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2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题2.5 动态平衡问题(能力篇)(解析版)

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将工件从地面提升并运送到楼顶。如图所示,设当重物提升到一定高度后,两工人保持位置不动,甲通过缓慢释放手中的绳子,使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动,最后工件运送至乙所在位置,完成工件的运送,设两绳端始终在同一水平面上,蝇的重力及滑轮的摩擦不计,滑轮大小忽略不计,则在工件向左移动过程中( )

A. 甲手中绳子上的拉力不断破小 B. 楼顶对甲的支持力不断增大 C. 楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力 D. 乙手中绍子上的拉力不斯增大 【参考答案】 CD 【名师解析】

绳子与滑轮夹角为θ,则有tanθ?断增大,D正确;

mg,当θ角减小,则f增大,根据平衡条件可知乙手中绳子上的拉力不f

12. (2018金考卷)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,开始时绳与竖直方向夹角为θ,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,则下列关系正确的是( )

A.绳与竖直方向的夹角为θ时,F=mgcosθ B.小球沿光滑圆环上升过程中,轻绳拉力逐渐增大 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 【参考答案】.D。

【名师解析】绳与竖直方向的夹角为θ时,小球受到竖直向下的重力mg,圆环对小球沿半径向外的支持力,沿细绳方向的拉力F,画出力矢量图,由图可知,F=2mgcosθ,选项A错误;小球沿光滑圆环上升过程中,绳与竖直方向的夹角θ变大,轻绳拉力F=2mgcosθ逐渐减小,选项B错误;由力矢量图可知,小球所受圆环的支持力等于重力,小球沿光滑圆环上升过程中,小球所受支持力不变,选项C错误D正确。

13.(2018·衡水检测)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 C.先减小后增大 【参考答案】.C

B.逐渐增大 D.先增大后减小

【名师解析】 对G分析,G受力平衡,则拉力等于重力;故竖直绳的拉力不变;再对O点分析,O受绳子的拉力、OA的支持力及OC的拉力而处于平衡;受力分析如图所示;将F和OC绳上的拉力合成,其合

力与G大小相等,方向相反,则在OC上移的过程中,平行四边形的对角线保持不变,平行四边形发生图中所示变化,则由图可知OC的拉力先减小后增大,图中D点时力最小;故选C。

14.如图所示,两个完全相同的光滑小球P、Q,放置在墙壁和斜木板之间,当斜木板和竖直墙壁的夹角θ角

0

缓慢减小时(θ<90 ),则( )

A. 墙壁、木板受到P球的压力均增大 B. 墙壁、木板受到P球的压力均减小 C. Q球对P球的压力增大,对木板的压力减小 D. P球受到墙壁、木板和Q球的作用力的合力不变 【参考答案】ACD

【名师解析】以小球P、Q为研究对象,处于平衡装态,根据受力平衡,

由图可知,墙壁对球的压力F2逐渐增大,木板对球的支持力F1逐渐增大,根据牛顿第三定律可知墙壁受到的压力增大,木板受到的压力增大,故A正确,B错误;以小球Q为研究对象,处于平衡装态,根据受力平衡,P球对Q球的支持力

,木板给Q球的支持力

,当斜木板和竖直墙壁的夹角θ角缓慢减小时,P球对Q球的支持力增大,挡

板给Q球的支持力减小,根据牛顿第三定律可知Q球对P球的压力增大,对木板的压力减小,故C正确;小球P为研究对象,处于平衡装态,合外力为零,P球受到重力、墙壁对球的压力、木板对球的支持力和Q

球对P球的压力,所以P球受到墙壁、木板和Q球的作用力的合力与P球受到重力大小相等,方向相反,故D正确;

【点睛】对球进行正确受力分析,把握其受力特点:一个力大小和方向不变(重力),一个力方向不变(墙给球的支持力),另一个力的大小、方向均发生变化(挡板给球的作用力),对于这类动态平衡问题,可以采用“图解法”进行。

15. (2019兰州实战训练)如图所示,光滑小球用一根不可伸长的细绳系住,绳的另一端经过半圆形的光滑碗的边缘B点。现用水平力缓慢地拉动小球,小球在碗壁上滑动,细绳始终处于细紧状态。小球从碗底中心点位置A点开始到接近碗口边缘B点的过程中,碗面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是( )

A.FN保持不变,FT不断减小 B.FN不断减小,FT不断增大 C.FN保持不变,FT先减小后增大 D.FN不断减小,FT先减小后增大 【参考答案】B

【命题意图】本题考查小球的动态平衡及其相关知识点。

【解题思路】小球在A点时,碗面对小球的支持力FN最大,在拉力作用下,碗面滑动,碗面对小球的支持力FN逐渐减小,细绳对小球的拉力FT逐渐增大,选项B正确。

16.(2018·贵阳联考)如图所示是轿车常用的千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从105 N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×。下列判断正确的是( )

A.此时千斤顶每臂受到的压力大小均为5.0×104 N B.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×104 N

C.若继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶每臂受到的压力将增大 D.若继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶每臂受到的压力将减小 【参考答案】.D

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