2019年高考物理总复习 2-6专题 平衡物体的临界状态与极值问题训练试题 新人教版.doc

2019年高考物理总复习 2-6专题 平衡物体的临界状态与极值问题训练试题 新人教版1(单选)(xx淮安一模)如图所示，用OA、OB两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳端由B点缓慢上移至B点，此时OB与OA之间的夹角mg5 N，所以杆对环的弹力FN垂直杆向下，杆对环还有沿杆向下的静摩擦力Ff，则FN与Ff的合力应竖直向下，大小为F合Fmg5 N，所以FNF合cos30 N，FfF合sin302.5 N综上可知选项D正确答案D5(单选)(xx洛阳高三年级统一考试)三个相同的轻弹簧a、b、c连接成如图所示的形式，其中a、b两弹簧间的夹角为120，且a、b对结点处质量为m的小球的拉力均为F(F0)在P点剪断弹簧c的瞬间，小球的加速度可能是()A大小为g，方向竖直向下B大小为F/m，方向竖直向上C大小为(Fmg)/m，方向竖直向下D大小为(mgF)/m，方向竖直向下解析在P点剪断弹簧c的瞬间，小球所受合外力为2Fcos60mgFmg，方向竖直向上或mg2Fcos60mgF，方向竖直向下，由牛顿第二定律得，其加速度为(Fmg)/m，方向竖直向上或(mgF)/m，方向竖直向下，选项D正确答案D6(多选)如图所示，用一根细线系住重力为G、半径为R的球，其与倾角为的光滑斜面劈接触，处于静止状态，球与斜面的接触面非常小，当细线悬点O固定不动，斜面劈从图示位置缓慢水平向左移动直至绳子与斜面平行的过程中，下述正确的是()A细绳对球的拉力先减小后增大B细绳对球的拉力先增大后减小C细绳对球的拉力一直减小D细绳对球的拉力最小值等于Gsin解析以小球为研究对象，其受力分析如图所示，因题中“缓慢”移动，故小球处于动态平衡，由图知在题设的过程中，FT一直减小，当绳子与斜面平行时FT与FN垂直，FT有最小值，且FTminGsin，故选项C、D正确答案CD7(单选)(xx南京四校高三阶段调研)如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点设滑块所受的支持力为FN，OP与水平方向的夹角为.下列关系正确的是()AF缓慢增大 BF缓慢减小CFN不变 DFN缓慢减小解析以小滑块为研究对象，进行受力分析，小滑块受重力G、支持力FN和水平推力F的作用，如图所示小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点的过程中，角逐渐减小，根据物体的平衡条件可得：FNsinG，FNcosF，因为角逐渐减小，所以FN逐渐增大，选项C、D错误；F缓慢增大，选项A正确，选项B错误答案A8(多选)如图所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B.以下说法正确的有()AA对地面的压力等于(Mm)gBA对地面的摩擦力方向向左CB对A的压力大小为mgD细线对小球的拉力大小为mg解析对整体受力分析，可以确定A与地面间不存在摩擦力，地面对A的支持力等于A、B的总重力；再对B受力分析，借助两球心及钉子位置组成的三角形，根据几何关系和力的合成分解知识求得A、B间的弹力大小为mg，细线的拉力大小为mg.答案AC9(单选)如图所示，AC、CD、BD为三根长度均为l的轻绳，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2l.现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD轻绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为()Amg B.mgC.mg D.mg解析对C点进行受力分析，如图所示，由平衡条件及几何知识可知，轻绳CD对C点的拉力大小为FCDmgtan30，对D点进行受力分析，轻绳CD对D点的拉力大小为F2FCDmgtan30，F1方向一定，则当F3垂直于绳BD时，F3最小，由几何关系可知，F3FCDsin60mg.答案C10(多选)(xx东北三省四市教研联合高考模拟)如图甲所示，A为一截面为等腰三角形的斜劈，其质量为M，两个底角均为30.两个完全相同的、质量均为m的小物块p和q恰好能沿两侧面匀速下滑若现在对两物块同时施加一平行于侧面的恒力F1、F2，且F1F2，如图乙所示，则在p和q下滑的过程中，下列说法正确的是()A斜劈A仍旧保持静止，且不受到地面的摩擦力作用B斜劈A仍旧保持静止，且受到地面向右的摩擦力作用C斜劈A仍旧保持静止，对地面的压力大小为(Mm)gD斜劈A仍旧保持静止，对地面的压力大小大于(Mm)g解析对图甲的整体研究，地面对斜劈的支持力等于(M2m)g，地面对斜劈的摩擦力为0；施加F1和F2后，p和q对斜壁作用力不变，则斜劈的受力不变，仍保持静止，故选项A、D正确答案AD11(单选)如图所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60.现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是()A增大 B先减小，后增大C减小 D先增大，后减小解析方法一对力的处理(求合力)采用合成法，应用合力为零求解时采用图解法(画动态平行四边形法)作出力的平行四边形，如图甲所示由图可看出，FBC先减小后增大方法二对力的处理(求合力)采用正交分解法，应用合力为零求解时采用解析法如图乙所示，将FAB、FBC分别沿水平方向和竖直方向分解，由两方向合力为零分别列出：FABcos60FBCsin，FABsin60FBCcosFB，联立解得FBCsin(30)，显然，当60时，FBC最小，故当增大时，FBC先减小后增大答案B12(xx江西师大附中临川一中高三联考)两个可视为质点的小球a和b，用质量可忽略的刚性细杆相连放置在一个光滑的半球面内，如图所示，已知细杆长度是球面半径的倍，当两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角15，则小球a和b的质量之比为_解析对a和b两小球，由平衡条件，联立解得：，由此解得mamb1.答案113.如图所示，两个完全相同的球，重力大小均为G，两球与水平地面间的动摩擦因数为，且假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，一根轻绳两端固结在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳间的夹角为，问当F至少为多少时，两球将会发生滑动？解析对结点O受力分析如图甲所示，由平衡条件得：F1F2对任一球(如右球)受力分析如图乙所示，球发生滑动的临界条件是：F2sinFN又F2cosFNG联立解得F答案14.如图所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为M的木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止求：(1)小环对杆的压力；(2)小环与杆之间的动摩擦因数至少为多大？解析(1)对两小球和木块整体由平衡条件，得2FN(M2m)g0，解得FNMgmg由牛顿第三定律得，小环对杆的压力为FNMgmg(2)对M由平衡条件，得2FTcos30Mg0小环刚好不滑动，此时小环受到的静摩擦力达到最大值，则FTsin30FN0解得动摩擦因数至少为答案(1)Mgmg(2)