2027届高考物理一轮复习专项训练 第一章专题提升三 动态平衡问题 平衡中的临界极值问题

专题提升三　动态平衡问题　平衡中的临界极值问题

（专题训练作业）

题型一　动态平衡问题

1．我国新疆棉区广泛使用自动采棉机采收棉花，采棉机在采摘棉花的同时将棉花打成圆柱形棉包，再通过机身后侧可旋转的支架将其平稳放下。该过程可简化为如图乙所示模型：质量为 m 的棉包静置于"V"形挡板上，两板间夹角为 120° 且保持不变，"V"形挡板可绕 O 轴在竖直面内转动。现使 OB 板由水平位置顺时针缓慢转动 60°，不计挡板对棉包的摩擦，重力加速度为 g。该过程中下列说法正确的是（　　）

A．"V"形挡板对棉包的作用力先减小后增大

B．棉包对 OA 板的压力先增大后减小

C．当 OB 板转过 30° 时，棉包对 OA 板的作用力大小为

D．当 OB 板转过 60° 时，棉包对 OB 板的作用力大小为 mg

 

2．如图所示，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的 P 点。现将木板绕底边 MN 向后方缓慢转动，直至木板转到水平位置，转动过程中绳与木板之间的夹角始终保持不变，圆柱体与木板之间的摩擦可忽略不计。在木板转动过程中（　　）

A．圆柱体对木板的压力逐渐增大

B．圆柱体对木板的压力先增大后减小

C．两根细绳上的拉力均先增大后减小

D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变

 

3．用一根不可伸长的轻质细绳把一重为 20 N 的画框悬挂在光滑的钉子上。初始时悬挂点 A、B 处于同一水平状态，钉子两侧细绳间的夹角为 90°。悬挂一段时间后画框发生倾斜，此时钉子两侧细绳间夹角 θ 小于 90°，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．初始时，细绳的拉力为

B．初始时，细绳的拉力为

C．画框倾斜之后，细绳的拉力跟初始相比会变小

D．画框倾斜之后，细绳的拉力跟初始相比会变大

4．如图所示，两根相同的轻质弹簧一端分别固定于 M、N 两点，另一端分别与轻绳 OP、OQ 连接于 O 点。现用手拉住 OP、OQ 的末端，使 OM、ON 两弹簧长度相同（均处于拉伸状态），且分别保持水平、竖直。最初 OP 竖直向下，OQ 与 OP 成 120° 夹角。现使 OP、OQ 两绳的夹角不变，在保持 O 点位置不动的情况下，将 OP、OQ 沿顺时针方向缓慢旋转 70°。已知弹簧、轻绳始终在同一竖直平面内，则在两轻绳旋转的过程中（　　）

A．OP 上的作用力一直减小

B．OQ 上的作用力一直减小

C．OP 上的作用力先增大后减小

D．OQ 旋转至水平位置时，OQ 上的作用力最大

 

5．如图甲所示，工人用叉车拉动石墩，可简化为如图乙所示的模型：∠BAC = 90°，叉车臂 AC 与水平方向的夹角为 θ。不计球形石墩表面的摩擦，叉车与石墩始终保持相对静止并一起匀速运动。在 θ 由 0° 缓慢增大到 90° 的过程中，叉车臂对石墩的作用力 和车把对石墩的作用力 的大小变化情况为（　　）

A． 一直增加

B． 先增加后减小

C． 先减小后增加