2019年高考物理總復(fù)習 2-6專題 平衡物體的臨界狀態(tài)與極值問題訓(xùn)練試題 新人教版.doc

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2019年高考物理總復(fù)習 2-6專題 平衡物體的臨界狀態(tài)與極值問題訓(xùn)練試題 新人教版1(單選)(xx淮安一模)如圖所示，用OA、OB兩根輕繩將物體懸于兩豎直墻之間，開始時OB繩水平現(xiàn)保持O點位置不變，改變OB繩長使繩端由B點緩慢上移至B點，此時OB與OA之間的夾角mg5 N，所以桿對環(huán)的彈力FN垂直桿向下，桿對環(huán)還有沿桿向下的靜摩擦力Ff，則FN與Ff的合力應(yīng)豎直向下，大小為F合Fmg5 N，所以FNF合cos30 N，F(xiàn)fF合sin302.5 N綜上可知選項D正確答案D5(單選)(xx洛陽高三年級統(tǒng)一考試)三個相同的輕彈簧a、b、c連接成如圖所示的形式，其中a、b兩彈簧間的夾角為120，且a、b對結(jié)點處質(zhì)量為m的小球的拉力均為F(F0)在P點剪斷彈簧c的瞬間，小球的加速度可能是()A大小為g，方向豎直向下B大小為F/m，方向豎直向上C大小為(Fmg)/m，方向豎直向下D大小為(mgF)/m，方向豎直向下解析在P點剪斷彈簧c的瞬間，小球所受合外力為2Fcos60mgFmg，方向豎直向上或mg2Fcos60mgF，方向豎直向下，由牛頓第二定律得，其加速度為(Fmg)/m，方向豎直向上或(mgF)/m，方向豎直向下，選項D正確答案D6(多選)如圖所示，用一根細線系住重力為G、半徑為R的球，其與傾角為的光滑斜面劈接觸，處于靜止狀態(tài)，球與斜面的接觸面非常小，當細線懸點O固定不動，斜面劈從圖示位置緩慢水平向左移動直至繩子與斜面平行的過程中，下述正確的是()A細繩對球的拉力先減小后增大B細繩對球的拉力先增大后減小C細繩對球的拉力一直減小D細繩對球的拉力最小值等于Gsin解析以小球為研究對象，其受力分析如圖所示，因題中“緩慢”移動，故小球處于動態(tài)平衡，由圖知在題設(shè)的過程中，F(xiàn)T一直減小，當繩子與斜面平行時FT與FN垂直，F(xiàn)T有最小值，且FTminGsin，故選項C、D正確答案CD7(單選)(xx南京四校高三階段調(diào)研)如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下從半球形容器最低點緩慢移近最高點設(shè)滑塊所受的支持力為FN，OP與水平方向的夾角為.下列關(guān)系正確的是()AF緩慢增大 BF緩慢減小CFN不變 DFN緩慢減小解析以小滑塊為研究對象，進行受力分析，小滑塊受重力G、支持力FN和水平推力F的作用，如圖所示小滑塊從半球形容器最低點緩慢移近最高點的過程中，角逐漸減小，根據(jù)物體的平衡條件可得：FNsinG，F(xiàn)NcosF，因為角逐漸減小，所以FN逐漸增大，選項C、D錯誤；F緩慢增大，選項A正確，選項B錯誤答案A8(多選)如圖所示，質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上，通過最高點處的釘子用水平細線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B.以下說法正確的有()AA對地面的壓力等于(Mm)gBA對地面的摩擦力方向向左CB對A的壓力大小為mgD細線對小球的拉力大小為mg解析對整體受力分析，可以確定A與地面間不存在摩擦力，地面對A的支持力等于A、B的總重力；再對B受力分析，借助兩球心及釘子位置組成的三角形，根據(jù)幾何關(guān)系和力的合成分解知識求得A、B間的彈力大小為mg，細線的拉力大小為mg.答案AC9(單選)如圖所示，AC、CD、BD為三根長度均為l的輕繩，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2l.現(xiàn)在C點上懸掛一個質(zhì)量為m的重物，為使CD輕繩保持水平，在D點上可施加力的最小值為()Amg B.mgC.mg D.mg解析對C點進行受力分析，如圖所示，由平衡條件及幾何知識可知，輕繩CD對C點的拉力大小為FCDmgtan30，對D點進行受力分析，輕繩CD對D點的拉力大小為F2FCDmgtan30，F(xiàn)1方向一定，則當F3垂直于繩BD時，F(xiàn)3最小，由幾何關(guān)系可知，F(xiàn)3FCDsin60mg.答案C10(多選)(xx東北三省四市教研聯(lián)合高考模擬)如圖甲所示，A為一截面為等腰三角形的斜劈，其質(zhì)量為M，兩個底角均為30.兩個完全相同的、質(zhì)量均為m的小物塊p和q恰好能沿兩側(cè)面勻速下滑若現(xiàn)在對兩物塊同時施加一平行于側(cè)面的恒力F1、F2，且F1F2，如圖乙所示，則在p和q下滑的過程中，下列說法正確的是()A斜劈A仍舊保持靜止，且不受到地面的摩擦力作用B斜劈A仍舊保持靜止，且受到地面向右的摩擦力作用C斜劈A仍舊保持靜止，對地面的壓力大小為(Mm)gD斜劈A仍舊保持靜止，對地面的壓力大小大于(Mm)g解析對圖甲的整體研究，地面對斜劈的支持力等于(M2m)g，地面對斜劈的摩擦力為0；施加F1和F2后，p和q對斜壁作用力不變，則斜劈的受力不變，仍保持靜止，故選項A、D正確答案AD11(單選)如圖所示，兩根等長的繩子AB和BC吊一重物靜止，兩根繩子與水平方向夾角均為60.現(xiàn)保持繩子AB與水平方向的夾角不變，將繩子BC逐漸緩慢地變化到沿水平方向，在這一過程中，繩子BC的拉力變化情況是()A增大 B先減小，后增大C減小 D先增大，后減小解析方法一對力的處理(求合力)采用合成法，應(yīng)用合力為零求解時采用圖解法(畫動態(tài)平行四邊形法)作出力的平行四邊形，如圖甲所示由圖可看出，F(xiàn)BC先減小后增大方法二對力的處理(求合力)采用正交分解法，應(yīng)用合力為零求解時采用解析法如圖乙所示，將FAB、FBC分別沿水平方向和豎直方向分解，由兩方向合力為零分別列出：FABcos60FBCsin，F(xiàn)ABsin60FBCcosFB，聯(lián)立解得FBCsin(30)，顯然，當60時，F(xiàn)BC最小，故當增大時，F(xiàn)BC先減小后增大答案B12(xx江西師大附中臨川一中高三聯(lián)考)兩個可視為質(zhì)點的小球a和b，用質(zhì)量可忽略的剛性細桿相連放置在一個光滑的半球面內(nèi)，如圖所示，已知細桿長度是球面半徑的倍，當兩球處于平衡狀態(tài)時，細桿與水平面的夾角15，則小球a和b的質(zhì)量之比為_解析對a和b兩小球，由平衡條件，聯(lián)立解得：，由此解得mamb1.答案113.如圖所示，兩個完全相同的球，重力大小均為G，兩球與水平地面間的動摩擦因數(shù)為，且假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，一根輕繩兩端固結(jié)在兩個球上，在繩的中點施加一個豎直向上的拉力，當繩被拉直后，兩段繩間的夾角為，問當F至少為多少時，兩球?qū)l(fā)生滑動？解析對結(jié)點O受力分析如圖甲所示，由平衡條件得：F1F2對任一球(如右球)受力分析如圖乙所示，球發(fā)生滑動的臨界條件是：F2sinFN又F2cosFNG聯(lián)立解得F答案14.如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的小環(huán)套在一水平放置的粗糙長桿上，兩根長度均為l的輕繩一端系在小環(huán)上，另一端系在質(zhì)量為M的木塊上，兩個小環(huán)之間的距離也為l，小環(huán)保持靜止求：(1)小環(huán)對桿的壓力；(2)小環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)至少為多大？解析(1)對兩小球和木塊整體由平衡條件，得2FN(M2m)g0，解得FNMgmg由牛頓第三定律得，小環(huán)對桿的壓力為FNMgmg(2)對M由平衡條件，得2FTcos30Mg0小環(huán)剛好不滑動，此時小環(huán)受到的靜摩擦力達到最大值，則FTsin30FN0解得動摩擦因數(shù)至少為答案(1)Mgmg(2)