训练11 专题突破：共点力的动态平衡问题-【红对勾讲与练·练习手册】2026年高考物理大一轮复习全新方案基础版

训练11 专题突破：共 L基础巩固」 1.(5分)如图所示，在粗糙水平地面上 放着一个截面为四分之一圆弧的柱状 物体A,A的左端紧靠竖直墙，A与竖mm 直墙之间放一光滑圆球B。已知物体A的半径为 球B的半径的3倍，球B受的重力为G,整个装 置处于静止状态。设墙壁对B的支持力为F1,A 对B的支持力为F2。若把A向右移动少许后，它 们仍处于静止状态，则F,、F,的变化情况分别是 () A.都减小 B.都增大 C.F1增大，F2减小 D.F1减小，F2增大 2.(5分)如图所示，质量为m Q 的小球置于内壁光滑的半 球形凹槽内，凹槽放置在跷 跷板上，凹槽的质量为M。 P 开始时跷跷板与水平面的 777 夹角为37°，凹槽与小球均保持静止。已知重力加 速度为g,sin37°=0.6，cos37°=0.8，则在缓慢压 低跷跷板的Q端至跟P端等高的过程中，下列说 法正确的是 ( A.跷跷板对凹槽的作用力逐渐增大 B.小球对凹槽的压力大小始终为mg C.开始时跷跷板对凹槽的支持力大小为O.8Mg D.开始时跷跷板对凹槽的摩擦力大小为0.6Mg 3.(5分)(2024·江苏扬州模拟)如 图所示，接在天花板上的橡皮筋 连接在滑轮上，与竖直方向夹角 为0；悬挂重物的轻绳跨过滑轮施 加水平力F,物块保持静止，使F在竖直面内沿逆 时针方向缓慢转60°，不计滑轮质量及一切摩擦， 橡皮筋始终在弹性限度内，关于此过程下列说法 正确的是 () A.0变小，橡皮筋长度变短 B.0变小，橡皮筋长度变长 C.0变大，橡皮筋长度变短 D.0变大，橡皮筋长度变长 (横线下方不可作答) 31 班级： 姓名： 点力的动态平衡问题 (总分：60分) 4.(5分)（多选）如图所示，足够 长的斜面固定在水平地面上， 斜面上有一光滑小球，跨过光 滑滑轮的细线一端系住小球， 另一端系在竖直弹簧的上端， 益的下端固定在地面上， 手持滑轮，系统处于平衡状态。若滑轮在手的控 制下缓慢向下移动，直到拉着小球的细线与斜面 平行，则这一过程中 () A.弹簧弹力先减小后增大 B.弹簧弹力逐渐减小 C.斜面对小球的支持力逐渐减小 D.斜面对小球的支持力逐渐增大 5.(5分)(2024·黑龙江大庆模 拟)无人机经常应用于应急救 援物资的输送。如图所示，在 一次输送救援物资的过程中， 无人机与下方用轻绳悬挂的救 援物资一起在空中沿水平方向做匀速直线运动， 救援物资受到与运动方向相反的空气阻力作用。 当只改变无人机速度的大小，仍然沿原方向匀速 运动时，轻绳与竖直方向的夹角变大，则无人机速 度改变后与改变前相比 () A.绳上的拉力变大 B.救援物资所受空气阻力变小 C.救援物资受到的合力变大 D.无人机所受到的合力变大 6.(5分)如图所示，质量为m的小球 套在竖直固定的光滑圆环上，在圆 环的最高点有一个光滑小孔，一根 轻绳的下端系着小球，上端穿过小 孔用力拉住。开始时轻绳与竖直方 向的夹角为0，小球处于静止状态，现缓慢拉动轻 绳，使小球沿光滑圆环上升一小段距离，下列说法 正确的是 () A.小球沿光滑圆环上升过程中，轻绳拉力先变大 后变小 B.小球沿光滑圆环上升过程中，轻绳拉力逐渐 增大 第二章相互作用 C.小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力 逐渐增大 D.小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力 大小不变 7.(5分)如图是一个水平传感器的 简易模型，其截面为内壁光滑竖直 放置的正三角形，内部有一个略小 于三角形内切圆的小球，三角形各 B 边有压力传感器，通过测出小球对三边压力的大 小，信息处理单元可显示摆放处的倾角。图中BC 边恰好处于水平状态，现将其以C为轴在竖直平 面内顺时针缓慢转动，直到AB边处于水平状态， 在转动过程中 A.球对AC边的压力一直增大 B.球对AC边的压力一直减小 C.球对AC边的压力先增大后减小 D.球对AC边的压力先减小后增大 8.(5分)(2024·重庆九龙坡区三模)如图甲为家用 燃气炉架，其有四个对称分布的爪，若将总质量一 定的锅放在炉架上，图乙为其侧视图，不计爪与锅 之间的摩擦力，若锅是半径为R的球面，正对的两 爪间距为d,则 A.d越大，爪与锅之间的弹力越大 B.d越大，锅受到的合力越大 C.R越大，爪与锅之间的弹力越大 D.R越大，锅受到的合力越小 9.(5分)(2024·辽宁辽阳模拟) 如图所示，斜面体放在水平面 上，A球套在粗细均匀的水平 杆上，B球放在光滑斜面上， A,B两球用轻质细线连接。现用水平向左的推力 F向左推斜面体，使斜面体缓慢向左移动，A球始终 保持静止。在斜面体向左移动直至细线与斜面平行 过程中，关于细线对A球的作用力F,与斜面对B球 的作用力F,的大小变化，下列说法正确的是() A.F1不断减小，F2不断减小 B.F,不断减小，F,不断增大 C.F1不断增大，F2不断减小 D.F,不断增大，F,不断增大 红对勾·讲与练 3 L素养提升」 10.(5分)如图所示，竖直墙壁O处用光滑P 铰链铰接一轻质杆的一端，杆的另一端 固定小球（可以看成质点），轻绳的一端 悬于P点，另一端与小球相连。已知轻0 质杆长度为R,轻绳的长度为L,且 R<L<2R。A、B是墙上两点，且B OA=OB=R。现将轻绳的上端点P沿墙壁缓 慢下移至A点，此过程中轻绳对小球的拉力F, 及轻质杆对小球的支持力F,的大小变化情况为 () A.F1和F2均增大 B.F1保持不变，F2先增大后减小 C.F,和F2均减小 D.F,先减小后增大，F,保持不变 11.(5分)(2024·陕西西安三模)如图所示，轻杆 AB可绕着水平转轴O在竖直面内无摩擦地转 动，此时杆AB和过O点的水平线CD夹角为0， 有一段不可伸长的细绳两端系于A、B两端，在 轻质细绳上通过一轻滑轮悬挂一质量为m的物 块处于静止状态，现使杆AB绕O点顺时针缓慢 旋转20，在此过程中，细绳中张力的变化情况是 ) A.先减小后增大 B.一直在减小 C.一直在增大 D.先增大后减小 12.(5分)(2024·湖北武汉二 EEEEEEEEEEKK2E F 模)如图所示，固定的倾斜 光滑杆上套有一个重环，绕 过光滑定滑轮的轻绳一端 B A 与重环相连，另一端施加拉nwwm 力F使重环从A点缓慢上升到B点。设杆对重 环的弹力大小为F、,整个装置处于同一竖直平 面内，在此过程中 () A.F逐渐增大，F逐渐增大 B.F逐渐增大，F、先减小后增大 C.F先减小后增大，F、逐渐增大 D.F先减小后增大，F、先减小后增大 2] 高三物理·基础版 ■uTcos a>Tsin a,化简可得tana< 以，B正确，A、C、D错误。 →T 重物 13.B对两小球分别受力分析，如图所 示，由三角形法则，对质量为m1的小 mig T 球有sin(90-9=sin。,对质量为 T 的小球有n日sn80°-a) 联立解得 1 tan日，故选B。 m18 90°- 训练11专题突破：共点力 的动态平衡问题 1.A方法一：解析法 以球B为研究对象，受力分析如图甲 G 所示，可得出F1=Gtan9,F,= c0s0' 当A向右移动少许后，日减小，则F, 减小，F2减小，故A正确。 F G 甲 方法二：图解法 如图乙所示，A向右移动少许后，G与 F1的方向不变，F2顺时针转动，由夫 量三角形可以看出F!与F2都减小， 故A正确。 2.B由于小球、凹槽整体的重力不变 化，与跷跷板对凹槽的作用力等大反 向，那么跷跷板对凹槽的作用力不变， 故A错误；小球在凹槽处的切线总是 水平的，那么小球对凹槽的压力大小 始终等于小球的重力mg,故B正确： 将小球跟凹槽视为整体，开始时凹槽 与小球均保持静止，那么根据受力平 衡知，跷跷板对凹槽的支持力大小为 Fy=(m十M)gcos37°=0.8(m十 M)g,跷跷板对凹槽的摩擦力大小为 f=(m+M)gsin37°=0.6(m十M)g, 故C、D错误。 3.C力F转动过程中，滑轮两边轻绳间 的夹角变大，两边轻绳上拉力大小恒 等于物块重力，则合力减小，根据力的 508红对构·讲与练·高三物理· 平衡可知，橡皮筋的弹力变小，长度变 短，橡皮筋与竖直方向的夹角等于滑 轮两边轻绳夹角的一半，因此日变大， 故选C。 4.BD在缓慢移动滑轮的过F 程中，小球在重力G、斜面 对其的支持力F、和细线 上的拉力F,三力的作用 下保持动态平衡，故三个 二月帮眉阴阿 的大小和方向始终不变，F、的方向不 变，大小可变，F的大小、方向都在 变，因此可以作出一系列矢量三角形， 由图可知，Fy逐渐增大，Fx只能变化 到与F、垂直的位置，故FT是逐渐变 小的，因弹簧弹力与FT是一对平衡 力，则弹簧弹力逐渐减小，B、D正确， A、C错误。 5.A设轻绳与竖直方向的夹角为日，救 援物资受到的空气阻力为∫，轻绳的拉 力为T,则竖直方向有Tc0s8=mg, 解得T= 0s。,则当轻绳与竖直方向 的夹角变大时，C0s日减小，轻绳的拉力 T变大。水平方向有f=Tsin0,则当 轻绳与竖直方向的夹角变大时，sin0 增大，又T变大，救接物资受到的空气 阻力f变大，故A正确，B错误；因救 援物资做匀速运动，故救援物资受到 的合力均为零，大小不变，故C错误； 无人机速度改变后与改变前均做匀速 运动，无人机所受到的合力均为零，大 小不变，故D错误。 图解法：对于A、 B选项的判断还 可以用图解法，f 如图所示，当绳 子与竖直方向的 夹角日变大时，绳 mg 子的拉力T变大，救援物资受到的空 气阻力f变大。 6.D对小球进行 受力分析，受重力 G=g、轻绳拉 力F和圆环的弹 R 力F、三力作用， 如图所示，由平衡 条件可知，重力 G mg与弹力Fy的 合力F'的大小等于轻绳拉力F的大 小，方向与F相反，由几何知识可知 △OAB0△GFA,有卡=AB=B, 可得F'=尺mg,Fy=mg,当小球沿 光滑圆环上升时，即A点上升时，半径 R不变，AB减小，F'减小，即F减小， Fy不变，即支持力大小不变，A、B、C 错误，D正确。 7.A对正三角形内部的小球受力分析， 如图所示，小球受重力、BC边和AC边 的支持力，三力构成封闭矢量三角形， 基础版 且FA、Fx的夹FAc 角始终为60°，夫量 三角形在同一外接 圆上，且重力G为 固定弦，F与竖 直方向的夹角从0 G--- 变到60°，由图知，FAc一直变大，所以 小球对AC边的压力一直增大，A 正确。 8.A对锅进行受力分析如图所示。 71e 炉架的四个爪对锅的弹力的合力与锅 受到的重力大小相等，方向相反，即 4Fcos日=mg,由几何关系可得cos0= 4 ,则R越大，爪与锅之间的 R 弹力越小，同理d越大，爪与锅之间弹 力越大，锅受到的合力为零，故A正 确，B、C、D错误。 9.B设B球的重 力为GB,细线对 B球的拉力为T, 以B球为研究对F, 象可得最终T与 F2垂直，如图所 示，在移动过程 中，T不断减小， F2不断增大，又 由于力的作用是相互的，则可得F1与 T大小相等，综合可得F,不断减小， F2不断增大，故选B。 10.A小球受重力、轻绳的 拉力和轻质杆的支持 力，由于三力平衡，三个 A 力可以构成矢量三角 形，如图所示，根据平衡O G 条件，该力的矢量三角 形与几何三角形POCB 有，则有品-是= F2 L R ,解得F1=POCG,F,=POG,当P 点下移时，PO减小，L、R不变，故F 增大，F2增大，A正确。 11.D对轻滑轮受力分析如图所示。 B A< B T K mg 设滑轮与绳接触点为K,杆AB绕O 点顺时针缓慢旋转28过程中，K点 处于动态平衡状态，所受合力始终为 零。水平方向有Tsin a=Tsin B,所以 有a=B,竖直方向有Tcos a十Tcos B= mg,可得T= mg ,当杆AB绕O 2cos a 点顺时针缓慢旋转日至CD过程中， A、B两端，点的水平距离增大，使得两 细绳夹角a十B=2a增大，c0sa减小， 则T增大；当杆AB从CD位置绕O ,点顺时针缓慢旋转日过程中，A、B两 端点的水平距离减小，使得两细绳夹 角a十3=2a减小，cosa增大，则T 减小。所以，绳中张力变化情况是先 增大后减小，故A、B、C错误，D正确。 12.B重环由A,点到细线处于竖直方向 的过程，对重环受力分析如图甲所 示，由图甲知，F增大，FN减小：重环 由细线处于竖直方向到B点过程，对 重环受力分析如图乙所示，由图乙 知，F增大，F、增大。故整个过程中 F逐渐增大，Fy先减小后增大，B正 确，A、C、D错误。 7777777777777777 mg mg 甲 乙 训练12 实验二：探究弹簧 弹力与形变量的关系 1.(1)小于50.0(2)弹簧的形变程度 超过了弹簧的弹性限度 解析：(1)考虑弹簧自身重力的影响，由题 图乙可知，弹簧竖直时弹簧的长度为 10cm,则弹簧的原长小于10cm;弹簧的 劲度系数为及= △F 10.0 △L0.3-0.1 N/m= 50.0N/m。 (2)题图乙中图线的末端弯曲的原因 是弹簧的形变程度超过了弹簧的弹性 限度。 2.(1)见解析图(2)4.0 200.0 解析：(1)描点作图，如图所示。 ↑FN 10 8 6 4 2 0 246810 x/cm (2)由(1)中图线可知弹簧的原长为 4.0cm。由胡克定律△F=k△x可得， △F 10.00 k= △x 5.00 N/cm=200.0N/m。 3.(1)10.90 (2)25 (3)3.8 (4)等于 解析：(1)该毫米刻度尺的最小分度为 0.1cm,需要估读到0.01cm,所以读 数为10.90cm。 (2)根据图像可求得弹簧的劲度系数 为= △F =25N/m。 △ (3)该实验结果的相对误差为6= 25-26 ×100%≈3.8%。 26 (4)由第(2)问分析可知，劲度系数表 达式中代入的是弹簧的形变量，所以 若整个实验过程中弹簧下端指针没有 沿水平方向，而是斜向上偏，每次弹簧 的形变量理论上与正常操作时相同， 则劲度系数的测量值理论上等于真 实值。 训练13实验三：探究两个 互成角度的力的合成规律 1.(1)偏大(2)结点位置O2.14 (2.132.15均可)(3)A(4)BC 解析：(1)在水平放置时校零，在竖直 平面内进行实验，则弹簧自身的重力 造成拉力测量值偏大。 (2)在水平桌面上做实验时，如题图2， 先用两个弹簧测力计把橡皮条拉到一 定长度，记下结点位置O,同时记下 F1、F,的大小和方向。再用一个弹簧 测力计拉橡皮条，把结，点拉到O点时， 弹簧测力计的最小分度值为0.1N,读数 时需要估读到分度值的下一位，读数为 2.14N。 (3)记录细线方向时两，点间的距离远 一点，可以减小实验误差，故A正确； F1与F,的夹角适当即可，不能太大 或太小，故B错误；作力的图示时，选 用的标度适当的大一点，可以减小标 度产生的误差的平均值，故C错误。 (4)根据二力合成的合力范围 |F1-F2|≤F≤F1十F2,可知A、D 选项符合二力合成的规则，B、C不符 合二力合成的规则，故选BC。 2.(1)AC(2)见解析图定滑轮有摩 擦、木板未竖直放置等（回答出一项合 理答案即可) 解析：(1)实验 开始前，需要 调节木板使其 位于竖直平面 1.0N 内，以保证钩 F,=2.92N 码重力等于细 绳中的拉力， F=1.81N A正确：每次 实验都是独立 的，所以每次 实验不需要保 证结，点都位于 G=3.92N O点，B错误； 实验时需要记录钩码数量、两力传感 器的示数和三细绳的方向，C正确；悬 挂于O,点的钩码的总重力可以根据钩 码的质量得出，不需要用力传感器测 量，D错误。 (2)如图所示，利用平行四边形定则作 出F,和F,的合力F,该合力方向不 完全在竖直方向的可能原因是定滑轮 有摩擦、木板未竖直放置等。 3.(1)6.90(2)BC(3)7.00大小相 等、方向相同 解析：(1)由弹簧测力计的示数知，重 物的重力为6.90N。 (2)用两个弹簧测力计拉细绳时，两细 绳间的夹角若太大，有可能会超过弹 簧测力计的量程，同时不便于作图，A 错误：为了减小力的测量误差，两弹簧 测力计的拉力方向应沿弹簧测力计轴 线方向，实验过程中使弹簧测力计、细 绳都与木板平行，B、C正确；实验中除 了需要记录弹簧测力计的示数和细绳 的方向，还需要确定结，点的位置，D 错误。 (3)根据平行四边形定则，作出合力的 示意图，如图所示，得其合力的理论值 为7.00N。 实验结果表明，合力的理论值和真实 值在误差允许范围内大小相等、方向 相同，力的平行四边形定则得到验证。 第三章运动和力的关系 训练14牛顿运动定律 1.C伽利略通过理想斜面实验得出力 不是雏持物体运动状态的原因，A错 误：牛顿第一定律又被称为惯性定律， 物体的质量越大，惯性越大，质量是物 体惯性大小的唯一量度，惯性与速度 无关，B错误；牛顿在伽利略和笛卡儿 等人的研究基础上，总结出了牛顿第 一定律，伽利略和笛卡儿的思想观，点 对牛顿第一定律的建立作出了基础性 的贡献，C正确：作用力与反作用力具 有同时性，即同时产生，同时变化，同 时消失，没有先后之分，D错误。 2.B小车停止前，两个小球和小车一起 做匀速直线运动，并且两个小球和小 车具有共同的速度，当小车突然停止 时，由于小球在小车光滑表面上，因此 两个小球由于惯性，还要保持原来大 小不变的速度做匀速直线运动，又因 为两个小球的速度相同，相同时间内 通过的位移相同，因此两个小球间 的距离不变，一定不会相碰，B正确， A、C、D错误。 3.B香蕉球要考虑足球的转动，此时足 球不可以视为质点，A错误；质量是惯 性的唯一量度，质量不变，惯性不变， B正确；足球在飞行时，已经脱离脚，所 以不受脚的作用力，C错误：触网时足 球对网的力与网对足球的力是一对相 互作用力，大小相等，D错误。 参考答案509