適用于新教材2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)課時規(guī)范練9

課時規(guī)范練9基礎(chǔ)對點練1.(臨界極值問題)某幼兒園要在空地上做一個如圖所示的滑梯,依據(jù)空地的大小,滑梯的水平跨度確定為6m。設(shè)計時,滑梯和兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取0.3,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則滑梯的高度至少為()A.1.4m B.1.8m C.2.0m D.2.4m答案B解析設(shè)滑梯與水平面的夾角為θ,重力在滑梯上分解成兩個方向的力,垂直于滑梯的力等于mgcosθ,平行于滑梯的力等于mgsinθ;兒童在滑梯上能滑下,需滿意mgsinθ≥μmgcosθ,已知滑梯與兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取0.3,解得滑梯傾角滿意tanθ≥0.3,依據(jù)幾何關(guān)系可知tanθ=hl,解得滑梯的最小高度h=1.2.(臨界極值問題)(2024四川瀘縣一中模擬)如圖所示,彈簧一端系一質(zhì)量為m的物塊,另一端固定在長木板上,緩慢抬起木板的一端,物塊與木板始終保持相對靜止。當(dāng)木板與水平面成θ=30°角時,物塊與木板間恰好沒有摩擦力。則當(dāng)木板與水平面成θ=60°角時,物塊所受摩擦力()A.等于零B.大小為32mgC.大小為3-1D.大小為3+12答案C解析設(shè)彈簧的彈力為F,當(dāng)木板與水平面成θ=30°角時,依據(jù)平衡條件可得F=mgsin30°;當(dāng)木板與水平面成θ=60°角時,彈簧彈力不變,重力沿斜面對下的分力變大,則摩擦力方向沿斜面對上;依據(jù)平衡條件可得F+Ff=mgsin60°,解得Ff=3-13.(動態(tài)平衡)如圖所示,單肩電腦包的肩帶長度可調(diào)整。設(shè)電腦包裝滿時總質(zhì)量不變,當(dāng)單肩電腦包以不同的肩帶長度懸掛在固定的光滑掛鉤上時,下列說法正確的是()A.肩帶較長時,肩帶的拉力更大B.肩帶較短時,肩帶的拉力更大C.肩帶長度增大時,掛鉤對肩帶的作用力增大D.肩帶長度縮短時,掛鉤對肩帶的作用力減小答案B解析由于單肩電腦包的重力不變,設(shè)肩帶與豎直方向的夾角為θ,肩帶拉力為FT,包的質(zhì)量為m,依據(jù)平衡條件得FTcosθ=12mg4.(動態(tài)平衡問題)(多選)如圖所示,一根粗糙的水平橫桿上套有A、B兩個輕環(huán),系在兩環(huán)上的等長細繩系住的書本處于靜止狀態(tài),現(xiàn)將兩環(huán)距離變小后書本仍處于靜止狀態(tài),則()A.桿對A環(huán)的支持力不變B.B環(huán)對桿的摩擦力變小C.桿對A環(huán)的力不變D.與B環(huán)相連的細繩對書本的拉力變大答案AB解析設(shè)書本的質(zhì)量為m,細繩與水平方向的夾角為α,以書本和兩環(huán)組成的系統(tǒng)為探討對象,依據(jù)平衡條件有2FN=mg,解得FN=12mg,桿對A環(huán)的支持力始終等于書本重力的一半,支持力不變,A正確;對B環(huán)依據(jù)平衡條件得tanα=FNFf,解得Ff=mg2tan5.(動態(tài)平衡問題)(多選)如圖所示,一粗糙斜面固定在地面上,斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細繩跨過滑輪,一端懸掛物塊N,另一端與斜面上的物塊M相連,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N,直至懸掛N的細繩與豎直方向成45°。已知M始終保持靜止,則在此過程中()A.水平拉力的大小可能保持不變B.M所受細繩的拉力大小肯定始終增大C.M所受斜面的摩擦力大小肯定始終增大D.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增大答案BD解析以N為探討對象,受力狀況如圖甲所示,用水平拉力F緩慢拉動N的過程中,水平拉力F漸漸增大,細繩的拉力FT漸漸增大,選項A錯誤,B正確。對M受力分析,如圖乙所示,受重力GM、支持力FN、繩的拉力FT'以及斜面對它的摩擦力Ff。若起先時斜面對M的摩擦力Ff沿斜面對上,則FT'+Ff=GMsinθ,FT'漸漸增大,則Ff漸漸減小,當(dāng)Ff減小到零后,再反向增大。若起先時斜面對M的摩擦力Ff沿斜面對下,此時FT'=GMsinθ+Ff,當(dāng)FT'漸漸增大時,Ff漸漸增大,C錯誤,D正確。甲乙6.(臨界極值問題)(2024湖南汨羅模擬)如圖所示,一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上,質(zhì)量分別為m和4m的物塊A、B通過不行伸長的輕繩跨過滑輪連接并靜置于木板上,A、B間的接觸面和輕繩均始終與木板平行。A與B間、B與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當(dāng)木板與水平面間的夾角θ緩慢增加至53°時,物塊A、B剛好要滑動,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6。則μ的值為()A.47 B.45 C.23答案A解析由題意易知B將向下滑動,A將向上滑動,則A受到的滑動摩擦力沿A、B接觸面對下,B受到A的滑動摩擦力沿A、B接觸面對上,受到木板的滑動摩擦力沿斜面對上。設(shè)輕繩中拉力大小為F,依據(jù)平衡條件,對A有F=mgsin53°+μmgcos53°,對B有F+5μmgcos53°+μmgcos53°=4mgsin53°,聯(lián)立以上兩式解得μ=47素養(yǎng)綜合練7.物塊在輕繩的拉動下沿傾角為30°的固定斜面對上勻速運動,輕繩與斜面平行。已知物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為33,重力加速度取10m/s2。若輕繩能承受的最大拉力為1500N,則物塊質(zhì)量的最大值是(A.30kg B.50kg C.100kg D.150kg答案D解析物塊沿斜面對上勻速運動,依據(jù)平衡條件有F=Ff+mgsin30°,FN=mgcos30°,又Ff=μFN,解得m=Fgsin30°+μgcos30°8.(2024甘肅高臺期中)如圖所示,傾角為θ的斜面體c置于水平地面上,小物塊b置于斜面上,通過細繩跨過光滑的定滑輪與沙漏a連接,連接b的一段細繩與斜面平行。在a中的沙子緩慢流出的過程中,a、b、c都處于靜止狀態(tài),則()A.b對c的摩擦力肯定減小B.b對c的摩擦力方向肯定沿斜面對下C.地面對c的摩擦力方向肯定向右D.地面對c的摩擦力肯定減小答案D解析設(shè)a、b的重力分別為Ga、Gb,若Ga=Gbsinθ,則b、c間的摩擦力為零,若Ga>Gbsinθ,則b對c的摩擦力沿斜面對上,假如Ga<Gbsinθ,則b對c的摩擦力沿斜面對下,由于起先時摩擦力的方向不確定,所以在a中的沙子緩慢流出的過程中,b和c之間的摩擦力的大小改變和方向都無法確定,故A、B錯誤;以b、c整體為探討對象,受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、斜向右上方的繩的拉力和地面的摩擦力,依據(jù)平衡條件,水平面對c的摩擦力Ff=FTcosθ=Gacosθ,方向水平向左,在a中的沙子緩慢流出的過程中,摩擦力在減小,故C錯誤,D正確。9.(2024湖南卷)質(zhì)量為m'的凹槽靜止在水平地面上,內(nèi)壁為半圓柱面,截面如圖所示,A為半圓的最低點,B為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸,內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F推動小滑塊由A點向B點緩慢移動,力F的方向始終沿圓弧的切線方向,在此過程中全部摩擦均可忽視,下列說法正確的是()A.推力F先增大后減小B.凹槽對滑塊的支持力先減小后增大C.墻面對凹槽的壓力先增大后減小D.水平地面對凹槽的支持力先減小后增大答案C解析本題考查動態(tài)平衡問題,考查推理分析實力。如圖所示,在隨意位置,對小滑塊受力分析,設(shè)FN與豎直方向的夾角為θ,依據(jù)平衡條件有FN=mgcosθ,推力F=mgsinθ。由A向B移動過程中,θ角增大,所以推力F增大,FN減小,選項A、B錯誤。選小滑塊和凹槽整體為探討對象,推力在水平方向的分力F水平=Fcosθ=mgsinθcosθ=mgsin2θ2,先增大后減小,所以墻面對凹槽的壓力先增大后減小,選項C正確。推力在豎直方向的分力F豎=Fsinθ=mgsin2θ,增大,故水平地面對凹槽的支持力F支=(m+m')10.如圖所示,物體A、B疊放在質(zhì)量m=10kg、傾角θ=37°的靜止斜面上,并通過跨過光滑輕質(zhì)滑輪的細線相連,細線與斜面平行。兩物體的質(zhì)量分別為mA=2kg,mB=1kg,B與斜面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。(1)假如A、B間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,為使A能平行于斜面對下做勻速運動,對A施加一平行于斜面對下的拉力F,求F的大小及此時斜面對地面的壓力大小。(2)假如A、B間的動摩擦因數(shù)不知,為使A、B兩個物體一起靜止在斜面上,A、B間的動摩擦因數(shù)μ1應(yīng)滿意什么條件?答案(1)2N131.2N(2)μ1≥0.0375解析(1)對A受力分析得F+mAgsinθ=FT+μ1mAgcosθ對B受力分析得FT=mBgsi