第二章 链接高考2 共点力的动态平衡和平衡中的临界、极值问题-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮课时作业word（新教材，人教版）

链接高考2　共点力的动态平衡和平衡中的临界、极值问题 [基础对点练] 1. (动态平衡)无人机经常应用于应急救援物资的输送．在一次救援物资输送的过程中，无人机与下方用轻绳悬挂的救援物资一起在空中沿水平方向做匀速运动，救援物资受到与运动方向相反的空气阻力作用，当无人机改变速度大小仍然沿水平方向匀速运动时，绳子与竖直方向的夹角变大，则无人机速度改变后比改变前(　　) A．绳子的张力变小 B．救援物资受到的空气阻力变小 C．无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小变大 D．无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小不变 解析：C　[设轻绳与竖直方向夹角为θ，则水平方向f＝T sin θ，竖直方向T cos θ＝mg，则当绳子与竖直方向的夹角变大时，绳子的拉力T变大，救援物资受到的空气阻力f变大，选项A、B错误；由三力平衡可知，无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小等于受到的阻力大小，则无人机受到的重力和绳子拉力的合力大小变大，选项C正确，D错误．] 2．(临界、极值问题) 轻质弹簧A的两端分别连在质量为m1和m2的小球上，两球均可视为质点．另有两根与A完全相同的轻质弹簧B、C的一端分别与两个小球相连，B的另一端固定在天花板上，C的另一端用手牵住，如图所示．适当调节手的高度与用力的方向，保持B弹簧轴线跟竖直方向夹角为37°不变(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，当弹簧C的拉力最小时，B、C两弹簧的形变量之比为(　　) A．1∶1　 B．3∶5　　 C．4∶3　　 D．5∶4 解析：C　[以m1、m2整体为研究对象受力分析如图所示．由图可知，当FC与FB垂直时，弹簧C的拉力最小，此时＝＝，又FB＝kxB，FC＝kxC，故＝，C正确．] 3．(动态平衡) 如图所示，粗糙的长直杆倾斜固定放置，倾角为θ，一圆环通过轻绳(不可伸长)与物块连接，圆环套在直杆上，拉力F作用在物块上，整个系统处于静止状态，若将拉力F由水平位置开始逆时针缓慢向上旋转，整个系统始终保持静止状态，则在此过程中(　　) A．直杆对圆环的摩擦力逐渐减小 B．轻绳的拉力逐渐减小 C．直杆对圆环的弹力逐渐增大 D．拉力F逐渐增大 解析：B　[由于在拉力F旋转的过程中，整个系统始终保持静止状态，所以轻绳的方向是不变的，对物块进行受力分析，如图所示，拉力F逆时针旋转的过程中，拉力F先减小后增大，轻绳的拉力逐渐减小，B正确，D错误；由于不知道圆环最初所受摩擦力的方向，所以摩擦力的大小变化不能确定，A错误；对圆环进行受力分析，由于轻绳的拉力逐渐减小，所以垂直于直杆向下的分力逐渐减小，故直杆对圆环的弹力逐渐减小，C错误．] 4．(动态平衡) 如图所示，两个小球a、b的质量均为m，用细线相连并悬挂于O点．现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为30°，已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，则弹簧的最短伸长量为(　　) A.　 B.　　 C.　　 D. 解析：B　[以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，如图．根据平衡条件得知：F与FT的合力与重力mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为：F＝kx＝2mgsin θ＝mg，则弹簧的最短伸长量为x＝，故B正确．] 5．(动态、分析)(多选)如图所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，薄板在F作用下逆时针转动，在墙与薄板之间的夹角θ缓慢地从90°逐渐减小的过程中(　　) A．小球对薄板的压力增大 B．小球对墙的压力减小 C．小球对墙的压力先减小，后增大 D．小球对薄板的压力不可能小于小球的重力 解析： AD　[根据小球重力的作用效果，可以将重力G分解为小球对薄板的压力F1和小球对墙的压力F2，作出平行四边形如图所示，当θ减小时，F1、F2均增大，而且在初始(θ＝90°)时，F1最小，等于G，所以A、D项均正确．] 6.(动态分析)如图所示，一小球放在倾斜的墙面与木板之间．设小球对墙面的压力大小为F1，小球对木板的压力大小为F2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置顺时针缓慢转到与墙面垂直的位置．不计摩擦，在此过程中(　　) A．F1先减小后增大 B．F1一直增大 C．F2一直减小 D．F2先减小后增大 解析：C　[球受到重力、墙面的弹力F1′、木板的弹力F2′，受力分析如图，F1′的方向不变，受到木板的弹力F2′方向斜向左下转到斜向左上方的过程中，两个力的合力与重力等大反向，根据平行四边形定则，由图可得F1′逐渐变小，F2′逐渐变小．根据牛顿第三定律知，F1、F2均一直减小，故C正确，A、B、D错误．] 7．(动态平衡)新疆是我国最大的产棉区，在新疆超出70%棉田都是通过机械自动化采收．自动采棉