20202021学年新教材高中物理微专题2动态平衡练习含解析鲁科版必修第一册

-1-动态平衡1.(2019·浙江严洲中学高三模拟)如图W-2-1所示,一光滑小球静置在光滑半球面上,被竖直放置的光滑挡板挡住,现水平向右缓慢地移动挡板,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止),挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是()。图W-2-1A.F增大,FN减小B.F增大,FN增大C.F减小,FN减小D.F减小,FN增大答案：B解析：某时刻小球的受力如图所示,设小球与半球面的球心连线跟竖直方向的夹角为α,则F=mgtanα,FN=,随着挡板向右移动,α角越来越大,则F和FN都要增大,B项正确。2.(2019·黑龙江齐齐哈尔调研)重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳按如图W-2-2所示连接后悬挂在O点上,O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的2倍,将一个拉力F作用到小球B上,使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上,则拉力F的最小值为()。图W-2-2A.GB.√GC.GD.√G答案：A-2-解析：对A球受力分析可知,因O、A间绳竖直,则A、B间绳上的拉力为0。对B球受力分析如图所示,则可知当F与O、B间绳垂直时F最小,Fmin=Gsinθ,其中sinθ==0.5,则Fmin=G,故A项正确。3.(2019·浙大附中月考)如图W-2-3所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mAmB,整个系统处于静止状态。滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是()。图W-2-3A.物体A的高度升高,θ角变大B.物体A的高度降低,θ角变小C.物体A的高度升高,θ角不变D.物体A的高度不变,θ角变小答案：C解析：系统最终平衡时,绳的拉力F大小仍为mAg,由二力平衡可得2Fsinθ=mBg,故θ角不变,但因悬点由Q到P,左侧部分绳子变长,故A应升高,所以C项正确。4.(2019·上海高一月考)如图W-2-4所示,光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内,A端与水平面相切。穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N。在运动过程中()。图W-2-4A.F增大,N减小B.F减小,N减小-3-C.F增大,N增大D.F减小,N增大答案：A解析：由于球缓慢地由A运动到B,因此球可以看成是动态平衡,对球受力分析可知,轨道对球的弹力N与球受到的拉力F始终垂直,且两个力合力恒与重力等大反向,因此三个力首尾相连接,构成封闭直角三角形,由图解法可知,随着F与竖直方向的夹角减小,F增大,N减小,A项正确。5.(2019·山东莱西高一月考)(多选)如图W-2-5所示,一辆小车静止在水平地面上,车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面OA,光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动。现将一重力为G的圆球放在斜面与挡板之间,挡板与水平面的夹角θ=60°。下列说法正确的是()。图W-2-5A.若保持挡板不动,则球对斜面的压力大小为GB.若保持挡板不动,则球对斜面的压力大小为√GC.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,则球对斜面的压力逐渐增大D.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,则球对挡板的压力先减小后增大答案：AD解析：以球为研究对象进行受力分析,当θ=60°时,根据对称性,两板对球的支持力大小相等,它们间夹角为120°,根据力的合成知,F1=F2=G,A正确,B错误;当挡板顺时针转过60°过程中,如图所示,构建不同位置的平行四边形知,F1先减小后增大,即球对挡板的压力先减小后增大,F2一直减小,即球对斜面的压力不断减小,知C错误,D正确。-4-6.(2019·河南信阳高三调研)如图W-2-6所示,在“探究平行四边形法则”实验中,用两个弹簧秤A和B,互成角度地拉橡皮条,使结点O达到图中所示位置,在保持O点位置和B弹簧秤拉力方向不变的情况下,将弹簧秤A由水平位置缓慢地沿顺时针方向转动,那么在此过程中,A与B的示数将分别()。图W-2-6A.变大、变小B.变小、变小C.先变小再变大、变小D.先变大再变小、变大答案：C解析：因为O点位置不变,A、B两弹簧的拉力的合力大小不变,方向沿DO,构建平行四边形,如图所示,知C正确。7.(2019·湖北黄梅一中高一月考)一轻绳一端系在竖直墙M上,另一端系一质量为m的物体A,用一轻质光滑圆环O穿过轻绳,并用力F拉住轻环上一点,如图W-2-7所示,现使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置。则在这一过程中,力F、绳中张力FT和力F与水平方向夹角θ的变化情况是()。图W-2-7A.F保持不变,FT逐渐增大,夹角θ逐渐减小B.F逐渐增大,FT保持不变,夹角θ逐渐增大C.F逐渐减小,FT保持不变,夹角θ逐渐减小D.F保持不变,FT逐渐减小,夹角θ逐渐增大答案：C-5-解析：圆环受到三个力,拉力F、两绳子的拉力FT,三力平衡,故两个绳子的拉力的合力与拉力F始终大小相等,方向相反,由于两个绳子的拉力大小总等于mg,夹角越大,合力越小,且合力在角平分线上,故拉力F逐渐变小,由于F始终与绳子拉力的合力方向相反,知拉力F与水平方向夹角θ逐渐减小,知C正确。8.(2019·山东东营胜利一中月考)如图W-2-8所示,物体在水平推力作用下,静止在斜面上。若稍许减小水平推力F,而物体仍保持静止,设斜面对物体的静摩擦力为f,物体所受的支持力为FN,则()。图W-2-8A.f和FN都一定减小B.f和FN都不一定减小C.f不一定减小,FN一定减小D.f一定减小,FN不一定减小答案：C解析：对物体A受力分析:A受重力、支持力、推力及摩擦力而处于平衡状态。受力分析及正交分解如图所示,在y轴方向上,FN=Gcosθ+Fsinθ,则当推力F减小时,支持力FN一定减小,沿斜面方向上:若推力沿斜面向上的分力大于重力沿斜面向上的分力,则摩擦力向下,有Fcosθ=mgsinθ+f,若推力减小,则摩擦力减小;若推力沿斜面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力,则摩擦力向上,有mgsinθ=Fcosθ+f,若推力减小,则摩擦力变大;故A、B、D错误,C正确。