高一物理必修1动态平衡问题每日一题
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约23320字。
10月1日动态平衡问题
考纲要求:Ⅱ 难易程度:★★★☆☆
如图所示,绳CO、OD、ON结在同一点O,C固定在天花板上,CO绳与天花板成60°角。如果将ON沿墙壁由A至B移动而保持O点的位置不变,设绳CO的拉力为F1,ON拉力为F2,重物重力为G,在将ON绳由A非常缓慢地拉至B的过程中,下列判断正确的是
A.F1逐渐变大,F2先增后减,但它们的合力不变
B.F1 逐渐变大,F2先减后增,但它们的合力不变
C.F1逐渐变小,F2先减后增,但OD绳拉力不变
D.F2的最小值为G/2
【参考答案】BD
【试题解析】对点进行受力分析,抓住两根绳的合力等于物体的重力,大小和方向都不变,绳拉力方向不变,根据平行四边形定则得,如图:
知绳上拉力大小先减小后增大,上的拉力一直变大,所以B正确,AC错误;由图示变化规律可知,当与垂直时,有最小值,且最小值为:,故D正确。
【解题必备】动态平衡问题中常出现“缓慢”一词,表示发生变化后有足够的时间恢复平衡状态,故而可认为全过程都处于平衡状态。解动态平衡问题的常用方法有两种:
(1)图解法。包括使用平行四边形定则、三角形定则作出受力图示,并作出力的变化情况,由图直接得到变化趋势。使用三角形定则时,各力作为三角形的三边,联系更紧密,几何关系更直接,比使用平行四边形定则能更清楚地得到结论。
(2)解析法。由正交分解,根据平衡条件列式,得到结论式后,应用数学知识进行分析讨论。
此类问题常涉及求解最值,这就要求能分清图示中的几何关系(常用到垂直、相似)并熟练掌握三角函数(正弦定理、余弦定理、常用三角函数运算公式)知识。
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和球对斜面的压力的变化情况是
A.先增大后减小,一直减小
B.先减小后增大,一直减小
C.和都一直减小
D.和都一直增大
如图所示,质量分别为M、m的物体A、B用细绳连接后跨过光滑的定滑轮,A静止在倾角为30°的斜面上,已知M=2m,现将斜面倾角由30°增大到35°,系统仍保持静止。此过程中,下列说法正确的是
A.细绳对A的拉力将增大
B.物体A受到的静摩擦力先减小后增大
C.物体A对斜面的压力将减小
D.滑轮受到的绳的作用力将增大
如图所示,物体A的质量大于B的质量,绳子的质量、绳与滑轮间的摩擦可不计,A、B恰好处于平衡状态,如果将悬点P靠近Q少许,则物体B的运动情况是
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