2022年高中物理 自助練習(xí) 平衡中的臨界和極值問題 新人教版必修1

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1、2022年高中物理 自助練習(xí) 平衡中的臨界和極值問題 新人教版必修1 1.如圖所示,位于斜面上的物塊在沿斜面向上的力作用下,處于靜止?fàn)顟B(tài),則斜面作用于物塊的靜摩擦力 ( ) A.方向可能沿斜面向上 B.方向可能沿斜面向下 C.大小可能等于零 D.大小可能等于 2.如圖所示,為使重為G的物塊靜止在傾角為的光滑固定斜面上,需對物塊施加一個(gè)外力F,當(dāng)力F的方向______時(shí),力F的值最小,最小值為______. 3.如圖所示,物體A靜止于斜面上,與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù),已知,,則物體A受到______個(gè)力的作用,它們是_______. A C

2、 B F α 4、 如圖所示,質(zhì)量為m,橫截面為直角三角形的物塊ABC,,AB邊靠在豎直墻面上,F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力,現(xiàn)物塊靜止不動(dòng),則摩擦力的大小為_________。 5、 如圖所示,在質(zhì)量為1kg的重物上系著一條長30cm的細(xì)繩,細(xì)繩的另一端連著套在水平棒上可以滑動(dòng)的圓環(huán),環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75,另有一條細(xì)繩,其一端跨過定滑輪,定滑輪固定在距離圓環(huán)0.5m的地方.當(dāng)細(xì)繩的端點(diǎn)掛上重物G,而圓環(huán)將要滑動(dòng)時(shí),試問:   (1)長為30cm的細(xì)繩的張力是多少?   (2)圓環(huán)將要開始滑動(dòng)時(shí),重物G的質(zhì)量是多少?   (3)角φ多

3、大?(環(huán)的重力忽略不計(jì)) 參考答案: 1.ABCD 2.沿斜面向上 3。3個(gè),重力,繩子的拉力,斜面給它的支持力 4. 5.解析:因?yàn)閳A環(huán)將要開始滑動(dòng),所以可以判定本題是在共點(diǎn)力作用下物體的平衡問題.   由平衡條件Fx=0,F(xiàn)y=0,   建立方程有:μFN-FTcosθ=0,F(xiàn)N-FTsinθ=0。   所以tanθ=1/μ,θ=arctan(1/μ)=arctan(4/3).   設(shè)想:過O作OA的垂線與桿交于B′點(diǎn),由AO=30cm,tanθ=4/3得,B′O的長為40cm. 在直角三角形中,由三角形的邊長條件得AB′=50cm,但據(jù)題設(shè)條件A

4、B=50cm,故B′點(diǎn)與定滑輪的固定處B點(diǎn)重合,即得φ=90°。   (1)如圖所示,選取坐標(biāo)系,根據(jù)平衡條件有:   Gcosθ+FTsinθ-mg=0   FTcosθ-Gsinθ=0.   即FT=8N.   (2)圓環(huán)將要滑動(dòng)時(shí),得:   mGg=FTcotθ,mG=0.6kg.   (3)前已證明φ為直角,故φ=90°.   答案:(1)8N;(2)0.6kg;(3)90°?!? 平衡中的綜合問題 1.如圖所示,教室里同一塊小黑板用相同的細(xì)繩按四種方式懸掛著,其中α<β,則每根細(xì)繩所受的拉力中,數(shù)值最大的是 A.甲圖 B.乙圖 C.丙圖

5、 D.丁圖 2.如圖所示,一個(gè)半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O點(diǎn)為其球心,碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的.一根細(xì)線跨在碗口上,線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球,當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí),質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為α=60°.兩小球的質(zhì)量比為_____。 3、半圓柱體P放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的豎直擋板MN.在半圓柱體P和MN之間放有一個(gè)光滑均勻的小圓柱體Q,整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài),如圖所示是這個(gè)裝置的截面圖.現(xiàn)使MN保持豎直并且緩慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止.則在此過程中,下列說法中正確

6、的是( ) A.MN對Q的彈力逐漸減小 B.P對Q的彈力逐漸增大 C.地面對P的摩擦力逐漸增大 D.Q所受的合力逐漸增大 答案1.C 2、: F1 F2 mg 3.解析:選B、C,圓柱體Q的受力如圖所示,MN緩慢地向右平移過程中,它對圓柱體的作用力F1方向不變,P對Q的作用力F2的方向與水平方向的夾角逐漸減小,由圖可知MN對Q的彈力F1逐漸增大,A錯(cuò)誤;P對Q的彈力F2逐漸增大, B正確;以P、Q為整體,地面對P的摩擦力大小等于MN對Q的彈力F1,,故地面對P的摩擦力逐漸增大,C正確;Q所受的合力始終為零,D錯(cuò)誤。

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