值为 B. C. 轻绳对定滑轮的作用力变大 D. 地面对物块B的支持力变小 【答案】A 【解析】物块恰好与地面间没有作用力，根据受力分析可知 可知 ,B错误； A．受力如图 由图可知，F的最小值为, A正确； F从图中所示的状态顺时针转动90°的过程中，轻绳a的拉力大小始终等于A的重力大小，轻绳对定滑轮的作用力不变，C错误； F从图中所示的状态顺时针转动90°的过程中，轻绳b的拉力变小，故地面对物块B的支持力变大，D错误。 10 （2024湖北4月质检）.如图所示，某款手机支架由“L型”挡板和底座构成，挡板使用一体成型材料制成，其AB、BC部分相互垂直，可绕O点的轴在竖直面内自由调节. AB、BC 部分对手机的弹力分别为 F₁和 F₂（不计手机与挡板间的摩擦），在“L型”挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是 A. F₁逐渐增大,F₂逐渐减小 B. F₁逐渐减小,F₂逐渐增大 C. F₁逐渐减小，F₂先增大后减小 D. F₁先增大后减小，F₂逐渐减小 【参考答案】A 【参考解析】在“L 型”挡板顺时针缓慢转动时，手机受到重力 G 及弹力 F1、F2的作用处 于动态平衡，将三力平移到矢量三角形中。 【方法一】设挡板与水平方向的夹角为 θ，则 F1 ＝mgcosθ，F2＝mgsinθ，在“L型”挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，θ减小，F1 增大，F2 减小，A 选项正确。 【方法二】在“L 型”挡板 缓慢转动过程中，F1、F2的夹角保持 90°不变，所以力 F1和 F2的交点在圆上移动，矢量图 如图所示。 由图可知在“L 型”挡板顺时针缓慢转过 60°角过程中力 F1逐渐增大，力 F2 逐 渐减小，A 选项正确。 11. （2024江西红色十校9月联考）如图所示，光滑挡板AB和CD在C点连接，AB板倾斜，CD板竖直，两板相对固定，小球静止于两极之间，现使整个装置绕A点在竖直面内沿顺时针方向缓慢转动到CD板水平，则在此过程中，下列说法正确的是（ ） A. 球对AB板的作用力变小 B. 球对CD板的作用力变小 C. 球对AB板作用力变大 D. 球对CD板的作用力变大 【参考答案】D 【名师解析】设AB板与CD板的夹角为，转动的角度为，根据平衡条件竖直方向有 水平方向有 根据几何关系可知、、三个力构成的三角形为圆的内接三角形，且在转动过程中，与的夹角不变，画出受力分析图， 可知球对CD板的作用力先增大后减小，球对AB板的作用力一直变小，故BCD错误，A正确。 。 12. （2024黑龙江哈尔滨重点高中开学考试） 一定质量的实心光滑大球半径为 R，放置在固定斜面上，被一竖直挡板挡住，挡板可绕 P 点在竖直平面 内转动，将一半径为 r、质量为 m 的光滑小球放置于大球与挡板之间，整体处于静止状态，如图所示，已 知 R=3r，现将竖直挡板沿顺时针方向缓慢放平（此过程中大球、小球与挡板始终紧密接触），重力加速度 为 g，下列说法正确的是（　　） A. 当整体处于静止状态时，小球受挡板的弹力大小为 mg B. 挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中大球对小球的弹力一直变小 C. 挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中挡板对小球的弹力一直变大 D. 斜面对大球的弹力逐渐变大 【参考答案】AB 【名师解析】 当开始系统处于静止状态时，对小球受力分析如图所示 学科网（北京）股份有限公司 由几何关系知道 θ=30° 由平衡条件得到大球对小球的弹力为 2 FN11 mg tan30° mg 故 A 正确； 竖直挡板转动过程中挡板对小球的弹力 FN2（图中蓝色线）与大球对小球的弹力 FN1（图中红色线） 的夹角保持不变，小球所受三个力构成封闭的矢量三角形，动态矢量图如图所示 FN2 与 FN1 交点在外接圆的圆周上顺时针移动，可知弹力 FN1 一直变小，FN2 先变大再变小，故 B 正确， C 错误； 把两个球当成一个整体，可得斜面对大球的弹力一直减小，故 D 错误。 故选 AB。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题强化三　动态平衡 学习目标　 1. 学会运用解析法、图解法等分析处理动态平衡问题。 2. 学会运用图解法分析处理动态平衡问题。 3. 学会运用其他方法分析处理动态平衡问题。 【专题解读】 1.动态平衡是指物体的受力状态缓慢发生变化，但在变化过程中，每一个状态均可视为平衡状态。 2.做题流程 方法一　解析法 1.对研究对象进行受力分析，画出受力示意图。 2.根据物体的平衡条件列式，得到因变量与自变量的关系表达式(通常要用到三角函数)。 3.根据自变量的变化确定因变量的变化。 例1 (2025·河北保定一模)如图，质量为0.2 kg的小球A在水平力F作用下，与四分之一光滑圆弧形滑块B一起静止在地面上，小球球心跟圆弧圆心连线与竖直方向夹角θ＝60°，g取10 m/s2。则以下说法正确的是(　　) A.B对A的支持力大小为2 N B.水平地面对B的摩擦力方向水平向右 C.增大夹角θ，若A、B依然保持静止，F减小 D.增大夹角θ，若A、B依然保持静止，地面对B的支持力减小 方法二 　图解法 用图解法分析物体的动态平衡问题时，一般是物体只受三个力作用，且其中一个力大小、方向均不变，另一个力的方向不变，第三个力大小、方向均变化。 例2 (2025·河北石家庄高三期末)如图所示，粗糙水平地面上放有横截面为圆的柱状物体A，A与墙面之间放有表面光滑的圆柱形物体B，A、B均保持静止。若将A向左移动少许，下列说法正确的是(　　) A.B对A的作用力不变 B.墙对B的作用力不变 C.地面对A的摩擦力不变 D.地面对A的支持力不变 方法三　相似三角形法 物体受三个力平衡，其中一个力恒定，另外两个力的方向同时变化，当所作“力的矢量三角形”与空间的某个“几何三角形”总相似时，可利用相似三角形对应边成比例进行计算。 例3 (多选)(2025·江西鹰潭模拟)如图所示，圆心为O、半径为R的四分之一圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上，在O点正上方有一光滑的小滑轮，小滑轮到轨道上B点的距离为h，轻绳的一端系一质量为m的小球，靠放在光滑圆形轨道上的A点，A点到小滑轮的距离为L，另一端绕过小滑轮后用力拉住。重力加速度大小为g，则(　　) A.若使小球静止在A点，圆形轨道对小球的支持力大小FN＝ B.若使小球静止在A点，绳对小球的拉力大小FT＝ C.缓慢地拉绳，在使小球由A到B的过程中，圆形轨道对小球的支持力大小FN不变，绳对小球的拉力大小FT变小 D.缓慢地拉绳，在使小球由A到B的过程中，圆形轨道对小球的支持力大小FN变小，绳对小球的拉力大小FT先变小后变大 方法四　矢量圆法(正弦定理法) 1.矢量圆:如图所示，物体受三个共点力作用而平衡，其中一力恒定，另外两力方向一直变化，但两力的夹角不变，作出不同状态的矢量三角形，利用两力夹角不变，可以作出动态圆(也可以由正弦定理列式求解)，恒力为圆的一条弦，根据不同位置判断各力的大小变化。 2.正弦定理:如图所示，物体受三个共点力作用而处于平衡状态，则三个力中任意一个力的大小与另外两个力的夹角的正弦成正比，即。 例4 (2025·山东烟台高三期末)一竖直放置的轻质圆环静止于水平面上，质量为m的物体用轻绳系于圆环边缘上的A、B两点，结点恰位于圆环的圆心О点。已知物体静止时，AO绳水平，BO绳与AO绳的夹角为150°。现使圆环沿顺时针方向缓慢滚动，在AO绳由水平转动至竖直的过程中(　　) A.AO绳中的拉力一直增大 B.AO绳中最大拉力为2mg C.BO绳中的拉力先减小后增大 D.BO绳中最小拉力为mg 方法总结　动态平衡模型分析方法 矢量三角形法：其中一个力大小方向固定，另一个力方向固定，第三个力大小方向均不固定 水平拉力F逐渐增大，绳的拉力也逐渐增大 挡板对球的作用力F1先减小后增大，斜面对球的支持力F2逐渐减小 相似三角形法：矢量三角形与几何三角形相似 辅助圆法： (1)一个力大小、方向固定，另两个力间的夹角固定。 (2)一个力大小、方向固定，另一个力大小固定，第三个力大小、方向均不固定 正弦定理 【强化训练】 1.(2025·天津南开一模)千斤顶在汽车维修、地震救灾中经常用到。如图所示是剪式(菱形)千斤顶，当摇动把手时，螺纹杆迫使A、B间距离变小，千斤顶的两臂靠拢(螺旋杆始终保持水平)，从而将重物缓慢顶起。若物重为G，AB与AC间的夹角为θ，不计千斤顶杆件自重，下列说法正确的是(　　) A.AC、BC两杆受到的弹力大小均为 B.当θ＝60°时，AC、BC两杆受到的弹力大小均为G C.摇动把手将重物缓慢顶起的过程，AC、BC杆受到的弹力将减小 D.摇动把手将重物缓慢顶起的过程，重物受到的支持力将增大 2.(2025·山东济南模拟)如图所示，某款手机支架由L形挡板和底座构成，挡板使用一体成型材料制成，其AB、BC部分相互垂直，可绕O点的轴在竖直面内自由调节，AB、BC部分对手机的弹力分别为F1和F2(不计手机与挡板间的摩擦)，在L形挡板AB部分由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是(　　) A.F1逐渐增大，F2逐渐减小 B.F1逐渐减小，F2逐渐增大 C.支架对手机的作用力逐渐增大 D.支架对手机的作用力先增大后减小 3.(2024·四川遂宁模拟)如图所示，轻绳一端固定于天花板上的O点，另一端系于质量为m的三角板abc上的a点，水平拉力F作用于三角板上的c点，当三角板静止时，轻绳与竖直方向夹角为30°。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A.轻绳拉力大小为mg B.外力F大小为mg C.若保持轻绳拉力方向不变，使外力F逆时针缓慢转动，则外力F先增大后减小 D.若保持外力F的方向不变，使轻绳绕O点逆时针缓慢转动，则轻绳的拉力先增大后减小 4.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，手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是(　　) A.F不变，FN增大 B.F不变，FN减小 C.F减小，FN不变 D.F增大，FN减小 5.(多选)如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定环上的M、N两点，O点下面悬挂一小球。细线OM、ON与竖直方向夹角分别为α＝60°、β＝30°。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力，将两绳同时缓慢顺时针转过45°，并保持两绳之间的夹角始终不变，且小球始终保持静止状态，则在旋转过程中，下列说法正确的是(　　) A.F1逐渐增大 B.F2先增大再减小 C.F1与F2的水平分量大小相等 D.F1与F2的竖直分量大小相等 6 .(2025·辽宁一模)如图所示，轻杆AC和轻杆BC的一端用光滑铰链连接在C点，另一端用光滑铰链分别固定在竖直墙壁上，将一物块通过细线连接在C点并保持静止状态。若对C端施加一水平向右的作用力F，则下列说法正确的是(　　) A.轻杆AC中的弹力一定变大 B.轻杆AC中的弹力可能减小 C.轻杆BC中的弹力一定变大 D.轻杆BC中的弹力一定减小 7 .(2025·山东济南一模)抖空竹是国家非物质文化遗产之一、在某次抖空竹表演时，表演者的左右手所持杆和空竹位置如图所示，此时左手高于右手，轻绳两端位置之间的连线与水平方向成θ角，空竹悬挂在轻绳上。现保持右手所持杆水平且位置不动，只人为改变一个条件，始终保持空竹处于平衡状态，不考虑空竹的转动及轻绳与空竹之间的摩擦，下列说法正确的是(　　) A.若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将变小 B.若更换为更长的轻绳，绳子的拉力将不变 C.若使左手持杆缓慢竖直向下移动至θ＝0°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杆为圆心画圆弧移动至θ＝0°的过程中，绳子拉力逐渐变小 8.(2025·山东泰安模拟)如图所示，斜面静止在水平地面上，斜面顶端装有光滑定滑轮O，轻绳跨过滑轮一端连接斜面上的物块M，另一端竖直悬挂物块N，两物块均处于静止状态。现在ON间的某点Q施加与细绳OQ段始终垂直的外力F，使N缓慢上升，直到OQ处于水平，该过程中斜面和物块M始终静止，则此过程中(　　) A.外力F先增大后减小 B.OQ段绳子拉力逐渐增大 C.物块M所受摩擦力一直增大 D.斜面受到地面的摩擦力先增大后减小 9. (2024年12月四川成都石室中学适应性测试) 如图所示，轻绳的一端与质量为的物块A连接，另一端跨过定滑轮与轻绳拴接于点。与水平方向成角的力作用在点，质量为的物块B恰好与地面间没有作用力。已知，定滑轮右侧的轻绳与竖直方向的夹角也为，重力加速度为。当从图中所示的状态开始顺时针缓慢转动的过程中，结点、的位置始终保持不变。则下列说法正确的是（　　） A. 的最小值为 B. C. 轻绳对定滑轮的作用力变大 D. 地面对物块B的支持力变小 10 （2024湖北4月质检）.如图所示，某款手机支架由“L型”挡板和底座构成，挡板使用一体成型材料制成，其AB、BC部分相互垂直，可绕O点的轴在竖直面内自由调节. AB、BC 部分对手机的弹力分别为 F₁和 F₂（不计手机与挡板间的摩擦），在“L型”挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是 A. F₁逐渐增大,F₂逐渐减小 B. F₁逐渐减小,F₂逐渐增大 C. F₁逐渐减小，F₂先增大后减小 D. F₁先增大后减小，F₂逐渐减小 11. （2024江西红色十校9月联考）如图所示，光滑挡板AB和CD在C点连接，AB板倾斜，CD板竖直，两板相对固定，小球静止于两极之间，现使整个装置绕A点在竖直面内沿顺时针方向缓慢转动到CD板水平，则在此过程中，下列说法正确的是（ ） A. 球对AB板的作用力变小 B. 球对CD板的作用力变小 C. 球对AB板作用力变大 D. 球对CD板的作用力变大 。 12. （2024黑龙江哈尔滨重点高中开学考试） 一定质量的实心光滑大球半径为 R，放置在固定斜面上，被一竖直挡板挡住，挡板可绕 P 点在竖直平面 内转动，将一半径为 r、质量为 m 的光滑小球放置于大球与挡板之间，整体处于静止状态，如图所示，已 知 R=3r，现将竖直挡板沿顺时针方向缓慢放平（此过程中大球、小球与挡板始终紧密接触），重力加速度 为 g，下列说法正确的是（　　） A. 当整体处于静止状态时，小球受挡板的弹力大小为 mg B. 挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中大球对小球的弹力一直变小 C. 挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中挡板对小球的弹力一直变大 D. 斜面对大球的弹力逐渐变大 学科网（北京）股份有限公司 $$