2023年高考物理命題點3力的合成與分解、物體的平衡優(yōu)生輔導真題集訓

命題點3力的合成與分解、物體的平衡4.如圖，一小球放置在木板與豎直墻面之間。設墻面對球的壓力大小為N1，球對木板的壓力大小為N2。以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉到水平位置。不計摩擦，在此過程中()A．N1始終減小，N2始終增大B．N1始終減小，N2始終減小C．N1先增大后減小，N2始終減小D．N1先增大后減小，N2先減小后增大解析：選B設木板對小球的彈力為N2′，那么必有N2＝N2′，對小球受力分析，根據(jù)物體的平衡條件，可將三個力構建成矢量三角形，如下圖，隨著木板順時針緩慢轉到水平位置，木板對小球的彈力N2′逐漸減小，那么小球對木板的壓力大小N2逐漸減小，墻面對小球的壓力大小N1逐漸減小，故B對。5.如圖，用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)使小車從靜止開始向左加速，加速度從零開始逐漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內)。與穩(wěn)定在豎直位置時相比，小球的高度()A．一定升高B．一定降低C．保持不變D．升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定解析：選A設橡皮筋的原長為L，開始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，小球受到的合力為零，橡皮筋處于豎直方向，橡皮筋懸點O距小球的高度L1＝L＋eq\f(mg,k)；當小車向左加速，穩(wěn)定時，橡皮筋與豎直方向的夾角為θ，對小球受力分析，由圖可知：橡皮筋上的彈力kx＝eq\f(mg,cosθ)，橡皮筋懸點O距小球的高度L2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L＋\f(mg,kcosθ)))cosθ＝Lcosθ＋eq\f(mg,k)?？梢姡琇1>L2，A正確，B、C、D錯誤。9．奧地利極限運發(fā)動菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39km的高空后跳下，經(jīng)過4分20秒到達距地面約1.5km高度處，翻開降落傘并成功落地，打破了跳傘運動的多項世界紀錄。取重力加速度的大小g＝10m/s2。(1)假設忽略空氣阻力，求該運發(fā)動從靜止開始下落至1.5km高度處所需的時間及其在此處速度的大?。?2)實際上，物體在空氣中運動時會受到空氣的阻力，高速運動時所受阻力的大小可近似表示為f＝kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關。該運發(fā)動在某段時間內高速下落的v-t圖像如下圖。假設該運發(fā)動和所帶裝備的總質量m＝100kg，試估算該運發(fā)動在到達最大速度時所受阻力的阻力系數(shù)。(結果保存1位有效數(shù)字)解析：(1)設該運發(fā)動從開始自由下落至1.5km高度處的時間為t，下落距離為s，在1.5km高度處的速度大小為v，根據(jù)運動學公式有v＝gt①s＝eq\f(1,2)gt2②根據(jù)題意有s＝3.9×104m－1.5×103聯(lián)立①②③式得t＝87s④v＝8.7×102m(2)該運發(fā)動到達最大速度vmax時，加速度為零，根據(jù)牛頓第二定律有mg＝kvmax2⑥由所給的v-t圖像可讀出vmax≈360m/s⑦由⑥⑦式得k＝0.008kg/m。⑧答案：(1)87s8.7×102m/s(2)0.008kg7．拖把是由拖桿和拖把頭構成的擦地工具(如圖)。設拖把頭的質量為m，拖桿質量可忽略；拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)μ，重力加速度為g。某同學用該拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為θ。(1)假設拖把頭在地板上勻速移動，求推拖把的力的大小。(2)設能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運動的水平推力與此時地板對拖把的正壓力的比值為λ。存在一臨界角θ0，假設θ≤θ0，那么不管沿拖桿方向的推力多大，都不可能使拖把從靜止開始運動。求這一臨界角的正切tanθ0。解析：(1)設該同學沿拖桿方向用大小為F的力推拖把。將推拖把的力沿豎直和水平方向分解，根據(jù)平衡條件有Fcosθ＋mg＝FN①Fsinθ＝Ff②式中FN和Ff分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力。所以有Ff＝μFN③聯(lián)立①②③式得F＝eq\f(μ,sinθ－μcosθ)mg。④(2)假設不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開始運動，應有Fsinθ≤λFN⑤這時，①式仍成立。聯(lián)立①⑤式得sinθ－λcosθ≤λeq\f(mg,F)⑥求解使上式成立的θ角的取值范圍。上式右邊總是大于零，且當F無限大時極限為零，有sinθ－λcosθ≤0⑦使上式成立的θ角滿足θ