高考物理一輪復習講義第2章專題強化4動態平衡問題平衡中的臨界極值問題（含解析）一、選擇題1.一物體在水平面上做勻速直線運動，下列說法正確的是：（1）物體受到的合外力為零（2）物體受到的摩擦力等于物體的重力（3）物體的動能不變（4）物體的勢能不變2.一個物體在水平面上受到三個力的作用，三個力的方向分別為東西南北，且大小相等，則：（1）物體一定靜止（2）物體一定做勻速直線運動（3）物體一定做勻速圓周運動（4）物體可能靜止，也可能做勻速直線運動二、填空題1.一物體在水平面上受到兩個力的作用，一個力為10N，另一個力為20N，兩個力的方向分別為東西南北，則物體受到的合力大小為______N，方向為______。2.一個物體在水平面上受到三個力的作用，三個力的方向分別為東西南北，且大小相等，若物體保持靜止，則三個力的大小為______N。三、解答題1.一物體在水平面上受到三個力的作用，三個力的方向分別為東西南北，且大小相等，若物體保持靜止，求三個力的大小。2.一物體在水平面上受到兩個力的作用，一個力為10N，另一個力為20N，兩個力的方向分別為東西南北，求物體受到的合力大小和方向。四、計算題要求：計算下列各題，并將結果以分數和小數形式同時寫出。1.一物體在水平面上受到三個力的作用，三個力的方向分別為東西南北，且大小相等。若物體保持靜止，求三個力的大小。2.一物體在水平面上受到兩個力的作用，一個力為15N，另一個力為20N，兩個力的方向分別為東西南北，求物體受到的合力大小和方向。五、應用題要求：根據下列條件，分析物體的運動狀態，并說明理由。1.一物體在水平面上受到兩個力的作用，一個力為10N，另一個力為5N，兩個力的方向分別為東西南北，物體初始時靜止。求物體受到的合力大小和方向，并判斷物體是否會運動。2.一物體在水平面上受到三個力的作用，三個力的方向分別為東西南北，且大小相等。若物體保持靜止，求三個力的作用點位置，使得物體保持平衡。六、論述題要求：論述動態平衡問題在物理學中的應用，并舉例說明。1.簡述動態平衡問題的定義及其在物理學中的重要性。2.結合實際生活中的例子，說明動態平衡問題在工程、交通、建筑等領域的應用。本次試卷答案如下：一、選擇題1.正確答案：A、C解析思路：物體做勻速直線運動時，根據牛頓第一定律，物體受到的合外力為零，所以選項（1）正確。由于物體在水平面上運動，重力方向豎直向下，與水平面垂直，因此摩擦力不會等于重力，選項（2）錯誤。勻速直線運動意味著速度大小和方向都不變，因此動能不變，選項（3）正確。勢能的變化取決于物體的高度，由于題目未提及高度變化，因此無法確定勢能是否變化，選項（4）無法判斷。2.正確答案：D解析思路：三個大小相等的力，若方向分別為東西南北，則任意兩個力的合力方向與第三個力相反。由于三個力大小相等，且方向互成直角，物體處于平衡狀態，既可能靜止也可能做勻速直線運動，因此選項（4）正確。二、填空題1.物體受到的合力大小為30N，方向為東西方向。解析思路：兩個力的合力大小等于它們的矢量和，即10N+20N=30N。由于兩個力的方向分別為東西方向，合力的方向也在東西方向。2.三個力的大小為10N。解析思路：三個大小相等的力，若要使物體保持靜止，每個力的大小必須相等，因此每個力的大小為10N。三、解答題1.三個力的大小均為10N。解析思路：由于三個力大小相等，且方向互成直角，根據平衡條件，每個力的大小為10N。2.物體受到的合力大小為30N，方向為東西方向。解析思路：兩個力的合力大小等于它們的矢量和，即10N+20N=30N。由于兩個力的方向分別為東西方向，合力的方向也在東西方向。四、計算題1.三個力的大小均為10N。解析思路：同第三題解析。2.物體受到的合力大小為15N，方向為東西方向。解析思路：兩個力的合力大小等于它們的矢量和，即15N+20N=35N。由于兩個力的方向分別為東西方向，合力的方向也在東西方向。五、應用題1.物體受到的合力大小為5N，方向為南北方向。物體不會運動。解析思路：兩個力的合力大小等于它們的矢量和，即10N+5N=15N。合力的方向為南北方向。由于物體初始時靜止，且合力不為零，物體將開始運動。2.三個力的作用點位置分別為物體的中心點，使得物體保持平衡。解析思路：由于三個力大小相等，且方向互成直角，三個力的作用點應位于物體的幾何中心，以保證物體在三個力的作用下保持平衡。六、論述題1.動態平衡問題的定義及其在物理學中的重要性。解析思路：動態平衡問題指的是物體在受到多個力的作用下，若物體保持靜止或勻速直線運動狀態，則這些力相互平衡，即合力為零。動態平衡問題在物理學中非常重要，因為它涉及到力的平衡、物體的運動狀態和動力學的基本原理。2.結合實際生活中的例子，說明動態平衡問題在工程、交通、建筑等領域的應用。解析思路：例如，在工程領域，橋梁的設