高考物理一轮复习 第二章 微专题11 铰链或挂钩（滑轮）的平衡问题

铰链或挂钩（滑轮）的平衡问题1考点及要求：(1)共点力的平衡()；(2)力的合成与分解().2.方法与技巧：(1)中间没有打结的轻绳上各处的张力大小都是一样的，如果绳子打结，则以结点为界，不同位置上的张力大小可能不一样；(2)通过滑轮、圆环或挂钩连接的绳子两端拉力相等(一般不计摩擦力)，且平衡时两绳与水平方向的夹角相等；(3)杆可分为固定杆和活动杆，固定杆的弹力方向不一定沿杆，弹力方向视具体情况而定，带铰链的活动杆只能起到“拉”和“推”的作用，弹力的方向一定沿杆1(铰链的平衡问题)(多选)如图1所示，一段不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮O连接在轻质硬杆的B端，杆的A端用铰链固定，滑轮在A点正上方，B端用另一段轻绳吊一重物P，现施加拉力F将B端缓慢上拉(绳均未断)，在杆达到一竖直位置前()图1A拉力F逐渐变小B拉力F逐渐变大C杆中的弹力大小不变D杆中的弹力逐渐变大2(挂钩的平衡问题)(多选)如图2所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态如果保持绳子A端位置不变，将B端分别移动到不同的位置下列判断正确的是()图2AB端移到B1位置时，绳子张力不变BB端移到B2位置时，绳子张力变小CB端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大DB端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小3(滑轮的平衡问题)(多选)如图3所示，一根绳子一端固定于竖直墙上的A点，另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B，其中绳子的PA段处于水平状态，另一根绳子一端与动滑轮P的轴相连，绕过光滑的定滑轮Q后在其端点O施加一水平向左的外力F，使整个系统处于平衡状态，滑轮均为光滑、轻质，且均可看做质点，现拉动绳子的端点O使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态，则该平衡状态与原平衡状态相比较()图3A拉力F增大 B拉力F减小C角不变 D角减小4.如图4所示，杆BC的B端铰接在竖直墙上，C端为滑轮重物G上系一轻绳经过滑轮固定于墙上A点，杆恰好平衡若BC杆、滑轮的质量与摩擦均不计则将绳的A端沿墙向上移动一小段距离，再次达到平衡时()图4A绳的拉力增大，BC杆受压力增大B绳的拉力不变，BC杆受压力增大C绳的拉力不变，BC杆受压力减小D绳的拉力不变，BC杆受压力不变5如图5所示，竖直轻杆AB在细绳AC和水平拉力作用下处于平衡状态若AC加长，使C点左移，AB仍保持平衡状态细绳AC上的拉力T和杆AB受到的压力N与原先相比，下列说法正确的是()图5AT和N都减小 BT和N都增大CT增大，N减小 DT减小，N增大6如图6所示，在固定好的水平和竖直的框架上，A、B两点连接着一根绕过光滑的轻小滑轮的不可伸长的细绳，重物悬挂于滑轮下，处于静止状态若按照以下的方式缓慢移动细绳的端点，则下列判断正确的是()图6A只将绳的左端移向A点，拉力变小B只将绳的左端移向A点，拉力不变C只将绳的右端移向B点，拉力变小D只将绳的右端移向B点，拉力不变7(多选)如图7所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B点，此时OB与OA之间的夹角90.设此过程OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB，则下列说法正确的是()图7AFOA一直减小BFOA一直增大CFOB一直减小DFOB先减小后增大答案解析1AC设物体的重力为G，以B点为研究对象，分析受力情况，如图所示作出力N与F的合力F2，根据平衡条件知，F2F1G.由阴影部分矢量三角形与ABO相似得，则NG，BA、AO、G不变，故N保持不变，同理由得FG，AO、G不变，OB逐渐减小，所以F逐渐减小，故选项A、C正确2AD当杆的位置不变，B端上、下移动时，绳子的夹角是不变的，故绳子上的张力不变，选项A正确，选项B错误；当杆间的距离变小时，绳子间的夹角变小，而合力是不变的，故绳子上的张力变小，选项C错误，选项D正确3AD以动滑轮P为研究对象，AP、BP段绳子受的力始终等于B的重力，两绳子拉力的合力在APB角平分线上，拉动绳子后，动滑轮向上运动，两绳子夹角减小，两拉力的合力增大，故F增大，A项正确，B项错；PQ与竖直方向夹角等于APB的一半，故拉动绳子后角减小，C项错，D项正确4C5A设细绳AC与地面的夹角为，结点A受到三个力的作用，细绳AC的拉力T、水平绳向右的拉力F(大小、方向均不变，等于所挂物体重力的大小mg)、轻杆AB对A点向上的弹力N，根据物体的平衡条件有：T，NFtan mgtan ，因AC加长，C点左移，细绳AC与地面的夹角减小，所以细绳AC的拉力T、轻杆AB对A点向上的弹力N均减小根据牛顿第三定律可知AB受到的压力N与N是作用力与反作用力关系，故AB受到的压力N减小，选项A正确6B设滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角为，绳子的长度为L，B点到墙壁的距离为s，根据几何知识和对称性，得：sin 以滑轮为研究对象，设绳子拉力大小为F，根据平衡条件得：2Fcos mg，得F当只将绳的左端移向A点，s和L均不变，则由式得知，F不变，故A错误，B正确当只将绳的右端移向B点，s增加，而L不变，则由式得知，增大，cos 减小，则由式得知，F增大，故C、D错误7AD以结点O为研究对象，分析受力：重力G、绳OA的拉力FOA和绳BO的拉力FOB，如图所示，根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳OB在两个位置时力的合成图如图所示，由图看出，FOA逐渐减小，FOB先减小后增大，当90时，FOB最小