2021届高考物理寒假必刷题汇编重难点02平衡问题中的几种常见临界及极值1．如图所示为两种形式的吊车示意图，为重力不计的杆，其端固定，端带有一小滑轮，为重力不计的缆绳，当它们吊起相同重物时，缆绳对甲、乙两图中滑轮作用力的大小分别为和，则为（）A．B．C．D．【答案】B【详解】受力分析如图所示甲图，受力分析有乙图，受力分析有所以故选B。2．如图所示，轻绳两端分别与A、D两物体相连接，mA＝1kg，mB＝2kg，mC＝3kg，mD＝4kg，物体A、B、C、D之间及D与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.1，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，若要用力将D物体拉动，则作用在D物体上水平向左的拉力最小为（取g＝10m/s2）（）A．8NB．10NC．12ND．14N【答案】C【详解】以A为研究对象，绳子要将A拉动，绳子拉力至少要等于A受到的最大静摩擦力，即以四个物体整体为研究对象，受拉力F，两根绳子拉力和地面对D的摩擦力四个力作用，因此要将D物体拉动，水平向左的拉力最小为故选C。3．三段不可伸长轻绳ac、bd、cd，其中a、b端悬于天花板，c点挂一质量为m的小球，在竖直平面内过d点作用一拉力F，如图所示，保持静止，已知cd绳水平。则F的最小值为（）A．3mgB．mgC．mgD．mg【答案】D【详解】对结点c受力分析如图所示由平衡条件可得轻绳dc对结点c的拉力为对d点受力分析，如图所示当拉力F与轻绳bd垂直时，F有最小值，为故选D。4．山体滑坡是由于重力作用，山坡的“表层土”在“下层土”上面滑动。某山坡的倾角为，假如连日降雨会使“表层土”和“下层土”间的动摩擦因数减小到。为了避免山体滑坡的发生，山坡的倾角至少应减小（）A．B．C．D．【答案】B【详解】对“表层土”进行受力分析，受到重力、支持力、摩擦力，设当山坡倾角为时，体刚好不会滑坡，有解得所以要使山体不滑坡，山坡倾角为最大为，则山坡的倾角至少应减小。故选B。5．如图所示，悬挂甲物体的细绳拴牢在一不可伸长的轻质细绳上点处，轻绳的另一端固定在墙上，乙物体通过光滑的定滑轮栓接在点，甲、乙两物体质量相等，系统平衡时点两侧的绳与竖直方向的夹角分别为、。若与竖直的夹角为，则等于（）A．B．C．D．【答案】A【详解】由于甲、乙两物体质量相等，则设它们的质量为m。对O点进行受力分析，受到下面绳子的拉力mg，右边绳子的拉力mg，左边绳子的拉力F，如下图所示因处于静止状态，依据力的平衡条件，则有竖直方向为水平方向为联立上式，解得故选A。6．一杂技演员表演单车过钢丝，如图所示。在两固定杆等高处各挂一个光滑的圆环，两圆环上系一段钢丝，钢丝的长度大于两杆间距，不计钢丝重力。演员从一端缓慢骑单车到另一端。下列说法正确的是（）A．到最低点时，演员受到的合力竖直向上B．表演用的钢丝可能是光滑的C．两个圆环对钢丝的拉力，大小始终相等D．两个圆环对钢丝的拉力的合力，方向始终竖直向上【答案】D【详解】A．因为在整个过程中，演员是缓慢运动的，故可把每个时刻的演员看成是处于平衡状态，即演员所受合力应该为0，故A错误；B．若钢丝是光滑的，则演员不能够骑单车运动到另一端，故B错误；C．对钢丝与单车接触的点进行受力分析，如下图所示由力的平衡可得由上式可知，只有当时，两钢丝的拉力大小才相等，故C错误；D．由于平衡状态，故两钢丝拉力的合力应与演员和单车的总重力等大反向，所以两个圆环对钢丝的拉力的合力，方向始终竖直向上，故D正确。故选D。7．如图所示，在两个倾角=30°、相互连接的斜面上分别放置质量为m1和m2的两个物体，物体间通过平行于斜面的不可伸长的轻绳跨过光滑的定滑轮连接，物体m1与所在斜面间的动摩擦因数，物体m2所在的斜面光滑，若物体m1保持静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则的值可能为（）A．B．C．3D．5【答案】B【详解】设m1刚好不上滑，此时m1受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，对系统，根据平衡条件有代入数据解得设m1刚好不下滑，此时m1受到的最大静摩擦力方向沿斜面向上，对系统，根据平衡条件有代入数据解得综上所述，可以得到故ACD错误，B正确。故选B。8．如图所示，物体P和Q的质量分别为m1和m2，PM和MQ为同一根轻绳且相互垂直，PM平行...