统考版高考物理复习热点专项练二相互作用第13练动态平衡问题含答案

这是一份统考版高考物理复习热点专项练二相互作用第13练动态平衡问题含答案，共6页。试卷主要包含了某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏等内容，欢迎下载使用。
思维方法
三力动态平衡常用图解法、相似三角形法、正弦定理法等，三个力中重力一般不变：(1)若还有一个力方向不变，第三个力大小、方向都变时可用图解法；(2)若另外两个力大小、方向都变，且有几何三角形与力的三角形相似的可用相似三角形法；(3)若另外两个力大小、方向都变，且知道力的三角形中各角的变化规律的可用正弦定理．选择题
1．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 B．逐渐增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
2．如图所示，A是一均匀小球，搁在竖直墙壁与四分之一圆弧形滑块B之间，最初A、B相切于圆弧形滑块的最低点，一切摩擦均不计，开始B与A均处于静止状态，用一水平推力F将滑块B向右缓慢推过一段较小的距离，在此过程中( )
A．墙壁对球的弹力不变
B．滑块对球的弹力增大
C．地面对滑块的弹力增大
D．推力F减小
3．某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏．如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角θ为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内．保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦．下列说法正确的是( )
A．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大
B．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小
C．左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大
D．右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大
4．如图甲，一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，空调外机的重心恰好在支架水平横梁OA和斜梁OB的连接点O的上方，图乙为示意图．如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时OA对O点的作用力F1和OB对O点的作用力F2将如何变化( )
A．F1变大，F2变大
B．F1变小，F2变小
C．F1变大，F2变小
D．F1变小，F2变大
5．如图所示，倾角为θ的斜面体B放在粗糙的水平地面上，物块A放在粗糙的斜面体B上，轻质弹簧两端分别与物块A及固定在斜面体底端的挡板拴接，初始时A、B静止，弹簧处于压缩状态．现用力F沿斜面向上拉A，但A、B均保持静止．下列说法正确的是( )
A．弹簧对挡板的弹力变小
B．A、B之间的摩擦力可能增大
C．地面对B的摩擦力方向向左
D．斜面体B对地面的压力增大
6．如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重力为G的物体，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮，用力F拉绳，开始时∠BCA>90°，现使∠BCA缓慢变小，直到∠BCA＝30°.此过程中，轻杆BC所受的力( )
A．逐渐减小 B．逐渐增大
C．大小不变 D．先减小后增大
7．如图所示，质量为m的小球固定在轻弹簧和轻杆的一端，轻弹簧的另一端固定在墙壁上的A点，轻杆的另一端通过铰链连于墙壁上的O点，轻弹簧的自然长度与杆长相等．小球静止时，轻弹簧处于水平，轻杆与墙壁成θ＝30°角．从某时刻开始，给小球施加竖直向上的力F，使小球缓慢移动到B位置，OB处于水平．整个过程中弹簧一直处于弹性限度内，下列说法中正确的是( )
A．小球在移动过程中可能受到3个力作用
B．若弹簧有弹力，则弹力的大小一定不等于杆对小球的作用力的大小
C．弹簧的弹力先减小后增大，且末态时弹力大于初态时弹力
D．力F先增大后减小
第13练 动态平衡问题
1．答案：C
解析：对物体分析，物体受力平衡，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T、OA的支持力FOA及OC的拉力TOC而处于平衡，受力分析如图所示；将FOA和TOC合成，其合力与G大小相等，方向竖直向上，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，故C项正确．
2．答案：B
解析：对小球受力分析，小球受到重力、滑块的弹力和墙壁的弹力，如图所示，重力的大小和方向都不变，墙壁的弹力方向不变．滑块的弹力和墙壁的弹力的合力不变，大小等于重力，由图可知，滑块对球的弹力在增大，墙壁对球的弹力在增大，故A项错误，B项正确；对滑块和小球整体进行受力分析，整体受重力、支持力、墙壁的弹力及推力，竖直方向上滑块和小球的重力大小等于地面对滑块的弹力，滑块和小球的重力都不变，所以地面对滑块的弹力不变，水平方向上推力F大小等于墙壁对球的弹力，所以推力F增大，故C、D两项错误．
3．答案：C
解析：对玻璃珠受力分析如图所示，受到重力G、左侧筷子对玻璃珠的弹力F1、右侧筷子对玻璃珠的弹力F2，玻璃珠在三个力的作用下处于平衡状态．根据平衡条件可知，两侧筷子对玻璃珠的合力与重力等大反向，故A、B错误；根据平衡条件，竖直方向有F1sin θ＝G，水平方向有F2＝F1cs θ，联立得F1＝ eq \f(G,sin θ) ，F2＝G ct θ，由于θ小于90°，则一定有F1>G，而F2不一定大于G，故C正确，D错误．
4．答案：B
解析：设OA与OB之间的夹角为α，对O点受力分析可知
F压＝G，F2＝ eq \f(F压,sin α) ，F1＝ eq \f(F压,tan α)
因α角逐渐变大，由数学知识可知，F1变小，F2变小，故B正确，A、C、D错误．
5．答案：B
解析：F沿斜面向上拉A，但A、B均保持静止，弹簧的形变量不变，所以弹簧的弹力不变，选项A错误；开始A受到的弹簧的弹力与A的重力沿斜面向下的分力大小关系不知道，故A受到的摩擦力大小与方向不确定，用力F沿斜面向上拉A时，摩擦力大小可能增大、也可能减小，选项B正确；对系统整体分析可知，当用斜向上的拉力F拉A时，水平方向上有向左的拉力分量，由于整体处于平衡状态，所以地面对B的摩擦力的方向水平向右，选项C错误；竖直方向地面对B的支持力FN＝（mA＋mB）g－F sin θ，所以由牛顿第三定律，可知施加力F后斜面体B对地面的压力减小，选项D错误．
6．答案：C
解析：以结点B为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图如图所示．
根据平衡条件可知，F、N的合力F合与G大小相等、方向相反．根据相似三角形得 eq \f(F合,N) ＝ eq \f(AC,BC) ，且F合＝G，则有N＝ eq \f(BC,AC) G，现使∠BCA缓慢变小的过程中，AC、BC不变，即N不变，则轻杆BC所受的力大小不变，C正确，A、B、D错误．
7．答案：B
解析：由于力F竖直向上，小球的重力竖直向下，所以杆和弹簧对小球的作用力的合力应沿竖直方向，杆和弹簧对小球都不会独立产生竖直方向上的力，所以两者都施加力或都不施加力的作用，故A错误．当小球位于OA的垂直平分线上时，杆和弹簧都对小球没有力的作用，当小球不在该位置时，杆和弹簧都对小球有力的作用，并且这两力与竖直方向的夹角不相等，由于这两力沿水平方向的分力大小相等、方向相反，所以这两力大小不相等，故B正确．弹簧由压缩状态恢复至原长，再产生拉伸形变，所以弹簧的弹力先减小后增大，由几何知识可得初态时弹簧的压缩量大于末态时弹簧的伸长量，所以初态时弹簧的弹力大于末态时弹簧的弹力，故C错误．初态时杆的作用力和弹簧的弹力的合力竖直向上，末态时杆的作用力和弹簧的弹力的合力竖直向下，所以力F应一直增大，故D错误．