2019年高考物理双基突破 专题11 动态平衡与平衡中的极值和临界问题精练_1

1、2019年高考物理双基突破 专题11 动态平衡与平衡中的极值和临界问题精练专题十一动态平衡与平衡中的极值和临界问题（精练）1如图所示，一物块静止在粗糙的斜面上现用一水平向右的推力F推物块，物块仍静止不动。则A斜面对物块的支持力一定变小B斜面对物块的支持力一定变大C斜面对物块的静摩擦力一定变小D斜面对物块的静摩擦力一定变大【答案】B2如图为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图。一根轻绳跨过光滑的动滑轮，轻绳的一端系在位置A处，动滑轮的下端挂上重物，轻绳的另一端挂在起重机的吊钩C处，起吊重物前，重物处于静止状态。起吊重物过程是这样的：先让吊钩从位置C竖直向上缓慢地移动到位置B，然后再让吊钩从位置

2、B水平向右缓慢地移动到D，最后把重物卸在某一个位置。则关于轻绳上的拉力大小变化情况，下列说法正确的是A吊钩从C向B移动过程中，轻绳上的拉力不变B吊钩从B向D移动过程中，轻绳上的拉力变小C吊钩从C向B移动过程中，轻绳上的拉力变大D吊钩从B向D移动过程中，轻绳上的拉力不变【答案】A【解析】由C到B时，两绳夹角不变，故绳子拉力不变，由B到D时，两绳夹角增大，2FTcosmg，绳子拉力增大。3如图所示，质量为M的木块A套在粗糙水平杆上，并用轻绳将木块A与质量为m的小球B相连。现用水平力F将小球B缓慢拉起，在此过程中木块A始终静止不动。假设杆对A的支持力为FN，杆对A的摩擦力为Ff，绳中张力为FT，则此

3、过程中AF增大BFf不变CFT减小DFN减小【答案】A4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绳长使绳末端由B点缓慢上移至B点，此时OB与OA之间的夹角<90。设此过程中OA、OB的拉力分别为FOA、FOB，下列说法正确的是AFOA逐渐增大BFOA逐渐减小CFOB逐渐增大DFOB逐渐减小【答案】B【解析】以结点O为研究对象，受力如图所示，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，由图看出，FOA逐渐减小，FOB先减小后增大，当90时，FOB最小，选项B正确。5在粗糙水

4、平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙面间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现对B施加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的摩擦力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中AF1保持不变，F3缓慢增大BF1缓慢增大，F3保持不变CF2缓慢增大，F3缓慢增大DF2缓慢增大，F3保持不变【答案】C6有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑。AO上面套有小环P，OB上面套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示。现

5、将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和细绳上的拉力FT的变化情况是AFN不变，FT变大BFN不变，FT变小CFN变大，FT变大DFN变大，FT变小【答案】B7如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后AF1不变，F2变大BF1不变，F2变小CF1变大，F2变大DF1变小，F2变小【答案】A【解析】如果维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持两轻绳等长且悬挂点不

6、变，根据物体的平衡条件可知，木板静止时，木板受到的合外力始终为零，因此木板所受合力的大小F1始终不变，由力的平行四边形定则可知，当两绳的合力大小不变，在剪短轻绳后，由于悬点不变，使两绳之间的夹角变大，而合力不变，所以两绳上的分力F2变大，由此可知该题答案为A，选项B、C、D皆不正确。8固定在水平面上的光滑半球半径为R，球心O的正上方C处固定一个光滑定滑轮（大小可忽略），细线一端拴一小球（可视为质点）置于半球面上A点，另一端绕过定滑轮，如图所示，现将小球缓慢地从A点拉向B点，则此过程中小球对半球的压力大小FN、细线的拉力大小FT的变化情况是AFN不变，FT不变BFN不变，FT变大CFN不变，FT

7、变小DFN变大，FT变小【答案】C9如图所示，有一倾角30的斜面体B，质量为M。质量为m的物体A静止在B上。现用水平力F推物体A，在F由零逐渐增加至mg再逐渐减为零的过程中，A和B始终保持静止。对此过程下列说法正确的是A地面对B的支持力大于（Mm）gBA对B的压力的最小值为mg，最大值为mgCA所受摩擦力的最小值为0，最大值为DA所受摩擦力的最小值为mg，最大值为mg【答案】B【解析】因为A、B始终保持静止，对A、B整体受力分析可知，地面对B的支持力一直等于(Mm)g，A错误。当F0时，A对B的压力最小，为mgcos30mg；当Fmg时，A对B的压力最大，为mgcos30Fsin30mg，B正

8、确。当Fcos30mgsin30时，即Fmg时，A所受摩擦力为0，当F0时，A所受摩擦力大小为mg，方向沿斜面向上，当Fmg时，A所受摩擦力大小为mg，方向沿斜面向下，选项C、D错误。10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F1和球对斜面的压力F2的变化情况是AF1先增大后减小，F2一直减小BF1先减小后增大，F2一直减小CF1和F2都一直减小DF1和F2都一直增大【答案】B11如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中（该过程小球未脱

9、离球面），木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是AF1增大，F2减小BF1增大，F2增大CF1减小，F2减小DF1减小，F2增大【答案】B【解析】作出球在某位置时的受力分析图，如图所示，在小球运动的过程中，F1的方向不变，F2与竖直方向的夹角逐渐变大，画力的动态平行四边形，由图可知F1、F2均增大，选项B正确。12（多选）如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则A绳OO的张力也在一定范围内变化

10、B物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化【答案】BD13（多选）如图所示，半径相同、质量相同且分布均匀的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力均为G，其中b的下一半刚好固定在水平面MN的下方，上边露出另一半，a静止在平面上，现过a的轴心施以水平作用力F，可缓慢地将a拉离水平面MN一直滑到b的顶端，对该过程进行分析，应有A拉力F先增大后减小，最大值是GB开始时拉力F最大为G，以后逐渐减小为0Ca、b间压力由0逐渐增大，最大为GDa、b间的压力开始最大为2G，而后逐渐减小到G【答案】BD【解析】根据几何关系可知：s

11、in，30，对a受力分析，如图所示，应用平衡条件，FG，之后a缓慢移动过程中，两轴心连线与竖直方向的夹角越来越小，由图可知：FN一直变小，F也一直变小，可得拉力从最大值FmG逐渐减小为0，选项A错误、B正确；a、b间的压力开始时最大为FN2G，而后逐渐减小到G，选项C错误、D正确。14（多选）如图所示，用一轻绳将光滑小球系于竖直墙壁上的O点，现用一细杆压在轻绳上紧贴墙壁从O点缓慢下移，下列说法正确的是A轻绳对小球的拉力逐渐减小B轻绳对小球的拉力逐渐增大C小球对墙壁的压力逐渐减小D小球对墙壁的压力逐渐增大【答案】BD15如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量

12、为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2，不考虑工人与墙壁间的摩擦力，则AF1GsinBF2GtanC若缓慢减小悬绳的长度，F1与F2的合力变大D若缓慢减小悬绳的长度，F1减小，F2增大【答案】B16（多选）一铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止。则在这一过程中A水平拉力F变大B细线的拉力不变C铁架台对地面的压力变大D铁架台所受地面的摩擦力变大【答案】AD【解析】对小球受力分析，受拉力、重力、水平力F，根据平衡条件，有：Fmgtan，逐渐增大则F

13、逐渐增大，故A正确；由图可知，细线的拉力FT，增大，FT增大，故B错误；以整体为研究对象，根据平衡条件得FfF，则Ff逐渐增大FN（Mm）g，FN保持不变故D正确，C错误。17如图所示，重50N的物体A放在倾角为37的粗糙斜面上，有一根原长为10cm、劲度系数为800N/m的弹簧，其一端固定在斜面顶端，另一端连接物体A后，弹簧长度变为14cm，现用一测力计沿斜面向下拉物体，若物体A与斜面间的最大静摩擦力为20N，当弹簧的长度仍为14cm时，测力计的读数不可能为（sin370.6，cos370.8）A10NB20NC40ND0【答案】C18如图所示，两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ，OP竖直放置

14、，小球a、b固定在轻弹簧的两端。水平力F作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态现保证b球不动，使挡板OP向右缓慢平移一小段距离，则A弹簧变长B弹簧变短C力F变大Db对地面的压力变大【答案】A【解析】选a球为研究对象，受力分析如图所示，由画出的平行四边形可知，挡板的弹力FN变小，弹力F逐渐减小，即弹簧的压缩量变短，弹簧变长，选项A正确，B错误；选a球、b球整体为研究对象，由平衡条件可知，F变小，b对地面的压力不变，选项C、D均错。19（多选）如图所示，横截面为直角三角形的斜劈A，底面靠在粗糙的竖直墙面上，力F指向球心水平作用在光滑球B上，系统处于静止状态，当力F增大时，系统还保持静止，则下列说法

15、正确的是AA所受合外力增大BA对竖直墙壁的压力增大CB对地面的压力一定增大D墙面对A的摩擦力可能变为零【答案】BCD20如图所示，吊环运动员将吊绳与竖直方向分开相同的角度，重力大小为G的运动员静止时，左边绳子张力为T1，右边绳子张力为T2。则下列说法正确的是AT1和T2是一对作用力与反作用力B吊绳与竖直方向的夹角减小时，T1和T2都会变小CT2一定大于GDT1T2G【答案】B21（多选）如图是简易测水平风速的装置，轻质塑料球用细线悬于竖直杆顶端O，当水平风吹来时，球在水平风力F的作用下飘起来。F与风速v成正比，当v3m/s时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角45，则A当风速v3m/s时，F的大

16、小恰好等于球的重力B当风速v6m/s时，90C水平风力F越大，球平衡时，细线所受拉力越小D换用半径相等，但质量较大的球，则当45时，v大于3m/s【答案】AD【解析】对小球受力分析，小球受重力、风力和拉力处于平衡，当细线与竖直方向的夹角45时，根据平行四边形定则知，风力Fmg，故A正确。当风速为6m/s，则风力为原来的2倍，即为2mg，根据平行四边形定则知，tan2，90，故B错误。拉力FT，水平风力越大，平衡时，细线与竖直方向的夹角越大，则细线的拉力越大，故C错误。换用半径相等，但质量较大的球，知重力变大，当45时，风力Fmg，可知风力增大，所以v大于3m/s，故D正确。22（多选）如图所示

17、，质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，当小球B平衡时，绳子所受的拉力为T1，弹簧的弹力为F1；现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2>k1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为T2，弹簧的弹力为F2，则下列关于T1与T2、F1与F2大小之间的关系，正确的是AT1>T2BT1T2CF1<F2DF1F2【答案】BC23一盏电灯重力为G，悬于天花板上A点，在电线O处系一细线OB，使电线OA与竖直方向的夹角为30，如图所示，现保持角不变，缓慢调整OB方向至OB线拉力最小为

18、止，此时OB与水平方向的夹角等于多少？最小拉力是多少？【答案】30G/2【解析】对电灯受力分析如图所示，据三力平衡特点可知：OA、OB对O点的作用力TA、TB的合力T与G等大反向，即TG在OTBT中，TOTB90又OTTBTOA，故OTBT180（90）90由正弦定理得联立解得TB因不变，故当30时，TB最小，且TBGsinG/2。24质量为M的木楔倾角为，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑如果用与木楔斜面成角的力F拉着木块匀速上升，如图所示，已知木楔在整个过程中始终静止。（1）当时，拉力F有最小值，求此最小值；（2）求在（1）的情况下木楔对水平面的摩擦力是多少？【答案】（1）mgsin2（2）mgsin4（2）因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即FfFcos（）当F取最小值mgsin2时，FfFmincos2mg