考点3 动态平衡
例题1.答案:B
解析:小球受力分析如图所示,因挡板是缓慢转动,所以小球处于动态平衡状态.在转动过程中,重力、斜面的支持力F2、挡板的弹力F1三力平衡(重力大小方向均不变,斜面的支持力方向不变).由图可知,F1先变小后变大,F2始终变小,再由牛顿第三定律知选项B正确.

变式1.答案:BD


例题2.答案:B


变式2.答案:C


【高考对接】
1.答案:BD
解析:只要物块a质量不变,物块b保持静止,则连接a和b的细绳的张力就保持不变,细绳OO′的张力也就不变,选项A、C错误.对物块b进行受力分析,物块b受到细绳的拉力(不变)、竖直向下的重力(不变)、外力F、桌面的支持力和摩擦力.若F方向不变,大小在一定范围内变化,则物块b受到的支持力和物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化,选项B、D正确.
2.答案:A
解析:以O点为研究对象,设绳OA与竖直方向的夹角为θ,物体的重力为G,根据力的平衡可知,
,随着O点向左移,θ变大,则F逐渐变大,T逐渐变大,选项A正确.
3.答案:C
解析:由于轻环不计重力,故细线对轻环的拉力的合力与圆弧对轻环的支持力等大反向,即沿半径方向;两侧细线对轻环拉力相等,故轻环所在位置对应的圆弧半径在两细线的角平分线上,因为两轻环间的距离等于圆弧的半径,故两轻环与圆弧圆心构成等边三角形;小球对细线的拉力方向竖直向下,由几何知识可知,两轻环间的细线夹角为120°,对小物块进行受力分析,由三力平衡知识可知,小物块质量与小球质量相等,均为m,选项C正确.
4.答案:B

5.答案:AD
解析:以重物为研究对象,受重力mg、OM绳上拉力F2、MN上拉力F1,由题意知,三个力的合力始终为零,矢量三角形如图所示,F1、F2的夹角为π-α不变,在F2转至水平的过程中,矢量三角形在同一外接圆上,由图可知,MN上的张力F1逐渐增大,OM上的张力F2先增大后减小,所以选项A、D正确,B、C错误.

练 习
1.答案:D
解析:根据相互作用力的特点,则台灯对桌子的作用力和桌子对台灯的作用力是一对相互作用力,故选项A错误;台灯静止在水平桌面上,对台灯进行受力分析,台灯受重力、桌面的支持力.若有摩擦力,则不可能处于平衡状态,故选项B错误;对灯头进行受力分析,灯头受重力与支持力,那么旋转点O对灯头的作用力沿竖直方向,故选项C错误;静止状态是一种平衡状态,处于平衡状态的物体受到的力是平衡力,即合力为零,故选项D正确.
2.答案:D
解析:以B为研究对象,受力分析如图甲所示,由图可知,把A向右移动少许,墙对球B的压力F1减小,柱状物体A对球B的支持力F2减小.由牛顿第三定律知,球B对墙的压力减小,球B对柱状物体A的压力减小,选项A、B错误;把A、B作为一个整体,受力分析如图乙所示,由平衡条件得,地面对柱状物体A的摩擦力Ff=F1,地面对柱状物体A的支持力FN=(mA+mB)g.由此可知,地面对柱状物体A的摩擦力减小,地面对柱状物体A的支持力不变,选项C错误,选项D正确.

3.答案:C
解析:由于绳与衣架挂钩间摩擦忽略不计,故挂钩相当于定滑轮,两端的拉力是一定相等的,选项A错误;衣服原来是受重力和两个拉力而平衡,有风力后是四力平衡,两个绳子的拉力的合力与重力、风力的合力相平衡,故两个绳子的拉力的合力变大,即绳对挂钩作用力变大,选项C正确,选项D错误;如果衣服运动到最右端,显然两个绳子的夹角是变化的,而两个绳子的拉力的合力变大,故两个绳子的拉力可能变化,选项B错误.
4.答案:(1)mgsin2θ (2)![]()
解析:木块在木楔斜面上匀速向下运动时,有mgsinθ=μmgcosθ,即μ=tanθ.
(1)因其在力F作用下沿斜面向上匀速运动,则有:

则当α=θ时,F有最小值,即Fmin=mgsin2θ.
(2)因为木块及木楔均处于平衡状态,整体受到地面摩擦力等于F的水平分力,即fm=Fcos(α+θ)
当F取最小值mgsin2θ时,fm=Fmincos2θ=![]()