新教材物理一轮总复习-课时分层作业10动态平衡问题平衡中的临界极值问题习题.docx

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1、课时分层作业(十)动态平衡问题平衡中的临界、极值问题基础强化练1.2023广东省深圳市宝安第一外国语学校高三试题如图所示，一小球被竖直放置的光滑挡板挡在光滑半球面上，现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的支持力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况是()AF1增大，F2减小BF1增大，F2增大CF1减小，F2减小DF1减小，F2增大2.2023汕头一模如图所示，足够长的光滑平板AP与BP用铰链连接，平板AP与水平面成53角固定不动，平板BP可绕水平轴在竖直面内自由转动，将小球O放在两板间在使BP板由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中

2、，下列说法正确的是()A当BP沿水平方向时，BP板受到的压力最大B当BP沿竖直方向时，AP板受到的压力最大C当BP沿竖直方向时，BP板受到的压力最小D当BP板与AP板垂直时，AP板受到的压力最小32023辽宁锦州联考如图所示，天花板下细线OC悬挂着一个光滑轻质定滑轮，小物块A置于斜面上，通过细线跨过滑轮与沙漏B连接，滑轮右侧细线与斜面平行开始时A、B都处于静止状态，OC与竖直方向的夹角为，在B中沙子缓慢流出的过程中()AA受到的摩擦力一定缓慢增大BA受到的细线拉力可能缓慢增加C细线OC与竖直方向的夹角可能增加D细线OC的张力一定缓慢减小4.如图所示，物块A静止在粗糙水平面上，其上表面为四分之一

3、光滑圆弧一小滑块B在水平外力F的作用下从圆弧底端缓慢向上移动一小段距离，在此过程中，A始终静止设A对B的支持力为FN，地面对A的摩擦力为Ff，则两力的变化情况是()AFN减小，Ff增大BFN增大，Ff增大CFN减小，Ff不变DFN增大，Ff不变5.轻质细线上端固定，下端悬挂一小球，对小球施加一个大小恒定且小于小球重力的拉力F，开始时拉力方向竖直向上，如图所示，现将拉力F在同一竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90.设细线中拉力的大小为FT，细线与竖直方向的夹角为，则在拉力F方向变化的过程中()AFT一直增大，一直增大BFT一直增大，先增大后减小CFT先增大后减小，一直增大DFT先增大后减小，先增大

4、后减小6.2023河北唐山市上学期模拟(多选)如图所示，长木板A与物体B叠放在水平地面上，物体与木板左端立柱间放置水平轻质弹簧，在水平外力F作用下，木板和物体都静止不动，弹簧处于压缩状态将外力F缓慢减小到零，物体始终不动，在此过程中()A弹簧弹力不变B物体B所受摩擦力逐渐减小C物体B所受摩擦力始终向左D木板A所受地面的摩擦力逐渐减小7.如图所示为一简易起重装置，(不计一切阻力)AC是上端带有滑轮的固定支架，BC为质量不计的轻杆，杆的一端C用铰链固定在支架上，另一端B悬挂一个质量为m的重物，并用钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上开始时，杆BC与AC的夹角BCA90，现使BCA缓慢变小，直到BCA30

5、.在此过程中，杆BC所产生的弹力()A大小不变B逐渐增大C先增大后减小D先减小后增大能力提升练82023云南昆明模拟(多选)如图所示，两块光滑挡板OP、OQ相互垂直，OP竖直放置，小球a、b固定在轻弹簧的两端，并斜靠在OP、OQ上现有一个水平向左的推力F作用于b上，使a、b紧靠挡板处于静止状态现保证b不动，使OP向左缓慢平移一小段距离，则()A.推力F变小B弹簧长度变短C弹簧长度变长Db对OQ的压力不变92023山东师范大学附属中学开学考试(多选)如图甲所示，用两根细绳连接一小球，小球始终处于静止状态，细绳OA与竖直方向的夹角为1，1保持不变，细绳OA的拉力用F1表示，细绳OB从竖直位置缓慢顺

6、时针旋转，细绳OB的拉力F2和细绳OB与竖直方向的夹角2的关系如图乙，g取10m/s2，下列说法正确的是()A当12时，细绳OB的拉力F2NB当12时，细绳OB的拉力F210NC缓慢顺时针旋转过程中，细绳OB的拉力F2的最小值为5ND缓慢顺时针旋转过程中，细绳OB的拉力F2的最小值为5N10.如图所示，质量为m10kg的木箱置于水平地面上，它与地面间的动摩擦因数，受到一个与水平方向成角斜向上的拉力F.为使木箱做匀速直线运动，拉力F的最小值以及此时分别是(g取10m/s2)()A50N和30B50N和60CN和30DN和60课时分层作业（十）1解析：对小球进行受力分析如图所示由力的平衡条件可知F

7、1mgtan，F2，小球运动的过程中，增大，所以F1和F2都增大，B正确，A、C、D错误答案：B2解析：小球受重力、平板AP弹力F1和平板BP弹力F2，将F1与F2合成为Fmg，如图：小球一直处于平衡状态，三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故F1和F2的合力F一定与重力等值、反向、共线从图中可以看出，当平板BP逆时针缓慢地转向竖直位置的过程中，F1越来越大，F2先变小，后变大；当BP沿水平方向时，BP板受到的压力不是最大，选项A错误；当BP沿竖直方向时，AP板受到的压力最大，选项B正确；当BP与AP垂直时，BP板受到的压力最小，选项C错误；当BP板水平时，AP板受到的压力为

8、零，最小，选项D错误答案：B3解析：设斜面倾角为，沙子漏出前，当A受到的摩擦力向上时，有GBFfGAsin，随着沙子的减少，A受到的摩擦力逐渐增大，细线的拉力逐渐减小，根据力的平行四边形定则可知，细线OC的张力逐渐减小；沙子漏出前，当A受到的摩擦力向下时，有GBGAsinFf，随着沙子的减少，A受到的摩擦力逐渐减小至零后反向增大，细线的拉力逐渐减小，根据力的平行四边形定则可知，细线OC的张力逐渐减小，因为细线OC与竖直方向的夹角始终是通过定滑轮的细线所成角度的一半，而通过定滑轮的细线所成角度是不变的，所以细线OC与竖直方向的夹角不变，故A、B、C错误，D正确答案：D4.解析：对滑块B受力分析，

9、受到重力、支持力与水平推力，如图所示设滑块所在处斜面倾角为，根据平衡条件有Fmgtan，物块A对小滑块B的支持力为FN；缓慢沿曲面向上移动一小段距离的过程中，增大，则水平外力F增大，FN也增大，整体水平方向受力平衡，可得地面对物块A的摩擦力FfF，所以地面对物块A的摩擦力逐渐增大，故B正确，A、C、D错误答案：B5解析：设当细线与竖直方向的夹角为时F与竖直方向的夹角为，对小球受力分析，如图所示由分析图可知，F与FT的合力F合mg，方向竖直向上，故F、FT和F合可以组成一个闭合的矢量三角形因F的大小不变，所以当F在同一竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90的过程中，可以以F的大小为半径画出一个动态圆

10、进行分析，同时保证合力的大小、方向都不变，如图所示当F的方向由竖直向上变到水平向右，即不断增大的过程中，由图可知，从位置1到位置2，再到位置3，FT的大小不断增大，而从位置1变到位置2，增大；当F与FT垂直，即在位置2时，最大；从位置2变到位置3，减小，故先增大后减小答案：B6解析：将外力F缓慢减小到零，物体始终不动，弹簧的长度不变，则弹力不变，选项A正确；对物体B，因开始时所受摩擦力的方向不确定，则有F弹FFf，则随F的减小，物体B所受摩擦力的大小和方向都不能确定，选项B、C错误；对A、B与弹簧组成的整体，在水平方向，力F与地面对A的摩擦力平衡，则随F的减小，木板A所受地面的摩擦力逐渐减小，

11、选项D正确答案：AD7解析：以结点B为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图如图，根据平衡条件知，F、FN的合力F合与G大小相等、方向相反根据三角形相似得又F合G得FG，FNGBCA缓慢变小的过程中，AB变小，而AC、BC不变，则F变小，FN不变，故杆BC所产生的弹力大小不变，故选A.答案：A8解析：设弹簧与竖直方向的夹角为，现保证b不动，使OP向左缓慢平移一小段距离，则增大，以a为研究对象，受力分析如图，根据平衡条件得F弹，增大，cos减小，则F弹增大，压缩弹簧，长度变短OP对a的弹力FN1mgtan，增大，FN1增大对a、弹簧和b整体研究，水平方向FFN1，则推力F将增大，A、C错误，B正

12、确竖直方向OQ对b的支持力为FN2（mamb）g不变，根据牛顿第三定律可知，b对OQ的压力不变，D正确答案：BD9解析：对小球进行受力分析，小球始终处于平衡状态，构建力的矢量三角形，如图所示，当2时，F2取得最小值，此时12，故1；当20时，F2mg10N；当12时，F1F2，此时有2F2cos1mg，解得F2N，选项A正确，B错误缓慢顺时针旋转过程中，当12时，细绳OB的拉力F2取最小值，F2mgsin15N，选项C正确，D错误答案：AC10解析：木箱受到重力mg、拉力F、地面的支持力和滑动摩擦力作用，根据平衡条件得FcosFf，FsinFNmg，又FfFN，联立解得F，其中tan，60.由数学知识知，当90，即30时，F有最小值，且最小值为FminN50N选项A正确答案：A