2012屆高中物理 專題02 力與物體的平衡

用心 愛心 專心 1 20122012 屆同心圓夢專題二屆同心圓夢專題二 物理物理 考試范圍 力與物體的平衡考試范圍 力與物體的平衡 1 1 選擇題 本題共選擇題 本題共 1010 小題 每小題小題 每小題 4 4 分 共分 共 4040 分 在每小題給出的四個選項中 有的只分 在每小題給出的四個選項中 有的只 有一個選項符合題目要求 有的有多個選項符合題目要求 全部選對的得有一個選項符合題目要求 有的有多個選項符合題目要求 全部選對的得 4 4 分 選對但不分 選對但不 全的得全的得 2 2 分 有選錯的得分 有選錯的得 0 0 分 分 1 下列各實例中彈力的方向描述正確的是 A 圖甲中 地面對運動員的彈力B 圖乙中 彎曲的細(xì)木棍對圓木的彈力 C 圖丙中 碗對筷子的彈力D 圖丁中 路燈桿對路燈的彈力 2 如下圖甲所示 質(zhì)量為 lkg 的物體在恒定外力作用下做減速運動 其初速度v0 該滑塊 與水平面間的動摩擦因數(shù)為 0 64 則下列該滑塊所受摩擦力Ff隨時間變化的圖象可能正 確的是 取初速度方向為正方向 g 10m s2 A B C D 3 如右圖所示 木塊b放在一固定斜面上 其上表面水平 木塊a放在b上 用平行于斜 面向上的力F作用于a a b均保持靜止 則木塊b的受力個數(shù)可能是 A 2 個 B 3 個 C 4 個 D 5 個 4 射箭是奧運會比賽項目之一 如右圖甲為我國著名選手張娟娟的射箭場景 已知弓的頂 部跨度為l 弦均勻且彈性良好 其自由長度為l 發(fā)射時弦和箭可等效為右圖乙的情景 假設(shè)弓的跨度保持不變 即箭在弦的正中間 弦夾住類似動滑輪的附加裝置上 將箭發(fā)射 出去 已知弦的勁度系數(shù)為k 發(fā)射箭時弦的最大長度為l 3 5 彈性 限度內(nèi) 則箭被發(fā)射瞬間所受的最大彈力為 設(shè)弦的彈力滿足胡克 定律 A kl 用心 愛心 專心 2 B kl 15 16 C kl3 D kl2 5 如右圖甲所示 一物塊置于水平地面上 現(xiàn)用一個與豎直方向成 角的力F拉物塊 現(xiàn) 使力F沿順時針轉(zhuǎn)動 并保持物塊沿水平方向做勻速直線運動 得到拉力F與 變化關(guān) 系圖線如右圖乙所示 根據(jù)圖中信息可知物塊與地面之間的動摩擦 因數(shù)為 A 2 1 B 2 3 C 32 D 2 13 6 如右圖所示 2 3 粗糙斜面的傾角為 30 輕繩通過兩個滑輪與A相連 輕繩的另一端 固定于天花板上 不計輕繩與滑輪的摩擦 物塊A的質(zhì)量為m不計滑輪的質(zhì)量 掛上物塊 B后 當(dāng)滑輪兩邊輕繩的夾角為 90 時 A B恰能保持靜止且A所受摩擦力向下 則物塊 B的質(zhì)量為 A m 2 2 B m 4 25 C M D 2m 7 如下圖所示 清洗樓房玻璃的工人常用一根繩索將自己懸在空中 工人及其裝備的總重 量為G 懸繩與豎直墻壁的夾角為 懸繩對工人的拉力大小為F1 墻壁對工人的彈力大 小為F2 空中作業(yè)時工人與玻璃的水平距離為定值 則 A G F sin 1 B GFcot 2 C 在空中同一位置作業(yè) 當(dāng)桶中的水不斷減少 F1與F2同時減少 D 若緩慢增加懸繩的長度 F1減小 F2增大 8 疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式 也是一種高難度的雜技 右 圖所示為六人疊成的三層靜態(tài)造型 假設(shè)每個人的重量均為G 下面五人的背部均呈水平 狀態(tài) 則最底層正中間的人的一只腳對水平地面的壓力約為 A G 8 7 B G 4 3 用心 愛心 專心 3 C G 4 5 D G 2 3 9 如右圖所示 圖形凹槽半徑R 30cm 質(zhì)量m 1kg 的小物塊在沿半徑方向的輕彈簧擠壓下 處于靜止?fàn)顟B(tài) 已知彈簧的勁度系數(shù)k 50N m 自由長度L 40cm 一端固定在圓心O處 彈簧與豎直方向的夾角為 37 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 則 A 物塊對槽的壓力大小是 15N B 物塊對槽的壓力大小是 13N C 槽對物塊的摩擦力大小是 6N D 槽對物塊的摩擦力大小是 8N 10 如右圖所示 一圓環(huán)位于豎直平面內(nèi) 圓環(huán)圓心處的一小球 OP OQ為兩根細(xì)繩 一端 與球相連另一端固定在圓環(huán)上 OP呈水平 OQ與豎直方向成 30 角 現(xiàn)保持小球位置不 動 將圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)過 90 角 則在此過程中 A OP繩所受拉力增大 B OP繩所受拉力先增大后減小 C OQ繩所受拉力先減小后增大 D OQ繩所受拉力先增大后減小 二 非選擇題 本題共二 非選擇題 本題共 6 6 小題 共小題 共 6060 分 分 11 8 分 如下圖所示 物體A重GA 40N 物體B重GB 20N A與B B與地的動摩擦因數(shù) 相同 用水平繩將物體A系在豎直墻壁上 水平力F向右拉物體B 當(dāng)F 30N 時 才能將 B勻速拉出 求接觸面間的動摩擦因數(shù)多大 12 8 分 如下圖所示 在水平粗糙橫桿上 有一質(zhì)量為m的小圓環(huán)A 用一細(xì)線懸吊一個 質(zhì)量為m的球B 現(xiàn)用一水平拉力緩慢地拉起球B 使細(xì)線與豎直方向成 37 角 此時環(huán) A仍保持靜止 求 1 此時水平拉力F的大小 2 環(huán)對橫桿的壓力及環(huán)受到的摩擦力 用心 愛心 專心 4 13 8 分 某裝置截面圖如下圖所示 一截面為等腰梯形的滑槽水平放置 一截面為等腰梯 形的滑塊可在槽中滑動 已知滑塊重G 20N 滑塊與滑槽底面有較小空隙 滑塊的底角 60 滑塊與槽之間的動摩擦因數(shù)30 求要使滑塊沿著滑槽勻速滑動 需要的水平 方向的作用力F的大小 14 12 分 如下圖所示 質(zhì)量32 Mkg 的木塊A套在水平桿上 并用輕繩將木塊與質(zhì)量 3 mkg 的小球B相連 今用跟水平方向成 30 角的力310 FN 拉著球帶動木塊一起 向右勻速運動 運動中M m相對位置保持不變 取g 10m s2 求 1 運動過程中輕繩與水平方向夾角 2 木塊與水平桿間的動摩擦因數(shù) 3 當(dāng) 為多大時 使球和木塊一起向右勻速運動的拉力最小 用心 愛心 專心 5 15 12 分 如下圖所示 貼著豎直墻面的物體A的質(zhì)量mA 0 2kg 放在水平面上的物體B 的質(zhì)量mB 1 0kg 繩和滑輪間的摩擦均不計 且繩的OB部分水平 OA部分豎直 A和B 恰好一起勻速運動 取g 10m s2 求 1 物體B與桌面間的動摩擦因數(shù) 2 如果用水平力F向左拉B 使物體A和B做勻速運動 需多大的拉力 3 若在原來靜止的物體B上放一個質(zhì)量與B物體質(zhì)量相等的物體后 物體B受到的摩 擦力多大 16 12 分 在水平地面上放一木板B 重力為G2 100N 再在木板上放一貨箱A 重力為 G1 500N 設(shè)貨箱與木板 木板與地面的動摩擦因數(shù) 均為 0 5 先用繩子把貨箱與墻拉 緊 如下圖所示 已知 sin 0 6 cos 0 8 然后在木板B上施一水平力F 想把木板 從貨箱下抽出來 F至少應(yīng)為多大 用心 愛心 專心 6 2012 屆同心圓夢專題卷物理專題二答案與解析 1 命題立意 通過實際情景考查彈力方向判斷 思路點撥 彈力方向總是與接觸面垂直 答案 D 解析 ABC 選項中的彈力均應(yīng)與其接觸面垂直 D 選項中桿的彈力與重力平衡 2 命題立意 特定條件下摩擦力的動靜轉(zhuǎn)化 思路點撥 開始摩擦力為滑動摩擦力與運動方向相反 但是物體速度減為零后 無法確定外 力與最大靜摩擦力的大小 無法確定之后的摩擦力情況 答案 BD 解析 物體速度減速為零時 可能靜止也可能反向運動 符合條件的為 BD 兩個選 項 3 命題立意 受力分析 思路分析 1 質(zhì)點受力分析的步驟可以概括為 重力一定有 彈力看周圍 分析摩擦力 不漏電磁浮 2 摩擦力判斷是難點 常用辦法是定義法 假設(shè)法 平衡法 答案 CD 解析 b 物體一定受到的力有 a 物體對 b 物體的壓力 重力 a 物體對 b 物體的 摩擦力 斜面對 b 物體的支持力 共四個力 可能受到斜面對 b 物體的摩擦力的作用 故正確 選項為 CD 4 命題立意 考查胡克定律 力的合成 思路點撥 1 胡克定律的應(yīng)用關(guān)鍵是找準(zhǔn)形變量 2 力的合成關(guān)鍵是熟練應(yīng)用平行四 邊形定則或三角形定則 答案 B 解析 弓弦張力 弓弦對箭的作用力 5 命題立意 考查從圖象找出關(guān)鍵點進(jìn)行分析問題的能力 思路點撥 注意圖象上特殊點的坐標(biāo) 這是圖象問題中隱含條件的一種體現(xiàn) 從圖象中可知 當(dāng)力與豎直方向夾角為 30 和 120 時外力大小相等 是求解此題的關(guān)鍵 答案 C 解析 從圖象中可以看出物體勻速 當(dāng)力與豎直方向夾角為 30 和 120 時 外力 相等 設(shè)此時拉力大小為 F 則物體受重力 mg 支持力 N 摩擦力 f 和 F 處于平衡 根據(jù)平衡 條件可知 夾角為 30 時有 夾角為 120 時 力水平方向成 30 夾角 則由平衡條件得 聯(lián)立解得 故 C 選項正確 6 命題立意 綜合考查受力分析 摩擦力 力的合成 思路點撥 從 A 恰好靜止且所受摩擦力方向向下入手 通過正交分解法求出繩的拉力 再對 右側(cè)的滑輪受力分析 用合成法求出 B 的質(zhì)量 答案 B 解析 由平衡條件可知繩中張力 對 B 物體分析有 7 命題立意 結(jié)合實際情景考查動態(tài)分析 正交分解 思路點撥 1 求解各力之間的關(guān)系可先將各力歸入平行四邊形或矢量三角形 2 水桶中 的水不斷減少后系統(tǒng)總重力隨之減少 緩慢增加懸繩的長度則懸線與玻璃的夾角不斷減小 答案 C 解析 由受力分析可知 在空中同一位置作業(yè) 當(dāng)桶中的水不斷減少 不 變 重力變小 F1 與 F2 同時減少 若緩慢增加懸繩的長度 變小 重力不變 F1 與 F2 同 時減少 8 命題立意 整體法與隔離法 用心 愛心 專心 7 思路點撥 分析最中間運動員所受壓力時可將上面三名運動員看作一個整體進(jìn)行分析 答案 C 解析 上面的人的兩只腳分別給中間的人的作用力為 0 5G 中間的左 右邊的人 的每一只腳的作用力為 0 5G G 2 故下面的正中間的人背部受到的作用力為 0 75G 0 75G 1 5G 每一只腳對地面的壓力為 1 5G G 2 1 25G C 對 9 命題立意 綜合考查力的分解 彈力 摩擦力 思路點撥 物體在多個力作用下平衡 正交分解是最佳方案 答案 BC 解析 由受力分析可知物體退槽的壓力 槽對物塊的摩擦力 10 命題立意 共點力作用下物體的平衡 動態(tài)分析問題 思路點撥 1 將小球所受各個力放入矢量三角形 2 其中兩繩子拉力夾角始終為 120 結(jié)合正弦定理可分析兩繩子拉力的大小變化情況 答案 B 解析 由繩子移動過程中兩繩的角度再結(jié)合由平行四邊形定則可知 OP 繩所受拉力 先增大后減小 OQ 繩所受拉力不斷減小 11 命題立意 考查摩擦力 雙面 思路點撥 要將物塊上下兩個表面的彈力區(qū)分好 答案 0 30 解析 設(shè)接觸面間的動摩擦因數(shù)為 物體 A 與 B 間的摩擦力為 F1 GA 2 分 物體 B 與地面間的滑動摩擦力為 F2 GA GB 2 分 將 B 勻速拉出 拉力大小與兩個摩擦力的合力大小應(yīng)相等 有 F GA GA GB 2GA GB 2 分 即 30 2 40 20 1 分 解得 0 30 1 分 12 命題立意 整體法隔離法 思路點撥 1 隔離法分析問題受力要全面 2 合理選取整體法可以方便解題 答案 1 2 對橫桿的壓力大小為 2mg 方向豎直向下 環(huán)受到的摩擦力大小為 0 75mg 方向水平向左 解析 1 取小球為研究對象進(jìn)行受力分析 由平衡規(guī)律得 1 分 1 分 聯(lián)立解得 1 分 2 取 AB 組成的系統(tǒng)為研究對象 1 分 1 分 由牛頓第三定律 1 分 對橫桿的壓力大小為 2mg 方向豎直向下 1 分 環(huán)受到的摩擦 力大小為 0 75mg 方向水平向左 1 分 13 命題立意 通過實際模型考查摩擦力求解 思路點撥 1 求解彈力是求解摩擦力的關(guān)鍵 2 要注意左右兩側(cè)都有摩擦力 答案 12N 解析 滑塊在豎直平面內(nèi)受到 3 個力的作用 如下圖所示 由力的平衡條件可知 2 分 2 分 解得 2 分 滑塊一側(cè)受到的摩擦力 1 分 水平推力 1 分 14 命題立意 考查受力分析 整體法隔離法解題 極值求解 思路點撥 1 三力平衡可以用正交分解也可以應(yīng)用矢量三角形 四力及以上平衡適用正交 分解 2 三角函數(shù)法是求解極值的重要方法 答案 1 2 3 時 F 的值最小 解析 1 對 B 進(jìn)行受力分析 設(shè)細(xì)繩對 B 的拉力為 T 由平衡條件可得 1 分 1 分 解得 1 分 即 1 分 2 對 A 進(jìn)行受力分析 由平衡條件有 1 分 1 分 解得 1 分 3 對 A 進(jìn)行受力分析 由平衡條件有 1 分 1 分 解得 1 分 令 即 則 1 分 顯然 當(dāng) 時 F 有最小值 所以 時 F 的值最小 1 分 15 命題立意 綜合考查動 靜摩擦力 用心 愛心 專心 8 思路點撥 1 摩擦系數(shù)和拉力均可以通過平衡求解 2 B 處添加物體后最大靜摩擦力發(fā) 生變化要著重注意 答案 1 0 2 2 4N 3 2N 解析 1 因 A 和 B 恰好一起勻速運動 所以 B 受到 的水平繩的拉力 T 與滑動摩擦力 F1 的大小相等 且等于 A 的重力 mAg 值 B 對桌面的壓力 FN 等于 B 的重力 mBg 所以有 F1 FN 1 分 FN mBg 1 分 T F1 mAg 1 分 解得 0 2 1 分 2 如果用水平 力 F 向左拉 B 使物體 A 和 B 做勻速運動 此時水平繩的拉力 T 與滑動摩擦力 F1 的大小均不變 根據(jù)物體 B 水平方向的平衡由 F T F1 2mAg 4N 4 分 3 若在原來靜止的物體 B 上放一個 質(zhì)量與 B 物體