专题：力学动态平衡问题 基础夯实综合检测训练（A卷）-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

专题：力学动态平衡问题 基础夯实综合检测训练（A卷） 一、单选题 1．如图所示，空调外机用三角形支架固定在外墙上，其重心恰好在支架横梁AO和斜梁BO的连接点O的正上方。若把B点上移使斜梁变短些，仍保持O点的位置不变和横梁水平。所给选项中实线为变短前O点的受力，虚线为变短后O点的受力，下列图像正确的是（   ） A． B． C． D． 2．金华某单位建了一座特别有设计感的建筑物（如图所示），其屋顶近似为半球形，某建筑人员在给屋顶覆盖瓦块，他在屋顶上向上缓慢爬行的过程中屋顶对他的（    ） A．摩擦力变小 B．支持力变小 C．支持力不变 D．摩擦力变大 3．质量均匀分布的光滑球A与B通过轻绳连接，跨过两轻质定滑轮悬挂于平台两侧，初始状态A球与水平面接触且有挤压，B球悬于空中，如图所示，不计轻绳和滑轮间的摩擦，若A发生均匀的少量膨胀后，两球仍能保持静止状态，则（　　） A．两球的质量不可能相等 B．水平面对平台一定有静摩擦力的作用 C．膨胀后平台侧面对A弹力变大 D．膨胀后A对地面压力不变 4．燃气灶面上有一个支架，小乐将一个平底锅放在支架上，并简化为如图所示，已知支架的每个倾斜支撑面与水平方向成α角，锅底与倾斜支撑面接触点为P、Q，关于每个支撑面给锅的支持力（　　） A．若只改变支架倾角，则α角越大，支持力越大 B．若只改变支架倾角，则α角越小，支持力越大 C．若只改变锅底尺寸，则PQ越大，支持力越大 D．若只改变锅底尺寸，则PQ越小，支持力越大 5．如图所示，已知小球重力大小为G，在大小为F1的拉力作用下静止。细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为F2。将拉力由图示位置逆时针转至水平向右，小球仍静止在图中位置，此时拉力大小为F1'，细线的拉力大小为F2'，则（　　） A． B． C． D． 6．质量为m的物体放在倾角为的斜面上始终保持静止，如果倾角逐渐减小，则（　　）    A．物体给斜面的压力逐渐增大 B．物体给斜面的压力先增大后减小 C．斜面给物体的摩擦力逐渐增大 D．斜面给物体的摩擦力先增大后减小 7．如图所示，跳水运动员在走板时，从跳板的a端缓慢地走到b端，跳板逐渐向下弯曲，在此过程中（　　） A．运动员对跳板的力大于跳板对运动员的力 B．运动员对跳板的作用力增大 C．运动员对跳板的压力不断增大 D．运动员对跳板的摩擦力增大 8．如图所示，一台空调外机用两个三脚架固定在外墙上，空调外机的重心恰好在水平横梁OA和斜梁 OB的连接点O的上方，若斜梁 OB长度可调整，调整斜梁 OB过程中横梁 OA 始终水平，连接点O的位置保持不变，且认为斜梁对 O点的支持力F₁沿 BO方向，横梁对O点的拉力 沿 OA方向，下列说法正确的是 （　　） A．斜梁长度调整过程中， 始终大于空调对O点的压力 B．斜梁长度调整过程中，F1始终小于 C．斜梁长度减小，则 均减小 D．斜梁长度减小，则 均增大 9．可调节角度的散热底座上放着一本笔记本电脑，如图所示，对比底座处于卡位1和卡位4时（　　）    A．电脑处于卡位4时受到的支持力小 B．电脑处于卡位4时受到的摩擦力大 C．底座对电脑的作用力始终不变 D．电脑受到的支持力与摩擦力大小之和等于其重力 10．如图，一个重G＝40N的物体，用细线悬挂在O点，现用力F拉物体，使悬线与竖直方向夹角θ＝37°，物体处于静止状态，拉力F的最小值为（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（　　） A．20N B．24N C．32N D．40N 二、多选题 11．两个完全相同的截面为四分之一圆面的柱体A、B按如图所示叠放，两个柱体的质量均为m，水平面粗糙，圆弧面和竖直墙面光滑，对B施加水平向右的力F，使B恰好不向左运动，改变F的大小，使柱体B缓慢向左移动直至A落地前的过程中，下列说法正确的是（　　） A．F不断变大 B．B对地面的压力不断增大 C．A对竖直墙面的压力不断增大 D．A对B的压力不变 12．如图所示，一粗糙斜面体静止在水平地面上，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，已知物块M和斜面体均始终保持静止，则在此过程中（　　） A．水平拉力的大小可能保持不变 B．斜面体对地面的压力一直增大 C．斜面体对地面的摩擦力一直增大 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大 13．如图甲所示，自动炒菜机的电动铲子既可推动炒菜也可翻动炒菜。自动炒菜机的炒菜原理可简化为如图乙所示的模型，内壁光滑的半球形容器开口向上固定在水平面上，一可视为质点的小球放在容器的底部，竖直光滑挡板与其接触，挡板的上端刚好与圆心O重合。翻动炒菜时，挡板绕O点缓慢转动，使小球到达P点。该过程（   ） A．挡板对小球的弹力增大 B．内壁对小球的弹力减小 C．挡板对小球的弹力先增大后减小 D．内壁对小球的弹力先减小后增大 14．质量为的物体用轻绳悬挂于天花板上。现用水平向左的力缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小，绳子能够承受的最大拉力为，在O点向左拉动的一段过程中，应是（　 　） A．逐渐变小，逐渐变小 B．逐渐变大，逐渐变大 C．当时， D．当绳与竖直方向角成时，绳将不会被拉断 15．某同学用两只手分别撑住桌子（桌面等高）使自己悬空，并保持如图所示姿势静止，两手臂和桌面夹角均为，桌脚与地面之间有摩擦，桌面与地面均水平，增大两手臂和桌面夹角，则（　　） A．每只手臂所承受的作用力变小 B．每只手臂所承受的作用力变大 C．地面对桌脚的支持力将变小 D．地面对桌脚的支持力将不变 16．如图所示，一根轻质直杆一端固定在O位置，直杆可绕О位置在竖直面内旋转，用一根长度为2L且不可伸长的轻质细绳穿过质量为m的圆环，细绳的两端分别固定连接在杆上O位置和A位置，OA=L。忽略一切摩擦阻力。现将轻杆从如图所示水平位置绕O点逆时针缓慢旋转直到轻杆竖直，下列说法正确的是（　　） A．杆处于水平位置时，轻绳的拉力大小为 B．当轻绳的拉力大小为时，轻杆与水平方向夹角为60° C．当轻杆与水平方向夹角为45°时，轻绳的拉力大小为 D．在转动过程中，轻绳的拉力先减小后增大 三、填空题 17．如图，截面为四分之一圆周的柱状物体A置于光滑水平地面上，其与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B。对A施加一水平向左的力F，整个装置处于静止状态。将A缓慢向左移动稍许的过程中，A对地面的压力______；推力F______。（均选填“增大”“不变”或“减小”） 18．如图所示，重力为的小球用轻绳悬于点，用力拉住小球，轻绳与竖直方向夹角始终为，当与竖直方向的夹角___________°时最小，的最小值为___________。 19．如图所示，在倾角为的斜面上放一质量为10kg的光滑小球，球被竖直的木板挡住保持静止，则球对斜面的压力大小为__________N；当把挡板绕O点缓慢转到与斜面垂直的过程中，球对挡板的压力大小如何变化？__________。 四、解答题 20．如图，斜面顶端固定有半径为R的轻质滑轮，用不可伸长的轻质细绳将半径为r的球沿斜面缓慢拉升。不计各处摩擦，且。设绳对球的拉力为F，斜面对球的支持力为N，求F和N的变化情况。    21．如图，轻杆A端用光滑水平铰链装在竖直墙面上，B端用水平绳固定并吊一重物P，受力分析并说明，在水平向右的力F缓缓拉起重物P的过程中杆AB所受压力的变化情况    22．如图，一台重为250N的空调外机，用两个相同的三角形OAB支架固定在外墙上，空调外机作用在每一个支架的横梁和斜梁的连接点O上的力为重力的，方向竖直向下。横梁AO水平，斜梁BO跟横梁的夹角为30°，不计横梁AO和斜梁BO的重力。则： （1）横梁对O点的拉力沿OA方向，斜梁对O点的弹力沿BO方向，这两个力各有多大； （2）如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时横梁和斜梁对O点的作用力大小分别将如何变化？ 23．如图1所示，自动采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成质量分布均匀的圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下。质量为的棉包放在“V”型挡板支架上，两板间与夹角为固定不变，“V”型支架可绕过垂直的轴在竖直面内缓慢转动。不计一切摩擦，重力加速度为。求： (1)当“”型支架的板处于水平位置时（如图2），板对棉包的支持力大小； (2)当“V”型支架绕轴顺时针转动时（如图3），棉包对板的压力大小； (3)当“V”型支架绕轴顺时针转动时，支架对棉包的作用力大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《专题：力学动态平衡问题 基础夯实综合检测训练（A卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A C A B A D D C B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 AC CD AB BD AD AC 1．B 【详解】对O点受力分析可知，把斜梁下端B点上移，使斜梁变短些，斜梁对O点作用力的方向与竖直方向的夹角增大，而变化前后O点受力始终平衡，故B正确。 故选B。 2．A 【详解】设人所在位置的切线方向与水平方向的夹角为θ，则屋顶对他的摩擦力 屋顶对他的支持力 他在屋顶上向上缓慢爬行的过程，θ减小，则摩擦力减小，支持力变大。 故选A。 3．C 【详解】A．设细线拉力为F，A处的细线与竖直方向的夹角为θ，如图所示，则 F=mBg 而 Fcosθ＜mAg 即 mBgcosθ＜mAg 两球的质量可能相等，故A错误； B．以整体为研究对象，水平方向合外力为零，则水平面对平台没有静摩擦力的作用，故B错误； C．平台侧面对A弹力 T=Fsinθ=mBgsinθ 膨胀后θ变大，则平台侧面对A弹力变大，故C正确； D．A对地面压力 膨胀后θ变大，A对地面压力会变大，故D错误。 故选C。 4．A 【详解】AB．由平衡关系得 得 则α角越大，支持力越大，A正确，B错误； CD．若只改变锅底尺寸，PQ的大小不影响支持力大小，CD错误。 故选A。 5．B 【详解】ABC．将 F1由图示位置逆时针缓慢转至水平向右 F1'过程中，小球处于动态平衡，由图解法在力的平行四边形中可以看到 F1变小，绳的拉力F2也减小，故AC错误，B正确； D．对小球受力分析， 由平衡条件有，细线的拉力F2沿竖直方向分力的大小等于重力与F1沿竖直方向分力大小之和，所以可知细线的拉力 F2大于小球的重力，故 D 错误。 故选B。 6．A 【详解】对物体受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图    根据平衡条件，有 当减小时，f变小，N变大，故A正确，BCD错误。 故选A。 7．D 【详解】A．由牛顿第三定律可知，运动员对跳板的力等于跳板对运动员的力，故A错误； B．跳板对运动员的作用力是支持力和摩擦力的合力，与重力等大反向，则跳板对运动员的作用力保持不变，由牛顿第三定律可知运动员对跳板的作用力保持不变，故B错误； CD．以运动员为研究对象，由平衡条件知，跳板对运动员的支持力大小 摩擦力大小为 是跳板与水平方向的夹角；跳板逐渐向下弯曲，在此过程中随着的增大，N不断减小，f不断增大；由牛顿第三定律知，运动员对跳板的压力不断减小，运动员对跳板的摩擦力不断增大，故C错误，D正确。 故选D。 8．D 【详解】AB．以O点为研究对象，受到空调外机的压力、OA和OB的作用力，如图所示 由图可知F2与空调对O点的压力F的大小关系不能确定，但是F1一定大于F2，故AB错误； CD．由于空调外机对O点的压力等于空调外机的重力，保持不变，OA的作用力方向不变，当斜梁长度减小时，则θ角变大，则F1和F2均变大，故D正确，C错误。 故选D。 9．C 【详解】AB．设底座与水平面的倾角为，电脑的质量为，底座对电脑的摩擦力大小为，支持力大小为，根据受力平衡可得 对比底座处于卡位1和卡位4时，由于卡位4的倾角较小，则卡位4电脑受到的摩擦力小，电脑受到的支持力大，故AB错误； C．根据平衡可知，底座对电脑的作用力大小等于电脑的重力，方向竖直向上，即底座对电脑的作用力始终不变，故C正确； D．电脑受到的支持力与摩擦力大小之和为 不一定等于mg，故D错误。 故选C。 10．B 【详解】根据图解法可知，当拉力F与细线垂直时最小，如图所示，即 Fmin＝Gsin37°＝24N 故选B。 11．AC 【详解】B．整体分析可知，重力和地面对B的支持力二力平衡，总重力不变，则支持力不变，由牛顿第三定律可得，B对地面的压力不变，故B错误； ACD．B对地面的压力不变，则地面对B的滑动摩擦力不变，对A研究，受力分析如图 设B对A的弹力与水平方向的夹角为，则由动态分析可知，在水平方向 竖直方向 随着A下落到地面，减小，则B对A的弹力增大，则墙面对A的弹力N增大，根据牛顿第三定律，A对墙面的压力增大，整体分析，水平向右的力F与墙面对A的弹力N大小相等，也增大，故AC正确，D错误； 故选AC。 12．CD 【详解】A．对物块N进行受力分析如图所示 物块N的重力与水平拉力的合力和细绳的拉力是一对平衡力，由图可知水平拉力的大小逐渐增大，M所受细绳的拉力大小一直增大，故A错误； B．对物体M、N和斜面整体分析，竖直方向只受到整体的重力和支持力，故斜面体与地面间的正压力一定不变，故B错误； C．对物体M、N和斜面整体分析，水平方向地面对斜面体的摩擦力与水平拉力平衡，由于水平拉力一直增大，所以斜面体对地面的摩擦力一直增大，故C正确； D．M所受细绳的拉力大小一直增加，物块N的质量与物块M的质量大小关系不确定，设斜面倾角为，若 则M所受斜面的摩擦力大小一直增大；若 则M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大，故D正确。 故选CD。 13．AB 【详解】设挡板对小球的弹力为，内壁对小球的弹力为，挡板与竖直方向的夹角为，以小球为对象，根据平衡条件可得 ， 挡板绕O点缓慢转动，使小球到达P点，从逐渐增大到，则挡板对小球的弹力增大，内壁对小球的弹力减小。 故选AB。 14．BD 【详解】AB．设细绳OA与竖直方向的夹角为θ，可知， 则随着θ增加，F变大，T变大，选项A错误，B正确； C．当时， 此时 选项C错误； D．当绳与竖直方向角成时 则绳将不会被拉断，选项D正确。 故选BD。 15．AD 【详解】对该同学受力分析，设手臂受力为F，则 根据平衡条件得 2Fsinθ=Mg 增大两手臂和桌面夹角θ，每只手臂所承受的作用力变小，根据整体分析可知地面对桌面的支持力等于同学与桌子的重力之和，所以不变。 故选AD。 16．AC 【详解】A．杆处于水平位置时，令轻绳与竖直方向夹角为，对圆环、圆环与轻绳的接触点进行分析，根据平衡条件有 根据几何关系有 解得 故A正确； B．令轻杆从水平方向逆时针转过的角度为，此时轻绳与竖直方向的夹角为，根据几何性质有 对圆环、圆环与轻绳的接触点进行分析，根据平衡条件有 解得 当时，代入上式解得 故B错误； C．结合上述，当时，代入上式解得 故C正确； D．结合上述有 可知，随着逐渐增大，的值逐渐减小，故D错误。 故选AC。 17． 不变 减小 【详解】[1]把物体AB作为整体研究可知，受力如下图 则地面对A的支持力等于二者重力之和，恒定不变，根据牛顿第三定律可知，A对地面的压力也不变； [2]对小球B受力分析如图， 将A缓慢向左移动稍许的过程中，该过程B处于动态平衡，其A对B的弹力方向与竖直方向的夹角减小，故结合平行四边形可知，墙壁对B的弹力减小，故F减小。 18． 【详解】[1][2]小球受三个力而处于平衡状态，作出力三角形如下 重力mg的大小和方向都不变，绳子拉力T方向不变，因为绳子拉力T和外力F的合力等于重力，通过作图法知，当F的方向与绳子方向垂直时，由于垂线段最短，所以F最小，则由几何知识得 的最小值为 19． 逐渐减小 【详解】[1]小球在三个力作用下处于平衡状态，受力分析，如图所示 由平衡条件有 由牛顿第三定律得球对斜面的压力为 [2]当把挡板绕O点缓慢转到与斜面垂直的过程中，斜面对球的支持力大小和挡板对球的弹力大小的变化情况如图所示 由图可知，挡板对球的弹力大小逐渐减小，由牛顿第三定律可知，球对挡板的压力大小逐渐减小。 20．F一直增大，N一直减小 【详解】对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图所示    由于细绳与斜面的夹角不断增加，故F一直增大，N一直减。 21．见解析 【详解】以重物P为对象，在缓缓拉起重物P的过程，根据受力平衡可得 对B点受力分析，如图所示    竖直方向根据受力平衡可得 联立可得 由于保持不变，可知不变，则杆AB所受压力保持不变。 22．（1），；（2）横梁和斜梁对O点的作用力大小都将变小 【详解】（1）对结点O受力分析，如图所示 根据受力平衡可得 ， （2）如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，则AO与BO的夹角将变大，根据 ， 可知横梁和斜梁对O点的作用力大小都将变小。 23．(1)mg (2) (3) 【详解】（1）当“”型支架的板处于水平位置时，棉包的受力如图所示 则根据平衡关系知，支持力大小 （2）转动时，棉包的受力如图所示 则根据平衡关系知，棉包受到板的支持力大小 根据牛顿第三定律可知，棉包对板的压力大小 （3）转动时，棉包受到支架的作用力始终等于棉包的重力，受力如图所示 根据平衡关系知，故支架对棉包的作用力大小 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $