第09讲 动态平衡 平衡中的临界与极值问题(练习)(解析版).docx
《第09讲 动态平衡 平衡中的临界与极值问题(练习)(解析版).docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第09讲 动态平衡 平衡中的临界与极值问题(练习)(解析版).docx(14页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第09讲动态平衡 平衡中的临界与极值问题(模拟精练+真题演练)1. (2023江西南昌统考三模)如图所示,一条细线的一端与水平地面上的物体B相连,另一端绕过一轻 质定滑轮与小球A相连,定滑轮用另一条细线固定在天花板上的。点,细线与竖直方向所成的夹角为a, 以下四种情况物体3均保持静止,则()A.若将物体B在地板上左移小段距离,a角将不变B.若将物体B在地板上右移小段距离,a角将变小C.若。8绳与地面夹角为30。,则a角为30。D.若增大小球A的质量,a角将变小【答案】C【详解】AB.对小球A受力分析,受重力和拉力,根据平衡条件,有丁=吆对滑轮分析,受三个拉力,如 图所示,根据平衡条件可知,ZA
2、0B=2a,如果将物体B在水平地面上向左移动稍许,AB仍保持静止,绳子的拉力不变,则NA05减小,故a一定 减小;同理,若将物体3在地板上右移小段距离,a角将变大,故AB错误;C.若绳与地面夹角为30。,则NAO3=60。,可得a角为30。,选项C正确;D.增大小球A的质量,若B仍保持不动,系统仍处于静止状态,a角不变,故D错误。故选C。2. (2023春陕西咸阳高三武功县普集高级中学校考)筷子是我们每日所需的用餐工具。如图所示,用筷 子夹质量为m= 0.5kg的小球,一双筷子均在竖直平面内,且筷子和竖直方向的夹角均为夕= 30。,筷子夹住 小球静止不动,若小球与筷子之间无摩擦,重力加速度g取
3、10m。,下列说法正确的是()Gsin。于 N+Gcos随着。减小,所以/在减小,N在减小;所以,在电磁铁绕转轴。逆时针缓慢转至其左侧对称位置 W 的过程中,配件与电磁铁间的弹力一直减小,摩擦力先增大后减小。AB错误;C.由平衡条件知,配件所受弹力与摩擦力的合力大小始终与配件重力、电磁铁磁力的合力等大反向,由于 重力与磁力二力大小不变,夹角一直增大,所以二力合力逐渐减小,c正确;D.电磁铁对配件的作用力与配件的重力等大反向,保持不变,所以配件对电磁铁的作用力保持不变,D错 误。故选C。11. (2023陕西高三模拟预测)两个相同的灯笼由轻质细绳连接悬挂起来,。为悬挂点,现在对灯笼8施加一拉力(
4、图中未画出),使04段细绳偏离竖直方向的角度为夕。已知两灯笼的质量均为J虚线I与细 绳AB段垂直,虚线II与细绳Q4段垂直,虚线m沿水平方向,虚线IV沿AB方向。不考虑其他外力,若要使对B球施加的拉力最小,则此拉力()A.方向沿虚线I ,大小为/叫sin。C.方向沿虚线III,大小为mgsin。【答案】B【详解】将两个灯笼看成一个整体,B.方向沿虚线H,大/卜为2mgsmeD.方向沿虚线W,大小为2/ngsin。整体受到重力2mg,细绳。4的拉力及对B施加的拉力处于平衡状态,如图所示可知当对B施加的拉力与细绳04垂直,即沿虚线H时,拉力最小,为in =2mgsin8故选B。12. (2023天
5、津模拟预测)质量均匀分布的光滑球A与B通过轻绳连接,跨过两轻质定滑轮悬挂于平台两 侧,初始状态A球与水平面接触且有挤压,B球悬于空中,如图所示,不计轻绳和滑轮间的摩擦,若A发 生均匀的少量膨胀后,两球仍能保持静止状态,则()A.两球的质量不可能相等B.水平面对平台一定有静摩擦力的作用C.膨胀后平台侧面对A弹力变大D.膨胀后A对地面压力会变大【答案】CD【详解】A.对B分析,受到绳子的拉力和重力,则7 对A分析,受到重力加心、绳子斜向右上的拉 力人 平台的弹力尸、水平面的支持力M设e为绳子与竖直方向的夹角,如图所示,该拉力7在竖直方向 上的分力大小与地面的支持力N的合力大小等于其重力2Ag,则有
6、TcosO + N = H2Ag即ggcose + N = mg即mBgcosO h2Ag由上式可知,则有两球的质量有可能相等,A错 误;B.对平台及A、B为整体,则整体在水平方向不受力作用,水平面对平台没有静摩擦力的作用,B错误; CD.膨胀后,。变大,则根据共点力平衡条件可得Tcos8 + N = 2Ag; 7sin8=/由此可知,膨胀后8变大, T不变,地面对A的支持力N变大,由牛顿第三定律可知,A对地面压力会变大;膨胀后平台侧面对A弹 力/增大,选项CD正确。故选CD。13. (2023福建高三预热卷)粗糙水平地面上有一质量为M、倾角为30。的粗糙楔形物体C,斜面上有一 个质量为2机的
7、物块B, B与一轻绳连接,且绕过一固定在天花板上的定滑轮,另一端水平与一结点连接一 个质量为m的小球A,右上方有一拉力片 初始夹角2 = 135。,如图所示。现让拉力厂顺时针缓慢转动90。 且保持Q角大小不变,转动过程B、C始终保持静止。已知B与滑轮间的细绳与斜面平行,重力加速度为g。 下列说法正确的是()aC.物体C对地面的压力先减小再增大D.物体C对地面的摩擦力的最大值为【答案】AC【详解】A.对题图右侧结点处受力分析,。角大小不变,可以使用辅助圆方法判断力的动态变化情况,如通过分析可得耳先增大再减小,尸一直减小,A正确;B.初始状态,对A分析可得绳子拉力耳=幽?,对B分析,可发现4=2z
8、gsin30即一开始B与C间的 静摩擦力为零,故当绳子拉力耳从痛先增大再减小到mg, B、C间的静摩擦力方向一直沿斜面向下且先 增大再减小,B错误;CD.将B、C看成整体,竖直方向有片+ sin30 = (2z + M)g由于先增大再减小,故小先减小再增大, 故物体C对地面的压力先减小再增大,故C正确;D.水平方向上有4cos3。=不当心最大时,即此时歹水平,对A分析可计算得耳a=心四所以在max =吆故D错误。故选AC。1 IlldX 2314. (2023湖南高三期末)如图所示,小球小8质量均为根,用细线相连并悬挂于。点。现用一轻质弹 簧给小球,施加一个拉力凡 使整个装置处于静止状态,且。
9、与竖直方向的夹角为6 = 30。,已知弹簧的劲 度系数为左,重力加速度为g,则弹簧形变量可能为()bOA.螫B.些C.为d.做k2kk2k【答案】AC【详解】根据题意,以小球。、匕整体为研究对象,分析受力,作出尸在几个方向时整体的受力图根据平衡条件可知,尸与6的合力与整体重力2根g总是大小相等、方向相反,由力的合成图可知,当F与 绳子。垂直时,尸有最小值,即图中2位置,尸的最小值为吊=2皿。=帆?根据胡克定律有“”二人. 解得/访=字即弹簧的形变量的取值范围为XN半故选ACoKk15. (2023山东日照统考三模)一质量为用的物块恰好能沿倾角为30。的足够长斜面匀速下滑。物块在沿 斜面匀速下滑
10、的过程中,在竖直平面内给物块一外力尸,尸与水平方向的夹角为。,斜面始终处于静止状 态,如图所示。已知重力加速度为g,下列说法正确的是()A.若二= 0。,物块沿斜面下滑过程中,地面对斜面的摩擦力水平向左B.若a = 60。,物块沿斜面下滑过程中,地面对斜面的摩擦力为零C.若a = 90。,物块仍沿斜面匀速下滑D.若尸推着物块沿斜面匀速上滑,则少的最小值为侬【答案】BC【详解】ABC.未加/时,物块匀速下滑,受力平衡,物块受到重力、支持力和摩擦力的作用,由平衡条件得mg sin 30。= jumg cos30解得物块与斜面间的动摩擦因数=无物块匀速下滑过程中,整体水平方向受 3力平衡,则地面对斜
11、面的摩擦力为零;若】=0。,对物块施加一个水平方向的力,物块下滑过程中对斜面压 力和摩擦力成比例增加,即物块对斜面的作用力方向没有变,则地面对斜面的摩擦力仍为零;若a = 60。, 对物体施加一个垂直于斜面方向的力忆 物块下滑过程中,对斜面的压力增加反 摩擦力增加尸,如图所根据几何关系可知tan6 =/故此时物块对斜面的作用力方向仍向下,地面对斜面的摩擦力为零,在竖直平 F面内给物块一任意方向的外力凡此力/可以分解为垂直于斜面方向的力和沿斜面方向的力,而这两个分力 对斜面的摩擦力均为零,所以无论施加什么方向的力,在B停止运动前,地面对斜面的摩擦力为零,物块 仍沿斜面匀速下滑,故A错误,BC正确
12、;D.若F推着物块沿斜面匀速上滑,设尸与斜面夹角7,根据平衡条件得_ mg sin 0 + /.img cos 0 _ mg sin 0 + /Limg cos 0bcos / = mg sin 0 + (2g cos 6 + 尸 sin /)解得二T cos/-/sin/,1 + 4- sm(一7)厂mg sin 0 + Lim2 cos 0.八八 百所以熊访=尸= gsin20 =亏吆故d错误。故选BC。16. (2023秋陕西榆林,高三校考)如图,在竖直墙壁的左侧水平地面上放置一个边长为。、质量为M=4kg 的正方体ABC,在墙壁和正方体之间放置半径R=0.5m、质量为m的光滑球,正方体
13、和球均保持静止。球 的球心为。,0c与竖直方向的夹角为仇 正方体的边长。穴,正方体与水平地面的动摩擦因数二05已知 重力加速度g= 10m/s2, sin37=0.6, cos37=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)若叙37。、m=2kg,求正方体M受到地面的摩擦力大小;(2)若叙37。,保持球的半径不变,只增大球的质量,为了不让正方体出现滑动,求光滑球质量的最大值;(3)改变正方体到墙壁之间的距离,当正方体的右侧面8。到墙壁的距离小于某个值L时,无论球的质量 是多少,球和正方体始终处于静止状态,且球没有落到地面,求L的值。x【答案】(1) 15N;(2) 8kg;(3) L = (0
14、.5 + )m10【详解】(1)以球为研究对象,受力如下图所示,小球受力平衡可知N2=mgtan8 = 15N对整体受力分析可得/,=华=15N J(2)以正方体和球整体为研究对象,竖直方向受重力(加+M) g和地面的支持力风,水平方向受墙壁的弹力N2和地面的摩擦力Ff,根据平衡条件有吊=(帆+ M)g所以(mg + Mg) = mg tan 0得出m = 8kg(3)根据无论Mg多大,只要NsinewMcose就不可能动起来,即tan6( = :通过几何关系解得L = R+ Asin 0代入数据得L= (0.5 +好)m101. (2022湖南统考高考真题)如图(。),直导线MN被两等长且平
15、行的绝缘轻绳悬挂于水平轴。上, 其所在区域存在方向垂直指向00的磁场,与。距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化,其 截面图如图(。)所示。导线通以电流/,静止后,悬线偏离竖直方向的夹角为乩 下列说法正确的是()B.电流/增大,静止后,导线对悬线的拉力不变C. tan。与电流/成正比D. sin。与电流/成正比【答案】D【详解】A.当导线静止在图()右侧位置时,对导线做受力分析有。(。)可知要让安培力为图示方向,则导线中电流方向应由M指向M A错误;BCD.由于与。距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化,有sin6 = g丝,P尸zgcosO则可 mg看出sin。与电流/成正比
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第09讲 动态平衡 平衡中的临界与极值问题练习解析版 09 平衡 中的 临界 极值 问题 练习 解析
限制150内