高考物理(江苏)一轮练习:第二章,微专题14,Word含解析

[方法点拨]1三力动态平衡问题用图解法、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. 1.2018河北省衡水中学调研如图1所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动,用轻绳在O点悬挂一个重为G的物体,另一根轻绳一端系在O点,O点为圆弧的圆心,另一端系在圆弧形墙壁上的C点,当该轻绳端点由点C逐渐沿圆弧CB向上移动的过程中保持OA与地面夹角θ不变,OC绳拉力的大小变化情况是 图1 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α0<α<π缓慢增大时,力F的大小应 图2 A.逐渐增大 B.恒定不变 C.逐渐减小 D.先增大后减小 3.2019四川省成都七中月考如图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FA、FB的变化情况,下列说法正确的是 图3 A.FA变小,FB变小B.FA变大,FB变大 C.FA变大,FB变小D.FA变小,FB变大 4.2018江西省上高二中月考在新疆吐鲁番的葡萄烘干房内,果农用图4所示支架悬挂葡萄,OA、OB为承重的轻杆,AOB始终在竖直面内,OA可绕A点自由转动,OB与OA通过铰链连接,可绕O点自由转动,且OB的长度可调节,现将新鲜葡萄用细线悬挂于O点,保持OA不动,调节OB的长度让B端沿地面上的AB连线向左缓慢移动,OA杆所受作用力大小为F1,OB杆所受的作用力大小为F2,∠AOB由锐角变为钝角的过程中,下列判断正确的是 图4 A.F1逐渐变大,F2先变小后变大 B.F1先变小后变大,F2逐渐变大 C.F1逐渐变小,F2逐渐变小 D.F1逐渐变大,F2逐渐变大 5.如图5所示,在水平板左端有一固定挡板,挡板上连接一轻质弹簧,紧贴弹簧放一质量为m的滑块,此时弹簧处于自然长度.已知滑块与水平板的动摩擦因数为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ,最后直到板竖直,此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是 图5 6.如图6所示,一根不可伸长的轻绳两端连接两轻环A、B,两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上,轻绳绕过光滑的轻小滑轮,重物悬挂于滑轮下,始终处于静止状态,下列说法正确的是 图6 A.只将环A向下移动少许,绳上拉力变大,环B所受摩擦力变小 B.只将环A向下移动少许,绳上拉力不变,环B所受摩擦力不变 C.只将环B向右移动少许,绳上拉力变大,环A所受杆的弹力不变 D.只将环B向右移动少许,绳上拉力不变,环A所受杆的弹力变小 7.多选2018天津市和平区一模甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶.如图7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,最后将工件运送至乙所在位置,完成工件的运送,绳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 图7 A.甲手中绳子上的拉力不断减小 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.乙手中绳子上的拉力不断增大 8.如图8所示,斜面上固定一与斜面垂直的挡板,另有一截面为圆的光滑柱状物体甲放置于斜面上,半径与甲相同的光滑球乙被夹在甲与挡板之间,没有与斜面接触而处于静止状态,现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F,使甲沿斜面缓慢向下移动.设乙对挡板的压力大小为F1,甲对斜面的压力大小为F2,甲对乙的弹力大小为F3,在此过程中 图8 A.F1逐渐增大,F2逐渐增大,F3逐渐增大 B.F1逐渐减小,F2保持不变,F3逐渐减小 C.F1保持不变,F2逐渐增大,F3先增大后减小 D.F1逐渐减小,F2保持不变,F3先减小后增大 9.2018云南省保山市二模如图9所示,A、B为竖直墙面上等高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,AOB在同一水平面内,初始时∠AOB时,滑块下滑压缩弹簧,在动态平衡过程中有F+μmgcosθ-mgsinθ=0,F=mgsinθ-μcosθ=mgsinθ-φ,tanφ=μ,即φ=,由此可知C正确,D错误.] 6.B [轻绳绕过光滑的轻小滑轮,绳上的张力处处相等,则滑轮两侧的绳子与竖直方向的夹角相等,设为α,设绳子的长度为L,B点到竖直杆的距离为s,根据几何知识和对称性, 得sinα=① 以滑轮为研究对象,设绳子拉力大小为F,根据平衡条件得2Fcosα=mg,解得F=② 只将环A向下移动少许,s和L均不变,则由①②式得知,F不变,环B的受力情况不变,故A错误,B正确;
只将环B向右移动少许,s增加,而L不变,则由①式得知,α增大,cosα减小,则由②式得知,F变大,环A所受的拉力变大,则环A所受杆的弹力变大,故C、D错误.] 7.CD[设与结点和滑轮相连的一段绳子与竖直方向的夹角为θ,工件重力为mg,对结点受力分析如图所示,可得甲手中绳子拉力FT1=,乙手中绳子拉力FT2=mgtanθ,工件向左移动过程中,θ逐渐增大,可知FT1逐渐增大,FT2也逐渐增大,A错误,D正确;
甲手中绳子与水平方向夹角不变,可知FT1竖直向上的分力逐渐增大,由平衡条件可知楼顶对甲的支持力不断减小,B错误;
分别对甲、乙水平方向的受力进行分析,可得楼顶对甲的摩擦力Ff1=FT1sinφ,φ为甲手中绳子与竖直方向的夹角,楼顶对乙的摩擦力Ff2=FT2,分析可知,始终有φθ,则Ff1=Ff2=,C正确.] 8.B[先对乙受力分析,受重力、挡板的支持力F1′和甲物体的弹力F3,如图a.根据平衡条件,结合几何关系可以看出挡板的支持力F1′逐渐减小,甲对乙的弹力F3逐渐减小,根据牛顿第三定律,乙对挡板的压力F1逐渐减小.再对甲与乙整体受力分析,受重力、斜面的支持力F2′、挡板的支持力F1′和已知力F,如图b.根据平衡条件有x方向,F+M+mgsinθ-F1′=0;
y方向,F2′-M+mgcosθ=0,解得F2′=M+mgcosθ,保持不变,结合牛顿第三定律,物体甲对斜面的压力F2保持不变,故B正确.] 9.A[设绳AO和绳BO拉力的合力为F,以O点为研究对象,O点受到重力mg、杆的支持力F2和绳AO与绳BO拉力的合力F,作出力的示意图如图甲所示. 当重力不变、杆与竖直方向的夹角不变时,杆的支持力F2不变,绳AO与绳BO拉力的合力F也不变,仍沿OD方向,故C、D错误;
当A点逐渐靠近D点时,将绳AO和绳BO的拉力合成如图乙所示,可知绳AO的拉力逐渐增大,绳BO的拉力逐渐减小,故A正确,B错误.] 10.CD[当对B施加一水平力F使B缓慢地运动时,拉力F与绳子上的力的合力与物块B的重力相平衡,对B受力分析可知,当绳子偏离竖直方向的角度逐渐增大时,绳子上的拉力会逐渐增大,故绳子拉A的力也会增大,如果原来A受到沿斜面向上的摩擦力,则当拉力增大时,该摩擦力就会先减小,减小到0时再反向增大,选项A错误;
滑轮会受到两侧绳子对它的弹力的作用,这两个力的合力的方向是变化的,故绳对滑轮的作用力是变化的,选项B错误;
对物块A、B和斜面体整体,水平方向的拉力F在逐渐增大,故地面对斜面体的摩擦力一直增大,选项C正确;
由于外力F沿水平方向,故竖直方向上整体受到的力是不变的,即地面对斜面体的支持力保持不变,选项D正确.] 11.D[据力的三角形定则可知,圆柱a处于初状态时,圆柱a受到的支持力FN==2G,拉力F==G;
当圆柱a缓慢滑动时,θ增大,拉力F=减小;
当圆柱a滑到圆柱b的顶端时,圆柱a受到的拉力最小,为0,故A、B错误;
圆柱a受到的支持力FN=,θ增大,则支持力减小,故开始时支持力最大为2G,滑到b的顶端时支持力最小为G,故C错误,D正确.] 资