2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题2.4动态平衡问题提高篇含解析

四．动态平衡问题（提高篇）

一．选择题

1.（6分）（2019湖北黄冈三模）《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，不计一切阻力，重力加速度大小为g。关于王进从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．工人对绳的拉力一直变大 B．绳OD的拉力一直变小

C．OD、CD两绳拉力的合力大小等于mg

D．当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力为

mg

【参考答案】CD【名师解析】对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析如图所示，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。根据几何知识知：θ+2α＝90°，由正弦定理可得

两绳拉力的合力大小等于mg，故C正确；

α＝30°时，θ＝30°，则2F2cos30°＝mg，可得F2＝

mg，故D正确。

，α增大，θ减小，则F1增大，F2减小，故AB错误；

2（2019广东惠州第三次调研）某建筑工地需要把货物提升到高处，采取如图所示的装置。光滑的轻滑轮用

细绳OO’悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂货物a，人拉绳的另一端缓慢向右运动达到提升货物的目的。在人向右缓慢运动的过程中，则 （ ）

A. 人对水平面的压力保持不变 B. 细绳OO’的张力逐渐变小 C. 细绳OO’的张力逐渐变大 D. 细绳对人的拉力大小保持不变 【参考答案】BD

【命题意图】本题考查平衡条件、受力分析、力的合成与分解及其相关知识点

【解题思路】拉力等于货物重力不变，细绳对人的拉力大小保持不变，选项D正确；在人向右缓慢运动的过程中，细绳与水平面夹角逐渐减小，拉力沿水平方向分力逐渐增大，沿竖直方向分力逐渐减小，对人受力分析，由平衡条件可知，水平面对人的支持力逐渐增大，由牛顿第三定律可知人对水平面的压力逐渐增大，选项A错误；在人向右缓慢运动的过程中，滑轮两侧的细绳夹角逐渐增大，滑轮两侧的细绳拉力的合力逐渐减小，对滑轮由平衡条件可知，细绳OO’的张力逐渐变小，选项B正确C错误。

3、(2019陕西西安三模)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的上表面刚好水平。现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，且相对木板没有发生移动，与原位置相比（ ）

A．A对B的作用力减小 C．板对B的摩擦力减小

B．B对A的摩擦力不变 D．板对B的作用力减小

【参考答案】B【名师解析】设板与水平地面的夹角为α。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、摩擦力的合力仍然与A的重力大小相等，方向相反，则B

对A的作用力保持不变。根据牛顿第三定律可知，A对B的作用力也不变，选项A错误；结合对A选项的分析可知，开始时物体A不受B对A的摩擦力，木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置后受到的B对A的摩擦力作用，故B错误；以AB整体为研究对象，分析受力情况如图2：总重力GAB、板的支持力N2和摩擦力f2，板对B的作用力是支持力N2和摩擦力f2的合力。

由平衡条件分析可知，板对B的作用力大小与总重力大小相等，保持不变。N2＝GABcosα， f2＝GABsinα，α减小，N2增大，f2减小，选项C正确，D错误。

4.（2019山西吕梁期末）如图，1/4光滑圆轨道竖直固定在水平地面上，O为圆心，A为轨道上的一点，OA与水平面夹角为30°。小球在拉力F作用下始终静止在A点。当拉力方向水平向左时，拉力F的大小为10当将拉力F在竖直平面内转至沿圆轨道切线方向时，拉力F的大小为( )

N。

A．5N B．15N C．10N D．10N

【参考答案】A

【名师解析】当拉力水平向左时，受到竖直向下的重力，沿OA向外的支持力，以及拉力F，如图所示，根据矢量三角形可得

，A正确。

当拉力沿圆轨道切线方向时，受力如图所示，根据矢量三角形可得

5.（2019陕西渭南质检）如图所示，在光滑水平地面上与竖直墙壁平行放置一个截面为四分之一圆的光滑柱状物体A，A与竖直墙壁之间悬放一个光滑圆球B，为使整个装置处于静止状态，需对A右侧竖直面施加一水平向左的推力现将A向左移动一段较小的距离使整个装置仍保持静止状态，关于移动前后两个静止状态受力情况的比较，下列说法正确的是（ ）

A. 推力F变小 C. 墙壁对B的弹力变大 【参考答案】A

B. 地面受到的压力变小 D. A对B的弹力变大

【名师解析】先以小球为研究对象，分析受力情况，当柱状物体向左移动时，由图1看出， 柱状物体对球的弹力

与墙对球的弹力

与竖直方向的夹角减小，

均减小。则由牛顿第三定律得知，球对柱状物体的弹力减小。

再对整体分析受力如图2所示，由平衡条件得知，

，推力F变小。地面对整体的支持力

，保持不变。故A正确。

【关键点拨】先以小球为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件，运用图解法得到柱状物体对球的弹力和墙对球的弹力如何变化，再对整体研究，分析推力F和地面的支持力如何变化．

本题首先要对对小球受力分析，根据共点力平衡条件列式求解出小球受到的支持力表达式，再进行讨论再