课时冲关10 素养培优3 共点力的动态平衡和平衡中的临界，极值问题（教用版）-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮课时作业

高考总复习物理 课时冲关10素养培优3 共点力的 学生用书 1.如图，货车车厢内装有3根 A)B 粗细相同的均质圆木，圆木 A、B紧挨着，圆木C叠放 在A、B上.货车司机启动液压系统，使车厢底 板由水平位置缓慢倾斜，直到圆木滑离底板到 达地面，从而完成卸货.从启动液压系统到圆木 开始滑离车厢底板的过程中，不考虑C与A、B 间的摩擦力，关于A对C支持力F,和B对C 的支持力F2,下列说法正确的是 () A.F,和F,的合力方向始终与车厢底板垂直 B.F1增大、F2减小 C.F减小、F2增大 D.F1减小、F2先增大后减小 解析：C[对C受力分析， 由于车厢底板由水平位置 缓慢倾斜，则C处于平衡 状态，C受到重力、A对Cmm 77777777777777777 支持力F,和B对C的支持力F,如图所示 运动过程中，F,与竖直方向夹角逐渐增大，故 F1减小，F,增大，F1和F2的合力方向始终与 重力方向相反.故选C.] 2.如图所示，固定斜面OA的倾 角为60°，挡板OB与水平面 的夹角0=60°，挡板OB可绕 8△60° 转轴O在竖直面内转动.现 0 将一质量为m的光滑圆球放在斜面与挡板之 间，在0由60°缓慢减小至15°的过程中，下列说 法正确的是 ) A.球对挡板OA的压力逐渐增大 B.球对挡板OA的压力先减小再增大 C.球对挡板OB的压力逐渐增大 D.球对挡板OB的压力先减小再增大 解析：D[球处于静止状态时受力平衡，对球进 行受力分析，作出受力的动态失量图如图所示 ·446 动态平衡和平衡中的临界、极值问题 P354 圆球处于静止状态，在 0由60°缓慢减小至 15°的过程中，根据图 F 像可知，F4不断减小， FB先减小后增大，根 据牛顿第三定律可知， 球对挡板OA的压力不断减小，球对挡板OB的 压力先减小后增大.故选D.] 3.如图所示，小球用细线悬 L∠LZ 吊在天花板上处于静止 状态，小球与地面刚好要 接触，截面为半圆形的柱体放在光滑水平面上 并刚好与小球接触，不计小球的大小，柱体圆弧 面光滑，用一个水平向左的力推柱体，使其缓慢 向左运动，则在小球沿圆弧面上升过程中，推力F () A.不断减小 B.不断增大 C.先变大后变小 D.先变小后变大 解析：C[对小球和半圆柱整体分析，初始时绳 子竖直F=0,当半圆柱缓慢左移，F增大，当小 球上升到半圆最高点时F=O,故F先增大后减 小.故选C.门 4.如图所示，一轻弹簧的一端固定在竖直墙壁上 的Q点，另一端与一个质量为m的小球相连， 小球还与一根足够长的细线相连.初始时，细线 固定在P处，小球处于静止状态，现手拿细线沿 墙壁向上缓慢移动，移动过程中轻弹簧的中心 轴线始终保持水平，则在该过程中 () AN wO A.弹簧的长度将增大B.弹簧的长度将减小 C.弹簧的长度不变D.细线的弹力将增大 解析：A[对小球受力分析，如图所示 QSWWWWwWwWG 与kx 现手拿细线沿墙壁向上缓慢移动，移动过程中 轻弹簧的中心轴线始终保持水平，即弹簧弹力 的方向不变，0减小，由图可知，kx减小，即弹簧 的长度将增大，细线的弹力T减小，故选A.门 5.(多选)如图所示，细线一端 F 固定在0点，另一端系一质0 0160 量为m的小球，当小球受到 竖直平面内与水平方向夹角 为60°的拉力F作用时，小球恰好静止于A点 且OA水平拉直.现让小球绕O点顺时针缓慢 向下运动，保持拉力F与OA的夹角不变，小球 可视为质点，重力加速度为g,则OA由水平变 到竖直过程中绳子OA中的拉力 A报小值为号5 B.最小值为2 3 mg C.最大值为4，m 3mg D.最大值为2y3, g 解析：AD[令绳子与竖直方向的夹角为0，对 小球进行分析，根据正弦定理有 mg T sin60°-sin(180°-60°-0)=sin(60°+0，其中 0°≤0≤90°，当0=30°时，解得 Tm=2ym竖，故C错误，D正确：结合上送，当 3 9=90时，解得Tm=3mg, 3 故A正确，B错误.] ·441 第二章相互作用 6.用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1 和2连接，并悬挂如图所示.两小球处于静止状 态，细线a与竖直方向的夹角为30°、细线c水 平.求： (1)细线a、c分别对小球1和2的拉力大小； (2)细线b对小球2的拉力大小； (3)保持小球1、2的位置不变，改变细线c的方 向后小球仍能处于静止状态，求细线c中最小 的拉力F. 30 6.9 解析：(1)把小球1和2看成一整F。 体，受力分析如图所示 30 由平衡条件可得F。= 2G c0s300= 45G *2G F=2Gam30°=2,5G. 3 (2)以球2为研究对象，设细线b对小球2的拉 力F,,由平衡条件可得 F.-/G+F-21G. 3 (3)以1、2两小球为整体研究，根据F。 受力平衡可得力的矢量三角形如图 30 由力的矢量三角形图可知当F。与水 2G 平方向成30°斜向上时，F达到最小值，即 F=2Gsin30°=G. 答案：1F.-45G,F=2G 3 3 2E,=c 3 (3)F=G