专题突破练习2 动态平衡和平衡中的临界、极值问题(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

专题突破练习(二)　 1．“走钢丝”的技艺在我国有着悠久的历史，图示为杂技演员手握长杆正在“走钢丝”，演员从A端缓慢走到B端过程先“下坡”后“上坡”，图中钢丝完全固定且不变形，下列说法正确的是(　　) A．演员“下坡”过程对钢丝的压力越来越小 B．演员“下坡”过程受到滑动摩擦力且越来越小 C．演员“上坡”过程所受摩擦力方向与运动方向相同 D．演员“上坡”过程钢丝对他的作用力方向不断改变 C　[钢丝可看成一个倾角不断变化的斜面，缓慢运动过程演员在每个位置均处于平衡状态，演员受到的支持力和摩擦力分别为N＝mgcos θ，f＝mgsin θ，运动中的摩擦力为静摩擦力，“下坡”过程中钢丝倾角越来越小，则静摩擦力逐渐减少，支持力逐渐增大，根据牛顿第三定律，演员对钢丝的压力增大，故A、B错误；“上坡”过程中，钢丝倾角越来越大，所以静摩擦力越来越大，方向沿钢丝向上，与运动方向相同，故C正确；根据平衡条件，演员缓慢“上坡”时，重力与钢丝对他的作用力始终平衡，所以钢丝对他的作用力方向不变，故D错误。] 2．(2023·四川成都七中模拟)在建筑工地上经常使用吊车起吊货物。为了研究问题方便，把吊车简化成如图所示的模型，支撑硬杆OP的一端装有定滑轮，另一端固定在车体上，质量不计的钢丝绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物件缓慢上升，不计定滑轮质量和滑轮与绳索及轴承之间的摩擦，重力加速度为g。则下列说法中正确的是(　　) A．钢丝绳索对定滑轮的作用力方向竖直向下 B．钢丝绳索对定滑轮的作用力方向一定沿着OP方向 C．钢丝绳索对定滑轮的作用力大小等于2mg D．钢丝绳索对定滑轮的作用力大小小于2mg D　[钢丝绳索对定滑轮的作用力方向如图中所示，即为F合的方向，故A、B错误；质量为m的物件缓慢上升，可看成匀速运动，则F＝mg，由菱形特点可得F合＝2Fsin α＝2mgsin α<2mg，故C错误，D正确。故选D。] 3．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θ，在B中的沙子缓慢流出的过程中(　　) A．A受到的摩擦力一定缓慢增大 B．A受到的细线拉力可能缓慢增加 C．细线OC与竖直方向的夹角为θ可能增加 D．细线OC的张力一定缓慢减小 D　[沙子漏出前，当A受到的摩擦力向上时，有GB＋f＝GAsin α，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，因为细线OC与竖直方向的夹角始终是通过定滑轮细线所成角度的一半，而通过定滑轮细线所成角度是不变的，所以细线OC与竖直方向的夹角为θ不变，则根据力的平行四边形定则可知，细线OC的张力逐渐减小；当A受到的摩擦力向下时，有GB＝GAsin α＋f，随着沙子的减少，A受到的摩擦力逐渐减小，细线的拉力逐渐减小，则根据力的平行四边形定则可知，细线OC的张力逐渐减小；当A不受摩擦力时，有GB＝GAsin α，随着沙子的减少，A会受到沿斜面向上的摩擦力并逐渐增大，细线的拉力逐渐减小，则根据力的平行四边形定则可知，细线OC的张力逐渐减小。故选D。] 4．(2022·四川省遂宁市高三下学期5月三诊)如图所示为某工地上的自动卸货车作业过程。卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，倾角θ先缓慢增大，当货物开始加速下滑时倾角θ保持不变。在卸货的全过程中(　　) A．货物受到车厢的摩擦力一直增大 B．货物受到车厢的支持力一直减小 C．地面对货车的支持力一直大于总重力 D．地面对货车的摩擦力先为零、后水平向左 D　[货物处于平衡状态，则有mgsin θ＝f，N＝mgcos θ，θ增大时，f增大，N减小，当加速下滑后f′＝μmgcos θ ，N＝mgcos θ，摩擦力和支持力大小不变，故A、B错误；货物处于平衡状态，对整体分析可知，此时地面对货车的支持力等于总重力，故C错误；对整体分析可知，开始整体平衡，地面对货车的摩擦力为零，后货物加速下滑，地面对整体摩擦力水平向左，故D正确。] 5．(2022·山东省泰安市高三下学期5月检测)某同学做家务时，使用浸湿的拖把清理地板上的油渍。假设湿拖把的质量为2 kg，拖把杆与水平方向成53°角，当对拖把施加一个沿拖把杆向下、大小为10 N的力F1时，恰好能推动拖把向前匀速运动。当遇到地板上的油渍时，如果想要把地板上的油渍清理干净，必须克服油渍与地板间的静摩擦力，该同学需将沿拖把杆向下的力至少增大到F2＝25 N。设拖把与地板、油渍间的动摩擦因数相等且始终不变，已知重力加速度g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。则此时油渍与地板间的最大静摩擦力约为(　　) A．7.7 N B．8.6 N C．13.3 N D．1