寒假作业08 力的动态平衡 平衡中的临界极值问题-【寒假分层作业】2024年高一物理寒假培优练（人教版2019必修第一册）

完成时间： 月 日 天气： 作业08 力的动态平衡 平衡中的临界极值问题 一、力的动态平衡 1．动态平衡是指物体的受力状态缓慢发生变化，但在变化过程中，每一个状态均可视为平衡状态． 2．做题流程 3．常用方法 (1)图解法 此法常用于定性分析三力平衡问题中，已知一个力是恒力、另一个力方向不变的情况． (2)解析法 对研究对象进行受力分析，画出受力示意图，根据物体的平衡条件列方程或根据相似三角形、正弦定理，得到因变量与自变量的函数表达式(通常为三角函数关系)，最后根据自变量的变化确定因变量的变化． 二、平衡中的临界极值问题 1．临界问题 当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“恰能”“恰好”等．临界问题常见的种类： (1)由静止到运动，摩擦力达到最大静摩擦力． (2)绳子恰好绷紧，拉力F＝0. (3)刚好离开接触面，支持力FN＝0. 2．极值问题 平衡中的极值问题，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题． 3．解题方法 (1)极限法：首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点；临界条件必须在变化中去寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而要把某个物理量推向极端，即极大和极小． (2)数学分析法：通过对问题的分析，根据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(或画出函数图像)，用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)． (3)物理分析方法：根据物体的平衡条件，作出力的矢量图，通过对物理过程的分析，利用平行四边形定则进行动态分析，确定最大值与最小值． 1．如图所示，一质量为0.5kg的物块静止在倾角为37°的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数为。取重力加速度大小，，，以沿斜面向上为正方向，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。若对物块施加一个沿斜面向上的拉力，则在下列四幅图中，能正确反映斜面对物块的摩擦力f随拉力F变化规律的是（    ） A． B． C． D． 2．如图所示，ABCD为倾角为30°的正方形斜面，其中AB与底边DC平行、BC与AD平行。斜面上有一质量为1kg的物块，在斜面内对物块施加平行于AB向左的拉力F，物块恰好沿斜面对角线BD匀速下滑。下列叙述不正确的是（）（　　） A．物块所受摩擦力的方向沿BD向上 B．水平向左的拉力大小等于5N C．滑动摩擦力的大小等于 D．物块与斜面间的动摩擦因数为 3．如图所示，不可伸长的轻绳AO和BO共同吊起质量为m的重物，AO与BO拉直，BO与竖直方向的夹角为θ，OC连接重物，己知OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，则下列说法中正确的是（　　） A．AO所受的拉力大小为 B．AO所受的拉力大小为 C．BO所受的拉力大小为 D．若逐渐增加C端所挂重物的质量，一定是绳AO先断 4．如图所示，对斜面上质量为m的小物块 P 施加一个平行于斜面的拉力F， 使其水平向右匀速运动。已知斜面倾角为θ，P与斜面间的动摩擦因数为μ， 重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．斜面对 P 的摩擦力大小为 mgsinθ B．斜面对 P 的摩擦力方向沿斜面向上 C．外力F的大小为 D．外力 F 的方向与底边 AB 成θ角斜向右上方 5．甲图中，轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接，另一端用轻绳系住，绳、杆之间夹角为30°，在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中，轻杆CD一端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物，绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于墙，则下列说法中正确的是（　　） A．两根杆中弹力方向均沿杆 B．甲图中杆的弹力更大 C．两根杆中弹力一样大 D．若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，乙中轻绳更容易断裂 6．如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为，轻绳水平且B端与站在水平地面上的质量为的人相连，轻绳与竖直方向的夹角，物体甲及人均处于静止状态。已知，，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）轻绳、受到的拉力是多大？ （2）人对地面的摩擦力是多大？方向如何？ （3）若人的质量，人与水平面之间的动摩擦因数为，则欲使人在水平面上不滑动，物体甲的质量最大不能超过多少？ 1．如图所示，一物块受到一个水平力F作用静止于斜面上，此力F的方向与斜面平行，如果将力F撤除，下列对物块的描述正确的是（　　） A．物块将不会继续静止于斜面上 B．物块所受的摩擦力方向改变 C．物块受到的摩擦力不变 D．物块受到的摩擦力变大 2．如图所示，固定斜面上物块M通过与斜面平行的细绳及定滑轮与物块m 相连