文档文本内容
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
第二章相互作用
第9 课时 专题强化:动态平衡和临界、极值问题
目录
考点一 动态平衡问题...................................................................................................................1
1.“一力恒定,另一力方向不变”的动态平衡问题.......................................................................1
2.“一力恒定,另两力方向均变化”的动态平衡问题...................................................................3
3.一力恒定,另外两力方向均变化,但两力方向夹角保持不变的动态平衡问题....................4
考点二 平衡中的临界、极值问题...............................................................................................6
1.临界问题.......................................................................................................................................6
2.极值问题.......................................................................................................................................6
3.解题方法.......................................................................................................................................6
【限时训练】(限时:60 分钟).................................................................................................. 8
【考情分析·探规律】
考
情
分
析
知识点
年份
试卷及题号
动态平衡和临界、极值问题
2024
2024·重庆
2023
山东卷 T2
2022
2022·河北、2022·湖南、2022·浙江
2021
广东卷 T11
试
题
情
境
生活实践类
生活中的摩擦力的应用,索桥、千斤顶、刀、木楔的工作原
理
学习探究类
探究弹簧弹力与形变量的关系,探究两个互成角度的力的合
成规律,共点力平衡条件及应用,平衡中的临界问题
【知识梳理】
考点一 动态平衡问题
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。常用方法:图解法、解析法、相似三角形法、辅助圆法、正弦定理法。
1
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
矢量三角形法:其中一个力大
小方向固定,另一个力方向
固定,第三个力大小方向均
不固定
水平拉力F 逐渐增大,绳的拉力也逐渐增大
挡板对球的作用力F1先减小后增大,斜面对球的支持
力F2逐渐减小
相似三角形法:矢量三角形与
几何三角形相似
OA
G =OB
F N
=AB
F
辅助圆法:
(1)一个力大小、方向固定,
另两个力间的夹角固定。
(2)一个力大小、方向固定,
另一个力大小固定,第三个
力大小、方向均不固定
正弦定理
G
sin(π −α ) =F1
sinβ =F2
sinγ
1.“一力恒定,另一力方向不变”的动态平衡问题
(1)一个力恒定,另一个力始终与恒定的力垂直,三力可构成直角三角形,可作不同状态下
的直角三角形,分析力的大小变化,如图甲所示。
(2)一力恒定,另一力与恒定的力不垂直但方向不变,作出不同状态下的矢量三角形,确定
力大小的变化,在变化过程中恒力之外的两力垂直时,会有极值出现,如图乙所示。
【小试牛刀】
2
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
【典例】1.如图所示,装有足球的轻网兜系在钉子上,墙壁光滑。将网绳在钉子上多绕几
圈后,则( )
A.网绳上的拉力变小
B.网绳上的拉力不变
C.墙壁对足球的支持力变大
D.墙壁对足球的支持力不变
【答案】C
【解析】方法一:解析法 对足球受力分析如图所示:
设网绳与竖直方向的夹角为θ,将网绳在钉子上多绕几圈后,绳子长度减小,θ 增大,由平
衡条件可得G=FT2=FTcos θ,网绳的拉力FT随着θ 的增大而增大,A、B 错误;由平衡条
件可得FN=FT1=FTsin θ,解得FN=Gtan θ,所以墙壁对足球的支持力随着θ 的增大而增大
C 正确,D 错误。
方法二:图解法
把三力放在一个矢量三角形中,如图所示,当网绳长度减小时,θ 增大,矢量三角形中,
随着θ 角增大,FT变大,FN变大,故C 正确。
3
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
2.“一力恒定,另两力方向均变化”的动态平衡问题
一力恒定(如重力),其他二力的方向均变化,但二力分别与绳子、两物体重心连线方向等
平行,即三力构成的矢量三角形与绳长、半径、高度等实际几何三角形相似,则对应边比
值相等。
基本矢量图,如图所示
基本关系式:==。
【小试牛刀】
【典例】1.(2025·山东烟台市龙口市校考)如图所示为一简易起重装置,AC 是上端带
有小滑轮的固定支架,BC 为质量不计的轻杆,杆的一端C 用铰链固定在支架上,
另一端B 悬挂一个质量为m 的重物,并用轻质钢丝绳跨过滑轮A 连接在卷扬机上。
开始时,杆BC 与AC 的夹角∠BCA>90°,现使∠BCA 缓慢变小,直到∠BCA=30°
(不计一切阻力)。在此过程中,杆BC 所产生的弹力( )
A.大小不变
B.逐渐增大
C.先增大后减小
D.先减小后增大
【答案】A
【解析】以结点B 为研究对象,分析受力情况,作出力的合成图如图,根据平衡条件
知,G、FN的合力F 合与F 大小相等、方向相反。
4
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
根据三角形相似得G
AC =F合
AB =F N
BC ,得FN=BC
AC G
∠BCA 缓慢变小的过程中,AC、BC 不变,则FN不变,故杆BC 所产生的弹力大小不
变,故选A。
3.一力恒定,另外两力方向均变化,但两力方向夹角保持不变的动态平衡问题
利用正弦定理或利用辅助圆,恒力为圆的一条弦,恒力所对应角的顶点在圆上移
动,可保持圆心角不变,根据不同位置判断各力的大小变化。
【典例】2.如图,柔软轻绳ON 的一端O 固定,其中间某点M 拴一重物,用手拉住绳的另
一端N。初始时,OM 竖直且MN 被拉直,OM 与MN 之间的夹角为α(α>)。现将重物向右
上方缓慢拉起,并保持夹角α 不变。在OM 由竖直被拉到水平的过程中( )
A.MN 上的张力逐渐减小
B.MN 上的张力先增大后减小
C.OM 上的张力逐渐增大
D.OM 上的张力先增大后减小
【答案】D
【解析】方法一:以重物为研究对象分析受力情况,受重力mg、OM 绳上拉力F2、MN 上
拉力F1,由题意知,三个力的合力始终为零,矢量三角形如图所示,F1、F2的夹角不变,
在F2转至水平的过程中,矢量三角形在同一外接圆上,由图可知,MN 上的张力F1逐渐增
大,OM 上的张力F2先增大后减小,所以D 正确,A、B、C 错误。
5
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
方法二:正弦定理
把三力F1、F2、G 放在一个矢量三角形中,如图所示
根据正弦定理有==
易证明∠3+∠α=180°,∠2+∠γ=180°,∠1+∠β=180°,故有==
在OM 由竖直被拉到水平的过程中,α 角保持不变,β 由钝角减小至90°,γ 由锐角增大至
钝角,故可判断F1逐渐增大,F2先增大后减小,故D 正确。
【解题技巧】
分析动态平衡问题的流程
受力分析
画不同状态下的受力平衡图构造矢量三角形
考点二 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)绳子恰好伸直,拉力F=0。
6
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
(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
极限法
正确进行受力分析和变化过程分析,找到平衡的临界点和极值点;
临界条件必须在变化中寻找,不能在一个状态上研究临界问题,
要把某个物理量推向极大或极小
数学分析法
通过对问题的分析,根据平衡条件列出物理量之间的函数关系(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)
物理分析法
根据平衡条件,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,确定最大值和最小值
【小试牛刀】
【典例】1.如图所示,一光滑球体放在支架与竖直墙壁之间,支架的倾角θ=60°,光滑球
体的质量为m,支架的质量为2m,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个装置保持静止,
则支架和地面间的动摩擦因数至少为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】对光滑球体受力分析如图甲所示
根据平衡条件可得
FN2cos θ=mg,
对支架受力分析如图乙所示
7
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
根据牛顿第三定律可知FN3=FN2,对支架由平衡条件可得FN4=2mg+FN3cos θ,Ff=FN3sin
θ,又达到最大静摩擦力时Ff=μFN4,
联立以上各式解得μ=,可知支架和地面间的动摩擦因数至少为,故选D。
【典例】2.(2025·山东烟台市开学考)如图所示,质量m=5.2 kg 的金属块放在水平地
面上,在斜向右上的拉力F 作用下,向右以v0的速度做匀速直线运动。已知金属块
与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g 取10 m/s2。求所需拉力F 的最小值。
【答案】2√26 N
【解析】方法一 三角函数法
设拉力与水平方向夹角为θ,根据平衡条件有Fcos θ=μ(mg-Fsin θ),整理得F=
μmg
cosθ+μsinθ =
μmg
√1+μ
2sin( β +θ)(其中sin β=
1
√1+μ
2),当θ=π
2 -β 时F 最小,
故所需拉力F 的最小值Fmin=
μmg
√1+μ
2=2√26 N。
方法二 利用“摩擦角”法
设FN与Ff的合力与FN方向的夹角为α,则tan α=
Ff
F N
=μ
①
再设FN与Ff的合力为F'。
如图所示,当拉力F 与F'垂直时有最小值
即Fmin=mgsin α
②
由①②得Fmin=2√26 N。
【解题技巧】
8
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
在力的方向发生变化的平衡问题中求力的极小值时,一般利用三角函数求极值。
也可利用“摩擦角”将四力平衡转化为三力平衡,从而求拉力的最小值。【典例】如:
如图所示,物体在拉力F 作用下做匀速直线运动,改变θ 大小,求拉力的最小值时,
可以用支持力与摩擦力的合力F'代替支持力与摩擦力,FN与Ff的合力F'方向一定,即
“摩擦角”α 满足tan α=
F f
F N
=μ,则Fmin=mgsin α,此时θ=α。
【限时训练】(限时:60 分钟)
【基础必刷题】1~7 题每小题7 分,共49 分
1.如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有A、B 两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住的书
本处于静止状态。若用两段更长的等长细绳重新将书拴住,两环位置不变。环与书本仍处
于静止状态,则横杆对A 环的作用力与原来相比( )
A.大小不变、方向不变
B.大小减小、方向改变
C.大小减小、方向不变
D.大小增大、方向改变
【答案】B
【解析】杆对环的作用力包括支持力和摩擦力,根据环受力平衡可知,两者的合力大小与
绳的拉力大小相等,设书本质量为m,细绳与竖直方向间的夹角为θ,绳的拉力大小F=
=,用更长的等长细绳重新将书拴住,θ 减小,cos θ 增大,拉力大小减小,方向改变,故
B 正确。
2.如图甲所示,笔记本电脑支架一般有多个卡位用来调节角度,某人将电脑放在该支架上,
由卡位4 缓慢调至卡位1(如图乙),电脑与支架始终处于相对静止状态,则( )
A.电脑受到的支持力变大
B.电脑受到的摩擦力变大
9
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
C.支架对电脑的作用力减小
D.电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力大小
【答案】A
【解析】根据题意,电脑始终处于平衡状态,对电脑受力分析,如图所示,由平衡条件可
得,电脑受到的支持力大小为FN=Gcos θ
电脑受到的摩擦力大小Ff=Gsin θ
由卡位4 缓慢调到卡位1,θ 减小,故FN增大,Ff减小,故B 错误,A 正确。
支架对电脑的作用力即为电脑受到的支持力与摩擦力的合力,支持力与摩擦力的合力大小
等于电脑的重力,保持不变,根据“三角形两边之和大于第三边”可知,电脑受到的支持
力与摩擦力两力大小之和大于其重力大小,C、D 错误。
3.抖空竹是我国传统文化中一株灿烂的花朵,既极具观赏性,又可健身。如图甲所示,若
抖空竹者保持一只手不动,另一只手沿图乙中的四个方向缓慢移动,忽略空竹转动的影响
不计空竹和绳子间的摩擦力,且认为细线不可伸长。下列说法正确的是( )
A.沿虚线a 向左移动时,细线的拉力将增大
B.沿虚线b 向上移动时,细线的拉力将减小
C.沿虚线c 斜向上移动时,细线的拉力将增大
D.沿虚线d 向右移动时,细线的拉力将减小
【答案】C
【解析】对空竹受力分析如图所示:
由平衡条件有2Fsin θ=mg
若设绳长为L,由几何关系可知cos θ=
10
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
当B 沿虚线a 缓慢向左移动时,dAB减小,cos θ 减小,sin θ 增大,F 将减小,A 错误;
同理可知当沿虚线d 向右移动时,dAB增大,cos θ 增大,sin θ 减小,F 将增大,D 错误;
当沿虚线b 向上移动时,dAB不变,cos θ 不变,sin θ 不变,F 不变,B 错误;
当沿虚线c 斜向上移动时,dAB增大,cos θ 增大,sin θ 减小,F 将增大,C 正确。
4.如图所示,某健身者右手拉着抓把沿水平方向从图示位置B 缓慢移动到位置A,不计绳
子质量,忽略绳子和重物与所有构件间的摩擦,A、B、重物共面,则重物上升过程中(
)
A.绳子的拉力逐渐增大
B.该健身者所受合力逐渐减小
C.该健身者对地面的压力逐渐减小
D.该健身者对地面的摩擦力逐渐增大
【答案】D
【解析】由题意可知,重物和健身者一直处于动态平衡状态,由平衡条件可知,健身者所
受合力等于零,绳上的拉力大小不变,其大小等于重物的重力mg,A、B 错误;对健身者
受力分析,如图所示,由平衡条件可知,在竖直方向,则有FTsin θ+FN=Mg,又有FT=
mg,可得FN=Mg-mgsin θ,在水平方向,则有FTcos θ=Ff,当从B 缓慢移到A 时,θ 角
逐渐变小,地面对健身者的支持力逐渐变大,地面对健身者的摩擦力逐渐变大,由牛顿第
三定律可知,健身者对地面的压力逐渐增大,健身者对地面的摩擦力逐渐增大,C 错误,
D 正确。
5.在水平外力F 的作用下,A、B 两个圆柱体按如图所示的方式分别放在水平地面、靠在竖
直墙面,将A 缓慢向右移动一小段距离(B 未与地面接触),不计一切摩擦,则在此过程中,
关于水平地面对A 的弹力FN1、竖直墙面对B 的弹力FN2,下列说法正确的是( )
A.FN1不变,FN2变大
B.FN1变小,FN2变大
C.FN1变大,FN2变小
D.FN1不变,FN2变小
11
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
【答案】A
【解析】以圆柱体B 为研究对象,分析受力如图所示
当将A 缓慢向右移动一小段距离,F1与竖直方向的夹角增大,由图看出墙对B 的弹力FN2
增大;以圆柱体A、B 整体为研究对象,根据平衡条件,在竖直方向有FN1=(mA+mB)g,
当将A 缓慢向右移动一小段距离,水平地面对A 的弹力FN1不变,故A 正确,B、C、D 错
误。
6.如图所示,物体甲放置在水平地面上,通过跨过光滑定滑轮的轻绳与小球乙相连,整个
系统处于静止状态。现对小球乙施加一个水平力F,使小球乙缓慢上升一小段距离,整个
过程中物体甲保持静止,甲受到地面的摩擦力为Ff,则该过程中( )
A.Ff变小,F 变大
B.Ff变小,F 变小
C.Ff变大,F 变小
D.Ff变大,F 变大
【答案】D
【解析】以小球乙为研究对象受力分析,设绳与竖直方向的夹角为α,根据平衡条件可得,
水平拉力F=mgtan α,夹角α 逐渐增大,则水平拉力F 逐渐增大,绳子的拉力为FT=,故
绳子的拉力逐渐增大;以物体甲为研究对象受力分析,根据平衡条件可得,物体甲受到的
地面的摩擦力与绳子拉力水平方向的分力等大反向,Ff=FTcos θ=,逐渐增大,故选D。
7.(2025·山东济宁市开学考)一轻质杆两端分别固定有质量均为m 的小球A、B,两小球
由细线OE、FC 悬挂于水平天花板及竖直墙壁上,如图所示。OE 和FC 的拉力分别用
F1和F2表示,初始时,F1与竖直方向的夹角θ=30°,F2水平,重力加速度为g。现保持
A 球位置不变,将细线FC 的C 端缓慢上移至FC 与水平方向成α=60°角的位置的过程
中,下列说法正确的是( )
A.F1一直减小且减小了mg
B.F2一直减小且减小了mg
12
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
C.F2先减小后增大,其最小值为1
2
mg
D.轻杆的弹力一直减小,其最小值为√3
3 mg
【答案】D
【解析】取两小球及轻杆整体为研究对象,整体受重力2mg、细线OE 的拉力F1及细
线FC 的拉力F2作用处于平衡状态。此三力满足图甲所示关系,当C 端缓慢上移时,
由图知细线OE 的拉力一直减小,最初其大小为F1= 2mg
cos30° =4√3
3
mg,移动后其大小
为F1'=
2mg
2
cos30°
=2√3
3
mg,减小了2√3
3
mg,故A 错误;由图甲知细线FC 的拉力先减小
后增大,其最小值为F2min=2mgsin 30°=mg,故B、C 错误;取A 球为研究对象,其所受
重力、细线OE 的拉力F1及轻杆的弹力F 满足图乙所示关系,因为末态时OE 的拉力大
小为2√3
3
mg=
mg
cos30° ,所以最后杆的弹力正好沿水平方向,由图乙知杆的弹力一直在
减小,最小值为F'=mgtan 30°=√3
3 mg,故D 正确。
【巩固必刷题】8~11 题每小题10 分,共40 分
8.(多选)如图,一斜面粗糙的斜面体置于粗糙地面上,斜面顶端装有一光滑轻质定滑轮
一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M 相连,M 与滑轮间细
绳与斜面平行,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N 的
细绳与竖直方向成45°。已知M 与斜面体始终保持静止,则在此过程中( )
A.水平拉力的大小可能保持不变
13
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
B.M 所受细绳的拉力大小一定一直增大
C.M 所受斜面的摩擦力大小一定一直增大
D.斜面体所受地面的摩擦力一定增大
【答案】BD
【解析】方法一 图解法
对N 进行受力分析,因为N 的重力与水平拉力F 的合力和细绳的拉力FT是一对平衡力,
在力的矢量三角形中(如图甲所示)可以看出水平拉力的大小逐渐增大,细绳的拉力也一
直增大,选项A 错误,B 正确;M 的质量与N 的质量的大小关系不确定,设斜面倾角
为θ,若mNg≥mMgsin θ,则M 所受斜面的摩擦力大小会一直增大,若mNg<mMgsin θ,
则M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大,选项C 错误;对整体受力分析,可知
斜面所受地面摩擦力等于水平拉力F,一定增大,选项D 正确。
方法二 解析法
以物块N 为研究对象,受到重力G、水平拉力F 和细绳的拉力FT,设细绳与竖直方向
的夹角为α,如图乙所示,根据平衡条件可得F=Gtan α,FT= G
cosα ,随着α 的增大,F
和FT都增大,故A 错误,B 正确;对于M,受重力GM、支持力FN、绳的拉力FT以及
斜面可能对它的摩擦力Ff,如果开始摩擦力方向沿斜面向上,如图丙所示,则有
FT+Ff=GMsin θ,当FT 不断增大的时候,Ff 减小;当FT>GMsin θ 时,有FT=GMsin
θ+Ff,随着FT的增大,Ff将增大,所以沿斜面的摩擦力Ff可能先减小后增大,C 错误;
对整体受力分析,可知斜面体所受地面摩擦力等于水平拉力F,一定增大,选项D 正
确。
14
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
9.如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个重环,绕过光滑定滑轮的轻绳一端与重环相
连,另一端施加拉力F 使重环从A 点缓慢上升到B 点。设杆对重环的弹力大小为FN,
整个装置处于同一竖直平面内,在此过程中( )
A.F 逐渐增大,FN逐渐增大
B.F 逐渐增大,FN先减小后增大
C.F 先减小后增大,FN逐渐增大
D.F 先减小后增大,FN先减小后增大
【答案】B
【解析】由题意知,轻绳对重环的拉力和杆对环的弹力的合力与重力等大反向,受力
分析并构建力的矢量三角形如图所示,由图可知,在拉力到达竖直方向前,与竖直方
向的夹角越来越小,拉力F 增大,FN减小,拉力经过竖直方向后,与竖直方向夹角又
逐渐变大,拉力F 继续增大,FN也增大,B 正确。
10.小李发现小区的消防通道被一质量为m 的石墩挡住了,为了移开石墩小李找来一根
结实的绳子,将绳的一端系在石墩上,双手紧握绳的另一端用力斜向上拖拽石墩。设
绳子与水平方向的夹角为θ,小李对绳施加的最大拉力为0.6mg,g 为重力加速度,石
墩与水平地面间的动摩擦因数为√3
3 ,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正
确的是( )
A.无论θ 取何值,小李都不可能拖动石墩
15
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
B.小李能拖动石墩,且当θ=π
3
时最省力
C.小李能拖动石墩,且当θ=π
6 时最省力
D.小李能拖动石墩,且当θ=π
4 时最省力
【答案】C
【解析】对石墩进行受力分析如图所示
Fcos θ=μFN
FN+Fsin θ=mg
解得2F(√3
2 cos θ+1
2sin θ)=mg
即F=
mg
2sin( π
3 +θ),可解得,当θ=π
6
时,F 最小为0.5mg,故小李能拖动石墩,且当θ=
π
6
时最省力,故选C。
11.(多选)(2025·山东菏泽市段考)如图所示,一倾角θ=30°的斜面体固定于水平地面上,
一质量m=1.0 kg 的小物块恰好能够静止于斜面上。若给物块施加一平行于斜面且与斜
面内的水平虚线成α=60°角的推力F,在推力F 由0 逐渐增大的过程中,小物块始终保
持静止,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g 取10 m/s2,则下列说法正确
的是( )
A.小物块与斜面之间的动摩擦因数为√3
3
B.小物块所受的静摩擦力逐渐减小
C.小物块所受静摩擦力的最小值为2.5 N
D.推力F 的最大值为5√3 N
16
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
【答案】ACD
【解析】质量m=1.0 kg 的小物块恰好能够静止于斜面上,则有mgsin θ=μmgcos θ,解
得μ=√3
3 ,故A 正确;小物块始终处于静止状态,对小物块受力分析可知,沿斜面方
向受力平衡,根据力的平行四边形定则可知静摩擦力先减小后增大,故B 错误;当静
摩擦力与推力垂直时,静摩擦力最小,为Ffmin=mgsin 30°×sin 30°=2.5 N,故C 正确;
当静摩擦力达到滑动摩擦力时,推力F 最大,根据几何关系可知Fmax=2mgsin 30°×cos
30°=5√3 N,故D 正确。
【尖子拔高题】(11 分)
12.(多选)(2024·山东省一模)粗糙水平地面上有一质量为M、倾角为30°的粗糙楔形物体
C,斜面上有一个质量为2m 的物块B,B 通过平行于斜面的轻绳绕过定滑轮P 与结点
O 连接,结点处悬挂一质量为m 的小球A。初始时OP 间轻绳水平,拉力F 与OP 绳的
夹角α=135°,如图所示。现让拉力F 顺时针缓慢转动90°且保持α 大小不变,转动过程
B、C 始终保持静止。下列说法正确的是( )
A.拉力F 一直减小
B.绳对B 的拉力一直增大
C.B、C 间的摩擦力先增大后减小
D.物体C 对地面的压力先增大后减小
【答案】AC
【解析】对题图右侧结点处受力分析,α 角大小不变,可以使用辅助圆方法判断力的动
态变化情况,如图所示,通过分析可得绳子拉力FT先增大后减小,拉力F 一直减小,
故A 正确,B 错误;初始状态,对O 分析可得绳子拉力大小为FT=mg,对B 分析,可
发现FT=2mgsin 30°,即一开始B 与C 间的静摩擦力为零,故当绳子拉力FT从mg 先增
大后减小到mg,B、C 间的静摩擦力方向一直沿斜面向下且先增大后减小,故C 正确;
将B、C 看成整体,竖直方向有FN 地+FTsin 30°=(2m+M)g,由于FT先增大后减小,故
FN 地先减小后增大,即物体C 对地面的压力先减小后增大,故D 错误。
17
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考高考-总复习”~~~
18