1、第13练动态平衡问题(时间20分钟)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与地面夹角不变),OC绳所受拉力的大小变化情况是()
2、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
3、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()AF1变大,F2变大 BF1变小,F2变小CF1变大,F2变小 DF1变小,F2变大5如图所示,倾角为的斜面体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
4、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BA、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BCA90,现使BCA缓慢变小,直到BCA30.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
5、弹簧处于水平,轻杆与墙壁成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
6、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:
7、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 G,水平方向有F2F1cos ,联立得F1,F2G cot ,由于小于90,则一定有F1G,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,对O点受力分析可知F压G,F2,F1因角逐渐变大,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
8、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(mAmB)gF sin ,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
9、角形得,且F合G,则有NG,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