动态平衡：图解法与相似三角形 专项训练-2027届高考物理一轮复习（人教版）

动态平衡：图解法与相似三角形

2027届高考物理一轮复习（人教版）

【知识清单】

1．动态平衡：物体缓慢移动，每一时刻都处于平衡状态，合力始终为零。

2．图解法：当一个力大小方向都不变、一个力方向不变、第三个力方向变化时，作矢量三角形观察各边长短的变化。

3．相似三角形法：力的三角形与几何三角形相似时，用对应边成比例求解，比值为恒量。

4．圆内弦长：当一个力大小不变而方向变化时，其矢量端点在圆上，可用弦长判断最值。

5．极值判断：前提是合力的大小和方向均保持不变、且其中一个分力的方向不变，此时另一分力与该分力垂直时取最小值。

若不满足此前提，垂直时未必最小。

6．解题顺序：先定性判断各力大小的变化趋势，再作定量计算，注意“缓慢”意味着始终平衡。

 

一、典型例题（共3小题，先自主解答，再对照解析）

1．如图所示，将一个质量为4kg的铅球放在倾角为45°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球与斜面均处于静止状态。现将竖直挡板逆时针缓慢放至水平，斜面仍静止。不考虑铅球受到的摩擦力，重力加速度取，在此过程中，下列说法正确的是（     ）

A．斜面对铅球的支持力先减小后增大

B．挡板对铅球的弹力一直增大

C．挡板对铅球的弹力最小值为N

D．斜面所受地面摩擦力先变大后变小

2．（多选） 如图，一粗糙斜面固定在地面上，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 。另一端与斜面上的物块 相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动 ，直至悬挂 的细绳与竖直方向成 。已知 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. 所受细绳的拉力大小一定一直增加

 C. 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

 D. 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加

 

 

3．如图所示，半径为 的光滑球用长 的细绳悬挂在竖直墙上的 点，球与墙接触且系统

静止，球重 。墙对球的支持力大小为

A．　　B．

C．　　D．

图11

二、当堂检测（共10小题）

4．如图所示，用水平力F向右推原来静止在斜面上的物块，力F由零开始逐渐缓慢增大，直到物块刚要发生滑动。则在此过程中物块（     ）

A．所受合力逐渐增大 B．所受斜面弹力先增大后减小

C．所受斜面摩擦力逐渐增大 D．所受斜面摩擦力先减小后增大

5．一根细线系着一个质量为m的小球，细线上端固定在横梁上。给小球施加力F，小球平衡后细线跟竖直方向的夹角为，如图所示。现改变F，使小球在图中位置保持静止。重力加速度为g，则（     ）

A．F的最小值为0.5mg

B．F的方向可以沿竖直向下

C．F的方向由水平向右开始沿逆时针方向缓慢改变时，F逐渐增大

D．F的方向由水平向右开始沿逆时针方向缓慢改变时，细绳的拉力逐渐增大

6．如图所示，斜面与水平面、斜面与挡板间的夹角均为，一小球放置在斜面与挡板之间，挡板对小球的弹力为，斜面对小球的弹力为，以挡板与斜面连接点所形成的水平直线为轴，将挡板从图示位置开始逆时针缓慢

地转到水平位置，不计摩擦，在此过程中（     ）

A．始终减小，始终减小

B．始终增大，始终增大

C．始终减小，先减小后增大

D．先减小后增大，始终减小

7．（多选）抖空竹是国家级非物质文化遗产代表性项目，我校把它引入到体育校本课程，深受学生喜爱。如图所示，在一次表演赛中，张宇同学保持一只手A不动，另一只手B沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦力，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（　　）

A．沿虚线向左移动时，细线的拉力将减小

B．沿虚线向上移动时，细线的拉力将不变

C．沿虚线斜向上移动时，细线的拉力将减小

D．沿虚线向右移动时，细线对空竹的合力将增大

8．如图所示，O点处有一个很小的光滑轻质圆环，一根轻绳AB穿过圆环，A端固定在竖直墙面上，B端悬挂一质量为m的重物。另一根轻绳一端固定在C点，另一端系在圆环上，力F作用在圆环上。当圆环静止时，轻绳OC与轻绳OA水平，F与OA的夹角为θ。已知重力加速度为g。现改变力F，圆环的位置不变，且重物始终处于平衡状态，则F的大小可能为（　　）

A．mg B．mg C．mg D．mg

9．工人使用如图所示装置将重物从高楼层运送至地面。绳、、连接在点，足够长的绳跨过光滑定滑轮。