3.5 专题 临界极值问题—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.5 专题 临界极值问题—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 155.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-20 06:28:48 | ||
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文档简介
高中物理必修一第三章第五节临界极值问题
一、单选题
如图所示，用一根长为的细绳一端固定在点，另一端悬挂质量为的小球，为使细绳与竖直方向成角且绷紧，小球处于静止状态，对小球施加的最小的力是
A.
B.
C.
D.
如图所示，质量为的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为的斜面体置于光滑水平面上，用水平力推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高。当线拉力最小时，推力等于已知重力加速度为
A. B. C. D.
如图所示，质量为的物体用细线悬挂处于静止状态。细线与天花板之间的夹角为，细线水平，若三根细线能承受最大拉力均为，重力加速度取，不计所有细线的重力，，。下列说法正确的是
A. 细线上的拉力大小
B. 细线上的拉力大小
C. 要使三根细线均不断裂，则细线下端所能悬挂重物的最大质量为
D. 若保持点位置不动，沿顺时针方向缓慢转动端，则绳上拉力的最小值为
如图所示，两个小球、质量均为，用细线相连并悬挂于点，现用一轻质弹簧给小球施加一个拉力，使整个装置处于静止状态，且与竖直方向夹角为，已知弹簧的劲度系数为，则弹簧形变量最小值是
A.
B.
C.
D.
如图所示，一质量为的物块恰好静止在倾角为、质量为的斜劈上．物块与斜劈和斜劈与地面间的动摩擦因数均为现对物块施加一个水平向右的恒力，如果物块和斜劈都仍处于静止状态最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则
A. 物块受到的合外力增大
B. 地面对斜劈的摩擦力可能减小
C. 水平恒力不可能大于
D. 水平恒力可能大于
歼战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能．已知在歼战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比为飞机的重力为，使飞机实现节油巡航模式的最小推力是
A. B. C. D.
如图所示，一质量为的物块甲放在水平台上，与水平台面之间的动摩擦因数为。三根轻质细绳一端结于点，绳另一端固定在天花板上，与竖直方向的夹角为，且绳能承受的最大拉力为，绳的另一端水平连接在物块甲上，绳竖直悬挂另一物块乙。取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若要使点静止不动，则悬挂的物块乙的质量不能超过
A. B. C. D.
二、多选题
如图所示，一质量为，倾角为的斜面体放在水平面上，质量为的小木块可视为质点放在斜面上，现用一平行于斜面的、大小恒为的拉力作用于小木块，拉力在斜面所在平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和小木块始终保持静止状态，则下列说法正确的是
A. 斜面体受到地面静摩擦力的最大值为
B. 斜面体受到地面静摩擦力的最大值为
C. 小木块受到斜面静摩擦力的最大值为
D. 小木块受到斜面静摩擦力的最大值为
如图所示，把重为的物体放在倾角为的粗糙斜面上，物体通过弹簧固定在斜面上，若物体与斜面间最大静摩擦力为，则弹簧的张力
A. 可为，沿斜面向上 B. 可为，沿斜面向上
C. 可为，沿斜面向下 D. 弹力不可能为零
如图所示，悬绳将一质量为的小球悬挂于点，与竖直方向的夹角为，力作用于小球，保持点位置不变，现使逆时针缓慢旋转，则
A. 力逐渐减小
B. 力先减小再增大
C. 力与水平夹角为时，取到最小值为
D. 悬绳上的拉力先增大再减小
如图所示，质量的木板静止在水平面上，木板与水平面的动摩擦因数为。将质量的小木块可视为质点，以的速度从木板的左端水平向右滑上，小木块与木板面的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则关于、的取值能使长木板静止不动的有
A. ， B. ，
C. ， D. ，
三、计算题
如图所示，质量为的物块被轻质细绳系住斜吊着放在倾角为的静止斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数，细绳绕过定滑轮，左右两边与竖直方向的夹角、，细绳右端固定在天花板上，为细绳上一光滑动滑轮，下方悬挂着重物整个装置处于静止状态，重力加速度为，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，不考虑动滑轮重力，求：
重物的质量为多少时，与斜面间恰好没有摩擦力作用？
与斜面间恰好没有摩擦力作用时，水平地面对斜面的摩擦力为多大？
重物的质量满足什么条件时，物块能在斜面上保持静止？
如图所示，一条不可伸缩的细绳一端连着一个套在水平棒上的轻质圆环，另一端绕过轻质动滑轮和定滑轮悬挂着一个质量为的小物块，动滑轮下端连着一个质量为的重物绳与水平棒的夹角为，不计绳与滑轮间的摩擦．
若绳与水平棒的夹角，轻质圆环在水平棒上静止不动，求小物块的质量；
若圆环可以在棒上滑动，环与棒间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求圆环刚要开始滑动时，小物块的质量．
如图所示，一木块在水平向右的拉力未知力大小的作用下沿长木板向右滑行，长木板处于静止状态。已知木块质量为，长木板质量为，木块与长木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，求：
木块受到木板的摩擦力的大小和方向；
木板受到地面的摩擦力的大小和方向；
将拉力水平向右作用于木板，至少多大时，木板才能向右滑动．
用一轻绳将光滑小球系于粗糙墙壁上的点，在墙壁和球之间夹有一矩形物块，整个系统处于静止状态。已知轻绳与竖直方向成角，质量为，质量为，与墙体的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。求：
轻绳的弹力大小；
要使矩形物块恰好不下滑，小球的质量至少要多大。
一个底面粗糙、质量为的劈放在粗糙水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成角。现用一端固定的轻绳系一质量为的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为，如图所示。
当劈静止时，求绳子的拉力大小
当劈静止时，求地面对劈的摩擦力大小
若地面对劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使整个系统静止，动摩擦因数最小值多大
参考答案
1．C
2．B
3．D
4．C
5．A
6．C
7．D
8．AB
9．AC
10．BD
11．BD
12．CD
13．（1）；（2）
14．（1）；（2）
15．（1）5m/s2；（2）或
16．（1）；（2）；（3）
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一、单选题
如图所示，用一根长为的细绳一端固定在点，另一端悬挂质量为的小球，为使细绳与竖直方向成角且绷紧，小球处于静止状态，对小球施加的最小的力是
A.
B.
C.
D.
如图所示，质量为的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为的斜面体置于光滑水平面上，用水平力推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高。当线拉力最小时，推力等于已知重力加速度为
A. B. C. D.
如图所示，质量为的物体用细线悬挂处于静止状态。细线与天花板之间的夹角为，细线水平，若三根细线能承受最大拉力均为，重力加速度取，不计所有细线的重力，，。下列说法正确的是
A. 细线上的拉力大小
B. 细线上的拉力大小
C. 要使三根细线均不断裂，则细线下端所能悬挂重物的最大质量为
D. 若保持点位置不动，沿顺时针方向缓慢转动端，则绳上拉力的最小值为
如图所示，两个小球、质量均为，用细线相连并悬挂于点，现用一轻质弹簧给小球施加一个拉力，使整个装置处于静止状态，且与竖直方向夹角为，已知弹簧的劲度系数为，则弹簧形变量最小值是
A.
B.
C.
D.
如图所示，一质量为的物块恰好静止在倾角为、质量为的斜劈上．物块与斜劈和斜劈与地面间的动摩擦因数均为现对物块施加一个水平向右的恒力，如果物块和斜劈都仍处于静止状态最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则
A. 物块受到的合外力增大
B. 地面对斜劈的摩擦力可能减小
C. 水平恒力不可能大于
D. 水平恒力可能大于
歼战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能．已知在歼战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比为飞机的重力为，使飞机实现节油巡航模式的最小推力是
A. B. C. D.
如图所示，一质量为的物块甲放在水平台上，与水平台面之间的动摩擦因数为。三根轻质细绳一端结于点，绳另一端固定在天花板上，与竖直方向的夹角为，且绳能承受的最大拉力为，绳的另一端水平连接在物块甲上，绳竖直悬挂另一物块乙。取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若要使点静止不动，则悬挂的物块乙的质量不能超过
A. B. C. D.
二、多选题
如图所示，一质量为，倾角为的斜面体放在水平面上，质量为的小木块可视为质点放在斜面上，现用一平行于斜面的、大小恒为的拉力作用于小木块，拉力在斜面所在平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和小木块始终保持静止状态，则下列说法正确的是
A. 斜面体受到地面静摩擦力的最大值为
B. 斜面体受到地面静摩擦力的最大值为
C. 小木块受到斜面静摩擦力的最大值为
D. 小木块受到斜面静摩擦力的最大值为
如图所示，把重为的物体放在倾角为的粗糙斜面上，物体通过弹簧固定在斜面上，若物体与斜面间最大静摩擦力为，则弹簧的张力
A. 可为，沿斜面向上 B. 可为，沿斜面向上
C. 可为，沿斜面向下 D. 弹力不可能为零
如图所示，悬绳将一质量为的小球悬挂于点，与竖直方向的夹角为，力作用于小球，保持点位置不变，现使逆时针缓慢旋转，则
A. 力逐渐减小
B. 力先减小再增大
C. 力与水平夹角为时，取到最小值为
D. 悬绳上的拉力先增大再减小
如图所示，质量的木板静止在水平面上，木板与水平面的动摩擦因数为。将质量的小木块可视为质点，以的速度从木板的左端水平向右滑上，小木块与木板面的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则关于、的取值能使长木板静止不动的有
A. ， B. ，
C. ， D. ，
三、计算题
如图所示，质量为的物块被轻质细绳系住斜吊着放在倾角为的静止斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数，细绳绕过定滑轮，左右两边与竖直方向的夹角、，细绳右端固定在天花板上，为细绳上一光滑动滑轮，下方悬挂着重物整个装置处于静止状态，重力加速度为，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，不考虑动滑轮重力，求：
重物的质量为多少时，与斜面间恰好没有摩擦力作用？
与斜面间恰好没有摩擦力作用时，水平地面对斜面的摩擦力为多大？
重物的质量满足什么条件时，物块能在斜面上保持静止？
如图所示，一条不可伸缩的细绳一端连着一个套在水平棒上的轻质圆环，另一端绕过轻质动滑轮和定滑轮悬挂着一个质量为的小物块，动滑轮下端连着一个质量为的重物绳与水平棒的夹角为，不计绳与滑轮间的摩擦．
若绳与水平棒的夹角，轻质圆环在水平棒上静止不动，求小物块的质量；
若圆环可以在棒上滑动，环与棒间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求圆环刚要开始滑动时，小物块的质量．
如图所示，一木块在水平向右的拉力未知力大小的作用下沿长木板向右滑行，长木板处于静止状态。已知木块质量为，长木板质量为，木块与长木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，求：
木块受到木板的摩擦力的大小和方向；
木板受到地面的摩擦力的大小和方向；
将拉力水平向右作用于木板，至少多大时，木板才能向右滑动．
用一轻绳将光滑小球系于粗糙墙壁上的点，在墙壁和球之间夹有一矩形物块，整个系统处于静止状态。已知轻绳与竖直方向成角，质量为，质量为，与墙体的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。求：
轻绳的弹力大小；
要使矩形物块恰好不下滑，小球的质量至少要多大。
一个底面粗糙、质量为的劈放在粗糙水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成角。现用一端固定的轻绳系一质量为的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为，如图所示。
当劈静止时，求绳子的拉力大小
当劈静止时，求地面对劈的摩擦力大小
若地面对劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使整个系统静止，动摩擦因数最小值多大
参考答案
1．C
2．B
3．D
4．C
5．A
6．C
7．D
8．AB
9．AC
10．BD
11．BD
12．CD
13．（1）；（2）
14．（1）；（2）
15．（1）5m/s2；（2）或
16．（1）；（2）；（3）
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