2022-2023年高考物理二轮复习 第1篇专题1考向2动态平衡课件

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(多选)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N。初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为α (α> )。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中(　　)A.MN上的张力逐渐增大　　　　　　B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小
A、D　以重物为研究对象,它受三个力即重力mg 、绳OM段的拉力FO、 NM段的拉力FN的作用处于平衡状态。考虑到力mg不变,FO与FN的夹角不变,当FO由竖直向上变为水平向左时,作出如图所示的力矢量图,由图可知:FN一直变大,FO先变大后减小。
【真题解码】(1)审题破题眼:
(3)命题陷阱点:陷阱1:不能抓住题目的题型特征——重力不变,OM和MN夹角不变,不知道是用图解法,还是用解析法、相似三角形法解题。陷阱2:不能规范作出力的动态分解图,对各力变化进行错误分析。
【核心必备】动态平衡问题的分析过程与处理方法(1)一般思路:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。(2)分析动态平衡问题的方法。
提醒:相似三角形的易错点在于不能正确地进行受力分析,找不到力三角形和几何三角形相似。
【答题模板】 静态平衡问题的解题流程
1.(动态平衡与动滑轮问题)如图所示为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图。一根轻绳跨过光滑的动滑轮,轻绳的一端系在位置A处,动滑轮的下端挂上重物,轻绳的另一端挂在起重机的吊钩C处,起吊重物前,重物处于静止状态。起吊重物过程是这样的:先让吊钩从位置C竖直向上缓慢地移动到位置B,然后再让吊钩从位置B水平向右缓慢地移动到D,最后把重物卸在某一个位置。则关于轻绳上的拉力大小变化情况,下列说法正确的是(　　)
A.吊钩从C向B移动过程中,轻绳上的拉力不变B.吊钩从B向D移动过程中,轻绳上的拉力变小C.吊钩从C向B移动过程中,轻绳上的拉力变大D.吊钩从B向D移动过程中,轻绳上的拉力不变
A　由C到B时,两绳夹角不变,由滑轮受力平衡知,绳子拉力不变,由B到D时,两绳夹角θ增大,由滑轮受力平衡得2FTcs =mg,绳子拉力变大。故A正确。
2.(动态平衡与定滑轮问题)甲、乙两人用两绳aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮,Oa与Ob夹角小于90°,将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢向上提升,如图所示。则在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中,以下判断正确的是(　　)A.aO绳和bO绳中的弹力都逐渐减小B.aO绳和bO绳中的弹力都逐渐增大C.aO绳中的弹力先减小后增大,bO绳中的弹力一直在增大D.aO绳中的弹力一直在增大,bO绳中的弹力先减小后增大
D　以物块为研究对象,分析受力情况:重力G、绳bO的拉力F和绳aO的拉力FT,由平衡条件得知,F和FT的合力与G大小相等、方向相反,当将物块沿直线Oa向上缓慢移动,aO绳方向不变则FT方向不变,bO绳绕O点逆时针转动,作出转动过程三个位置力的合成图如图所示,由F3到F2到F1的过程,由图可以看出aO绳弹力FT一直变大,bO绳弹力F先减小后变大,故D正确。
3.(多物体动态平衡)如图所示,粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上,现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块,在圆球与地面接触之前,下面的相关判断正确的是(　　)A.球对墙壁的压力逐渐减小B.地面对长方体物块的支持力逐渐增大C.地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大D.水平拉力F逐渐减小
D　对小球受力分析,如图甲所示,小球受力平衡,则有FN2= ,FN1=Gtanθ,物块缓慢向右移动时θ增大,即FN1、FN2均增大,由牛顿第三定律,球对墙压力增大,选项A错误;以小球和长方体物块整体为对象进行受力分析,地面支持力与总重力平衡,滑动摩擦力f=μG总,选项B、C错误;以物块为对象受力分析如图乙所示,物块受力平衡,则水平方向有f=F+FN2′sinθ,根据牛顿第三定律可知,由于FN2增大,则FN2′增大,此时f不变,则F减小,选项D正确。
4.(定夹角平衡)(多选)如图所示,将两块光滑平板OA、OB固定连接,构成顶角为60°的楔形槽,楔形槽内放置一质量为m的光滑小球,整个装置保持静止,OA板与水平面的夹角为15°。现使楔形槽绕O点顺时针缓慢转动至OA板竖直,重力加速度大小为g,则转动过程中(　　)A.OB板对小球的作用力一直在增大B.OA板对小球的作用力一直在减小C.OA板对小球作用力的最大值为 mgD.当OB板对小球的作用力大小为mg时,OA板对小球的作用力大小也为mg
A、C、D　对小球受力分析,其受重力mg、OA板的支持力FNA,OB板的支持力FNB,三个力构成首尾相连的矢量三角形,其中支持力FNA和FNB之间的夹角不变,重力的大小和方向都不变,当OB板在竖直位置时,小球重力与OB板的支持力的夹角为90 °,以此时OA板的支持力大小为直径画圆,则三个力构成的矢量三角形为该圆的内接三角形,如图所示。在OB板从开始位置转动到竖直位置,即FNB从1转动到2的过程
中,FNA增大,FNB也增大,在OB板从竖直位置继续转动到OA板竖直,即FNB从2转动到4的过程中,FNA减小,FNB增大,故整个过程中,OA板对小球的作用力先增大后减小,而OB板对小球的作用力一直在增大,A正确,B错误;当OB板在竖直位置时,OA板对小球的作用力最大,根据平衡条件得FNAm= C正确。当小球的球心与O点的连线竖直时,根据几何关系可知,两平板对小球的作用力大小相等,此时FNA=FNB=mg,D正确。
【提分组 越过重本线】1.一物块用轻绳AB悬挂于天花板上,用力F拉住套在轻绳上的光滑小圆环O(圆环质量忽略不计),系统在图示位置处于静止状态,此时轻绳OA与竖直方向的夹角为α,力F与竖直方向的夹角为β。当缓慢拉动圆环使α(0°