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高中物理动态平衡问题

;.动态平衡专题1、如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。

设墙面对球的压力大小为N,球对木板的压力1大小为N。

以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水2平位置。

不计摩擦,在此过程中( )始终增大A.始终减小,始终减小,B.始终减小先增大后减小,.C始终减小先增大后减小,先减小后增大D.AC,现将之间夹角为30°AB之间,AC与AB2、如图所示,把一个光滑圆球放在两块挡板AC和) ,则( 板固定而使AB板顺时针缓慢转动90°AB板的压力先减小后增大A.球对板的压力逐渐减小.球对ABB 板的压力逐渐增大.球对ACC 板的压力先减小后增大球对ACD.、如图所示,3用绳索将重球挂在墙上,不考虑墙的摩擦。

如果把绳的长度增加一些,则球对)和球对墙的压力绳的拉力FF的变化情况是(21F减小A.F增大,21增大.F减小,FB21和FF都减小C.21和F都增大D.F21、某欧式建筑物屋顶为半球形,一警卫人员为执行特殊任务,必须冒险在半球形屋顶上向上4 )缓慢爬行(如图),他在向上爬过程中(B屋顶对他的支持力变小.A.屋顶对他的支持力变大屋顶对他的摩擦力不变C.屋顶对他的摩擦力变大D.;..;.5、在上海世博会最佳实践区,江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色.如图所示,在竖直放置的穹形光滑支架上,一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高).则绳中拉力大小变化的情况是( )A.先变小后变大B.先变小后不变C.先变大后不变D.先变大后变小6、如图所示,用细线悬挂一个均质小球靠在光滑竖直墙上.如把线的长度缩短,则球对线的拉力T、对墙的压力N的变化情况正确的是()A.T、N都不变B.T减小,N增大C.T增大,N减小D.T、N都增大7、如图,在静止的电梯里放一桶水,将一个用弹簧固连在桶底的软木塞浸没在水中,当电梯以加速度a(a<g)加速下降时()A.弹簧的伸长量将比静止时减小B.弹簧的伸长量将比静止时增大C.弹簧的伸长量与静止时相等D.弹簧的伸长量为零8、如图2所示,物体A和B一起沿斜面匀速下滑,则物体A受到的力有( )图2A.重力、B对A的支持力B.重力、B对A的支持力、下滑力C.重力、B对A的支持力、摩擦力D.重力、B对A的支持力、摩擦力、下滑力9、如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动。

用绳在O点悬挂一个重为G 的物体,另一根绳一端系在O点,另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C点。

当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角θ不变),OC绳所受拉力的大小变化情况是( );..;.A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小10、如图所示,一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端,用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面),木板对小球的推力F、1半球面对小球的支持力F的变化情况正确的是( ) 2减小F增大,FA.21减小减小,F.B F21增大增大,FC.F21增大减小,FD.F21)BO缓慢做顺时针旋转,则BO的拉力将(11不变,以、如图所示,保持O为圆心将轻绳逐渐增大逐渐减小B.A.先增大后减小D.C.先减小后增大的B、半径为R的球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,滑轮到球面12点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小A距离为h,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的和绳N到B的过程中,半球对小球的支持力球静止,如图所示,现缓慢地拉绳,在使小球由A )对小球的拉力T的大小变化的情况是(T变小不变,A.N T先变大后变小.N不变,B 先变小后变大变小,NTC.变小N变大,TD.共同固定一个小球和水平轻绳子ba13、(多选)如图所示,用与竖直方向成θ角的倾斜轻绳子角θ现在保持小球在原位置不动,使绳子b在原竖直平面内,逆时针转过.,这时绳b的拉力为F1,则(拉力变为角固定,绳;再转过Fb固定,绳拉力变为θbF)32;..;.A.F<F<F 3 21B.F= F>F 231C.F= F<F 2 31D.绳a拉力一直减小14、如图5所示,小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间,当墙与薄板之间的夹角θ缓慢地增大到90°的过程中( )5图小球对薄板的压力增大A.小球对墙的压力减小.B小球对墙的压力先减小后增大C.小球对薄板的压力不可能小于球的重力D.、(多选)如下图所示,15与竖直AA的左端紧靠竖直墙,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,向右移动少许后,AB,整个装置处于静止状态.若把墙壁之间放一光滑球) ( 它们仍处于静止状态,则对墙的压力减小A.B 之间的作用力增大A与BB.地面对A的摩擦力减小C.A对地面的压力不变.D在支架上.悬和为半圆形支架的圆心,悬点AB水平,、16、用细绳AOBO悬挂一重物,BOO 绳中的拉力OA点的过程中,试分析绳和OBC8BA点固定不动,将悬点从图所示位置逐渐移到变化情况.8图;..;.参考答案1、【答案】B【解析】对小球进行受力分析如图所示,,,随着板顺时针方向转动,,则:设:板与竖直方向夹角为越来越小,同样也越来越小,越来越大,因此B正确。

2、【答案】A【解析】以小球为研究对象,分析受力情况,作出小球三个不同位置的受力图如图,可见,使AB板顺时针缓慢转动90°的过程中,AB板对球的支持力N先减小后增大,AC板对球的支持力N一直减小,由牛顿第三定律得知,21球对AB板的压力先减小后增大,球对AC板的压力一直减小.故A正确,BCD均错误.3、【答案】C【解析】设绳子与竖直墙面间的夹角θ,重球竖直方向受力平衡:Tcosθ=G ①重球水平方向受力平衡:Tsinθ=F②若果把绳的长度增加一些,则夹角θ减小,cosθ增大,由①得绳子拉力T减小,sinθ减小,T也减小,由②得绳子墙的弹力F减小,故选C;..;.4、【答案】A【解析】以人为研究对象分析受力可知,人受到重力、摩擦力、屋顶的支持力,其中屋顶支持力和摩擦力的方向都在变化,所以可以采用相似三角形的方法把物理问题转化为数学问题求解,如下图所示:如上图可以看出,下方的红色几何三角形与上方力的矢量三角形相似,即满足,故可知屋顶对人的支持力在变大,摩擦力在变小,所以只有选项A正确;5、【答案】C【解析】当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时,设两绳的夹角为2θ.以滑轮为研究对象,分析受力情况,作出力图如图1所示.根据平衡条件得F= 2Fcosθ=mg得到绳子的拉力所以在轻绳的右端从B点移到直杆最上端时的过程中,θ增大,cosθ减小,则F变大.当轻绳的右端从直杆最上端移到C点时,设两绳的夹角为2α.;..;.设绳子总长为L,两直杆间的距离为S,由数学知识得到sinα=,L、S不变,则α保持不变.再根据平衡条件可知,两绳的拉力F保持不变.所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变.C正确。

6、【答案】D7、【答案】A【解析】电梯静止时,软木塞受到弹簧的支持力N,自身的重力G以及浮力F,且G-N-11F=0,得N=G-F;当电梯加速向下运动时,软木塞受到的弹簧支持力N,且G-N-212F=ma,得N=G-F-ma,所以N<N,弹簧的形变量变小。

选A 1228、【答案】A9、【答案】C【解析】据题意,当细绳OC的C段向B点移动过程中,系统处于平衡状态,对点O受力分析,受到悬挂物的拉力,该拉力为:,受到杆的支持力N和细绳OC的拉力T,由力的三角C形定则,即如上图所示,从图可以看出代表细绳OC的拉力T的对应边的长度先减小后增加,C则该拉力的大小也是先减小后增加,故选项C正确。

10、【答案】C【解析】据题意,当小球在竖直挡板作用下缓慢向右移动,受力情况如上图所示,移动过程中球面对小球作用力逆时针旋转,与竖直方向夹角增大,即角增大,则挡板对小球作用力,夹角增大,该力也增加;球面对小球作用力为:有:,当夹角增大时该力也增大,故选项C正确。

11、【答案】C【解析】将轻绳BO缓慢做顺时针旋转时,O点受力平衡,O点受力分析如图:随绳转动,绳OB拉力F变化如图中虚线所示,故选项C正确。

B;..;.12、【答案】A【解析】以小球为研究对象,分析小球受力情况:重力G,细线的拉力T和半球面的支持力N,作出N、T得得:∽△AOO=G.由△NFA的合力F,由平衡条件得知F1由题缓慢地将小球从A点拉到B点过程中,OO,AO不变,OA变小,得T变小;11N不变,A 正确13、【答案】BD【解析】据题意,b绳第一次转过θ角后F与a绳拉力F垂直,再转过θ角后,F和F关于F对称2a123,则有,且F最小,则有:F=12F>F,故B选项正确;从力的三角形可以看出F的对应边长度一直在减小,故a绳拉力一直a32在减小,D选项正确。

;..;.14、【答案】BD【解析】根据小球重力的作用效果,可以将重力G分解为使球压板的力F和使球压墙的力F,作出平行21四边形如图所示,当θ增大时,F、F均变小,而且在θ=90°时,F有最小值,等于G,所以B112、D项正确.15、【答案】ACD【解析】设物体A对球B的支持力为F,竖直墙对球B的弹力为F,F与竖直方向的夹角θ因物112cos θ=mg,FA右移而减小.对球B受力分析如图所示,由平衡条件得:Fsin 体1B1F=θ=,F=mgtan θ,,解得F B212θ减小,F减小,F减小,选项A对,B错;对A、B整体受力分析可知,竖直方向,地面对整21体的支持力F=(m+m)g,与θ无关,即A对地面的压力不变,选项D对;水平方向,地面对BNA A的摩擦力F=F,因F减小,故F减小,选项C对.f2f216、【答案】OA绳中拉力逐渐减小,OB绳中拉力先减小后增大【解析】如图所示,在支架上选取三个点B、B、B,当悬点B分别移动到B、B、B各点时,AO、BO321321中的拉力分别为FA1、FA2、FA3和FB1、FB2、FB3,从图中可以直观地看出,FA逐渐TTTTTTT 变小,且方向不变;而FB先变小后变大,且方向不断改变;当FB与FA垂直时,FB最小,TTTT 然后FB又逐渐增大.T;..。

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