高一物理动态平衡专题习题和答案

动态平衡一、三角形图示法（图解法)方法规律总结：常用于解三力平衡且有一个力是恒力,另一个力方向不变的问题。

例1、如图1-17所示,重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。

若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F1 、F2各如何变化？答案：F1逐渐变小，F2先变小后变大变式：1、质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示，用T表示OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中( A )A.F逐渐变大，T逐渐变大B。

F逐渐变大，T逐渐变小C。

F逐渐变小，T逐渐变大D。

F逐渐变小，T逐渐变小2、如图所示，一个球在两块光滑斜面板AB、AC之间,两板与水平面间的夹角均为60°,现使AB板固定，使AC板与水平面间的夹角逐渐减小,则下列说法中正确的是( A ）A。

球对AC板的压力先减小再增大B.球对AC板的压力逐渐减小C.球对AB板的压力逐渐增大D.球对AB板的压力先增大再减小二、三角形相似法方法规律总结：在三力平衡问题中,如果有一个力是恒力，另外两个力方向都发生变化，且力的矢量三角形与题所给空间几何三角形相似，可以利用相似三角形对应边的比例关系求解．例2、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AB一端通过铰链固定在A点，另一端B悬挂一重为G的重物，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮，用力F拉绳，开始时∠BAC＞90°，现使∠BAC缓慢变小,直到杆AB接近竖直杆AC．此过程中,杆AB所受的力（ A ）A．大小不变 B．逐渐增大C．先减小后增大 D．先增大后减小变式：1、如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔．质量为m的小球套在圆环上．一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住．现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移．在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是( C ）A。

动态平衡问题解析版一、单选题1．如图所示，把一质量分布均匀的光滑小球放在竖直墙ab 与板d （c 处为固定转轴）之间静止，板cd 与墙ab 间的夹角为α，若把板的d 端缓慢向右转动，使α角增大，下列说法正确的是（）A ．墙ab 受到的压力增大B ．墙ab 受到的压力不变C ．板cd 受到的压力减小D ．若把板的d 端缓慢向左转动，减小α角，小球受到的合力增大【答案】C 【详解】ABC．以光滑的圆柱体为研究对象，作出重力的分解图如图：根据几何知识得：12tan sin mgG mg G αα==当夹角α增大时，sin α、tan α增大，则G 1变小，G 2变小。

选项AB 错误，C 正确；D ．若把板的d 端缓慢向左转动，小球处在动态平衡状态，受到的合力不变，选项D 错误。

故选C 。

2．如图所示，木板P 下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O 点，物体A 、B 叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B 的上表面水平。

现使木板P 绕O 点缓慢逆时针旋转到虚线位置，A 、B 、P 之间均保持相对静止，则在此过程中（）A ．B 对A 的支持力减小B ．B 对A 的作用力减小C ．P 对B 的作用力增大D ．P 对B 的摩擦力增大【答案】A 【详解】AB．以A为研究对象，A原来只受到重力和支持力而处于平衡状态，所以B对A的作用力与A的重力大小相等，方向相反；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1，A受到重力和B的支持力、摩擦力三个力的作用，其中B对A的支持力、摩擦力的和仍然与A的重力大小相等，方向相反，则B对A的作用力保持不变。

开始时物体A不受B对A的摩擦力，B对A的支持力大小与重力相等；后来时设B的上表面与水平方向之间的夹角是β，B对A的支持力、摩擦力的和仍然与A的重力大小相等，方向相反，又因为B对A 的作用力保持不变，由于支持力与摩擦力相互垂直1A cosN Gβ=⋅所以A受到的支持力一定减小了。

[方法点拨](1)三力动态平衡常用图解法、相似三角形法等．(2)多力动态平衡问题常用解析法．(3)涉及到摩擦力的时候要注意静摩擦力与滑动摩擦力的转换．1.如图1所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O.人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态．若OB绳中的拉力方向不变，人缓慢向左移动一小段距离，则下列说法正确的是()图1A．OA绳中的拉力先减小后增大B．OB绳中的拉力不变C．人对地面的压力逐渐减小D．地面对人的摩擦力逐渐增大2.如图2所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳PB 挂一重物，另用一根轻绳通过光滑定滑轮系住P端．在力F的作用下，当杆OP和竖直方向的夹角α(0＜α＜π)缓慢增大时，力F的大小应()图2A．逐渐增大B．恒定不变C．逐渐减小D．先增大后减小3.(2018·四川成都第七中学月考)如图3所示，一竖直放置的大圆环，在其水平直径上的A、B两端系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小铁环．现将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度，则关于轻绳对A、B两点拉力F A、F B的变化情况，下列说法正确的是()图3A．F A变小，F B变小B．F A变大，F B变大C．F A变大，F B变小D．F A变小，F B变大4.(2017·广东深圳第一次调研)如图4所示，一个轻型衣柜放在水平地面上，一条光滑轻绳两端分别固定在两侧顶端A、B上，再挂上带有衣服的衣架．若保持绳长和左端位置点不变，将右端依次改在C点或D点后固定，衣柜一直不动，下列说法正确的是()图4A．若改在C点，绳的张力大小不变B．若改在D点，衣架两侧绳的张力不相等C．若改在D点，衣架两侧绳的张力相等且不变D．若改在C点，衣柜对地面的压力将会增大5．一铁球通过3段轻绳OA、OB、OC悬挂在天花板上的A点，轻绳OC拴接在轻质弹簧测力计上．第一次，保持结点O位置不变，某人拉着轻质弹簧测力计从水平位置缓慢转动到竖直位置，如图5甲所示，弹簧测力计的示数记为F1.第二次，保持轻绳OC垂直于OA，缓慢移动轻绳，使轻绳OA从竖直位置缓慢转动到如图乙所示位置，弹簧测力计的示数记为F2.则()图5A．F1先增大后减小，F2逐渐减小B．F1先增大后减小，F2逐渐增大C．F1先减小后增大，F2逐渐减小D．F1先减小后增大，F2逐渐增大6.(2017·河南开封第一次模拟)在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放另一截面也为半圆的光滑柱状物体B，整个装置处于静止状态，截面如图6所示．设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3.在B上加一物体C，整个装置仍保持静止，则()图6A．F1保持不变，F3增大B．F1增大，F3保持不变C．F2增大，F3增大D．F2增大，F3保持不变7．(2017·山西省重点中学协作体一模)如图7所示，粗糙程度相同的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()图7A．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8.(2017·安徽马鞍山第一次模拟)如图8所示，两根相同的直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动，一表面各处情况相同的圆筒恰能沿直木棍匀速下滑，若保持两木棍倾角不变，将两者间的距离稍微增大后固定不动，仍使该圆筒以一定的初速度从两木棍上端滑下，则()图8A．圆筒将沿木棍减速下滑B．圆筒将沿木棍加速下滑C．木棍对圆筒的摩擦力不变D．木棍和圆筒间的动摩擦因数μ＝tan α9.(2017·江西省重点中学盟校第一次联考)如图9所示，倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜面上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态．若将固定点c向右移动少许，而a与斜劈始终静止，下列说法错误的是()图9A．斜劈对物体a的摩擦力一定减小B．斜劈对地面的压力一定不变C．细线对物体a的拉力一定增大D．地面对斜劈的摩擦力一定增大10.(2017·湖南怀化二模)如图10所示，绳子质量、滑轮摩擦不计，物体M静止在倾角为θ的斜面上，若倾角θ增大，物体M仍然静止(连接M一端的绳子始终与斜面平行)．下列判断正确的是()图10A．绳子的拉力可能增大B．斜面对地面的正压力增大C．物体M受到的静摩擦力可能增大D．物体M受到斜面的作用力可能增大11.(多选)(2017·安徽省十校联考)如图11所示，水平地面上有一斜面体，将物块放在斜面上．现对物块施加一沿斜面向上的力F，力F沿逆时针方向缓慢转动至竖直向上，且力F 的大小保持不变，整个过程物块和斜面体都与水平地面始终保持静止，则在力F转动过程中，下列说法正确的是()图11A．斜面体对物块的作用力一直增大B．斜面体对物块的作用力一直减小C．地面对斜面体的作用力一直增大D．地面对斜面体的作用力一直减小12．(多选)(2017·河北衡水金卷)如图12所示，在倾角为θ的粗糙斜面上放置与轻弹簧相连的物体A，弹簧另一端通过轻绳连接到轻质定滑轮Q上，三个物体B、C、D通过绕过定滑轮Q的轻绳相连而处于静止状态．现将物体D从C的下端取下挂在B上，松手后物体A仍处于静止状态，若不计轮轴与滑轮、绳与滑轮间的摩擦，则下列有关描述正确的是()图12A．物体D挂在物体B下面比物体D挂在物体C下面时，物体A所受的摩擦力减小了B．物体D挂在物体B下面比物体D挂在物体C下面时，弹簧的形变量减小了C．物体D挂在物体B下面比物体D挂在物体C下面时，地面对斜面体的支持力减小了D．物体D挂在物体B下面比物体D挂在物体C下面时，地面对斜面体有向左的摩擦力13.(2017·河南郑州、平顶山、濮阳二模)如图13所示简易装置可以测定水平风速．在水平地面上竖直固定一直杆，半径为R、质量为m的空心塑料球用细线悬于杆顶端O.当风沿水平方向吹来时，球在风力的作用下飘了起来．已知风力大小与“风速”和“球正对风的截面积”均成正比，当风速v0＝3 m/s时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ＝30°，则()图13A．风速v＝4.5 m/s时，细线与竖直方向的夹角θ＝45°B．若风速增大到某一值时，细线与竖直方向的夹角θ可能等于90°C．若风速不变，换用半径更大、质量不变的球，则夹角θ增大D．若风速不变，换用半径相等、质量更大的球，则夹角θ增大答案精析1．D[对结点O受力分析，如图所示，结点O受到方向始终竖直向下的拉力(大小等于物体的重力mg)，OA绳中的拉力F A(大小、方向均变化)，OB绳中的拉力F B(大小变化、方向不变)处于静止状态．若OB绳中的拉力方向不变，人缓慢向左移动一小段距离，由于F A与F B的合力不变(大小等于重力mg，方向竖直向上)，由矢量图可以看出，拉力F A会增大，拉力F B也增大，选项A、B错误；由于人的拉力方向沿水平方向，所以拉力增大不影响人对地面的压力，选项C错误；对人受力分析，在水平方向，由平衡条件可知，地面对人的摩擦力逐渐增大，选项D正确．]2．A[对P点受力分析，如图所示，设定滑轮处为C点，由相似三角形可得GOC＝FPC，则F＝PCOC G，由于绳子长度PC一直增大，OC、G不变，所以F一直增大．]3．A[柔软轻绳上套有光滑小铁环，两侧轻绳中拉力相等．将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度，A、B两点之间的水平距离减小，光滑小铁环两侧轻绳间夹角2α减小，由2F cos α＝mg可知，轻绳中拉力F减小，轻绳对A、B两点的拉力F A和F B 都变小，选项A正确．]4．C5．D[对图中的O点受力分析，两根绳的合力等于铁球的重力，其大小和方向不变，如图所示．a图中F1先减小，后增大；b图中F2逐渐增大．选项D正确．]6．C[先对B、C整体受力分析，受重力、墙壁支持力和A的支持力，根据平衡条件，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示：在B上加一C物体，相当于整体的重力增加了，故墙对B的作用力F1增加，A对B的支持力也增加，根据牛顿第三定律，B对A 的作用力F2增加；再对A、B、C整体分析，受重力、地面的支持力、地面的静摩擦力、墙壁的支持力，根据平衡条件，地面的支持力等于整体的重力，故加上C物体后，地面的支持力F3变大，故A、B、D错误，C正确．]7．D8.A9.A＝10．C[对物体m受力分析，受重力和绳子的拉力，由二力平衡知Fmg，绳子拉力一定不变，选项A错误；对M、m和斜面的整体受力分析可知，地面对整体的支持力等于M、m和斜面体的重力之和，故斜面对地面的正压力不变，选项B错误；对物体M受力分析，受重力、支持力、绳子的拉力和静摩擦力．①如果静摩擦力沿斜面向上，如图所示根据平衡条件得F f＋F T－Mg sin θ＝0，F N－Mg cos θ＝0解得：F f＝Mg sin θ－F T＝Mg sin θ－mg，F N＝Mg cos θ当θ变大时，F f变大，F N变小．②如果静摩擦力沿斜面向下，同理可得：F f＝F T－Mg sin θ＝mg－Mg sin θ，F N＝Mg cos θ；当θ变大时，F f变小，F N变小．物体M受到的斜面的作用力为F N和F f的合力，F＝F N2＋F f2＝M2g2＋m2g2－2Mmg2sin θ当θ变大时，F变小，故选项C正确，D错误．]11．BD[对物块受力分析，受重力、力F和斜面对物块的作用力(支持力和摩擦力的合力)，由于力F和重力的合力减小，故根据平衡条件，斜面体对物块的作用力减小，故A错误，B 正确；对物块和斜面体整体受力分析，受重力、力F和地面对斜面体的作用力(静摩擦力和支持力的合力)，由于重力和力F的合力减小，故根据平衡条件，地面对斜面体的作用力减小，故C错误，D正确．]12．BC13.C。

知识点三：共点力平衡（动态平衡、矢量三角形法）1．(单选)如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()．答案B A．F1先增大后减小，F2一直减小B．F1先减小后增大，F2一直减小C．F1和F2都一直减小D．F1和F2都一直增大2、（单选）(天津卷，5)如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变化情况是()．答案DA．F N保持不变，F T不断增大B．F N不断增大，F T不断减小C．F N保持不变，F T先增大后减小D．F N不断增大，F T先减小后增大3．（单选）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F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是()．答案BA．F1增大，F2减小B．F1增大，F2增大C．F1减小，F2减小D．F1减小，F2增大4、（单选）如图所示，一物块受一恒力F作用，现要使该物块沿直线AB运动，应该再加上另一个力的作用，则加上去的这个力的最小值为()．答案BA．F cos θB．F sin θC．F tan θD．F cot θ5．(单选)如图所示，一倾角为30°的光滑斜面固定在地面上，一质量为m的小木块在水平力F的作用下静止在斜面上．若只改变F的方向不改变F的大小，仍使木块静止，则此时力F与水平面的夹角为()．答案AA．60°B．45°C．30°D．15°6．（多选）一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这一过程中()．答案：ADA．细线拉力逐渐增大B．铁架台对地面的压力逐渐增大C．铁架台对地面的压力逐渐减小D．铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大7、（多选）(苏州调研)如图所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的作用下，小球A、B处于静止状态．若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角θ保持30°不变，则外力F的大小()．答案BCDA．可能为33mg B．可能为52mgC．可能为2mg D．可能为mg8、（单选）如图所示，轻绳的一端系在质量为m的物体上，另一端系在一个轻质圆环上，圆环套在粗糙水平杆MN上．现用水平力F拉绳上一点，使物体处于图中实线位置，然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置不动．在这一过程中，水平拉力F、环与杆的摩擦力F摩和环对杆的压力F N的变化情况是()．答案DA．F逐渐增大，F摩保持不变，F N逐渐增大B．F逐渐增大，F摩逐渐增大，F N保持不变C．F逐渐减小，F摩逐渐增大，F N逐渐减小D．F逐渐减小，F摩逐渐减小，F N保持不变9．（单选）如图所示，在拉力F作用下，小球A沿光滑的斜面缓慢地向上移动，在此过程中，小球受到的拉力F和支持力F N的大小变化是()．A．F增大，F N减小答案AB．F和F N均减小C．F和F N均增大D．F减小，F N不变10．(单选)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态．如图所示是这个装置的纵截面图．若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止．在此过程中，下列说法中正确的是()．答案BA．MN对Q的弹力逐渐减小B．地面对P的摩擦力逐渐增大C．P、Q间的弹力先减小后增大D．Q所受的合力逐渐增大11．(多选)如图所示，在斜面上放两个光滑球A和B，两球的质量均为m，它们的半径分别是R和r，球A 左侧有一垂直于斜面的挡板P，两球沿斜面排列并处于静止状态，下列说法正确的是()．答案BC A．斜面倾角θ一定，R>r时，R越大，r越小，则B对斜面的压力越小B．斜面倾角θ一定，R＝r时，两球之间的弹力最小C．斜面倾角θ一定时，无论半径如何，A对挡板的压力一定D．半径一定时，随着斜面倾角θ逐渐增大，A受到挡板的作用力先增大后减小12．(单选)如图所示，用OA、OB两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平．现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳端由B点缓慢上移至B′点，此时绳OB′与绳OA之间的夹角θ<90°.设此过程中绳OA、OB的拉力分别为F OA、F OB，下列说法正确的是()．答案BA．F OA逐渐增大B．F OA逐渐减小C．F OB逐渐增大D．F OB逐渐减小13、（多选）如图，不可伸长的轻绳跨过动滑轮，其两端分别系在固定支架上的A、B两点，支架的左边竖直，右边倾斜．滑轮下挂一物块，物块处于平衡状态，下列说法正确的是()．答案BCA．若左端绳子下移到A1点，重新平衡后绳子上的拉力将变大B．若左端绳子下移到A1点，重新平衡后绳子上的拉力将不变C．若右端绳子下移到B1点，重新平衡后绳子上的拉力将变大D．若右端绳子下移到B1点，重新平衡后绳子上的拉力将不变14、（单选）如图所示，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F N1，球对木板的压力大小为F N2.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平位置．不计摩擦，在此过程中()．答案BA．F N1始终减小，F N2始终增大B．F N1始终减小，F N2始终减小C．F N1先增大后减小，F N2始终减小D．F N1先增大后减小，F N2先减小后增大15．(单选)作用于O点的三力平衡，设其中一个力大小为F1，沿y轴正方向，力F2大小未知，与x轴负方向夹角为θ，如图所示．下列关于第三个力F3的判断中正确的是()．A．力F3只能在第四象限答案CB．力F3与F2夹角越小，则F2和F3的合力越小C．F3的最小值为F1cos θD．力F3可能在第一象限的任意区域16．(多选)一个光滑的圆球搁在光滑的斜面和竖直的挡板之间，如图21所示．斜面和挡板对圆球的弹力随斜面倾角α变化而变化，故()．答案ACA．斜面弹力F N1的变化范围是(mg，＋∞)B．斜面弹力F N1的变化范围是(0，＋∞)C．挡板的弹力F N2的变化范围是(0，＋∞) D．挡板的弹力F N2的变化范围是(mg，＋∞)。

高一物理动态平衡问题专题强化练习选择题1. (多选)吊环比赛中,某时刻运动员双手和吊绳都处于竖直状态,在运动员双手从竖直状态逐渐向左右伸展到水平状态的过程中,以下说法正确的是( )A.每条吊绳的拉力逐渐变大B.每条吊绳的拉力保持不变C.两条吊绳对人的合力逐渐变大D.两条吊绳对人的合力不变2.如图甲所示,一只小鸟沿着较粗的树枝从A缓慢移动到B,将该过程抽象为质点从圆弧A点移动到B点,如图乙。

以下说法正确的是( )A.树枝对小鸟的合力减小B.树枝对小鸟的摩擦力减小C.树枝对小鸟的摩擦力增大D.树枝对小鸟的弹力增大3.如图,A、B是两根竖直立在地上的木杆,轻绳的两端分别系在两杆上不等高的P、Q两点,C为一质量不计的光滑滑轮,滑轮下挂一物体,下列说法正确的是( )A.将Q点缓慢上移,细绳中的弹力不变B.将P点缓慢上移,细绳中的弹力变小C.减小两木杆之间的距离,细绳中的弹力变大D.减小两木杆之间的距离,细绳中的弹力不变4.如图所示,小球系在细绳的一端,放在倾角为α的光滑斜面上,用力将斜面在水平桌面上缓慢向左移动,使小球缓慢上升(最高点足够高,即细绳方向接近水平),那么在斜面运动的过程中,细绳的拉力将( )A.先增大后减小B.先减小后增大C.一直增大D.一直减小5. (多选)如图所示,倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物体a放在斜面上,轻质细线一端固定在物体a上,另一端绕过光滑的滑轮固定在c点,滑轮2下悬挂物体b,系统处于静止状态。

现将固定点c向左缓慢移动少许,发现a与斜劈始终静止,则在此过程中( )A.斜劈对地面的压力不变B.细线对物体a的拉力增大C.细线对滑轮2的作用力不变D.地面对斜劈的摩擦力增大6.如图所示,倾角为θ=30°的斜面体A静止在水平地面上,一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮,绳两端系有质量均为m的小物块a、b,整个装置处于静止状态。

现给物块b施加一个水平向右的力F,使b缓慢移动直到轻绳与竖直方向成30°角(不计绳与滑轮间的摩擦),对此过程下列说法正确的是( )A.水平拉力F保持不变B.b受到绳的拉力先增大后减小C.小物块a受到的摩擦力先减小再增大D.水平地面对斜面体A的静摩擦力不断增大答 案1.AD 对运动员受力分析,受到重力、两个拉力,如图;由于两个拉力的合力F 不变,且夹角变大,则两个拉力F T 不断变大,故A 、D 正确,B 、C 错误。

动态平衡问题的特征是指物体的加速度和速度始终为零。

解决动态平衡问题的方法一般采用解析法和图解法。

解析法是列平衡方程，找出各力之间的关系进行判断,适合多力动态平衡问题；图解法是利用平行四边形定则或三角形定则，做出若干平衡状态的示意图，根据力的有向线段的长度和角度的变化确定力的大小和方向的变化情况，适合三力动态平衡问题。

1、用与竖直方向成θ角（θ＜ 45°）的倾斜轻绳 a 和水平轻绳 b 共同固定一个小球，这时绳 b 的拉力为 F1。

现保持小球在原位置不动，使绳 b 在原竖直平面内逆时转过θ角后固定，绳 b 的拉力变为F2 ；再转过θ角固定，绳 b 的拉力为F3，3（）A ． F1=F3>F2B ． F1<F2<F3θC． F1=F3<F2 D ．绳 a 的拉力减小a2θθ1b2：如右图所示，重力为 G 的电灯通过两根细绳 OB 与 OA 细绳OB 的一端固定于左墙 B 点，且 OB 沿水平方向，细绳悬挂于两墙之间，OA 挂于右墙的A 点。

(1)当细绳 OA 与竖直方向成θ角时，两细绳 OA 、OB 的拉力 FA、FB 分别是多大 ?(2) 保持 O 点和细绳 OB 的位置，在 A 点下移的过程中，细绳 OA 及细绳 OB 的拉力如何变化 ?3.如图所示，细绳ＭＯ与ＮＯ所能承受的最大拉力相同，长度ＭＯ〉ＮＯ，则在不断加重重物Ｇ的过程中（绳ＯＣ不会断）Ａ.ＯＮ绳先被拉断Ｂ. ＯＭ绳先被拉断Ｃ. ＯＮ绳和ＯＭ绳同时被拉断Ｄ. 因无具体数据，故无法判断哪条绳先被拉断。

4、如图 1 所示，一个重为G 的球放在光滑斜面上，斜面倾角为α，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住，使之处于静止状态，今使板与斜面夹角β缓慢增大，问：在此过程中，球对挡板、斜面的压力如何变化？ (对挡板压力先减小后增大 ,对斜面始终减小)5、如图 5 所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船，若水的阻力恒定不变，则在船匀速靠岸的过程中，绳的拉力和船受到的浮力如何变化？()6、如图所示中OA 为弹性轻绳，其一端固定于天花板上的O 点，另一端与水平地面上的滑块A 相连．B 为紧挨绳的一光滑水平小钉，它到天花板的距离 BO 等于弹性绳的自然长度．现用一水平力 F 作用于 A ，使之向右缓慢地做直线运动，试分析在运动过程中地面对物体的支持力 N 、摩擦力 f 、拉力 F 如何变化。

高一物理动态平衡分析试题答案及解析1.如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长2 cm。

已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N。

则细线的拉力及B对地面的压力分别是（）A.1 N和0B.5 N和7 NC.5 N和3 ND.7 N和7 N【答案】C【解析】以物体B为研究对象进行受力分析，根据共点力平衡条件有，代入数据解得地面对B的支持力为，由牛顿第三定律可知，B对地面的压力也为3N，以A为研究对象进行受力分析有，代入数据解得细线的拉力，所以只有选项C正确；【考点】共点力平衡、胡克定律2.如图，一物体用一轻绳悬挂于O点而静止，现在用一个水平力F作用在物体上，使其缓慢偏离竖直位置，则水平拉力F的大小变化情况为A．先变大，后变小B．先变小，后变大C．一直变大D．不断变小【答案】C【解析】设细线与竖直方向的夹角为α，则根据平衡知识可得F=mgtanα，所以当小球缓慢偏离竖直位置时，随着α的增大，F一直增大，选项C正确。

【考点】力的平衡。

3.如图所示，将一球用网兜挂在光滑的墙壁上，设绳对球的拉力为F1，墙壁对球的支持力为F2，当球的半径增大时（设细绳长度不变）（）A．F1、F2均不变B．F1、F2均减小C．F1、F2均增大D．F1减小，F2增大【答案】C【解析】对球体受力分析如下，墙壁弹力和自身重力的合力与绳子拉力等大反向，根据几何关系有，，球的半径增大细绳长度不变时，增大，所以墙壁弹力增大，绳子拉力增大，选项C对。

【考点】力的动态平衡4.如图所示，把一个光滑圆球放在两块挡板AC和AB之间，AC与AB之间夹角为30°，现将AC板固定而使AB板顺时针缓慢转动90°，则（）A．球对AB板的压力先减小后增大B．球对AB板的压力逐渐减小C．球对AC板的压力逐渐增大D．球对AC板的压力先减小后增大【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N1先减小后增大，AC板对球的支持力N2一直减小，由牛顿第三定律得知，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．【考点】本题考查共点力平衡条件及应用。

高中物理动态平衡专题习题及答案1. 如图所示，电灯悬挂于两墙之间，更换绳OA ，使连接点A 向上移，但保持O 点位置不变，则A 点向上移时，绳OA 的拉力( ) A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 C ．先增大后减小 D ．先减小后增大2. 如图所示，质量不计的定滑轮用轻绳悬挂在B 点，另一条轻绳一端系重物C ，绕过滑轮后，另一端固定在墙上A 点，若改变B 点位置使滑轮位置发生移动，但使A 段绳子始终保持水平，则可以判断悬点B 所受拉力F T 的大小变化情况是：( )A ．若B 向左移，F T 将增大B ．若B 向右移，F T 将增大C ．无论B 向左、向右移，F T 都保持不变D ．无论B 向左、向右移，F T 都减小3.如图所示，绳子的两端分别固定在天花板上的A 、B 两点，开始在绳的中点O 挂一重物G ，绳子OA 、OB 的拉力分别为F 1、F 2。

若把重物右移到O '点悬挂（B O A O '<'），绳A O '和B O '中的拉力分别为'1F 和'2F ，则力的大小关系正确的是： ( )A.'>11F F ，'>22F FB. '<11F F ,'<22F FC. '>11F F ，'<22F FD. '<11F F ，'>22F F 4.重力为G 的重物D 处于静止状态。

如图所示，AC 和BC 两段绳子与竖直方向的夹角分别为α和β。

α＋β＜90°。

现保持α角不变，改变β角，使β角缓慢增大到90°，在β角增大过程中，AC 的张力T 1，BC 的张力T 2的变化情况为 ：( )A ．T 1逐渐增大，T 2也逐渐增大B ．T 1逐渐增大，T 2逐渐减小C ．T 1逐渐增大，T 2先增大后减小D ．T 1逐渐增大，T 2先减小后增大5.如图所示，均匀小球放在光滑竖直墙和光滑斜木板之间，木板上端用水平细绳固定，下端可以绕O 点转动，在放长细绳使板转至水平的过程中(包括水平)：( )A B O A B O O 'A．小球对板的压力逐渐增大且恒小于球的重力B．小球对板的压力逐渐减小且恒大于球的重力C．小球对墙的压力逐渐增大D．小球对墙的压力逐渐减小6.如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直挡板之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。

物理高一共点力平衡与动态分析练习题与解答1. 在水平地面上，有一质量为2kg的物体，受到一个10N的水平向右的力和一个8N的水平向左的力的作用。

求物体的加速度。

解答：根据牛顿第二定律，物体的加速度等于受到的合外力除以物体的质量。

合外力等于10N - 8N = 2N，质量为2kg，所以加速度为2N / 2kg = 1m/s²。

2. 一个质量为4kg的物体放在倾斜角度为30°的斜面上，斜面光滑无摩擦。

求物体沿斜面下滑的加速度。

解答：斜面上的重力分解为垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力。

垂直于斜面的分力等于物体的重力乘以sin(30°)，平行于斜面的分力等于物体的重力乘以cos(30°)。

垂直于斜面的分力为4kg * 9.8m/s² * sin(30°) = 19.6N * 0.5 = 9.8N，平行于斜面的分力为4kg * 9.8m/s² * cos(30°) = 19.6N * 0.866 = 16.96N。

沿斜面方向的合力等于平行于斜面的分力，所以沿斜面下滑的加速度等于平行于斜面的分力除以物体的质量，即16.96N / 4kg = 4.24m/s²。

3. 一个质量为0.5kg的物体，初速度为5m/s，受到一个3N的恒力作用，作用时间为2s。

求物体的末速度。

解答：根据牛顿第二定律，物体的加速度等于恒力除以物体的质量，即3N / 0.5kg = 6m/s²。

根据运动学公式 v = u + at，其中v为末速度，u为初速度，a为加速度，t为时间，代入已知值可得 v = 5m/s + 6m/s² * 2s = 5m/s + 12m/s = 17m/s。

4. 一个质量为10kg的物体受到一个30N的力，使其产生加速度4m/s²。

求物体的摩擦力。

解答：根据牛顿第二定律，物体的加速度等于合外力除以物体的质量。

微专题3动态平衡问题1．三力动态平衡常用图解法、相似三角形法、正弦定理法、等效圆周角不变法等，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；(4)若另外两个力大小、方向都变，且这两个力的夹角不变的可用等效圆周角不变法或正弦定理.2.多力动态平衡问题常用解析法．1．(2022·重庆市九龙坡育才中学高三月考)如图所示，一只蜗牛沿着弧形菜叶从右向左缓慢爬行，下列说法正确的是()A．菜叶对蜗牛的弹力大小一定不变B．菜叶对蜗牛的摩擦力大小先变小后变大C．蜗牛受到的合力先变小后变大D．菜叶对蜗牛的作用力大小不断变化答案B解析蜗牛受重力、支持力、摩擦力，设坡角为α，根据平衡条件可得F N＝mg cosα，F f＝mg sin α，由于坡角α先变小后变大，故支持力F N先增大后减小，静摩擦力先减小后增大，故A错误，B正确；蜗牛缓慢爬行，则受到的合力始终为零，选项C错误；菜叶对蜗牛的作用力是静摩擦力和支持力的合力，始终与重力平衡，一直不变，故D错误．2.如图所示，质量为m的物块静止在粗糙的平板上，现将平板的一端缓慢抬起一定角度(物块始终与平板保持相对静止)，则关于物块的受力情况分析正确的是()A．弹力先减小后增大B．摩擦力先增大后减小C．平板对物块的作用力保持不变D．合力逐渐增大答案C解析物块受重力、支持力和静摩擦力，由于物块始终与平板保持相对静止，故物块受力平衡，则弹力大小F N＝mg cosα，将物块缓慢抬起一定角度，α角增大，cosα减小，则弹力F N 减小，故A错误；物块所受的静摩擦力大小为F f＝mg sinα，α角增大，sinα增大，故摩擦力增大，故B错误；平板对物块的作用力是弹力和摩擦力的合力，因物块始终与平板保持相对静止，故物块受力平衡．则弹力和摩擦力的合力与物块的重力是一对平衡力，故平板对物块的作用力保持不变，故C正确；物块始终与平板保持相对静止，故物块所受合力始终为0，故D错误．3.一盏电灯重力为G，悬于天花板上A点，在电线O处系一细线OB，使电线OA偏离竖直方向的夹角为β＝30°，如图所示．现保持β角不变，缓慢调整OB方向至虚线位置，则下列说法正确的是()A．OA中的张力先减小后增大B．OB中的张力先增大后减小C．OA中的张力不断增大D．OB中的张力不断减小答案C解析对O点受力分析，重力为恒力，OA绳的拉力方向不变，OB绳的拉力大小和方向均发生变化，则构成三力平衡的一类动态平衡，由图解法作图如图所示，当F T OB⊥F T OA时，F T OB 最小，整个转动过程，F T OB先减小后增大，F T OB与重力的合力不断增大，即OA绳的张力不断增大．故选C.4．质量为m的球置于倾角为θ的光滑斜面上，被与斜面垂直的光滑挡板挡着，如图所示．当挡板从图示位置沿逆时针缓慢转动至水平位置的过程中，挡板对球的弹力F N1和斜面对球的弹力F N2的变化情况是()A．F N1先增大后减小B．F N1先减小后增大C．F N2逐渐增大D．F N2逐渐减小答案D解析受力分析如图，当挡板逆时针缓慢转动到水平位置时，挡板对球的支持力逐渐增大，斜面对球的支持力逐渐减小．故选D.5.(多选)如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，直径竖直，O 为圆心，最高点B 处固定一光滑轻质滑轮，质量为m 的小环A 穿在半圆环上．现用细线一端拴在A 上，另一端跨过滑轮用力F 拉动，使A 缓慢向上移动．小环A 及滑轮B 大小不计，在移动过程中，关于拉力F 以及半圆环对A 的弹力F N 的说法正确的是()A ．F N 逐渐变小B ．F N 大小不变C ．F N 的方向背离圆心D ．F 逐渐变大答案BC 解析在小环缓慢向上移动的过程中，小圆环A 处于受力平衡状态，根据平衡条件知mg 与F N 的合力与F T 等大反向共线，作出mg 与F N 的合力，如图，由三角形相似得mg BO ＝F N OA ＝F T AB ，F ＝F T ，F ＝AB BO mg ，AB 变小，BO 不变，则F 变小．F N ＝OA BOmg,AO 、BO 都不变，则F N 大小不变，方向始终背离圆心，A 、D 错误，B 、C 正确．6．(2022·宁夏银川一中高三月考)如图所示，质量分布均匀的细棒中心为O 点，O 1为光滑铰链，O 2为光滑定滑轮，O 与O 2由一根轻质细绳连接，水平外力F 作用于细绳的一端，用F N表示铰链对细棒的作用力，现在水平外力F 作用下，θ从π2缓慢减小到0的过程中，下列说法正确的是()A．F逐渐变小，F N大小不变B．F逐渐变小，F N逐渐变大C．F先变小再变大，F N逐渐变小D．F先变小再变大，F N逐渐变大答案A解析对细棒受力分析可知，细棒受重力G、拉力F以及结点处的支持力F N，根据平衡条件可知，支持力F N与拉力F的合力与重力等大反向，如图所示；则由图可知，△OFG′∽△O1OO2，则可知：G′O2O1＝FOO2＝F NOO1，在细棒转动过程中，左侧绳长OO2变短，而O2O1及OO1不变，则可知：F变小，F N不变，故A正确，B、C、D错误．7.《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程．如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮D上．另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制．身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处．绳OD一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，可看作质点，不计一切阻力，重力加速度大小为g.关于王进从C点缓慢运动到E点的过程中，下列说法正确的是()A．绳OD的拉力一直变小B．工人对绳的拉力一直变大C．OD、CD两绳拉力的合力小于mgD．当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力为33mg答案D解析对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析，绳OD的拉力为F1，与竖直方向的夹角为θ；绳CD的拉力为F2，与竖直方向的夹角为α，则由几何关系得α＝45°－θ2.由正弦定理可得F1sinα＝F2sinθ＝mgsin(π2＋α)，解得F1＝mg tanα，F2＝mg sinθcosα＝mg cos2αcosα＝mg(2cosα－1cosα)，α增大，θ减小，则F1增大，F2减小，A、B错误；两绳拉力的合力大小等于mg，C错误；当α＝30°时，则θ＝30°，根据平衡条件有2F2cos30°＝mg，可得F2＝33mg，D正确．8.如图为一个水平传感器的简易模型，截面ABC为竖直放置的正三角形，D、E、F分别是三边的中点，O点为三角形的中心，在O点处用三根轻绳将一小球与D、E、F三点处的拉力传感器连接，三根轻绳刚好伸直，通过测出三根轻绳的拉力大小，信息处理单元可显示摆放处的倾角．图中BC边恰好处于水平状态，现将其以C为旋转中心，在竖直平面内沿顺时针缓慢转动，直到AB边处于水平位置，则在转动过程中()A．OD绳的拉力先减小后增大B．OD绳的拉力先增大后减小C．OF绳的拉力先减小后增大D．OF绳的拉力先增大后减小答案B解析在三角形顺时针旋转过程中，OE绳上一直没有张力，所以小球在重力以及OD和OF 两根绳的拉力作用下保持平衡，在三角形装置绕C点转至AB水平的过程中OD和OF的夹角保持120°不变，重力大小和方向恒定，如图所示，将三个力首尾相连构成一个闭合的矢量三角形，该三角形中G所对的角保持60°不变，由此可以作该矢量三角形的外接圆，画出动态分析图，由图可知，在该过程中F OD先增大后减小，在F OF水平时F OD恰好是外接圆的直径，F OD即达到最大，F OF则一直减小，故B正确．9．(多选)细绳绕过光滑轻质动滑轮，A 、B 两端按如图所示的方式固定，然后将质量为M 的重物挂在动滑轮上，系统处于静止状态，下列说法正确的是()A ．左、右两侧的细绳中的拉力大小一定相同B ．左、右两侧的细绳与竖直方向的夹角相同C ．将B 向上缓慢移动，细绳中的拉力一定增大D ．将B 向下移动，细绳与竖直方向的夹角一定增大答案AB 解析设绳子总长为L ，A 、B 两端之间的竖直距离为s ，左侧绳长为L 1，右侧绳长为L 2.由于绳子上的拉力处处相等，所以两绳与竖直方向夹角相等，设为θ，则由几何知识，得s ＝L 1sin θ＋L 2sin θ＝(L 1＋L 2)sin θ，L 1＋L 2＝L 得到sin θ＝s L，即绳子B 端缓慢向下或者向上移时，s 、L 没有变化，则θ不变，绳子的拉力大小为F ，重物的重力为G .以滑轮为研究对象，根据平衡条件得2F cos θ＝G ，解得F ＝G 2cos θ，当θ不变时，绳子拉力不变．故选A 、B.10．如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上(上部为半圆形，左右竖直)一根不可伸长的轻绳通过光滑的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(B 点是穹形支架的最高点)沿支架缓慢地向C 点(C 点与A 点等高)靠近．则绳中拉力大小变化的情况是()A ．先变小后变大B ．先不变后变大C ．先不变后变小D ．先变大后不变答案D 解析当轻绳的右端从B 点缓慢移到直杆最上端时，设两绳的夹角为2θ.以滑轮为研究对象，受力分析，根据平衡条件得2F cos θ＝mg ，得到绳子的拉力F ＝mg 2cos θ，所以在轻绳的右端从B 点移到直杆最上端的过程中，θ变大，cos θ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，绳子总长为L ，两直杆间的距离为s ，由数学知识得到sin α＝s L，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，故选项D 正确；A 、B 、C 错误．11．(多选)如图所示，A 是一质量为m 的盒子，B 的质量为m 2，它们间用轻绳相连，跨过光滑的定滑轮，A 置于倾角为α＝15°的斜面上，B 悬于斜面之外，整个系统处于静止状态．现在向A 中缓慢地加入沙子，直至A 将要滑动的过程中()A ．绳子拉力大小不变，恒等于12mg B ．A 对斜面的压力逐渐增大C ．A 所受的摩擦力逐渐增大D ．A 所受的摩擦力先减小后反向增大答案ABD 解析绳子拉力的大小等于B 的重力大小，且始终不变，故A 正确；A 对斜面的压力等于A 及沙子的总重力沿垂直于斜面的分力，随着沙子的质量的增加，A 对斜面的压力逐渐增大，故B 正确；未加沙子时，A 所受的重力沿斜面向下的分力为mg sin α＜mg 2，即小于绳子的拉力，A 有向上运动的趋势，受到沿斜面向下的静摩擦力，当向A 中缓慢加入沙子，摩擦力逐渐变小，当A 和加入沙子的总重力沿斜面分力大于B 的重力时，A 有向下的运动趋势，则受到沿斜面向上的静摩擦力，则随着沙子质量的增加，A 所受到的摩擦力增大，故A 受到的摩擦力先减小后反向增大，故C 错误，D 正确．12．在楼房维修时，为防止重物碰撞阳台，工人经常使用如图所示的装置提升重物．跨过光滑定滑轮的a 绳和b 、c 绳子连接在O 点，工人甲拉动a 绳的一端使重物上升，工人乙在地面某一固定位置用力拉着b绳的一端，保证重物沿竖直方向匀速上升，则下列说法正确的是()A．a绳的拉力越来越小B．b绳的拉力越来越小C．工人乙对地面的压力越来越小D．工人乙对地面的摩擦力越来越小答案C解析当重物匀速上升时，重物受力平衡，O点受到c绳的拉力大小等于重物的重力G，受力分析如图所示，重物越高，a段绳子与竖直方向的夹角越大，b段绳子与竖直方向的夹角越小，根据力的平行四边形，可见随着重物的升高，a、b两段绳子的拉力均增大，A、B错误；工人乙在竖直方向受到b段绳子拉力的竖直分力越来越大，根据平衡条件可知，地面对乙的支持力越来越小，由牛顿第三定律可知，工人乙对地面的压力越来越小，C正确；由于a段绳子拉力越来越大，与竖直方向的夹角越来越大，其水平方向的分力越来越大，根据平衡条件可知，工人乙受到地面的摩擦力越来越大，由牛顿第三定律知，工人乙对地面的摩擦力越来越大，D错误．。

专题12 动态平衡问题1．三力动态平衡常用图解法、相似三角形法、正弦定理法、等效圆周角不变法等，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；(4)若另外两个力大小、方向都变，且这两个力的夹角不变的可用等效圆周角不变法或正弦定理.2.多力动态平衡问题常用解析法．1．(2020·安徽蚌埠市检查)如图1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F 1和OB 对O 点的作用力F 2将如何变化( )图1A ．F 1变大，F 2变大B ．F 1变小，F 2变小C ．F 1变大，F 2变小D ．F 1变小，F 2变大答案 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 ，F 2＝F 压sin α，F 1＝F 压tan α 因α角逐渐变大，由数学知识可知，F 1变小，F 2变小，故B 正确，A 、C 、D 错误．2.(2020·黑龙江哈尔滨六中期末)如图2所示，挡板A 与B 中间有一个重为G 的光滑球，开始时A 竖直且固定，AB 间成α角，则在α角缓慢增大至90°的过程中( )图2A．小球对A板的压力不断增大B．小球对A板的压力先减小后增大C．小球对B板的压力先减小后增大D．小球对B板的压力不断减小答案 D解析对小球进行受力分析，受到三个力，由于小球处于平衡状态，A板和B板对小球的支持力的合力与小球重力大小相等、方向相反．当B板顺时针旋转时，A板和B板对小球的支持力的合力始终与小球重力大小相等，方向相反，平行四边形发生了如图所示的动态变化；在平行四边形中，边长的长短代表了力的大小；由图可知：F A与F B都变小；根据牛顿第三定律得，小球对A板和B板的压力都变小，故D正确，A、B、C错误．3．(多选)(2020·四川德阳市二诊)如图3所示，上表面光滑的半圆柱体放在水平地面上，一小物块从靠近半圆柱体顶点O的A点，在外力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点，此过程中F 始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态．下列说法中正确的是( )图3A．半圆柱体对小物块的支持力变大B．外力F变大C．地面对半圆柱体的支持力先变大后变小D．地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小答案BD解析小物块缓慢下滑，处于平衡状态，F始终沿圆弧的切线方向即始终垂直于圆柱面支持力F1的方向，设F与水平方向夹角为θ，因此总有F＝mg sin θ，F1＝mg cos θ，下滑过程中θ增大，因此F增大，F1减小，故A错误，B正确；对半圆柱体分析，地面对半圆柱体的摩擦力F f ＝F 1sin θ＝mg cos θsin θ＝12mg sin 2θ，θ＝45°时，F f 最大；地面对半圆柱体的支持力F N ＝Mg ＋F 1cos θ＝Mg ＋mg cos 2θ，因此θ从接近0°到90°变化的过程中，摩擦力先增大后减小，支持力一直减小，故D 正确，C 错误．4.(2019·重庆市沙坪坝等主城六区第一次调研抽测)如图4，轻绳一端系在小球A 上，另一端系在圆环B 上，B 套在粗糙水平杆PQ 上．现用水平力F 作用在A 上，使A 从图中实线位置(轻绳竖直)缓慢上升到虚线位置，但B 仍保持在原来位置不动．则在这一过程中，杆对B 的摩擦力F 1、杆对B 的支持力F 2、绳对B 的拉力F 3的变化情况分别是( )图4A ．F 1逐渐增大，F 2保持不变，F 3逐渐增大B ．F 1逐渐增大，F 2逐渐增大，F 3逐渐增大C ．F 1保持不变，F 2逐渐增大，F 3逐渐减小D ．F 1逐渐减小，F 2逐渐减小，F 3保持不变答案 A解析 设小球A 的质量为m ，圆环B 的质量为M ，对A 受力分析，如图甲所示：由平衡条件可得F 3′cos α＝mg ，F ＝mg tan α，故随α增大，F 增大，F 3′增大，即F 3增大；再对两者的整体受力分析，如图乙所示，有：F 1＝F ，F 2＝(M ＋m )g ，则F 2不变，F 1增大，故选A.5.(2020·陕西汉中市第二次检测)如图5所示，一质量为m 的物体用一根足够长的细绳悬吊于天花板上的O 点，现用一光滑的金属钩子勾住细绳，水平向右缓慢拉动绳子(钩子与细绳的接触点A 始终在一条水平线上)，重力加速度为g ，下列说法正确的是( )图5A．钩子对细绳的作用力始终水平向右B．OA段绳子的力逐渐增大C．钩子对细绳的作用力逐渐增大D．钩子对细绳的作用力可能等于2mg答案 C解析两段绳子对钩子的作用力的合力是向左下方的，故钩子对细绳的作用力向右上方，A 错误；OA段绳子的拉力大小一直为mg，大小不变，B错误；两段绳子拉力夹角在减小，合力变大，钩子对细绳的作用力也是逐渐变大，C正确；因为钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上，两段绳子之间的夹角不可能达到90°，细绳对钩子的作用力不可能等于2mg，钩子对细绳的作用力也不可能等于2mg，D错误．6.(2020·湖南五市十校第二次联考)如图6所示，圆心为O、水平直径为AB的圆环位于竖直面内，一轻绳两端分别固定在圆环的M、N两点，轻质滑轮连接一重物，放置在轻绳上，MN 连线过圆心O且与AB间的夹角为θ，不计滑轮与轻绳之间的摩擦．圆环顺时针缓慢转过角度2θ的过程，轻绳的张力( )图6A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大再减小D．先减小再增大答案 C解析M、N连线与水平直径的夹角θ(θ≤90°)越大，M、N之间的水平距离越小，轻绳与竖直方向的夹角α越小，根据mg＝2F T cos α，知轻绳的张力F T越小，故圆环从题图位置顺时针缓慢转过2θ的过程，轻绳的张力先增大再减小，故选C.7.(2020·甘肃威武市三诊)如图7所示，定滑轮通过细绳OO′连接在天花板上，跨过定滑轮的细绳两端连接两带电小球A、B，其质量分别为m1、m2 (m1≠m2 )．调节两小球的位置使二者处于静止状态，此时OA、OB段绳长分别为l1、l2，与竖直方向的夹角分别为α、β.已知细绳绝缘且不可伸长，不计滑轮大小和摩擦．则下列说法正确的是( )图7A ．α≠βB ．l 1∶l 2 ＝m 2∶m 1C ．若仅增大 B 球的电荷量，系统再次静止，则 OB 段变长D ．若仅增大 B 球的电荷量，系统再次静止，则 OB 段变短答案 B解析 因滑轮两边绳子的拉力大小相等，可知α＝β，选项A 错误；画出两球的受力图，由三角形关系可知m 1g OC ＝F T1l 1 m 2g OC ＝F T2l 2其中F T1＝F T2，则l 1l 2＝m 2m 1，选项B 正确；由关系式l 1l 2＝m 2m 1可知，l 1和l 2的大小由两球的质量关系决定，与两球电荷量关系无关，则若仅增大B 球的电荷量，系统再次静止，则OB 段不变，选项C 、D 错误．8．(多选)(2019·河南郑州市质检)如图8所示，在直角框架MQN 上，用轻绳OM 、ON 共同悬挂一个物体．物体的质量为m ，ON 呈水平状态．现让框架沿逆时针方向缓慢旋转90°，在旋转过程中，保持结点O 位置不变．则下列说法正确的是( )图8A ．绳OM 上的力一直在减小B ．绳ON 上的力一直在增大C ．绳ON 上的力先增大再减小D ．绳OM 上的力先减小再增大答案 AC。

高中物理教科版必修1物体动态平衡【考纲解读与考频分析】物体平衡为考纲II级考点，动态平衡以其变化多，能力要求高成为高考高频考点。

【高频考点定位】：动态平衡考点一：动态平衡【3年真题链接】1．（2019全国理综I卷19）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N。

另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。

现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。

已知M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．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【参考答案】BD【命题意图】本题考查动态平衡及其相关知识点。

【解题思路】用水平向左的拉力缓慢拉动N，水平拉力一定逐渐增大，细绳对N的拉力一定一直增大，由于定滑轮两侧细绳中拉力相等，所以M所受细绳的拉力大小一定一直增大，选项A错误B正确；由于题述没有给出M、N的质量关系，所以M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大，选项C错误D正确。

【方法归纳】解答此题也可设出用水平向左的拉力缓慢拉动N后细绳与竖直方向的夹角，分析受力列出解析式，得出细绳的拉力随细绳与竖直方向的夹角表达式，进行讨论。

2.(2017·全国理综I卷·21)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，现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变，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【参考答案】.A.D【命题意图】本题考查物体的动态平衡及其相关的知识点。

【解题思路】将重物向右上方缓慢拉起，物体处于动态平衡状态，可利用物体平衡条件或力的分解画出动态图分析。

高一物理共点力平衡和动态分析实例题及答案实例题1：共点力平衡题目描述一根长为2m的杆，杆的一端放在地面上，另一端用绳子系在墙上，绳子与杆的夹角为30°。

在杆上有两个力，一个力的作用点在杆的底部，与杆夹角为60°，另一个力的作用点在杆的中部，与杆夹角为90°。

已知杆的质量为3kg，求绳子的拉力和墙对杆的支持力。

解答首先我们根据题目描述，画出杆的示意图如下：根据题目中给出的夹角和力的信息，我们可以列出力的平衡方程：$$\begin{cases}F_{x1} + F_{x2} = 0 \\F_{y1} + F_{y2} + F_{R} - mg = 0\end{cases}$$其中，$F_{x1}$和$F_{y1}$分别表示力1在$x$轴和$y$轴的分量，$F_{x2}$和$F_{y2}$分别表示力2在$x$轴和$y$轴的分量，$F_{R}$表示墙对杆的支持力，$m$表示杆的质量，$g$表示重力加速度。

由于$F_{x1}$和$F_{x2}$都与$x$轴垂直，所以它们的$x$轴分量为0。

根据三角函数的定义，我们可以得到：$$\begin{cases}F_{y1} = F_1 \sin(60°) \\F_{y2} = F_2 \sin(90°)\end{cases}$$其中，$F_1$和$F_2$分别表示力1和力2的大小。

将上述方程带入力的平衡方程中，可以得到：$$\begin{cases}F_1 \sin(60°) + F_2 \sin(90°) + F_R - mg = 0 \\F_{x1} + F_{x2} = 0\end{cases}$$由于$F_{x1} + F_{x2} = 0$，所以$F_{x1} = - F_{x2}$。

根据三角函数的定义，我们可以得到：$$\begin{cases}F_{x1} = F_{1} \cos(60°) \\F_{x2} = F_{2} \cos(90°)\end{cases}$$将上述方程带入$F_{x1} + F_{x2} = 0$，可以得到：$$F_{1} \cos(60°) + F_{2} \cos(90°) = 0$$解上述方程，可以得到$F_{1} = - F_{2} \sqrt{3}$。

高一物理共点力平衡和动态分析习题及答案集题目一一辆汽车以60 km/h的速度匀速行驶，在行驶过程中，车上的一只杯子静止放在车的后座上。

请回答下列问题：1. 车上的杯子受到了哪些力？这些力是否平衡？2. 如果车突然减速停下，杯子会发生什么变化？解答：1. 车上的杯子受到以下力：重力、支持杯子的座椅力、摩擦力。

这些力在静止状态下是平衡的。

2. 如果车突然减速停下，杯子会受到一个向前的惯性力，使其倾斜或甚至倒下。

题目二一个质量为2 kg的物体以10 m/s²的加速度向右运动，受到一个向左的5 N的摩擦力。

请回答下列问题：1. 物体所受的合外力是多少？2. 物体的加速度是多少？3. 物体的摩擦系数是多少？解答：1. 物体所受的合外力可以通过摩擦力与物体的质量之差计算得出：合外力 = 5 N - (2 kg × 10 m/s²) = -15 N。

2. 物体的加速度可以通过合外力与物体的质量之比计算得出：加速度 = 合外力 / 质量 = -15 N / 2 kg = -7.5 m/s²。

3. 物体的摩擦系数可以通过摩擦力与物体的重力之比计算得出：摩擦系数 = 摩擦力 / (质量 ×重力) = 5 N / (2 kg × 9.8 m/s²) ≈ 0.255。

题目三一个质量为1 kg的物体受到一个向上的10 N的力，施加在一个水平的光滑地面上。

请回答下列问题：1. 物体所受的重力是多少？2. 物体的加速度是多少？3. 物体所受的摩擦力是多少？解答：1. 物体所受的重力可以通过物体的质量与重力加速度之积计算得出：重力 = 1 kg × 9.8 m/s² = 9.8 N。

2. 物体的加速度可以通过合外力与物体的质量之比计算得出：加速度 = 合外力 / 质量 = 10 N / 1 kg = 10 m/s²。

3. 在光滑地面上，物体不受到摩擦力，所以摩擦力为0 N。

动态平衡一、选择题（共8小题，每小题3分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~8题有多项符合题目要求。

全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．（2018·河南省周口市高一下学期期末考试）如图所示，用硬质轻杆固定的两个小球A、B分别处于光滑的竖直墙面和斜面上，且在同一竖直平面内。

用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止。

现改变力F的大小使B球沿斜面向上移动一小段距离，发现两球在虚线位置重新平衡。

重新平衡后与移动前相比，下列说法正确的是A．推力F变大B．斜面对B的弹力变大C．墙面对A的弹力变小D．轻杆受到作用力变大学￥#科网【答案】C2．（2018·湖南省怀化市中小学课程改革教育质量监测试）如图所示，是上端带定滑轮的固定坚直杆，质量不计的轻杆一端通过铰链固定在A点，另一端B悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C，用力F拉绳，开始时，现使缓慢变小，直到杆接近竖直杆。

此过程中A．力F逐渐增大B．力F先逐渐减小后逐渐增大C．轻杆对B端的弹力大小不变D．轻杆对B端的弹力先减小后增大【答案】C3．（2018·江西省高安中学高一（实验班）下学期期末考试）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角缓慢减小时（θ<90°），则下列说法不正确的是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【答案】B4．（2018·山东省安丘市高二下学期期末考试）如图，电机通过缆绳把物体（视为质点）从楼下提升至楼顶，上升过程中楼下有人通过拉绳控制物体与墙壁的距离，避免与墙壁碰撞。

如果在缆绳和拉绳的共同作用下物体匀速竖直上升，拉绳与竖直方向的夹角β保持不变，则在提升物体过程中，缆绳上的拉力大小F1和拉绳上的拉力大小F2的变化情况是A．F1增大，F2增大B．F1减小，F2增大C．F1增大，F2减小D．F1减小，F2减小【答案】A5．（2018·辽宁省实验中学、大连八中、大连二十四中、鞍山一中、东北育才学校高二下学期期末考试）如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，开始时绳a水平，绳b倾斜，现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动至绳a竖直，在此过程中A．a上的张力逐渐增大，b上的张力逐渐增大B．a上的张力逐渐减小，b上的张力逐渐减小C．a上的张力先减小后增大，b上的张力逐渐增大D．a上的张力先增大后减小，b上的张力逐渐减小【答案】D6．如图所示，斜面与水平面、斜面与挡板间的夹角均为30°，一小球放置在斜面与挡板之间，挡板对小球的弹力为F N1，斜面对小球的弹力为F N2，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缓慢地转到水平位置，不计摩擦，在此过程中A．F N1始终减小，F N2始终增大B．F N1始终增大，F N2始终减小C．F N1始终减小，F N2先减小后增大D．F N1先减小后增大，F N2始终减小【答案】D7．如图所示，质量为M的斜劈放置在水平地面上，细线绕过滑轮O1、O2、O3连接物体m1、m3，连接m1的细线与斜劈平行，定滑轮O1用轻质杆固定在天花板上，定滑轮O3由细线固定在竖直墙O处，动滑轮O2跨在细线上，其下端悬挂物体m2。

解析法（单选）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F N1，球对木板的压力大小为F N2。

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平位置。

不计摩擦，在此过程中( )A.F N1始终减小，F N2始终增大B.F N1始终减小，F N2始终减小C.F N1先增大后减小，F N2始终减小 F N1F N2解析 方法一 (解析法)如图所示，由平衡条件得：F N1＝mgtan θ；F N2＝mgsin θ 随θ逐渐增大到90°，tan θ、sin θ都增大，F N1、F N2都逐渐减小，所以选项B 正确。

方法二 (图解法)对球受力分析如图所示，球受3个力，分别为重力G 、墙对球的弹力F N1和板对球的弹力F N2。

当板逐渐转到水平位置的过程中，球始终处于平衡状态，即F N1与F N2的合力F 始终竖直向上，大小等于球的重力G ，如图所示。

由图可知F N1的方向不变，大小逐渐减小，F N2的方向发生变化，大小也逐渐减小，故选项B 正确。

答案 B （单选）如图，一个轻型衣柜放在水平地面上，一条光滑轻绳两端分别固定在两侧顶端A 、B 上，再挂上带有衣服的衣架．若保持绳长和左端位置点不变，将右端依次改在C 点或D 点后固定，衣柜一直不动，下列说法正确的是( )A ．若改在C 点，绳的张力大小不变B ．若改在D 点，衣架两侧绳的张力不相等C ．若改在D 点，衣架两侧绳的张力相等且不变D ．若改在C 点，衣柜对地面的压力将会增大答案 C 解析 对挂钩受力分析，根据平衡条件结合几何关系列式求解绳子拉力大小与重力的关系；分析绳子左右移动或上下移动时，细线与杆的夹角是否变化，由此分析拉力是否变化；整体为研究对象分析对地面的压力．设绳子与竖直方向的夹角为θ，绳子张力为T ，衣服的质量为m ；根据共点力的平衡条件可得：2Tcos θ＝mg ，若改在C 点，绳子与竖直方向的夹角变小，绳的张力变小，A 项错误；若改在D 点，衣架两侧绳的张力仍相等，B 项错误；绳两端分别固定在两侧顶端A 、B 上时，受力情况如图所示，设绳长为L ，晾衣架宽度为d ，根据几何关系可得sin θ＝d L，当绳子右端上下移动过程中，绳子与竖直方向的夹角不变；则根据2Tcos θ＝mg 可知绳子拉力不变，C 项正确；若改在C 点，衣柜对地面的压力等于整体的重力，不变，D 项错误．（单选）用一轻绳将小球P 系于光滑墙壁上的O 点，在墙壁和球P 之间夹有一长方体物块Q ，如图所示。

高一物理【动态平衡问题】专题训练题组一矢量三角形法解决三力动态平衡问题1.如图所示,可视为质点的小球拴接了轻质弹簧和细线,并在它们的作用下保持静止。

轻质弹簧与竖直方向有一定夹角,细线处于水平状态。

现保持弹簧与竖直方向的夹角不变,将轻质细线由水平状态缓慢转至竖直状态,则()A.弹簧的长度逐渐变长B.弹簧的长度逐渐变短C.细线上的拉力逐渐增大D.细线上的拉力逐渐减小2.如图所示,OA、OB、OC都为轻绳,OA绳水平,OC绳下悬挂有一小物体(可视为质点)。

现施加一水平力F于小物体上,使小物体缓慢被拉高,在此过程中,OA、OB两绳位置不变,则()A.拉力F增大B.绳AO的拉力不变C.绳BO的拉力减小D.绳CO的拉力先减小后增大题组二解析法解决三力动态平衡问题123.如图所示,在球形的大碗内,一同学用倒置的筷子缓慢推动质量为m 的光滑小球,由碗底G 沿弧面向上运动,推动过程中筷子始终沿半径方向,已知碗的上沿与圆心的连线与水平方向的夹角为30°,球的大小不计,重力加速度为g ,关于小球的受力,下列说法正确的是 ( )A.上升过程碗对小球的弹力先变大后变小B.上升过程筷子对小球的弹力先变大后变小C.筷子对小球的最大弹力为√33mgD.碗对小球的最小弹力为12mg 4.如图所示,小球用细绳系住置于斜面体上,绳的另一端固定于O 点。

现用水平力F 缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于伸直状态。

当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力F N 以及绳对小球的拉力F T 的变化情况是( )A .F N 保持不变,F T 不断增大B .F N 不断增大,F T 不断减小C .F N 保持不变,F T 先增大后减小D .F N 不断增大,F T 先减小后增大题组三 相似三角形法解决三力动态平衡问题5.一轻杆BO,其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO上,B端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过竖直轻杆顶端A处的光滑小滑轮,用力F拉住,如图所示。

A B )α )θ 相互作用 动态平衡专题一、图解法：1解动态平衡问题：例1、如图所示，重力为G 的光滑球放在倾角为α的斜面上，并被AB 板挡住，设球对斜面的压力为N 1，对挡板的压力为N 2，当挡板与斜面的夹角θ增大到挡板呈水平的过程中（A ）N 1变小，N 2变大 （B ）N 1和N 2都变小 （C ）N 1变大，N 2变小 （D ）N 1变小，N 2先变小后变大练习1、如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳OA 使连结点A 向上移动而 保持O 点的位置不变，则A 点向上移动时（ ）A ．绳OA 的拉力逐渐减小B ．绳OA 的拉力逐渐增大C ．绳OA 的拉力先减小后增大D ．绳OA 的拉力先增大后减小练习2、如图所示，小球用细绳系住放在倾角θ上偏移时，球对斜面的压力将（ ）（A ）逐渐增大 （B ）逐渐减小 （C ）先增大后减小 （D ）先减小后增大练习3、如图所示,将一球形物体夹在竖直墙AC 与木板BC 之间,已知各接触面均光滑, 将球对墙的压力用N1表示,球对木板的压力用N2表示.现将木板以C 端为轴缓慢地 转至水平位置的过程中,下列说法中正确的是（ ）A.N1和N2都增大B. N1和N2都减小C. N1增大, N2减小D.N1减小, N2增大练习4、如图所示，在“互成角度的两个力的合成”的实验中，使b 弹簧秤按图示位置开始顺时针缓慢转动，若这过程中保持O 点位置不变和a 弹簧秤的拉伸方向不变，则b 弹簧秤顺时针转动过程中，关于a 、b 两弹簧秤的读数变化情况是（ ）A.a 增大，b 减小B.a 减小，b 增大C.a 减小，b 先增大后减小D.a 减小，b 先减小后增大 2、图解法求极值问题：例2、如图所示,用长为L 的轻绳悬挂一质量为m 的小球,对小球再施加一个力,使绳和竖直方向成β角并绷紧,小球处于静止状态,此力最小为 （ ）A.mgsin βB. mgcos βC. mgtan βD. mgcot β练习1、如图7所示，已知合力大小为F ，一个分力与合力之间的夹角030=θ，则另一个分力的大小最小值为 。