【走向高考 考点强化训练】2016高考物理二轮专题复习检测：一 受力分析共点力作用下物体的平衡 考点强化练1
第一部分考点强化练1 受力分析 共点力作用下物体的平衡一、选择题(1～5题为单选题，6～8题为多选题)1．(2015·河北衡水中学二模)如图，小球C置于内侧面光滑的半球形凹槽B内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状态。
在缓慢减小木板的倾角θ过程中，下列说法正确的是( )A．A受到的压力逐渐减小B．A受到的摩擦力逐渐减小C．C对B的压力逐渐变大D．C受到三个力的作用答案：B解析：缓慢减小θ，则A、B、C始终处于平衡状态。
把B、C看成一整体，设质量为M，则Mg sinθ＝f AB，Mg cosθ＝N AB，由牛顿第三定律得f BA＝f AB＝Mg sinθ，N BA＝N AB＝Mg cosθ，θ减小，sinθ变小，cosθ变大，所以f BA变小，N BA变大，A错误，B正确。
对C受力分析可知，其受重力、支持力两个力的作用，大小相等，所以支持力不变，C对B的压力不变，C、D错误。
2.(2015·东北三校二联)如图所示，有一倾角θ＝30°的斜面体B，质量为M。
质量为m的物体A静止在B上。
现用水平力F推物体A，在F由零逐渐增加至mg再逐渐减为零的过程中，A和B始终保持静止。
对此过程下列说法正确的是( )A．地面对B的支持力大于(M＋m)gB．A对B的压力的最小值为mg，最大值为mgC．A所受摩擦力的最小值为0，最大值为D．A所受摩擦力的最小值为mg，最大值为mg答案：B解析：因为A、B始终保持静止，对A、B整体受力分析可知，地面对B的支持力一直等于(M＋m)g，A错误。
当F＝0时，A对B的压力最小，为mg cos30°＝mg；当F＝mg时，A对B的压力最大，为mg cos30°＋F sin30°＝mg，B正确。
当F cos30°＝mg sin30°时，即F＝mg时，A所受摩擦力为0，当F＝0时，A所受摩擦力大小为mg，方向沿斜面向上，当F ＝mg时，A所受摩擦力大小为mg，方向沿斜面向下，选项C、D错误。
3.(2015·山东济南一模)一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接，并悬挂在空中。
在稳定水平风力作用下发生倾斜，绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示。
设每只灯笼的质量均为m。
则自上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为( )A．2mg B．mgC．mg D．8mg答案：C解析：自上往下以第2到第5只灯笼为一整体作为研究对象，受力分析如图所示，则有F T cos30°＝4mg，得F T＝mg故选C。
4.(2015·山西3月模拟)如图所示，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点A，另一端与小球相连。
小球静止时位于环上的B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为60°，则轻绳对小球的拉力大小为( )A．2mg B．mgC．mg D．mg答案：C解析：本题考查力学中的平衡问题。
对B点处的小球受力分析，如图所示，则有T sin60°＝N sin60°T cos60°＋N cos60°＝mg解得T＝N＝mg，则A、B、D错，C正确。
5.(2015·河北保定4月模拟)如图所示，将三个完全相同的光滑球用不可伸长的细线悬挂于O点并处于静止状态。
已知球半径为R，重为G，线长均为R。
则每条细线上的张力大小为( )A．2G B．GC．G D．G答案：B解析：本题中O点与各球心的连线、及各球心连线，构成一个边长为2R的正四面体，如图甲所示(A、B、C为各球球心)，O′为△ABC的中心，设∠OAO′＝θ，由几何关系知O′A＝R，由勾股定理得OO′＝＝R，对A处球受力分析有：F sinθ＝G，又sinθ＝，解得F＝G，故只有B项正确。
6．(2015·陕西师大附中模拟)如图所示，一根绳子一端固定于竖直墙上的A点，另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B，其中绳子的PA段处于水平状态，另一根绳子一端与动滑轮P的轴相连，在绕过光滑的定滑轮Q 后在其端点O施加一水平向左的外力F，使整个系统处于平衡状态，滑轮均为光滑、轻质，且均可看做质点，现拉动绳子的端点O使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态，则该平衡状态与原平衡状态相比较( )A．拉力F增加B．拉力F减小C．角θ不变D．角θ减小答案：AD解析：以动滑轮P为研究对象，AP、BP段绳子受的力始终等于B的重力，两绳子拉力的合力在∠APB角平分线上，拉动绳子后，滑轮向上运动，两绳子夹角减小，两拉力的合力增大，故F增大，A项正确，B项错；PQ与竖直方向夹角等于∠APB的一半，故拉动绳子后角θ减小，C 项错，D项正确。
7．(2015·廊坊模拟)如图所示，三个物块A、B、C叠放在斜面上，用方向与斜面平行的拉力F作用在B上，使三个物块一起沿斜面向上做匀速运动。
设物块C对A的摩擦力为f A，对B的摩擦力为f B，下列说法正确的是( )A．如果斜面光滑，f A与f B方向相反，且f A<f BB．如果斜面光滑，f A与f B方向相同，且f A>f BC．如果斜面粗糙，f A与f B方向相同，且f A>f BD．如果斜面粗糙，f A与f B方向相反，且f A<f B答案：AD解析：以A、C整体为研究对象，由平衡条件有：B对C的摩擦力f B′＝(m A＋m C)g sin θ＋μ(m A＋m)g cos θ，方向沿斜面向上，由牛顿第三定律可知：f B＝f B′，方向沿斜面向下，以A为研究对象，f A＝m A g sinθ＋μ(m A＋m)g cosθ，方向沿斜面向上，D项正确；若斜面光滑时，即上述式中动摩擦因数μ＝0，f B′＝(m A＋m C)g sinθ，方向沿斜面向上，由牛顿第三定律可知：f B＝f B′，方向沿斜面向下，以A为研究对象，f A＝m A g sinθ，方向沿斜面向上。
A项正确。
8．(2015·河南八市重点高中模拟)如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于O点，一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA在外力F的作用下使夹角θ<90°，现缓慢改变绳OA的方向至θ>90°，且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态。
下列说法正确的是( ) A．绳OA的拉力一直增大B．斜面对物块P的摩擦力的大小可能先减小后增大C．地面对斜面体有向右的摩擦力D．地面对斜面体的支持力大于物块P和斜面体的重力答案：BD解析：缓慢改变绳OA的方向至θ>90°的过程，OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置到3位置所示，可见OA的拉力先减小后增大，OP绳的拉力一直增大，选项A错误；若开始时P受绳子的拉力比较小，则斜面对P的摩擦力沿斜面向上，OP绳拉力一直增大，则摩擦力先变小后反向增大，选项B正确；以斜面和P、Q整体为研究对象受力分析，根据平衡条件，斜面受地面的摩擦力与F沿水平方向的分力等大反向，故摩擦力方向向左，选项C错误；以斜面体和P、Q整体为研究对象受力分析，根据竖直方向受力平衡：N＋F cosα＝M斜g＋M P g＋M Q g，式中α为F与竖直方向的夹角，由上图分析可知F cosα的最大值即为M Q g(当F竖直向上时)，故F cosα<M Q g，则N>M斜g＋M P g，选项D正确。
二、非选择题9.如图所示，质量为m B＝14kg的木板B放在水平地面上，质量为m A＝10kg的木箱A放在木板B上。
一根轻绳一端拴在木箱A上，另一端拴在地面的木桩上，绳绷紧时与水平面的夹角为θ＝37°。
已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5，木板B与地面之间的动摩擦因数μ2＝0.4。
重力加速度g取10m/s2。
现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出，试求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)绳上张力F T的大小；(2)拉力F的大小。
答案：(1)100N (2)200N解析：对木箱A受力分析，木箱受到竖直向下的重力G A(大小为m A g)、竖直向上的支持力FN1、绳子的拉力F T和木板水平向右的摩擦力f1，受力图略，根据平衡条件可得：FN1＝m A g＋F T sin37°，f1＝F T cos37°＝μ1FN1对木板B受力分析，其受到竖直向下的重力G B(大小为m B g)、木箱竖直向下的压力(大小为FN1)、木箱A对木板B水平向左的摩擦力(大小为f1)、地面竖直向上的支持力FN2、水平向右的拉力F、地面水平向左的摩擦力f2，受力图略，根据平衡条件可得：f2＝μ2FN2，FN2＝m B g＋FN1，F＝f1＋f2联立以上各式，并代入数据，得F T＝100N，F＝200N。
10.如图所示，将一条轻而柔软的细绳一端固定在天花板上的A点，另一端固定在竖直墙上的B点，A和B到O点的距离相等，绳长为OA的两倍。
滑轮的大小与质量均可忽略，滑轮下悬挂一质量为m的重物。
忽略一切摩擦力，求平衡时绳中拉力的大小。
答案：mg解析：以滑轮为研究对象，由于绳与滑轮摩擦不计，则两段绳中拉力相等，与竖直方向的夹角也相等，受力分析如图所示。
由平衡条件得2T sinθ＝mg设左、右两侧绳长分别为l1、l2，因AO＝l，则由几何关系得l1cosθ＋l2cosθ＝ll1＋l2＝2l由以上三式解得θ＝60°，T＝mg。
11.一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B(中央有孔)，A、B间由细绳连接着，它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态。
此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，AB间的细绳呈伸直状态，与水平线成30°夹角。
已知B球的质量为m，求细绳对B球的拉力和A球的质量。
答案：2mg 2m解析：对B球，受力分析如图所示。
F sin30°＝mg①所以F＝2mg对A球，受力分析如图所示。
在水平方向F′cos30°＝F A sin30°②在竖直方向F A cos30°＝m A g＋F′sin30°③F＝F′④得m A＝2m。
高考物理专题一(受力分析)(含例题、练习题及答案)
高考定位受力分析、物体的平衡问题是力学的基本问题，主要考查力的产生条件、力的大小方向的判断(难点：弹力、摩擦力)、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析、连接体问题的分析，涉及的思想方法有：整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等．高考试题命题特点：这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核．考题1对物体受力分析的考查例1如图1所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面B上，现用大小均为F，方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则()图1A．A与B之间不一定存在摩擦力B．B与地面之间可能存在摩擦力C．B对A的支持力一定大于mgD．地面对B的支持力的大小一定等于(M＋m)g审题突破B、D选项考察地面对B的作用力故可以：先对物体A、B整体受力分析，根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力；A、C选项考察物体A、B之间的受力，应当隔离，物体A受力少，故：隔离物体A受力分析，根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力．解析对A、B整体受力分析，如图，受到重力(M＋m)g、支持力F N和已知的两个推力，水平方向：由于两个推力的合力为零，故整体与地面间没有摩擦力；竖直方向：有F N＝(M＋m)g，故B错误，D正确；再对物体A受力分析，受重力mg、推力F、斜面体B对A的支持力F N′和摩擦力F f，在沿斜面方向：①当推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向下，②当推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向上，③当推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零，设斜面倾斜角为θ，在垂直斜面方向：F N′＝mg cos θ＋F sin θ，所以B对A的支持力不一定大于mg，故A正确，C错误．故选择A、D.答案AD1．(单选)(2014·广东·14)如图2所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()图2A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向答案 A解析M处支持力方向与支持面(地面)垂直，即竖直向上，选项A正确；N处支持力方向与支持面(原木接触面)垂直，即垂直MN向上，故选项B错误；摩擦力与接触面平行，故选项C、D错误．2．(单选)如图3所示，一根轻杆的两端固定两个质量均为m的相同小球A、B，用两根细绳悬挂在天花板上，虚线为竖直线，α＝θ＝30°，β＝60°，求轻杆对A球的作用力()图3A．mg B.3mg C.33mg D.32mg答案 A解析对A球受力分析如下图，细绳对小球A的力为F1，杆对A的力为F2，把F1和mg合成，由几何知识可得组成的三角形为等腰三角形，故F2＝mg.3．(单选) 如图4所示，用质量为M的吸铁石，将一张质量为m的白纸压在竖直固定的磁性黑板上．某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力F轻拉白纸，白纸未移动，则此时黑板对白纸的摩擦力的大小为()图4A．F B．mgC.F2＋(mg)2D.F2＋(Mg＋mg)2答案 D解析对吸铁石和白纸整体进行受力分析，在垂直于黑板平面内受磁引力、黑板表面的支持力，在平行于黑板平面内受竖直向下的重力(M＋m)g、水平拉力F和黑板表面的摩擦力F f作用，由于纸未被拉动，所以摩擦力为静摩擦力，根据共点力平衡条件可知，摩擦力F f与(M＋m)g和F的合力等值反向，因此有F f＝F2＋(Mg＋mg)2，故选项D正确．1．合理的选取研究对象如果题目中给出的物体不止一个，在分析物体受力情况时，往往不能直接判断它与其接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力，这时可以采用隔离法(或整体法)，先分析其他物体(或整体)的受力情况，再分析被研究物体的受力情况．2．结合运动状态及时修正由于弹力和摩擦力都是被动力，它们的方向和大小与物体的运动状态有密切的关系，所以分析物体的受力情况时，除了根据力产生的条件判断外，还必须根据物体的运动状态，结合牛顿第二定律及时进行修正．考题2 对静态平衡问题的考查例2 (单选)如图5所示，倾角为60°的斜面固定在水平面上，轻杆B 端用铰链固定在竖直墙上，A 端顶住质量为m 、半径为R 的匀质球并使之在图示位置静止，此时A 与球心O 的高度差为R 2，不计一切摩擦，轻杆可绕铰链自由转动，重力加速度为g ，则有( )图5A ．轻杆与水平面的夹角为60°B ．轻杆对球的弹力大小为2mgC ．斜面对球的弹力大小为mgD ．球所受的合力大小为mg ，方向竖直向上审题突破 球受力的特点：轻杆B 端用铰链固定在竖直墙上所以轻杆上的弹力一定沿杆，支持力垂直斜面向上；由几何知识确定轻杆与水平面的夹角，采用合成法，根据平衡条件求轻杆对球的弹力和斜面对球的弹力．解析 设轻杆与水平方向夹角为θ，由sin θ＝h R ＝12，θ＝30°，故A 错误；对球由几何知识得，轻杆对球的弹力大小F N2＝mg ，故B 错误；斜面对球的弹力大小为mg ，C 正确；球处于静止状态，所受的合力大小为0，D 错误．答案 C4．(单选) 完全相同的两物体P 、Q ，质量均为m ，叠放在一起置于水平面上，如图6所示．现用两根等长的细线系在两物体上，在细线的结点处施加一水平拉力F ，两物体始终保持静止状态，则下列说法不正确．．．的是(重力加速度为g )( )图6A ．物体P 受到细线的拉力大小为F 2B ．两物体间的摩擦力大小为F 2C ．物体Q 对地面的压力大小为2mgD ．地面对Q 的摩擦力大小为F答案 A解析 两物体都保持静止，对P 、Q 整体受力分析，竖直方向受到重力2mg 和地面支持力F N ，根据平衡状态则有F N ＝2mg ，Q 对地面压力大小等于支持力，选项C 正确．水平方向受到拉力F 和地面摩擦力F f ，水平方向受力平衡F f ＝F ，选项D 正确．两段细线等长，而拉力沿水平方向．设细线和水平方向夹角为θ，则有细线拉力F T ＝F 2cos θ，选项A 错误．对P 受力分析水平方向受到细线拉力的水平分力F T cos θ＝F 2和Q 对P 的摩擦力F f ′，根据P 静止时受力平衡则有F f ′＝F 2，选项B 正确． 5．(单选)在如图所示的A 、B 、C 、D 四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴O 安装在一根轻木杆P 上，一根轻绳ab 绕过滑轮，a 端固定在墙上，b 端下面挂一个质量都是m 的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图A 、C 、D 中杆P 与竖直方向夹角均为θ，图B 中杆P 在竖直方向上，假设A 、B 、C 、D 四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为F A 、F B 、F C 、F D ，则以下判断中正确的是( )A ．F A ＝FB ＝FC ＝F DB ．F D ＞F A ＝F B ＞F CC ．F A ＝F C ＝FD ＞F BD ．F C ＞F A ＝F B ＞F D答案 B解析 设滑轮两边细绳的夹角为φ，对重物，可得绳子拉力等于重物重力mg ，滑轮受到木杆弹力F 等于细绳拉力的合力，即F ＝2mg cos φ2，由夹角关系可得F D ＞F A ＝F B ＞F C ，选项B 正确．6．(单选)倾角为45°的斜面固定在墙角，一质量分布均匀的光滑球体在大小为F的水平推力作用下静止在如图7所示的位置，F的作用线通过球心，设球所受重力大小为G，竖直墙对球的弹力大小为F1，斜面对球的弹力大小为F2，则下列说法正确的是()图7A．F1一定大于F B．F2一定大于GC．F2一定大于F D．F2一定大于F1答案 B解析以球为研究对象，受力分析，如图所示，根据平衡条件可得：F2sin θ＝GF＝F1＋F2cos θ所以F2一定大于G，F1一定小于F，F2与F的大小关系不确定，F1和F2的大小关系也不确定，所以B正确，A、C、D错误．共点力平衡问题的求解思路和方法1．求解共点力平衡问题的一般思路物体静止或做匀速直线运动―→物体处于平衡状态―→对物体受力分析―→建立平衡方程―→对平衡方程求解、讨论2．常用求解方法(1)正交分解法(2)合成法考题3对动态平衡问题的考查例3如图8所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行．在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则()图8A．b对c的摩擦力一定减小B．b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C．地面对c的摩擦力方向一定向右D．地面对c的摩擦力一定减小审题突破b受到c的摩擦力不一定为零，与两物体的重力、斜面的倾角有关．对bc整体研究，由平衡条件分析水平面对c的摩擦力方向和支持力的大小．解析设a、b的重力分别为G a、G b.若G a＝G b sin θ，b受到c的摩擦力为零；若G a≠G b sin θ，b受到c的摩擦力不为零．若G a＜G b sin θ，b受到c的摩擦力沿斜面向上，故A错误，B正确．对b、c整体，水平面对c的摩擦力F f＝F T cos θ＝G a cos θ，方向水平向左．在a中的沙子缓慢流出的过程中，则摩擦力在减小，故C错误，D正确．答案BD7．(单选)如图9甲，手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度．某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位4缓慢地调至卡位1(如图乙)，电脑始终静止在底座上，则()图9A．电脑受到的支持力变大B．电脑受到的摩擦力变小C．散热底座对电脑的作用力变大D．散热底座对电脑的作用力不变答案 D解析对笔记本电脑受力分析如图所示，有：F N＝mg cos θ、F f＝mg sin θ.由原卡位1调至卡位4，θ减小，静摩擦力F f减小、支持力F N增加；散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力，与电脑的重力平衡，始终是不变的，故D正确．8．(单选)如图10将两个质量均为m的小球a、b用细线相连悬挂于O点，用力F拉小球a，使整个装置处于静止状态，且悬线Oa与竖直方向的夹角为θ＝30°，则F的最小值为()图10A.33mg B．mgC.32mg D.2mg答案 B解析以a、b两球为一整体进行受力分析：受重力2mg，绳子的拉力F T，拉力F，其中重力是恒力，绳子拉力F T方向恒定，根据平衡条件，整体所受合外力为零，所以当F的方向与绳子垂直时最小，如图所示，根据几何关系可得：F＝2mg sin 30°＝mg，所以B正确，A、C、D 错误．9．(单选)(2014·山东·14)如图11所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变．木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后()图11A．F1不变，F2变大B．F1不变，F2变小C．F1变大，F2变大D．F1变小，F2变小答案 A解析木板静止时，木板受重力G以及两根轻绳的拉力F2，根据平衡条件，木板受到的合力F1＝0，保持不变．两根轻绳的拉力F2的合力大小等于重力G，保持不变，当两轻绳剪去一段后，两根轻绳的拉力F2与竖直方向的夹角变大，因其合力不变，故F2变大．选项A正确，选项B、C、D错误．1．当受力物体的状态发生“缓慢”变化时，物体所处的状态仍为平衡状态，分析此类问题的方法有解析法和矢量三角形法．2．分析动态平衡问题时需注意以下两个方面：(1)在动态平衡问题中，一定要抓住不变的量(大小或方向)，此题中不变的量是力F3和F1′的合力的大小和方向，然后分析其他量的变化．(2)当物体受到一个大小和方向都不变、一个方向不变、一个大小和方向都变化的三个力作用，且题目只要求定性讨论力的大小而不必进行定量计算时，首先考虑用图解法．考题4应用平衡条件解决电学平衡问题例4(6分)如图12所示，粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC放置在水平面上，∠CAB＝30°，斜面内部O点(与斜面无任何连接)固定一个正点电荷，一带负电可视为质点的小物体可以分别静止在M、P、N点，P为MN的中点，OM＝ON，OM∥AB，则下列判断正确的是()图12A．小物体在M、P、N点静止时一定都是受4个力B．小物体静止在P点时受到的摩擦力最大C．小物体静止在P点时受到的支持力最大D．小物体静止在M、N点时受到的支持力相等解析对小物体分别在三处静止时进行受力分析，如图：结合平衡条件小物体在P、N两点时一定受四个力的作用，而在M处不一定，故A错误；小物体静止在P点时，摩擦力F f＝mg sin 30°，设小物体静止在M、N点时，库仑力为F′，则小物体静止在N点时F f′＝mg sin 30°＋F′cos 30°，小物体静止在M点时F f″＝mg sin 30°－F′cos 30°，可见小物体静止在N点时所受摩擦力最大，故B错误；小物体静止在P点时，设库仑力为F，受到的支持力F N＝mg cos 30°＋F，小物体静止在M、N点时：F N′＝mg cos 30°＋F′sin 30°，由库仑定律知F＞F′，故F N＞F N′，即小物体静止在P点时受到的支持力最大，静止在M、N点时受到的支持力相等，故C、D正确．答案CD(2014·江苏·13)(15分)如图13所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端．导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R ，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g .求：图13(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ； (2)导体棒匀速运动的速度大小v ； (3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q .答案 (1)tan θ (2)mgR sin θB 2L 2(3)2mgd sin θ－m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L 4解析 (1)在绝缘涂层上导体棒受力平衡mg sin θ＝μmg cos θ 解得导体棒与涂层间的动摩擦因数μ＝tan θ. (2)在光滑导轨上 感应电动势：E ＝BL v感应电流：I ＝ER安培力：F 安＝BIL受力平衡的条件是：F 安＝mg sin θ解得导体棒匀速运动的速度v ＝mgR sin θB 2L 2.(3)摩擦生热：Q T ＝μmgd cos θ根据能量守恒定律知：3mgd sin θ＝Q ＋Q T ＋12m v 2解得电阻产生的焦耳热Q ＝2mgd sin θ－m 3g 2R 2sin 2 θ2B 4L 4.知识专题练 训练1题组1 物体受力分析1．(单选)如图1所示，A 、B 、C 三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑，其它接触面粗糙，则( )图1A．A与墙面间存在压力B．A与墙面间存在静摩擦力C．A物块共受4个力作用D．B物块共受4个力作用答案 D解析以三个物块组成的整体为研究对象，水平方向上：地面光滑，对C没有摩擦力，根据平衡条件得知，墙对A没有压力，因而也没有摩擦力，故A、B错误．对A物块，受到重力、B的支持力和B对A的摩擦力三个力作用，故C错误．先对A、B整体研究：水平方向上，墙对A没有压力，则由平衡条件分析可知，C对B没有摩擦力．再对B分析：受到重力、A的压力和A对B的摩擦力、C的支持力，共受四个力作用，故D正确．2．(单选)轻质弹簧A的两端分别连在质量均为m的小球上，两球均可视为质点．另有两根与A完全相同的轻质弹簧B、C，且B、C的一端分别与两个小球相连，B的另一端固定在天花板上，C的另一端用手牵住，如图2所示．适当调节手的高度与用力的方向，保持B弹簧轴线跟竖直方向夹角为37°不变(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，当弹簧C的拉力最小时，B、C两弹簧的形变量之比为()图2A．1∶1 B．3∶5C．4∶3 D．5∶4答案 C解析以两球和弹簧A组成的整体为研究对象，受力分析如图所示，由合成法知当C弹簧与B弹簧垂直时，弹簧C施加的拉力最小，由几何关系知F T B∶F T C＝4∶3.3．如图3所示，固定的半球面右侧是光滑的，左侧是粗糙的，O点为球心，A、B为两个完全相同的小物块(可视为质点)，小物块A静止在球面的左侧，受到的摩擦力大小为F1，对球面的压力大小为F N1；小物块B在水平力F2作用下静止在球面的右侧，对球面的压力大小为F N2，已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为θ，则()图3A．F1∶F2＝cos θ∶1B．F1∶F2＝sin θ∶1C．F N1∶F N2＝cos2θ∶1D．F N1∶F N2＝sin2θ∶1答案AC解析分别对A、B两个相同的小物块受力分析，如图，由平衡条件，得：F1＝mg sin θF N1＝mg cos θ同理：F2＝mg tan θF N2＝mgcos θ故F1F2＝mg sin θmg tan θ＝cos θ，F N1F N2＝cos2θ.4．(单选)如图4所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块，各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接，正好组成一个菱形，∠BAD＝120°，整个系统保持静止状态．已知A物块所受的摩擦力大小为F f，则D物块所受的摩擦力大小为()图4A.32F fB ．F f C.3F f D ．2F f 答案 C解析 已知A 物块所受的摩擦力大小为F f ，设每根弹簧的弹力为F ，则有：2F cos 60°＝F f ，对D ：2F cos 30°＝F f ′，解得：F f ′＝3F ＝3F f . 题组2 静态平衡问题5．(单选)如图5所示，登山者连同设备总重量为G .某时刻缆绳和竖直方向的夹角为θ，若登山者手拉缆绳的力大小也为G ，则登山者脚对岩石的作用力( )图5A ．方向水平向右B ．方向斜向右下方C ．大小为G tan θD ．大小为G sin θ 答案 B解析 以登山者为研究对象，受力如图，根据共点力平衡条件得知：F N 与G 和F T 的合力大小相等、方向相反，所以F N 方向斜向左上方，则由牛顿第三定律得知登山者脚对岩石的作用力方向斜向右下方．由力的合成法得：F N＝2G cos[12(180°－θ)]＝2G sin 12θ.6．如图6所示，质量为M 的木板C 放在水平地面上，固定在C 上的竖直轻杆的顶端分别用细绳a 和b 连接小球A 和小球B ，小球A 、B 的质量分别为m A 和m B ，当与水平方向成30°角的力F 作用在小球B 上时，A 、B 、C 刚好相对静止一起向右匀速运动，且此时绳a 、b 与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则下列判断正确的是( )图6A ．力F 的大小为mB gB ．地面对C 的支持力等于(M ＋m A ＋m B )gC ．地面对C 的摩擦力大小为32m B gD ．m A ＝m B 答案 ACD解析 对小球B 受力分析，水平方向：F cos 30°＝F T b cos 30°，得：F T b ＝F ， 竖直方向：F sin 30°＋F T b sin 30°＝m B g ，解得：F ＝m B g ， 故A 正确； 对小球A 受力分析，竖直方向：m A g ＋F T b sin 30°＝F T a sin 60° 水平方向：F T a sin 30°＝F T b sin 60° 联立得：m A ＝m B ，故D 正确； 以A 、B 、C 整体为研究对象受力分析， 竖直方向：F N ＋F sin 30°＝(M ＋m A ＋m B )g 可见F N 小于(M ＋m A ＋m B )g ，故B 错误；水平方向：F f ＝F cos 30°＝m B g cos 30°＝32m B g ，故C 正确．7．(单选)体育器材室里，篮球摆放在如图7所示的球架上．已知球架的宽度为d ，每个篮球的质量为m 、直径为D ，不计球与球架之间的摩擦，则每个篮球对一侧球架的压力大小为( )图7A.12mgB.mgD dC.mgD2D2－d2D.2mg D2－d2D答案 C解析篮球受力平衡，设一侧球架的弹力与竖直方向的夹角为θ，如图，由平衡条件，F1＝F2＝mg2cos θ，而cos θ＝(D2)2－(d2)2D2＝D2－d2D，则F1＝F2＝mgD2D2－d2，选项C正确．8．如图8所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑半圆球B，整个装置处于静止状态．已知A、B两物体的质量分别为m A和m B，则下列说法正确的是()图8A．A物体对地面的压力大小为m A gB．A物体对地面的压力大小为(m A＋m B)gC．B物体对A物体的压力大于m B gD．地面对A物体没有摩擦力答案BC解析对A、B整体受力分析，竖直方向：F N A＝(m A＋m B)g，水平方向：F f A＝F N B，选项A、D错误，选项B正确；B受重力、A的支持力F N AB、墙面的弹力F N B，故F N AB＝(m B g)2＋F2N B，选项C正确．题组3动态平衡问题9．(单选)如图9所示，三根细线共系于O点，其中OA在竖直方向上，OB水平并跨过定滑轮悬挂一个重物，OC的C点固定在地面上，整个装置处于静止状态．若OC加长并使C点左移，同时保持O点位置不变，装置仍然处于静止状态，则细线OA上拉力F A和OC上的拉力F C与原先相比是()图9A．F A、F C都减小B．F A、F C都增大C．F A增大，F C减小D．F A减小，F C增大答案 A解析O点受F A、F B、F C三个力平衡，如图．当按题示情况变化时，OB绳的拉力F B不变，OA绳拉力F A的方向不变，OC绳拉力F C的方向与拉力F B方向的夹角减小，保持平衡时F A、F C的变化如虚线所示，显然都是减小了．10．如图10所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B悬挂着．已知质量m A＝3m B，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°，且A、B 仍处于静止状态，那么下列说法中正确的是()图10A．弹簧的弹力大小将不变B．物体A对斜面的压力将减小C．物体A受到的静摩擦力将减小D．弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变答案AC解析弹簧弹力等于B物体的重力，即弹簧弹力不变，故A项正确；对A物体进行受力分析，列平衡方程可知，C项正确，D项错误；根据F N＝m A g cos θ，当倾角减小时，A物体对斜面压力变大，故B项错误．11．(单选)如图11所示，两块相互垂直的光滑挡板OP 、OQ ，OP 竖直放置，小球a 、b 固定在轻弹簧的两端．水平力F 作用于b 时，a 、b 紧靠挡板处于静止状态．现保证b 球不动，使挡板OP 向右缓慢平移一小段距离，则( )图11A ．弹簧变长B ．弹簧变短C ．力F 变大D ．b 对地面的压力变大 答案 A解析 对a 隔离分析可知，OP 向右缓慢平移时弹簧弹力变小，OP 对a 的弹力变小，故弹簧变长，A 正确；对a 、b 整体分析，F 与OP 对a 的弹力平衡，故力F 变小，b 对地面的压力始终等于a 、b 的总重力，故D 错误． 题组4 应用平衡条件解决电学平衡问题12．(2014·广东·20)如图12所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电量为＋Q 的小球P .带电量分别为－q 和＋2q 的小球M 和N ，由绝缘细杆相连，静止在桌面上．P 与M 相距L 、M 和N 视为点电荷，下列说法正确的是( )图12A ．M 与N 的距离大于LB ．P 、M 和N 在同一直线上C ．在P 产生的电场中，M 、N 处的电势相同D ．M 、N 及细杆组成的系统所受合力为零 答案 BD解析 假设P 、M 和N 不在同一直线上，对M 受力分析可知M 不可能处于静止状态，所以选项B 正确；M 、N 和杆组成的系统，处于静止状态，则系统所受合外力为零，故k Qq L 2＝k Q ·2q(L ＋x )2，解得x ＝(2－1)L ，所以选项A 错误，D 正确；在正点电荷产生的电场中，离场源电荷越近，电势越高，φM >φN ，所以选项C 错误．13．(2014·浙江·19)如图13所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A ，细线与斜面平行．小球A 的质量为m 、电量为q .小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ，两球心的高度相同、间距为d .静电力常量为k ，重力加速度为g ，两带电小球可视为点电荷．小球A 静止在斜面上，则( )图13A ．小球A 与B 之间库仑力的大小为kq 2d 2B ．当q d ＝mg sin θk 时，细线上的拉力为0 C ．当q d ＝mg tan θk 时，细线上的拉力为0 D ．当q d ＝mgk tan θ时，斜面对小球A 的支持力为0 答案 AC解析 根据库仑定律，A 、B 球间的库仑力F 库＝k q 2d2，选项A 正确；小球A 受竖直向下的重力mg ，水平向左的库仑力F 库＝kq2d2，由平衡条件知，当斜面对小球的支持力F N 的大小等于重力与库仑力的合力大小时，细线上的拉力等于零，如图所示，则kq 2d 2mg ＝tan θ，所以q d ＝ mg tan θk ，选项C 正确，选项B 错误；斜面对小球的支持力F N 始终不会等于零，选项D 错误．。
《高考复习方案》2016届高三物理二轮复习(全国卷专用)作业手册专题一力与运动Word版含答案
2016高考第二轮专题物理新课标·全国卷地区专用[第1讲力与物体的平衡]专题限时集训(一)1．如图Z11所示，圆弧形货架摆着四个完全相同的光滑小球，O为圆心．对圆弧面的压力最小的是()图Z11A．a球B．b球C．c球D．d球2．如图Z12所示，质量m＝1 kg的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板的动摩擦因数μ＝0.2.由于受到相对地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动．现使钢板以速度v1＝0.8 m/s向右匀速运动，同时用力拉动物体(方向沿导槽方向)以速度v2＝0.6 m/s沿导槽匀速运动，则拉力大小为(g取10 m/s2)()图Z12A．2 N B．1.6 N C．1.2 N D．1 N图Z133．(多选)如图Z13，用夹砖器把两块质量都为m的相同长方体砖块P和Q竖直夹起，悬停半空．已知重力加速度为g，则()A．握住夹砖器的力越大，夹砖器对P和Q的摩擦力越大B．P和Q之间的摩擦力为零C．两砖块受到夹砖器的摩擦力总和为2mgD．砖块所受的摩擦力与砖块的重力无关4．如图Z14所示，丘陵地带输电线路的电线杆常常要架着电线翻山越岭，图中A、C为一根输电线的两端，B为输电线的最低点，设输电线为粗细均匀的均质导线，图Z14由于导线自身的重力的作用可能使导线在某点断开，则以下说法正确的是( )A ．最易断裂点在A 点B ．最易断裂点在B 点C ．最易断裂点在C 点D ．最易断裂点不在A 、B 、C 点5．如图Z15所示，一个“房子”形状的铁制音乐盒静止在水平面上，一个塑料壳里面装有一个圆柱形强磁铁，吸附在“房子”的顶棚斜面上，保持静止状态．已知顶棚斜面与水平面的夹角为θ，塑料壳和磁铁的总质量为m ，塑料壳和斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，则以下说法正确的是( )图Z15A ．塑料壳对顶棚斜面的压力大小为mg cos θB ．顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为μmg cos θC. 顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力的合力大小为mgD ．磁铁的磁性若瞬间消失，塑料壳不一定会往下滑动6．(多选)如图Z16所示，在匀强磁场中(磁场方向没有画出)固定一倾角为30°的光滑斜面，一根质量为m 的通电直导线垂直于纸面水平放置在斜面上，直导线恰好能保持静止，电流方向垂直于纸面向里，已知直导线受到的安培力和重力大小相等，斜面对直导线的支持力大小可能是(重力加速度大小为g )( )图Z16A ．0B ．mg C.32mg D.3mg 7．目前，我市每个社区均已配备了公共体育健身器材．图Z17所示器材为一秋千，用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点．由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高．座椅静止时用F 表示所受合力的大小，F 1表示单根轻绳对座椅拉力的大小，与倾斜前相比( )图Z17A ．F 不变，F 1变小B ．F 不变，F 1变大C ．F 变小，F 1变小D ．F 变大，F 1变大8．如图Z18所示，粗糙的水平地面上的长方体物块将一重为G 的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F 缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是()图Z18A．圆球对墙壁的压力逐渐减小B．水平拉力F逐渐减小C．地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大D．地面对长方体物块的支持力逐渐增大9．如图Z19所示，质量分别为3m和m的两个可视为质点的小球a、b，中间用一细线连接，并通过另一细线将小球a与天花板上的O点相连，为使小球a和小球b均处于静止状态，且Oa 细线向右偏离竖直方向的夹角恒为37°，需要对小球b朝某一方向施加一拉力F.若已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g，则当F的大小达到最小时，Oa细线对小球a的拉力大小为()图Z19A．4mg B．3.2mg C．2.4mg D．3mg10．(多选)如图Z110所示，质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，当小球B平衡时，绳子所受的拉力为T1，弹簧的弹力为F1.现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2>k1)的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为T2，弹簧的弹力为F2，则下列关于T1与T2、F1与F2大小之间的关系的判断，正确的是()图Z110A．T1>T2B．T1＝T2C．F1<F2D．F1＝F211．(多选)如图Z111所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点，O为圆心．O点下面悬挂一物体M，绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与绳OA成α＝120°角，拉力大小为F2.将两绳同时缓慢顺时针转过75°，并保持两绳之间的夹角α始终不变，物体始终保持静止状态，则在旋转过程中，下列说法正确的是()图Z111A．F1逐渐增大B ．F 1先增大后减小C ．F 2逐渐减小D ．F 2先减小后增大12．(多选)如图Z112所示，完全相同的四个足球彼此相互接触叠放在水平面上，每个足球的质量都是m ，不考虑转动情况，下列说法正确的是( )图Z1-12A ．下面每个球对地面的压力均为43mg B ．下面每个球对地面的压力均为mgC ．下面每个球受地面给的摩擦力均为33mg D ．上面球对下面每个球的压力均为66mg 13．有一只甲壳虫在一半径为R 的半球形碗中向上爬，已知它与碗间的动摩擦因数为μ(并设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．求它能爬到的最大高度．14．如图Z113所示，一根弹性绳原长为l ，劲度系数为k ，将其一端穿过一个光滑小孔O (其在水平地面上的投影点为O ′)，系在一个厚度不计、质量为m 的滑块A 上，滑块A 放在水平地面上，小孔O 离弹性绳固定端的竖直距离为l ，离水平地面的高度为h ⎝⎛⎭⎫h <mg k ，滑块A 与水平地面间的最大静摩擦力为正压力的μ倍．滑块A 可看成质点．问：(1)当滑块A 与O ′点距离为r 时，弹性绳对A 的拉力多大？(2)滑块A 处于什么区域内时，可以保持静止状态？图Z113第2讲力与直线运动专题限时集训(二)1．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是() A．物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度B．物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度C．手托物体向上运动的过程中，手对物体的作用力大于物体对手的作用力D．手托物体向上运动的过程中，物体一直处于超重状态2．上世纪50年代，ABS“防抱死系统”开始应用于飞机和火车．现在，ABS系统几乎已经成为民用汽车的标准配置．一实验小组做了某型民用汽车在有、无ABS的情况下“60～0 km/h全力制动刹车距离测试”，测试结果如图Z21所示．由图推断，两种情况下汽车的平均加速度之比a有∶a无为()图Z21A．4∶3 B．3∶4 C.3∶2 D．2∶ 33．如图Z22，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ.图甲中A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻杆相连．系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行．在突然撤去挡板的瞬间()图Z2-2A．两图中两球加速度均为g sin θB．两图中A球的加速度均为零C．图甲中B球的加速度为2g sin θD．图乙中B球的加速度为零4．(多选)如图Z23所示，初始时A、B两木块在水平方向的外力作用下在竖直墙面上处于静止状态，A与B、B与墙面之间的动摩擦因数都为μ＝0.1，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两木块质量相等，都为1 kg，当外力F变为下列不同值时，关于A、B之间的摩擦力f1，B与墙壁之间的摩擦力f2的大小，下列说法中正确的是(g取10 m/s2)()图Z23A．当F＝0时，f1＝f2＝0B．当F＝50 N时，f1＝0，f2＝5 NC．当F＝100 N时，f1＝5 N，f2＝10 ND．当F＝300 N时，f1＝10 N，f2＝20 N5．若货物随升降机运动的v-t图像如图Z24所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是图Z25中的()图Z24A B C D图Z256．图Z26为甲、乙两个物体在同一条直线上运动的v-t图像，t＝0时两物体相距3s0，在t ＝1 s时两物体相遇，则下列说法正确的是()图Z26A．t＝0时，甲物体在前，乙物体在后B．t＝2 s时，两物体相距最远C．t＝3 s时，两物体再次相遇D．t＝4 s时，甲物体在乙物体后2s0处7．(多选)甲、乙两汽车同时同地出发，甲车做匀速运动，乙车做初速度为零的匀加速直线运动，两车的位移与时间的关系如图图Z27Z27所示．下列说法正确的是()A．t＝10 s时，甲车追上乙车B．乙车的加速度大小为1 m/s2C．t＝5 s时，两车速度相同D．t＝10 s时，两车速度相同图Z288．(多选)如图Z28所示，有同学做实验时不慎将圆柱形试管塞卡于试管底部，该试管塞中轴穿孔．为了拿出试管塞而不损坏试管，该同学紧握试管让其倒立由静止开始竖直向下做匀加速直线运动，t ＝0.20 s 后立即停止，此时试管下降H ＝0.80 m ，试管塞将恰好能从试管口滑出．已知试管总长L ＝21.0 cm ，底部球冠的高度h ＝1.0 cm ，试管塞的长度为d ＝2.0 cm ，设试管塞相对试管壁滑动时受到的摩擦力恒定，不计空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2，则以下说法正确的是( )A. 试管塞从静止开始到离开试管口的总位移为1.0 mB. 试管塞从静止开始到离开试管口的总时间为0.25 sC. 试管塞将要从试管口滑出时的加速度大小为40 m/s 2D. 试管塞受到的滑动摩擦力与其重力的比值为16∶19．(多选)质量分别为M 和m 的物块P 、Q 形状、大小均相同，将它们通过轻绳和光滑定滑轮连接，如图Z29甲所示，绳子在各处均平行于倾角为α的斜面，P 恰好能静止在斜面上，不考虑P 、Q 与斜面之间的摩擦．若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放P ，斜面仍保持静止，则下列说法正确的是(对图乙)( )图Z29A ．轻绳的拉力等于MgB ．轻绳的拉力等于mgC ．P 运动加速度大小为(1－sin α)gD ．P 运动加速度大小为m ＋M Mg 10．如图Z210甲所示，水平传送带AB 逆时针匀速转动，一个质量为M ＝1.0 kg 的小物块以某一初速度由传送带左端滑上，通过速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图乙所示(图中取向左为正方向，以物块滑上传送带时为计时零点)．已知传送带的速度保持不变，g 取10 m/s 2.求：(1)物块与传送带间的动摩擦因数μ；(2)物块在传送带上的运动时间.甲乙图Z21011．图Z211甲中，质量为m1＝1 kg的物块叠放在质量为m2＝3 kg的木板右端．木板足够长，放在光滑的水平地面上，木板与物块之间的动摩擦因数为μ1＝0.2.整个系统开始时静止，重力加速度g取10 m/s2.(1)在木板右端施加水平向右的拉力F，为使木板和物块发生相对运动，拉力F至少应为多大？(2)在0～4 s内，若拉力F的变化情况如图乙所示，2 s后木板进入μ2＝0.25的粗糙水平面，在图丙中画出0～4 s内木板和物块的v-t图像，并求出0～4 s内物块相对木板的位移大小和整个系统因摩擦而产生的热量．甲乙丙图Z211第3讲 力与曲线运动专题限时集训(三)1．趣味投篮比赛中，运动员站在一个旋转较快的大平台边缘上，相对平台静止，向平台圆心处的球筐内投篮球．图Z31中(俯视图)篮球可能被投入球筐(图中箭头指向表示投篮方向)的是( )A B C D图Z312．(多选)学校组织“骑车投球”比赛，甲、乙两参赛者沿规定直轨道匀速骑行过程中，将手中网球沿垂直于骑行方向水平抛向地面上的塑料筐O 中，如图Z32所示，A 点是轨道上离筐最近的点．甲以3 m/s 的速度骑行，在B 点将网球以速度v 水平抛出，网球恰好落入筐中；乙以4 m/s 的速度骑行，若两参赛者抛球高度相同，则要想将球投入筐中，乙参赛者应(不计空气阻力)( )图Z32A ．在到达B 点之后将球抛出B ．在到达B 点之前将球抛出C ．将球也以速度v 水平抛出D ．将球以大于v 的速度水平抛出3．一种转速监测器的主要构造如图Z33所示，在内壁光滑的圆筒内有一根原长为L 、劲度系数为k 的轻质弹簧，弹簧的一端系于圆筒底部，另一端系一质量为m 的小球．当圆筒绕过底部的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动时，若弹簧的长度稳定为2L ，则圆筒的角速度为( ) A.k 2m B.k m C.2k m D ．2 k m图Z334．人造地球卫星绕地球的运动可看成匀速圆周运动，它们做圆周运动的线速度会随着轨道半径的变化而变化．现测得不同人造地球卫星做圆周运动的线速度v 与轨道半径r 的关系如图Z34所示，已知引力常量为G ，则可求得地球质量为( )图Z34A.Ga bB.Gb aC.b GaD.a Gb5．如图Z35所示，在半径为R 的半圆形碗的光滑表面上，一质量为m 的小球以转速n 在水平面内做匀速圆周运动，图Z35该平面离碗底的距离h 为( )A ．R －g 4π2n 2 B.g 4π2n 2 C.g 4πn 2－R D.g 4π2n 2＋R 26．图Z36是工厂自动化包装生产线的部分示意图，生产线将装有产品的包装盒通过水平传送带输送至自动装箱机装箱．由于可能有包装盒没装产品，为在装箱前将空盒拣出，有人采用了一种简单办法：在传送带旁加装鼓风机产生一个风力作用区，使包装盒受到垂直于传送带运动方向、大小恒定的水平风力，让原本和传送带一起匀速运动的空盒滑离传送带而装有产品的盒子仍和传送带一起匀速前进．下列对空盒在风力作用区中的运动分析正确的是( )图Z36A ．空盒做直线运动，速度方向和风力方向相同B ．空盒做匀变速曲线运动C ．空盒在传送带运动方向的速度分量一直减小D ．空盒做直线运动，速度方向介于风力和传送带运动方向之间7．(多选)如图Z37所示，叠放在水平转台上的物体A 、B 、C 能随转台一起以角速度ω匀速转动，A 、B 、C 的质量分别为3m 、2m 、m ，A 与B 、B 和C 与转台间的动摩擦因数都为μ，A 和B 、C 离转台中心的距离分别为r 、1.5r .设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是( )图Z37A ．B 对A 的摩擦力一定为3μmgB ．B 对A 的摩擦力一定为3mω2rC ．转台的角速度一定满足：ω≤μg r D ．转台的角速度一定满足：ω≤2μg 3r8．(多选)图Z38甲是一种利用霍尔效应传感器测量运动速率的自行车速度计．车轮每转一周，安装在自行车前轮上的一块磁铁就靠近霍尔传感器一次，产生一次电压脉冲．图乙为某次骑行中记录的脉冲电压U 与时间t 的关系图像．已知自行车轮的半径为33 cm ，磁铁与轮轴的距离为半径的34，则该自行车( )甲乙图Z38A ．车轮边缘与磁铁的线速度大小相等B ．在1.0～1.4 s 内，速率几乎不变C ．在1.4～2.2 s 内做减速运动D ．在1.2 s 时的速率约为10 m/s 9．(多选)我国的 “天链一号”星是地球同步轨道卫星，可为载人航天器及中低轨道卫星提供数据通讯. 图Z39为“天链一号”星 a 、赤道平面内的低轨道卫星 b 、地球的位置关系示意图，O 为地心，地球相对卫星a 、b 的张角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出)，卫星a 的轨道半径是b 的4倍．已知卫星 a 、b 绕地球同向运行，卫星 a 的周期为 T ，在运行过程中由于地球的遮挡，卫星 b 会进入与卫星 a 通讯的盲区．卫星间的通讯信号视为沿直线传播，信号传输时间可忽略．下列分析正确的是( )图Z39A ．张角θ1和θ2满足sin θ2＝4sin θ1B ．卫星b 的周期为T 8C ．卫星b 每次在盲区运行的时间为θ1＋θ214πT D ．卫星b 每次在盲区运行的时间为θ1＋θ216πT 10．如图Z310所示，长为L 的绳子(质量不计)下端连着质量为m 的小球，上端悬于天花板上，当把绳子恰好拉直时，绳子与竖直线的夹角θ＝60°，此时小球静止于光滑的水平桌面上．(1)当球以ω＝gL做圆锥摆运动时，绳子张力T1为多大？桌面受到的压力N1为多大？(2)当球以角速度ω＝4gL做圆锥摆运动时，绳子的张力T2及桌面受到的压力N2分别为多少？图Z31011．利用万有引力定律可以测量天体的质量．(1)测地球的质量英国物理学家卡文迪许在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G.若忽略地球自转的影响，求地球的质量．(2)测“双星系统”的总质量所谓“双星系统”，是指在相互间引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星球A和B，如图Z311所示．已知A、B间距离为L，A、B绕O点运动的周期均为T，引力常量为G，求A、B的总质量．(3)测月球的质量若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”．已知月球的公转周期为T1，月球、地球球心间的距离为L1.利用(1)、(2)中提供的信息，求月球的质量．图Z311专题滚动训练(一)1．航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器．航天飞机降落在平直跑道上，其减速过程可简化为两个匀减速直线运动．航天飞机以水平速度v0着陆后立即打开减速阻力伞(如图G11所示)，加速度大小为a1，运动一段时间后速度减为v；随后在无阻力伞情况下匀减速直至停下，已知两个匀减速滑行过程的总时间为t，求：(1)第二个减速阶段航天飞机运动的加速度大小；(2)航天飞机着陆后滑行的总路程．图G112．如图G12所示，P是一颗地球同步卫星，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球自转周期为T.(1)设地球同步卫星对地球的张角为2θ，求同步卫星的轨道半径r和sin θ的值．(2)要使一颗地球同步卫星能覆盖赤道上A、B之间的区域，∠AOB＝π3，则卫星可定位在轨道某段圆弧上，求该段圆弧的长度l(用r和θ表示)．图G123．某高速公路的一个出口路段如图G13所示，情景简化如下：轿车从出口A进入匝道，先匀减速沿直线通过下坡路段至B点(通过B点前后速率不变)，再匀速率通过水平圆弧路段至C点，最后从C点沿平直路段匀减速到D点停下．已知轿车在A点的速度v0＝72 km/h，AB长L1＝150 m；BC为四分之一水平圆弧段，限速(允许通过的最大速度)v＝36 km/h，轮胎与BC段路面间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，CD段为平直路段，长L2＝50 m，重力加速度g取10 m/s2.(1)若轿车到达B点速度刚好为v＝36 km/h，求轿车在AB下坡段加速度的大小；(2)为保证行车安全，车轮不打滑，求水平圆弧段BC半径R的最小值及轿车从A点到D点全程的最短时间．图G134．如图G14所示，厚0.2 m、长2 m的木板AB静止在粗糙水平地面上，C为其中点．木板上表面AC部分光滑，CB部分粗糙，下表面与水平地面间的动摩擦因数μ1＝0.1.木板右端静止放置一个小物块(可看成质点)，它与木板CB部分的动摩擦因数μ2＝0.2.已知木板和小物块的质量均为2 kg，重力加速度g取10 m/s2.现对木板施加一个水平向右的恒力F，则：(1)为使小物块与木板保持相对静止，求恒力的最大值F m；(2)当F＝20 N时，求小物块经多长时间滑到木板中点C；(3)接第(2)问，当小物块到达C点时撤去F，求小物块落地时与木板A端的水平距离．图G145．图G15为仓储公司常采用的“自动化”货物装卸装置，两个相互垂直的斜面固定在地面上，货箱A(含货物)和配重B通过与斜面平行的轻绳跨过光滑滑轮相连．A装载货物后从h＝8.0 m 高处由静止释放，运动到底端时，A和B同时被锁定，卸货后解除锁定，A在B的牵引下被拉回原高度处，再次被锁定．已知θ＝53°，B的质量M为1.0×103 kg，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.(1)为使A由静止释放后能沿斜面下滑，其质量m需要满足什么条件？(2)若A的质量m＝4.0×103 kg，求它到达底端时的速度v的大小．(3)为了保证能被安全锁定，A到达底端的速率不能大于12 m/s.请通过计算判断：当A的质量m不断增加时，该装置能否被安全锁定．图G15【答案】2016高考第二轮专题物理新课标·全国卷地区专用专题限时集训(一)1．A[解析] 设小球和圆心O的连线与竖直方向的夹角为θ，由平衡条件，圆弧面对小球的支持力F N＝mg cos θ，a球的夹角最大，支持力最小，压力也最小，选项A正确．2．C[解析] 物体相对钢板的速度如图，滑动摩擦力与相对运动方向相反，且f＝μmg＝2N，由图可知，cos θ＝v2v21＋v22＝0.6，拉力F＝f cos θ＝1.2 N，选项C正确．3．BC[解析] 对P和Q，竖直方向上两砖块所受的摩擦力与砖块的重力平衡，每一砖块所受的摩擦力为mg，选项A、D错误，选项C正确；对P，竖直方向上所受的重力与夹砖器的摩擦力平衡，P与Q间的摩擦力为0，选项B正确．4．C[解析] 设A、B、C三点的张力分别为F A、F B、F C，对AB和BC段，由平衡条件，F A ＝（m AB g）2＋F2B、F C＝（m CB g）2＋F2B，由于BC段的质量大于AB段的质量，则F B<F A<F C，最易断裂点在C点，选项C正确．5．D[解析] 将塑料壳和圆柱形磁铁当作整体受力分析，它受重力、支持力(垂直棚面)、沿斜面向上的摩擦力、铁棚对圆柱形磁铁的吸引力而处于平衡状态，则塑料壳对顶棚斜面的压力大于mg cos θ，A错；顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小不一定等于μmg cos θ，B错；顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力、铁棚对圆柱形磁铁的吸引力三者的合力为mg，C错；当磁铁的磁性消失，最大静摩擦力大小发生变化，但合力可能为零，可能保持静止状态，则塑料壳不一定会往下滑动，D正确．6．AD[解析] 当安培力竖直向上时，支持力为0，选项A正确；当安培力不在竖直方向时，由平衡条件，支持力F N＝2mg cos 30°＝3mg，选项D正确．7．A[解析] 设轻绳与竖直方向的夹角为θ，对座椅，由平衡条件，有2F1cos θ＝mg，两根支架向内发生了稍小倾斜，夹角θ变小，F1变小，合力F＝0不变，选项A正确．8．B[解析] 对长方体物块和光滑圆球这一整体，竖直方向上地面对物块的支持力与重力平衡，地面对长方体物块的摩擦力f＝μF N也恒定，选项C、D错误；对圆球，竖直墙壁的支持力F N1＝G tan θ(θ为球面、物块接触点和球心连线与竖直方向的夹角)，缓慢拉动长方体物块，夹角θ增大，F N1增大，对长方体物块和光滑圆球这一整体，水平方向上，有F＋F N1＝μF N，可知水平拉力F随F N1增大而逐渐减小，选项B正确，选项A错误．9．B[解析] 对a和b这一整体，由平衡条件，当F与Oa垂直时，F最小，且细线Oa对小球a的拉力F T＝4mg cos 37°＝3.2mg，选项B正确．10．BC[解析] 对小球B，由平衡条件，mg||OA＝TL＝kxx0－x，而|OA|和L为定值，则T大小恒定，选项B正确；kxx0－x＝kx0x－1＝定值，k2>k1，解得x1>x2，x0－x1<x0－x2，k1x1<k2x2，选项C正确．11．BC[解析] 物体始终保持静止，结点O所受的合力为零，所以mg、F1、F2构成封闭的矢量三角形如图所示，由于重力不变，以及F 1和F 2夹角α＝120°不变，即β＝60°，矢量三角形动态图如图所示，当θ＝β＝60°时， F 1为圆的直径，最大，所以F 1先增大后减小，F 2一直减小．12．AD [解析] 以四个球整体为研究对象受力分析结合牛顿第三定律可得，3F N ＝4mg ，可知下面每个球对地面的压力均为F N ＝43mg ，选项A 正确，B 错误；隔离上面球分析，3F 1·63＝mg ，F 1＝66mg ，选项D 正确；隔离下面一个球分析，f ＝F 1 ·33＝26mg ，选项C 错误． 13．R ⎝⎛⎭⎫1－11＋μ2 [解析] 甲壳虫爬到最大高度时，恰能处于静止状态，所受的摩擦力为最大静摩擦力， f m ＝μN 由平衡条件有，f m ＝mg sin θ，N ＝mg cos θ又由图中的几何关系可得，h ＝R (1－cos θ)由以上关系可解得最大高度为：h ＝R ⎝⎛⎭⎫1－11＋μ2.14．(1)k h 2＋r 2 (2)滑块A 可以静止在以O ′为圆心、以μ（mg －kh ）k 为半径的圆形区域的任意位置[解析] (1)此时弹性绳的形变量Δx ＝h 2＋r 2 由胡克定律，弹性绳对A 的拉力F ＝k Δx ＝k h 2＋r 2.(2)设静止时滑块A 与O ′点距离为R ，弹性绳与水平方向的夹角为α，由平衡条件，有F N ＋F sin α＝mg ，F f ＝F cos α而F ＝kh sin α，当F f ＝F f max ＝μF N 时，R 最大， 所以kh sin αcos α＝F f ≤F f max ＝μ(mg －kh )则R ＝h sin αcos α≤μ（mg －kh ）k . 专题限时集训(二)1．B [解析] 物体由静止竖直向上先加速运动，即物体先处于超重状态，后面的运动是不确定的，即不一定处于超重状态，且物体离开手的瞬间，物体的加速度等于重力加速度，手的加速度大于重力加速度，选项A 、D 错误，B 正确；手对物体的作用力与物体对手的作用力是一对相互作用力，大小相等，选项C 错误．2．A [解析] 由a ＝v 22x 可得a 有a 无＝4∶3，选项A 正确． 3．C [解析] 对甲图，突然撤去挡板的瞬间，A 受力不变，加速度为0，B 所受的合力为2mg sin θ，加速度为2g sin θ，选项A 错误，选项C 正确；对乙图，突然撤去挡板的瞬间，A 、B 共同加速，加速度a 乙＝g sin θ，选项B 、D 错误．4．ACD [解析] 当F ＝0时，A 、B 做自由落体运动，则f 1＝f 2＝0，选项A 正确；当F ＝50 N 时，墙面对B 的最大静摩擦力f m ＝μF ＝5 N<2mg ，则f 2＝5 N ，A 、B 共同加速度a ＝7.5 m/s 2，对A ，mg －f 1＝ma ，则f 1＝2.5 N ，选项B 错误；同理当F ＝100 N 时，f 1＝5 N ，f 2＝10 N ，选项C 正确；当F ＝300 N 时，墙面对B 的最大静摩擦力f m ＝μF ＝30 N>2mg ，A 、B 共同静止在墙面上，则f 1＝10 N ，f 2＝20 N ，选项D 正确．5．B [解析] 由v -t 图像知，整个运动分为六个阶段，货物的加速度分别是：向下、为零、向上、向上、为零、向下，故支持力和重力的关系分别为：小于、等于、大于、大于、等于、小于．以第二、五个阶段为基准(支持力等于重力)，可得答案为B.6．C [解析] t ＝1 s 时两物体相遇，且0～1 s 内甲的速度始终比乙的大，可知t ＝0时刻甲物体在后，乙物体在前，选项A 错误；1 s 末两物体相遇，由对称性可知第2 s 内甲超越乙的位移和第3 s 内乙反超甲的位移相同，因此3 s 末两物体再次相遇，选项C 正确；4 s 末，甲物体在乙物体后3s 0处，选项D 错误；t ＝4 s 时甲、乙间距为3s 0，此后甲、乙间距离不断增大，因此两者间距最大值无法获得，选项B 错误．7．BC [解析] 由图像知，甲的初速度大，开始运动后，甲在乙前，t ＝10 s 时，乙车追上甲车，选项A 错误；对甲车，图像的斜率为速度，即v 甲＝Δx Δt＝5 m/s ，对乙车，加速度a ＝2x t 2＝1 m/s 2，t ＝5 s 时，乙车速度v 乙＝at ＝5 m/s ，选项B 、C 正确，选项D 错误．8．AB [解析] 试管塞开始与试管一起运动的位移x 1＝H ＝0.80 m ，试管停止运动之后又独立运动了位移x 2＝L －h ＝(0.21－0.01) m ＝0.20 m ，试管塞从静止开始到离开试管口的总位移x ＝x 1＋x 2＝(0.80＋0.20) m ＝1.0 m ，选项A 正确；设试管刚停止运动时，试管塞的速度为v ，由x 1＝0＋v 2t 解得v ＝8 m/s ，设试管塞在试管中减速过程中的加速度为a ，用时为t ′，则0－v 22a＝x 2，0＝v ＋at ′，解得a ＝－160 m/s 2，t ′＝0.05 s ，试管塞由静止到试管停止用时为0.20 s ，故总用时为0.25 s ，选项B 正确，C 错误；试管塞在试管中做匀减速运动时，设所受摩擦力为f ，由动能定理，(mg －f )x 2＝0－12m v 2，解得f ＝17mg ，滑动摩擦力与重力的比值为17∶1，选项D 错误． 9．BC [解析] 第一次放置时P 静止，则Mg sin α＝mg ，第二次放置时，由牛顿第二定律，Mg －mg sin α＝(M ＋m )a ，联立解得a ＝(1－sin α)g .对Q 由牛顿第二定律，T －mg sin α＝ma ，解得T ＝mg ，选项B 、C 正确．10．(1)0.2 (2)4.5 s。
2016届全国(新课标一卷)高考物理二轮复习总结选择题专练(一)
2016届二轮复习选择题 （一） 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 答案14.一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止。
下列速度v 和位移x 的关系图象中，能描述该过程的是（ ）15.如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动。
质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。
现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块A.最大速度相同B.最大加速度相同C.上升的最大高度不同D.重力势能的变化量不同16．冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆，公转周期为T0，其近日点到太阳的距离为a ，远日点到太阳的距离为b ，半短轴的长度为c ，A 、B 、C 、D 分别为长短轴的端点，如图所示．若太阳的质量为M ，万有引力常量为G ，忽略其他行星对它的影响则 ( ) A ．冥王星从A →B →C 的过程中，速率逐渐变大B ．冥王星从A→B 所用的时间等于T 04C ．冥王星从B→C→D 的过程中，万有引力对它做正功后做负功 D ．冥王星在B 点的加速度为4GM 4c 2+(b-a)217.空间某区域竖直平面内存在电场，电场线分布如图所示。
一个质量为m 、电量为q ，电性未知的小球在该电场中运动，小球经过A 点时的速度大小为1v ，方向水平向右，运动至B 点时的速度大小为2v 。
若A 、B 两点之间的高度差为h ，则以下判断中正确的是 A ．A 、B 两点的电场强度和电势大小关系为B A E E >、B A ϕϕ< B ．若12v v >，则电场力一定做正功C ．A 、B 两点间的电势差为()gh v v qm 222122-- D ．小球从A 运动到B 点的过程中电场力做的功为21222121mv mv -18.如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L ，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L 的正方形导体线框，总电阻为R ，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F 使线框以速度v 匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E 为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量ф为正值，外力F 向右为正。
2016年高考新课标Ⅱ卷理综物理试题解析(解析版)
2016年普通高等学校招生全国统一考试理综物理部分第Ⅰ卷二、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．14．质量为m 的物体用轻绳AB 悬挂于天花板上．用水平向左的力F 缓慢拉动绳的中点O ，如图所示．用T 表示绳OAA ．F 逐渐变大，T 逐渐变大 T 逐渐变小 C ．F 逐渐变小，T 逐渐变大 D ．F 逐渐变小，T 逐渐变小 【答案】A【解析】动态平衡问题，F 与T 的变化情况如图：可得：'''F F F →→↑'''T T T →→↑15．如图，P 是固定的点电荷，虚线是以P 为圆心的两个圆．带电粒子Q 在P 的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a 、b 、c 为轨迹上的三个点．若Q 仅受P 的电场力作用，其在a 、b 、c 点的加速度大小分别为a a ，b a ，c a ，速度大小分别为a v ，b v ，c v ，则A ．a b c a c b a a a v v v >>>>，B ．a b c b c a a a a v v v >>>>，C ．b c a b c a a a a v v v >>>>，D ．b c a a c b a a a v v v >>>>，【答案】D【解析】由库仑定律可知，粒子在a 、b 、c 三点受到的电场力的大小关系为b c a F F F >>，由Fa m=合，可知b c a a a a >>由题意可知，粒子Q 的电性与P 相同，受斥力作用 结合运动轨迹，得a c b v v v >>16．小球P 和Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于Q 球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q 球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点．A ．P 球的速度一定大于Q 球的速度B ．P 球的动能一定小于Q 球的动能C ．P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力D ．P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度 【答案】C 【解析】由动能定理可知，2102mgL mv =-v = ①由 12l l <，则P Q v v < A 错2kQ Q E m gl = 1kP P E m gl = 大小无法判断 B 错受力分析T mg F -=向 ②2v F m L=向 ③F F ma ==向合 ④由①②③④得3T mg = 2a g =则p Q T T > C 对P Q a a = D 错17．阻值相等的四个电阻，电容器C 及电池E （内阻可忽略）连接成如图所示电路．开关S断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为1Q ；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为2Q ．1Q 与2Q 的比值为A ．25B ．12C ．35D ．23【答案】C【解析】由已知可得：11Q =U C 22Q =U C 则1122Q U =Q U S 断开时等效电路如下()()()()1R R +R R +R +R 1U =E R R +R 2R +R +R +R⋅⨯1E 5=S 闭合时等效电路如下2R R1R +R U =E R R 3R +R +R ⋅=⋅则1122Q U 3=Q U 5=18．一圆筒处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示．图中直径MN 的两端分别开有小孔．筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动．在该截面内，一带电粒子从小孔M 射入筒内，射入时的运动方向与MN 成30︒角．当筒转过90︒时，该粒子恰好从小孔N 飞出圆筒．不计重力．若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为A ．3B ωB ．2B ωC ．BωD ．2Bω 【答案】A【解析】如图所示，由几何关系可知粒子的运动轨迹圆心为'O ，''30MO N ∠=由粒子在磁场中的运动规律可知22πF m r T ⎛⎫= ⎪⎝⎭向 ①=F F qvB =向合 ②由①②得2mT Bq π=即比荷2q m BTπ= ③由圆周运动与几何关系可知t t =粒子筒即3090360360T T ︒︒⋅=⋅︒︒粒子筒 则3T T =粒子筒 ④又有2T πω=筒 ⑤ 由③④⑤得3q m Bω= 19．两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量．两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关．若它们下落相同的距离，则A ．甲球用的时间比乙球长B ．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C ．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D ．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 【答案】BD【解析】由已知 设f kR = ① 则受力分析得F mg f =-合 ② F ma =合 ③343m R πρ=⋅ ④由①②③④得243k a g R πρ=-⋅ 由m m >甲乙 ρρ=甲乙 可知a a >甲乙 C 错 由v-t 图可知甲乙位移相同，则v v >甲乙 B 对 t t <甲乙 A 错由功的定义可知 =W f x ⋅克服 x x =甲乙 f f >甲乙 则W W >甲克服乙克服 D 对20．法拉第圆盘发动机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P 、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B 中．圆盘旋转时，关于流过电阻RA B ．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a 到b 的方向流动C ．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D ．若圆盘转动的角速度变为原来的两倍，则电流在R 上的热功率也变为原来的2倍【答案】AB【解析】将圆盘看成无数幅条组成，它们都在切割磁感线从而产生感应电动势，出现感应电流：根据右手定则圆盘上感应电流从边缘向中心，则当圆盘顺时针转动时，流过电阻的电流方向从a 到b由法拉第电磁感应定律得感生电动势212E BLV BL ω== A 对，C 错由2E P R = 得24214B L P Rω= 当ω 变为2倍时，P 变为原来的4倍21．如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O 点，另一端与小球相连．现将小球从M 点由静止释放，它在下降的过程中经过了N 点，已知在M 、N 两点处，弹簧对小球的弹力大小相等．且π2ONM OMN ∠<∠<，在小球从M 点运动到N 点的过程中A B ．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C ．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D ．小球到达N 点时的动能等于其在M 、N 两点的重力势能差【答案】BCD【解析】由题意可知在运动过程中受力如下小球的位移为MN则从M A → 弹簧处于压缩态，则弹力做负功 从A B → 弹簧从压缩变为原长，弹力做正功从B N → 弹簧从原长到伸长，弹力做负功，则A 错 在A 点受力如下则F mg =合 即a g =，B 对在B 点弹簧处于原长则受力如下在A 点时，F 弹 垂直于杆，则=cos =0P F V α弹弹 ，C 对 从M 到N 小球与弹簧机械能守恒，则k P E E =增减 即0kN P M P N P N P M E E E E E -=-+-重重弹弹由于M 、N 两点弹簧弹力相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则P N P M E E =弹弹，即KN P M P N E E E =-重重，D 对.第Ⅱ卷三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分．第22~32题为必考题．每个试题考生都必须作答．第33~40题为选考题，考生根据要求作答． （一）必考题（共129分） 22．（6分）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a ）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．⑴ 实验中涉及到下列操作步骤： ①把纸带向左拉直 ②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是 （填入代表步骤的序号）．⑵ 图（b ）中M 和L 纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz ．由M 纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为 m /s ．比较两纸带可知， （填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．图b【答案】⑴④①③②⑵1.29 M【解析】：⑴略⑵脱离弹簧后物体应该匀速直线运动，则22.58 2.5710 1.29/0.04v m s -+=⨯=由能量守恒可知，物体的末动能越大，则弹簧被压缩时的弹性势能越大， 则PM PL E E >23．（9分）某同学利用图（a ）所示电路测量量程为2.5V 的电压表○V 的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R （最大阻值99999.9Ω），滑动变阻器1R （最大阻值50Ω），滑动变阻器2R （最大阻值5k Ω），直流电源E （电动势3V ），开关1个，导线若干．实验步骤如下：①按电路原理图（a ）连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图（a ）中最左端所对应的位置，闭合开关S ；③调节滑动变阻器，使电压表满偏④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V ，记下电阻箱的阻值． 回答下列问题：⑴实验中应选择滑动变阻器 （填“1R ”或“2R ”）． ⑵根据图（a ）所示电路将图（b ）中实物图连线．图b⑶实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为 Ω（结果保留到个位）．⑷如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为 （填正确答案标号）． A ．100A μ B ．250A μ C ．500A μ D ．1m A 【答案】⑴1R⑵⑶ 2520 ⑷ D【解析】⑴实验原理类比于半偏法测电表内阻电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，即滑动变阻器选最大阻值小的即选1R⑵ 略⑶ 近似认为电压表所在电路的总电压不变，且流过电压表与变阻箱的电流不变，2 2.52V R R -= 则42520V R R ==Ω ⑷ 由欧姆定律可知，U 2.5=1mA 2520I R=≈满满 24．（12分）如图，水平面（纸面）内间距为l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上．0t =时，金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动．0t 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ．重力加速度大小为g ．求⑴ 金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； ⑵ 电阻的阻值．【答案】⑴()0Blt E F mg m μ=-⑵ 220B l t R m= 【解析】⑴ 由题意可知 00~t 时间内受力分析如下F F f =-合 ① f mg μ= ②物体做匀加速直线运动 F ma =合 ③物体匀加进入磁场瞬间的速度为v ，则0v at = ④由法拉第电磁感应定律可知E Blv = ⑤ 由①②③④⑤可得()0Blt E F mg mμ=- ⑥⑵ 金属杆在磁场中的受力如下即由杆在磁场中匀速直线运动可知 0F F f --=安 ⑦ f mg μ= ⑧由安培力可知 F BIl =安 ⑨由欧姆定律可知 EI R= ⑩由⑥⑦⑧⑨⑩可知220B l t R m= 25．（20分）轻质弹簧原长为2l ，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l ，现将该弹簧水平放置，一端固定在A 点，另一端与物块P 接触但不连接．AB 是长度为5l 的水平轨道，B 端与半径l 的光滑半圆轨道BCD 相切，半圆的直径RD 竖直，如图所示，物块P 与AB 间的动摩擦因数0.5μ=．用外力推动物块P ，将弹簧压缩至长度l ，然后放开，P 开始沿轨道运动，重力加速度大小为g ．⑴若P 的质量为m ，求P 到达B 点时的速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB 上的位置与B 点之间的距离；⑵若P 能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P 的质量的取值范围． 【解析】⑴地面上，P E 重转化为P E 弹，E 机守恒∴P P E E ∆=∆重弹5P mgl E =，此时弹簧长度为lA B →：能量守恒：P KB E E Q =+即21542μ=+⋅⇒=B B mgl mv mg l vB D →：动能定理：2211222-⋅=-⇒=D B D mg lmv mv v 此后，物体做平抛运动：2122y l gt t ==⇒=D x v t ==∴B 点速度B v ，落点与B 点距离为⑵假设物块质量为'm则A B →：能量守恒：''p KB E E Q =+'215''42B mgl m v m g l μ=+⋅ 解得：'252'B mgl v gl m =- 若要滑上圆弧，则'0B v ≥，即'20B v ≥，解得5'2m m ≤ 若要滑上圆弧还能沿圆弧滑下，则最高不能超过C 点此时 假设恰好到达C 点，则根据能量守恒：'p pc E Q E =+5'4'mgl m g l m gl μ=⋅+ 解得：5'3m m = 故若使物块不超过C 点，5'3m m ≥ 综上：55'32m m m ≤≤（二）选考题：共45分．请考生从3道物理题，3道化学题，2道生物题中，每科任选一道作答，如果多做则每科按所做的第一题计分．33．【物理——选修3-3】（15分）⑴（5分）一定量的理想气体从状态a 开始，经历等温或等压过程ab 、bc 、cd 、da 回到原状态，其p -T 图像如图所示．其中对角线ac 的延长线过原点O ．下列判断正确的是 ．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分）A ．气体在a 、c 两状态的体积相等B ．气体在状态a 时的内能大于它在状态c 时的内能C ．在过程cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D ．在过程da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E ．在过程bc 中外界对气体做的功等于在过程da 中气体对外界做的功⑵（10分）一氧气瓶的容积为30.08m ，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气30.36m ．当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．【答案】（1）ABE（2）4天【解析】⑴A ：PV nRT =nR P T V=⋅ P kT =即体积V 不变，a c V V =B ：理想气体内能是温度T 的函数而a c T T > 故a c E E >C ：cd 过程为恒温升压过程，外界对系统做正功，但系统内能不变，故放热，放热量Q W =外D ：da 过程为恒压升温过程，体积增加，对外做功，故吸热但吸热量Q W E =+∆外內故Q W >外E ：bc 过程恒压降温，体积减小 bc W P V nR T =∆=∆da 过程da '''W P V nR T =∆=∆ 因为bc da T T ∆=∆ 故'W W =⑵瓶中气体量33200.08 1.6PV atm m atm m =⨯=⋅剩余气体量3320.080.16P V atm m atm m =⨯=⋅剩剩每天用量 3310.360.36P V atm m atm m =⨯=⋅用用 1.60.1640.36n -==（天）34．【物理——选修3-4】（15分）⑴（5分）关于电磁波，下列说法正确的是 ．（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错一个扣3分，最低得分为0分）A ．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B ．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C ．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D ．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E ．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失⑵（10分）一列简谐横波在介质中沿x 轴正向传播，波长不小于10cm ．O 和A 是介质中平衡位置分别位于0x =和5cm x =处的两个质点．0t =时开始观测，此时质点O 的位移为4cm y =，质点A 处于波峰位置；1s 3t =时，质点O 第一次回到平衡位置，1s t =时，质点A 第一次回到平衡位置．求（ⅰ）简谐波的周期、波速和波长；（ⅱ）质点O 的位移随时间变化的关系式．【答案】 ⑴ABC⑵（i ）=4s T 7.5cm /s v = 30cm λ=（ii ）50.08sin(t )26y ππ=+或者10.08cos(t )23y ππ=+ 【解析】（1）A 选项，电磁波在真空中传播速度不变，与波长/频率无关B 选项，电磁波的形成即是变化的电场和变化的磁场互相激发得到C 选项，电磁波传播方向与电场方向与磁场方向垂直D 选项，光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播E 选项，电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播（2）（i ）0s t =时，A 处质点位于波峰位置1s t =时，A 处质点第一次回到平衡位置 可知1s 4T =，=4s T 1s 3t =时，O 第一次到平衡位置 1s t =时，A 第一次到平衡位置可知波从O 传到A 用时2s 3，传播距离5cm x = 故波速7.5cm /s x v t==，波长30cm vT λ== （ii ）设 0sin(t )y A ωϕ=+ 可知2rad/s 2T ππω== 又由0s t =时， 4cm y =；1s 3t =，0y =， 代入得 8c m A =，再结合题意得 056ϕπ= 故50.08sin(t )26y ππ=+或者10.08cos(t )23y ππ=+35．【物理——选修3-5】（15分）⑴（5分）在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是 ，属于β衰变的是 ，属于裂变的是 ，属于聚变的是 ．（填正确答案标号）A ．14140671C N +e -→B ．3232015161P S +e -→C ．238234492902U Th +He →D ．1441717281N +He O +H → E ．235114094192054380U +n Xe +Sr +2n → F ．32411120H +H He +n →⑵（10分）如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上．某时刻小孩将冰块以相对冰面3m /s 的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为0.3m h =（h 小于斜面体的高度）．已知小孩与滑板的总质量为130kg m =，冰块的质量为210kg m =，小孩与滑板始终无相对运动．取重力加速度的大小210m /s g =．（ⅰ）求斜面体的质量；（ⅱ）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？【解析】⑴α衰变C β衰变AB 裂变E 聚变F⑵（ⅰ）规定水平向左为正对小冰块与鞋面组成的系统 由动量守恒：()=+m v m M v 冰冰冰共 由能量守恒：()2211=+22m v m M v m gh +冰冰冰共冰 解得1m /s v =共 20kg M = （ii ）由动量守恒 ()+M m m M v Mv m v =+冰共冰 由能量守恒222111=222M m m v Mv m v +冰冰冰 联立解得 2m /s M v = 1m /s m v =- 对小孩和冰块组成的系统： 0m v m v =+小小冰冰 解得1m /s v =-小 1m /s m v v ==-小 即两者速度相同 故追不上。
《走向高考考点强化训练》2016高考物理二轮专题复习检测二十力学实验Word版含解析
考点强化练20 力学实验1．(2015·福建理综)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为________cm；(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是________；(填选项前的字母)A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是________________________________。
答案：(1)6.93(2)A(3)钩码重力超过弹簧弹力范围解析：(1)Δl＝14.66cm－7.73cm＝6.93cm(2)应逐一增挂钩码，不能随意增减，A项正确。
(3)弹簧下端钩码对弹簧的拉力过大，使弹簧形变量超过了弹簧的弹性限度。
弹簧的伸长量不再是线性变化。
2．(2015·浙江理综)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验．(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材________；乙同学需在图中选用的器材________。
(用字母表示)(2)乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②。
纸带________的加速度大(填“①”或“②”)，其加速度大小为________。
答案：(1)AB BDE (2)① (2.5±0.2)m/s 2解析：(1)“验证机械能守恒定律”实验，需要在竖直面上打出一条重锤下落的纸带，即可验证，故选仪器AB ，“探究加速度与力、质量的关系”实验需要钩码拉动小车打出一条纸带，故选BDE 。
2016届新课标高考物理第二轮复习课件15
0.4×10×4 W＝16 W.
答案：
B
3．(多选)将一质量为 m 的木箱放在水平桌面上，现对木 箱施加一斜向右下方的恒力， 使木箱由静止开始以恒定的加速 度 a 沿水平桌面向右做匀加速直线运动． 已知恒力与水平方向 的夹角为 θ，木箱与桌面间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g.则木箱向右运动位移 x 的过程中，下列说法正确的是( ma－μgx A．恒力所做的功为 1＋μtan θ ma＋μgx B．恒力所做的功为 1－μtan θ C．木箱克服摩擦力做的功为 μmgx μmatan θ＋gx D．木箱克服摩擦力做的功为 1－μtan θ )
答案：
A
关于功、功率应注意的三个问题 (1)功的公式 W＝Fl 和 W＝Flcos α 仅适用于恒力做功的情 况． (2)变力做功的求解要注意对问题的正确转化，如将变力转 化为恒力，也可应用动能定理等方法求解． W (3)对于功率的计算， 应注意区分公式 P＝ t 和公式 P＝Fv， 前式侧重于平均功率的计算，而后式侧重于瞬时功率的计算 .
A．2 s 末 F 做功的功率为 0 B．0～2 s 内小球的位移为 20 m C．第 1 s 内小球的速度变化了 10( 2－1) m/s D．第 1 s 内 F 做功为 100 J
解析：
第 1 s 内，小球向正北方向做匀速运动，位移为
10 m，沿 F 方向做匀加速运动，位移为 5 m，F 做功为 50 J， 速度变化了 10 m/s，选项 C、D 错误；0～2 s 内，小球正北的 位移为 20 m，沿 F 方向的位移为 10 m，故 0～2 s 内小球的位 移为 10 5 m，选项 B 错误；2 s 末小球沿 F 方向的速度为 0， F 的功率为 0，选项 A 正确．
[题组训练] 1． (2015· 海南单科· 3)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于 它的速率．如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的 2 倍，则 摩托艇的最大速率变为原来的( A．4 倍 C. 3倍 ) B．2 倍 D． 2倍
《金版教程》2016届高考物理二轮复习练习1-1-专题一力与运动3bWord版含答案
一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中1～5为单选题，6～8为多选题)1．[2015·吉林二模]如图所示，长为L 的直棒一端可绕固定轴O 转动，另一端搁在升降平台上，平台以速度v 匀速上升，当棒与竖直方向的夹角为α时，棒的角速度为( )A.v sin αLB.v L sin αC.v cos αLD.v L cos α答案 B解析 棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上，如图所示，合速度v 实＝ωL ，沿竖直向上方向上的速度分量等于v ，即ωL sin α＝v ，所以ω＝v L sin α，故B 选项正确。
2．[2015·菏泽模拟]如图所示，从A、B、C三个不同的位置向右分别以v A、v B、v C的水平初速度抛出三个小球A、B、C，其中A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点，不计空气阻力。
则必须()点击观看解答视频A．先同时抛出A、B两球，且v A<v B<v CB．先同时抛出B、C两球，且v A>v B>v CC．后同时抛出A、B两球，且v A>v B>v CD．后同时抛出B、C两球，且v A<v B<v C答案 B解析由x＝v t，B、C在同一水平线上，要使两个小球同时落在地面上的D点，因B、D间水平位移大于C、D间水平位移，运动时间相同，所以v B>v C；A、B在同一竖直线上，因B、D间竖直位移大于A、D间竖直位移，B、A到D点的水平位移相同，要使两个小球同时落在地面上的D点，须v A>v B；故A、C、D错误，B正确。
3．水平转台上有质量相等的A、B两小物块，两小物块间用沿半径方向的细线相连，两物块始终相对转台静止，其位置如图所示(俯视图)，两小物块与转台间的最大静摩擦力均为f0，则两小物块所受摩擦力F A、F B随转台角速度的平方(ω2)的变化关系正确的是()点击观看解答视频答案 B解析设A、B到圆心O的距离分别为r1、r2，若细线不存在，则由f0＝mω2r及r1<r2可知A、B两物体相对转台滑动的临界角速度满足ωA>ωB，即物体B所受摩擦力先达到最大值，随后在一段时间内保持不变，C、D错；当ω>ωB时，细线中出现拉力T，对物体A：T＝0时，F A＝mω2r1，T>0后，F A－T＝mω2r1，而对物体B满足T ＋f0＝mω2r2，联立得F A＝mω2(r1＋r2)－f0，所以T>0后直线斜率比T ＝0时大，当转台对A的摩擦力达到最大静摩擦力后，若转台角速度再增大，则A、B相对转台将出现滑动，所以A错、B对。
高三物理二轮复习资料专题1第2讲受力分析.
二、受力分析要点归纳(一)常见的五种性质的力1．力的合成与分解遵循力的平行四边形定则(或力的三角形定则)．2．平衡状态是指物体处于匀速直线运动或静止状态，物体处于平衡状态的动力学条件是：F 合＝0或F x ＝0、F y ＝0、F z ＝0．注意：静止状态是指速度和加速度都为零的状态，如做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度为零，但加速度等于重力加速度，不为零，因此不是平衡状态．3．平衡条件的推论(1)物体处于平衡状态时，它所受的任何一个力与它所受的其余力的合力等大、反向． (2)物体在同一平面上的三个不平行的力的作用下处于平衡状态时，这三个力必为共点力．物体在三个共点力的作用下而处于平衡状态时，表示这三个力的有向线段组成一封闭的矢量三角形，如图1－8所示．图1－84．共点力作用下物体的平衡分析热点、重点、难点(一)正交分解法、平行四边形法则的应用1．正交分解法是分析平衡状态物体受力时最常用、最主要的方法．即当F合＝0时有：F x合＝0，F y合＝0，F z合＝0．2．平行四边形法有时可巧妙用于定性分析物体受力的变化或确定相关几个力之比．●例3举重运动员在抓举比赛中为了减小杠铃上升的高度和发力，抓杠铃的两手间要有较大的距离．某运动员成功抓举杠铃时，测得两手臂间的夹角为120°，运动员的质量为75 kg，举起的杠铃的质量为125 kg，如图1－9甲所示．求该运动员每只手臂对杠铃的作用力的大小．(取g＝10 m/s2)图1－9甲【分析】由手臂的肌肉、骨骼构造以及平时的用力习惯可知，伸直的手臂主要沿手臂方向发力．取手腕、手掌为研究对象，握杠的手掌对杠有竖直向上的弹力和沿杠向外的静摩擦力，其合力沿手臂方向，如图1－9乙所示．图1－9乙【解析】手臂对杠铃的作用力的方向沿手臂的方向，设该作用力的大小为F，则杠铃的受力情况如图1－9丙所示图1－9丙由平衡条件得：2F cos 60°＝mg解得：F＝1250 N．[答案] 1250 N●例4两个可视为质点的小球a和b，用质量可忽略的刚性细杆相连放置在一个光滑的半球面内，如图1－10甲所示．已知小球a和b的质量之比为3，细杆长度是球面半径的 2 倍．两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角θ是[2008年高考·四川延考区理综卷]( )图1－10甲A ．45°B ．30°C ．22.5°D ．15°【解析】解法一 设细杆对两球的弹力大小为T ，小球a 、b 的受力情况如图1－10乙所示图1－10乙其中球面对两球的弹力方向指向圆心，即有： cos α＝22RR ＝22 解得：α＝45°故F N a 的方向为向上偏右，即β1＝π2－45°－θ＝45°－θ F N b 的方向为向上偏左，即β2＝π2－(45°－θ)＝45°＋θ两球都受到重力、细杆的弹力和球面的弹力的作用，过O 作竖直线交ab 于c 点，设球面的半径为R ，由几何关系可得：m a g Oc ＝F N a R m b g Oc ＝F N b R解得：F N a ＝3F N b取a 、b 及细杆组成的整体为研究对象，由平衡条件得： F N a ·sin β1＝F N b ·sin β2即 3F N b ·sin(45°－θ)＝F N b ·sin(45°＋θ) 解得：θ＝15°．解法二 由几何关系及细杆的长度知，平衡时有： sin∠Oab ＝22R R ＝22故∠Oab ＝∠Oba ＝45°再设两小球及细杆组成的整体重心位于c 点，由悬挂法的原理知c 点位于O 点的正下方，且ac bc ＝m am b ＝ 3即R ·sin(45°－θ)∶R ·sin(45°＋θ)＝1∶ 3 解得：θ＝15°． [答案] D 【点评】①利用平行四边形(三角形)定则分析物体的受力情况在各类教辅中较常见．掌握好这种方法的关键在于深刻地理解好“在力的图示中，有向线段替代了力的矢量”．②在理论上，本题也可用隔离法分析小球a 、b 的受力情况，根据正交分解法分别列平衡方程进行求解，但是求解三角函数方程组时难度很大．③解法二较简便，但确定重心的公式ac bc ＝m am b ＝3超纲．(二)带电粒子在复合场中的平衡问题 在高考试题中，也常出现带电粒子在复合场中受力平衡的物理情境，出现概率较大的是在正交的电场和磁场中的平衡问题及在电场和重力场中的平衡问题．在如图1－11所示的速度选择器中，选择的速度v ＝EB ；在如图1－12所示的电磁流量计中，流速v ＝u Bd ，流量Q ＝πdu4B ．图1－11 图1－12●例5 在地面附近的空间中有水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场的方向垂直纸面向里，一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN 运动，如图1－13所示．由此可判断下列说法正确的是( )图1－13A ．如果油滴带正电，则油滴从M 点运动到N 点B ．如果油滴带正电，则油滴从N 点运动到M 点C ．如果电场方向水平向右，则油滴从N 点运动到M 点D ．如果电场方向水平向左，则油滴从N 点运动到M 点【解析】油滴在运动过程中受到重力、电场力及洛伦兹力的作用，因洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，大小随速度的改变而改变，而电场力与重力的合力是恒力，所以物体做匀速直线运动；又因电场力一定在水平方向上，故洛伦兹力的方向是斜向上方的，因而当油滴带正电时，应该由M 点向N 点运动，故选项A 正确、B 错误．若电场方向水平向右，则油滴需带负电，此时斜向右上方与MN 垂直的洛伦兹力对应粒子从N 点运动到M 点，即选项C 正确．同理，电场方向水平向左时，油滴需带正电，油滴是从M 点运动到N 点的，故选项D 错误．[答案] AC 【点评】对于带电粒子在复合场中做直线运动的问题要注意受力分析．因为洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，而且与磁场的方向、带电粒子的电性都有关，分析时更要注意．本题中重力和电场力均为恒力，要保证油滴做直线运动，两力的合力必须与洛伦兹力平衡，粒子的运动就只能是匀速直线运动．★同类拓展2 如图1－14甲所示，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端挂有一个带电荷量不变的小球A ．在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B ．当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ．若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2，θ分别为30°和45°，则q 2q 1为 [2007年高考·重庆理综卷]( )图1－14甲A ．2B ．3C ．2 3D ．3 3【解析】对A 球进行受力分析，如图1－14 乙所示，图1－14乙由于绳子的拉力和点电荷间的斥力的合力与A 球的重力平衡，故有：F 电＝mg tan θ，又F 电＝k qQ Ar 2．设绳子的长度为L ，则A 、B 两球之间的距离r ＝L sin θ，联立可得：q ＝mL 2g tan θsin 2 θkQ A，由此可见，q 与tan θsin 2 θ 成正比，即q 2q 1＝tan 45°sin 245°tan 30°sin 230°＝23，故选项C 正确．[答案] C互动辨析 本题为带电体在重力场和电场中的平衡问题，解题的关键在于：先根据小球的受力情况画出平衡状态下的受力分析示意图；然后根据平衡条件和几何关系列式，得出电荷量的通解表达式，进而分析求解．本题体现了新课标在知识考查中重视方法渗透的思想．。
2016届高三二轮复习物理作业卷 力学实验1含解析
2016万卷作业卷（三十六）力学实验1一、实验题（本大题共4小题。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1.（2015山东高考真题）某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。
实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。
②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离（即橡皮筋的长度l）。
每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新记为O、O'，橡皮筋的拉力记为O O F'。
④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。
用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB。
完成下列作图和填空：（1）利用表中数据在给出的坐标纸上画出F—l图线，根据图线求得l0=_____cm。
（2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则FOA的大小为________N。
（3）根据给出的标度，在答题卡上作出F OA和F OB的合力F'的图示。
（4）通过比较F'与________的大小和方向，即可得出实验结论。
2.（2015广东高考真题）（1）(8分)某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。
①请完成以下主要实验步骤：按图1(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系起有重物的纸带，使重物 (填“靠近”或“远离”)计时器下端；，，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。
②图1(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取(填“b”或“c”)来计算重力加速度。
在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和。
高考物理专题一(受力分析)(含例题、练习题及答案)汇编
高考定位受力分析、物体的平衡问题是力学的基本问题，主要考查力的产生条件、力的大小方向的判断(难点：弹力、摩擦力)、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析、连接体问题的分析，涉及的思想方法有：整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等．高考试题命题特点：这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核．考题1对物体受力分析的考查例1如图1所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面B上，现用大小均为F，方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则()图1A．A与B之间不一定存在摩擦力B．B与地面之间可能存在摩擦力C．B对A的支持力一定大于mgD．地面对B的支持力的大小一定等于(M＋m)g审题突破B、D选项考察地面对B的作用力故可以：先对物体A、B整体受力分析，根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力；A、C选项考察物体A、B之间的受力，应当隔离，物体A受力少，故：隔离物体A受力分析，根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力．解析对A、B整体受力分析，如图，受到重力(M＋m)g、支持力F N和已知的两个推力，水平方向：由于两个推力的合力为零，故整体与地面间没有摩擦力；竖直方向：有F N＝(M＋m)g，故B错误，D正确；再对物体A受力分析，受重力mg、推力F、斜面体B对A的支持力F N′和摩擦力F f，在沿斜面方向：①当推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向下，②当推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向上，③当推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零，设斜面倾斜角为θ，在垂直斜面方向：F N′＝mg cos θ＋F sin θ，所以B对A的支持力不一定大于mg，故A正确，C错误．故选择A、D.答案AD1．(单选)(2014·广东·14)如图2所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()图2A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向答案 A解析M处支持力方向与支持面(地面)垂直，即竖直向上，选项A正确；N处支持力方向与支持面(原木接触面)垂直，即垂直MN向上，故选项B错误；摩擦力与接触面平行，故选项C、D错误．2．(单选)如图3所示，一根轻杆的两端固定两个质量均为m的相同小球A、B，用两根细绳悬挂在天花板上，虚线为竖直线，α＝θ＝30°，β＝60°，求轻杆对A球的作用力()图3 A．mg B.3mg C.33mg D.32mg答案 A解析对A球受力分析如下图，细绳对小球A的力为F1，杆对A的力为F2，把F1和mg合成，由几何知识可得组成的三角形为等腰三角形，故F2＝mg.3．(单选) 如图4所示，用质量为M的吸铁石，将一张质量为m的白纸压在竖直固定的磁性黑板上．某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力F轻拉白纸，白纸未移动，则此时黑板对白纸的摩擦力的大小为()图4A．F B．mgC.F2＋(mg)2D.F2＋(Mg＋mg)2答案 D解析对吸铁石和白纸整体进行受力分析，在垂直于黑板平面内受磁引力、黑板表面的支持力，在平行于黑板平面内受竖直向下的重力(M＋m)g、水平拉力F和黑板表面的摩擦力F f作用，由于纸未被拉动，所以摩擦力为静摩擦力，根据共点力平衡条件可知，摩擦力F f与(M＋m)g和F的合力等值反向，因此有F f＝F2＋(Mg＋mg)2，故选项D正确．1．合理的选取研究对象如果题目中给出的物体不止一个，在分析物体受力情况时，往往不能直接判断它与其接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力，这时可以采用隔离法(或整体法)，先分析其他物体(或整体)的受力情况，再分析被研究物体的受力情况．2．结合运动状态及时修正由于弹力和摩擦力都是被动力，它们的方向和大小与物体的运动状态有密切的关系，所以分析物体的受力情况时，除了根据力产生的条件判断外，还必须根据物体的运动状态，结合牛顿第二定律及时进行修正．考题2 对静态平衡问题的考查例2 (单选)如图5所示，倾角为60°的斜面固定在水平面上，轻杆B 端用铰链固定在竖直墙上，A 端顶住质量为m 、半径为R 的匀质球并使之在图示位置静止，此时A 与球心O 的高度差为R2，不计一切摩擦，轻杆可绕铰链自由转动，重力加速度为g ，则有( )图5A ．轻杆与水平面的夹角为60°B ．轻杆对球的弹力大小为2mgC ．斜面对球的弹力大小为mgD ．球所受的合力大小为mg ，方向竖直向上审题突破 球受力的特点：轻杆B 端用铰链固定在竖直墙上所以轻杆上的弹力一定沿杆，支持力垂直斜面向上；由几何知识确定轻杆与水平面的夹角，采用合成法，根据平衡条件求轻杆对球的弹力和斜面对球的弹力．解析 设轻杆与水平方向夹角为θ，由sin θ＝h R ＝12，θ＝30°，故A 错误；对球由几何知识得，轻杆对球的弹力大小F N2＝mg ，故B 错误；斜面对球的弹力大小为mg ，C 正确；球处于静止状态，所受的合力大小为0，D 错误． 答案 C4．(单选) 完全相同的两物体P 、Q ，质量均为m ，叠放在一起置于水平面上，如图6所示．现用两根等长的细线系在两物体上，在细线的结点处施加一水平拉力F ，两物体始终保持静止状态，则下列说法不正确．．．的是(重力加速度为g )( )图6A ．物体P 受到细线的拉力大小为F2B ．两物体间的摩擦力大小为F2C ．物体Q 对地面的压力大小为2mgD ．地面对Q 的摩擦力大小为F 答案 A解析 两物体都保持静止，对P 、Q 整体受力分析，竖直方向受到重力2mg 和地面支持力F N ，根据平衡状态则有F N ＝2mg ，Q 对地面压力大小等于支持力，选项C 正确．水平方向受到拉力F 和地面摩擦力F f ，水平方向受力平衡F f ＝F ，选项D 正确．两段细线等长，而拉力沿水平方向．设细线和水平方向夹角为θ，则有细线拉力F T ＝F2cos θ，选项A 错误．对P 受力分析水平方向受到细线拉力的水平分力F T cos θ＝F2和Q 对P 的摩擦力F f ′，根据P 静止时受力平衡则有F f ′＝F2，选项B 正确．5．(单选)在如图所示的A 、B 、C 、D 四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴O 安装在一根轻木杆P 上，一根轻绳ab 绕过滑轮，a 端固定在墙上，b 端下面挂一个质量都是m 的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图A 、C 、D 中杆P 与竖直方向夹角均为θ，图B 中杆P 在竖直方向上，假设A 、B 、C 、D 四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为F A 、F B 、F C 、F D ，则以下判断中正确的是( )A ．F A ＝FB ＝FC ＝FD B ．F D ＞F A ＝F B ＞F C C ．F A ＝F C ＝F D ＞F B D ．F C ＞F A ＝F B ＞F D 答案 B解析 设滑轮两边细绳的夹角为φ，对重物，可得绳子拉力等于重物重力mg ，滑轮受到木杆弹力F 等于细绳拉力的合力，即F ＝2mg cos φ2，由夹角关系可得F D ＞F A ＝F B ＞F C ，选项B 正确．6．(单选)倾角为45°的斜面固定在墙角，一质量分布均匀的光滑球体在大小为F的水平推力作用下静止在如图7所示的位置，F的作用线通过球心，设球所受重力大小为G，竖直墙对球的弹力大小为F1，斜面对球的弹力大小为F2，则下列说法正确的是()图7A．F1一定大于F B．F2一定大于GC．F2一定大于F D．F2一定大于F1答案 B解析以球为研究对象，受力分析，如图所示，根据平衡条件可得：F2sin θ＝GF＝F1＋F2cos θ所以F2一定大于G，F1一定小于F，F2与F的大小关系不确定，F1和F2的大小关系也不确定，所以B正确，A、C、D错误．共点力平衡问题的求解思路和方法1．求解共点力平衡问题的一般思路物体静止或做匀速直线运动―→物体处于平衡状态―→对物体受力分析―→建立平衡方程―→对平衡方程求解、讨论2．常用求解方法(1)正交分解法(2)合成法考题3对动态平衡问题的考查例3如图8所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行．在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则()图8A．b对c的摩擦力一定减小B．b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C．地面对c的摩擦力方向一定向右D．地面对c的摩擦力一定减小审题突破b受到c的摩擦力不一定为零，与两物体的重力、斜面的倾角有关．对bc整体研究，由平衡条件分析水平面对c的摩擦力方向和支持力的大小．解析设a、b的重力分别为G a、G b.若G a＝G b sin θ，b受到c的摩擦力为零；若G a≠G b sin θ，b受到c的摩擦力不为零．若G a＜G b sin θ，b受到c的摩擦力沿斜面向上，故A错误，B正确．对b、c整体，水平面对c的摩擦力F f＝F T cos θ＝G a cos θ，方向水平向左．在a中的沙子缓慢流出的过程中，则摩擦力在减小，故C错误，D正确．答案BD7．(单选)如图9甲，手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度．某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位4缓慢地调至卡位1(如图乙)，电脑始终静止在底座上，则()图9A．电脑受到的支持力变大B ．电脑受到的摩擦力变小C ．散热底座对电脑的作用力变大D ．散热底座对电脑的作用力不变 答案 D解析 对笔记本电脑受力分析如图所示，有：F N ＝mg cos θ、F f ＝mg sin θ.由原卡位1调至卡位4，θ减小，静摩擦力F f 减小、支持力F N 增加；散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力，与电脑的重力平衡，始终是不变的，故D 正确．8．(单选)如图10将两个质量均为m 的小球a 、b 用细线相连悬挂于O 点，用力F 拉小球a ，使整个装置处于静止状态，且悬线Oa 与竖直方向的夹角为θ＝30°，则F 的最小值为( )图10A.33mg B ．mg C.32mg D.2mg 答案 B解析 以a 、b 两球为一整体进行受力分析：受重力2mg ，绳子的拉力F T ，拉力F ，其中重力是恒力，绳子拉力F T 方向恒定，根据平衡条件，整体所受合外力为零，所以当F 的方向与绳子垂直时最小，如图所示，根据几何关系可得：F ＝2mg sin 30°＝mg ，所以B 正确，A 、C 、D 错误．9．(单选)(2014·山东·14)如图11所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变．木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后()图11A．F1不变，F2变大B．F1不变，F2变小C．F1变大，F2变大D．F1变小，F2变小答案 A解析木板静止时，木板受重力G以及两根轻绳的拉力F2，根据平衡条件，木板受到的合力F1＝0，保持不变．两根轻绳的拉力F2的合力大小等于重力G，保持不变，当两轻绳剪去一段后，两根轻绳的拉力F2与竖直方向的夹角变大，因其合力不变，故F2变大．选项A正确，选项B、C、D错误．1．当受力物体的状态发生“缓慢”变化时，物体所处的状态仍为平衡状态，分析此类问题的方法有解析法和矢量三角形法．2．分析动态平衡问题时需注意以下两个方面：(1)在动态平衡问题中，一定要抓住不变的量(大小或方向)，此题中不变的量是力F3和F1′的合力的大小和方向，然后分析其他量的变化．(2)当物体受到一个大小和方向都不变、一个方向不变、一个大小和方向都变化的三个力作用，且题目只要求定性讨论力的大小而不必进行定量计算时，首先考虑用图解法．考题4应用平衡条件解决电学平衡问题例4(6分)如图12所示，粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC放置在水平面上，∠CAB＝30°，斜面内部O点(与斜面无任何连接)固定一个正点电荷，一带负电可视为质点的小物体可以分别静止在M、P、N点，P为MN的中点，OM＝ON，OM∥AB，则下列判断正确的是()图12A．小物体在M、P、N点静止时一定都是受4个力B．小物体静止在P点时受到的摩擦力最大C．小物体静止在P点时受到的支持力最大D．小物体静止在M、N点时受到的支持力相等解析对小物体分别在三处静止时进行受力分析，如图：结合平衡条件小物体在P、N两点时一定受四个力的作用，而在M处不一定，故A错误；小物体静止在P点时，摩擦力F f＝mg sin 30°，设小物体静止在M、N点时，库仑力为F′，则小物体静止在N点时F f′＝mg sin 30°＋F′cos 30°，小物体静止在M点时F f″＝mg sin 30°－F′cos 30°，可见小物体静止在N点时所受摩擦力最大，故B错误；小物体静止在P点时，设库仑力为F，受到的支持力F N＝mg cos 30°＋F，小物体静止在M、N点时：F N′＝mg cos 30°＋F′sin 30°，由库仑定律知F＞F′，故F N＞F N′，即小物体静止在P点时受到的支持力最大，静止在M、N点时受到的支持力相等，故C、D正确．答案CD(2014·江苏·13)(15分)如图13所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端．导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R ，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g .求：图13(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ； (2)导体棒匀速运动的速度大小v ； (3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q .答案 (1)tan θ (2)mgR sin θB 2L 2(3)2mgd sin θ－m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L 4解析 (1)在绝缘涂层上导体棒受力平衡mg sin θ＝μmg cos θ 解得导体棒与涂层间的动摩擦因数μ＝tan θ. (2)在光滑导轨上 感应电动势：E ＝BL v感应电流：I ＝ER安培力：F 安＝BIL受力平衡的条件是：F 安＝mg sin θ解得导体棒匀速运动的速度v ＝mgR sin θB 2L 2.(3)摩擦生热：Q T ＝μmgd cos θ根据能量守恒定律知：3mgd sin θ＝Q ＋Q T ＋12m v 2解得电阻产生的焦耳热Q ＝2mgd sin θ－m 3g 2R 2sin 2 θ2B 4L 4.知识专题练 训练1题组1 物体受力分析1．(单选)如图1所示，A 、B 、C 三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑，其它接触面粗糙，则( )图1A．A与墙面间存在压力B．A与墙面间存在静摩擦力C．A物块共受4个力作用D．B物块共受4个力作用答案 D解析以三个物块组成的整体为研究对象，水平方向上：地面光滑，对C没有摩擦力，根据平衡条件得知，墙对A没有压力，因而也没有摩擦力，故A、B错误．对A物块，受到重力、B的支持力和B对A的摩擦力三个力作用，故C错误．先对A、B整体研究：水平方向上，墙对A没有压力，则由平衡条件分析可知，C对B没有摩擦力．再对B分析：受到重力、A的压力和A对B的摩擦力、C的支持力，共受四个力作用，故D正确．2．(单选)轻质弹簧A的两端分别连在质量均为m的小球上，两球均可视为质点．另有两根与A完全相同的轻质弹簧B、C，且B、C的一端分别与两个小球相连，B的另一端固定在天花板上，C的另一端用手牵住，如图2所示．适当调节手的高度与用力的方向，保持B弹簧轴线跟竖直方向夹角为37°不变(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，当弹簧C的拉力最小时，B、C两弹簧的形变量之比为()图2A．1∶1 B．3∶5C．4∶3 D．5∶4答案 C解析以两球和弹簧A组成的整体为研究对象，受力分析如图所示，由合成法知当C弹簧与B弹簧垂直时，弹簧C施加的拉力最小，由几何关系知F T B∶F T C＝4∶3.3．如图3所示，固定的半球面右侧是光滑的，左侧是粗糙的，O点为球心，A、B为两个完全相同的小物块(可视为质点)，小物块A静止在球面的左侧，受到的摩擦力大小为F1，对球面的压力大小为F N1；小物块B在水平力F2作用下静止在球面的右侧，对球面的压力大小为F N2，已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为θ，则()图3A．F1∶F2＝cos θ∶1B．F1∶F2＝sin θ∶1C．F N1∶F N2＝cos2θ∶1D．F N1∶F N2＝sin2θ∶1答案AC解析分别对A、B两个相同的小物块受力分析，如图，由平衡条件，得：F1＝mg sin θF N1＝mg cos θ同理：F2＝mg tan θF N2＝mgcos θ故F1F2＝mg sin θmg tan θ＝cos θ，F N1F N2＝cos2θ.4．(单选)如图4所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块，各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接，正好组成一个菱形，∠BAD＝120°，整个系统保持静止状态．已知A物块所受的摩擦力大小为F f，则D物块所受的摩擦力大小为()图4A.32F fB ．F f C.3F f D ．2F f 答案 C解析 已知A 物块所受的摩擦力大小为F f ，设每根弹簧的弹力为F ，则有：2F cos 60°＝F f ，对D ：2F cos 30°＝F f ′，解得：F f ′＝3F ＝3F f . 题组2 静态平衡问题5．(单选)如图5所示，登山者连同设备总重量为G .某时刻缆绳和竖直方向的夹角为θ，若登山者手拉缆绳的力大小也为G ，则登山者脚对岩石的作用力( )图5A ．方向水平向右B ．方向斜向右下方C ．大小为G tan θD ．大小为G sin θ 答案 B解析 以登山者为研究对象，受力如图，根据共点力平衡条件得知：F N 与G 和F T 的合力大小相等、方向相反，所以F N 方向斜向左上方，则由牛顿第三定律得知登山者脚对岩石的作用力方向斜向右下方．由力的合成法得：F N＝2G cos[12(180°－θ)]＝2G sin 12θ.6．如图6所示，质量为M 的木板C 放在水平地面上，固定在C 上的竖直轻杆的顶端分别用细绳a 和b 连接小球A 和小球B ，小球A 、B 的质量分别为m A 和m B ，当与水平方向成30°角的力F 作用在小球B 上时，A 、B 、C 刚好相对静止一起向右匀速运动，且此时绳a 、b 与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则下列判断正确的是( )图6A ．力F 的大小为mB gB ．地面对C 的支持力等于(M ＋m A ＋m B )gC ．地面对C 的摩擦力大小为32m B gD ．m A ＝m B 答案 ACD解析 对小球B 受力分析，水平方向：F cos 30°＝F T b cos 30°，得：F T b ＝F ， 竖直方向：F sin 30°＋F T b sin 30°＝m B g ，解得：F ＝m B g ， 故A 正确； 对小球A 受力分析，竖直方向：m A g ＋F T b sin 30°＝F T a sin 60° 水平方向：F T a sin 30°＝F T b sin 60° 联立得：m A ＝m B ，故D 正确； 以A 、B 、C 整体为研究对象受力分析， 竖直方向：F N ＋F sin 30°＝(M ＋m A ＋m B )g 可见F N 小于(M ＋m A ＋m B )g ，故B 错误；水平方向：F f ＝F cos 30°＝m B g cos 30°＝32m B g ，故C 正确．7．(单选)体育器材室里，篮球摆放在如图7所示的球架上．已知球架的宽度为d ，每个篮球的质量为m 、直径为D ，不计球与球架之间的摩擦，则每个篮球对一侧球架的压力大小为( )图7A.12mgB.mgD dC.mgD2D 2－d 2 D.2mg D 2－d 2D答案 C解析 篮球受力平衡，设一侧球架的弹力与竖直方向的夹角为θ，如图，由平衡条件，F 1＝F 2＝mg 2cos θ， 而cos θ＝(D 2)2－(d 2)2D 2＝D 2－d 2D ，则F 1＝F 2＝mgD2D 2－d 2，选项C 正确．8．如图8所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A ，A 与竖直墙之间放一光滑半圆球B ，整个装置处于静止状态．已知A 、B 两物体的质量分别为m A 和m B ，则下列说法正确的是( )图8A ．A 物体对地面的压力大小为m A gB ．A 物体对地面的压力大小为(m A ＋m B )gC ．B 物体对A 物体的压力大于m B gD ．地面对A 物体没有摩擦力 答案 BC解析 对A 、B 整体受力分析，竖直方向：F N A ＝(m A ＋m B )g ，水平方向：F f A ＝F N B ，选项A 、D 错误，选项B 正确；B 受重力、A 的支持力F N AB 、墙面的弹力F N B ，故F N AB ＝(m B g )2＋F 2N B ，选项C 正确． 题组3 动态平衡问题9．(单选)如图9所示，三根细线共系于O 点，其中OA 在竖直方向上，OB 水平并跨过定滑轮悬挂一个重物，OC 的C 点固定在地面上，整个装置处于静止状态．若OC 加长并使C 点左移，同时保持O 点位置不变，装置仍然处于静止状态，则细线OA 上拉力F A 和OC 上的拉力F C与原先相比是()图9A．F A、F C都减小B．F A、F C都增大C．F A增大，F C减小D．F A减小，F C增大答案 A解析O点受F A、F B、F C三个力平衡，如图．当按题示情况变化时，OB绳的拉力F B不变，OA绳拉力F A的方向不变，OC绳拉力F C的方向与拉力F B方向的夹角减小，保持平衡时F A、F C的变化如虚线所示，显然都是减小了．10．如图10所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B悬挂着．已知质量m A＝3m B，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°，且A、B 仍处于静止状态，那么下列说法中正确的是()图10A．弹簧的弹力大小将不变B．物体A对斜面的压力将减小C．物体A受到的静摩擦力将减小D．弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变答案AC解析弹簧弹力等于B物体的重力，即弹簧弹力不变，故A项正确；对A物体进行受力分析，列平衡方程可知，C项正确，D项错误；根据F N＝m A g cos θ，当倾角减小时，A物体对斜面压力变大，故B项错误．11．(单选)如图11所示，两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ，OP竖直放置，小球a、b固定在轻弹簧的两端．水平力F作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态．现保证b球不动，使挡板OP向右缓慢平移一小段距离，则()图11A．弹簧变长B．弹簧变短C．力F变大D．b对地面的压力变大答案 A解析对a隔离分析可知，OP向右缓慢平移时弹簧弹力变小，OP对a的弹力变小，故弹簧变长，A正确；对a、b整体分析，F与OP对a的弹力平衡，故力F变小，b对地面的压力始终等于a、b的总重力，故D错误．题组4应用平衡条件解决电学平衡问题12．(2014·广东·20)如图12所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电量为＋Q的小球P.带电量分别为－q和＋2q的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上．P与M相距L、M和N视为点电荷，下列说法正确的是()图12A．M与N的距离大于LB．P、M和N在同一直线上C．在P产生的电场中，M、N处的电势相同D ．M 、N 及细杆组成的系统所受合力为零 答案 BD解析 假设P 、M 和N 不在同一直线上，对M 受力分析可知M 不可能处于静止状态，所以选项B 正确；M 、N 和杆组成的系统，处于静止状态，则系统所受合外力为零，故k Qq L 2＝k Q ·2q(L ＋x )2，解得x ＝(2－1)L ，所以选项A 错误，D 正确；在正点电荷产生的电场中，离场源电荷越近，电势越高，φM >φN ，所以选项C 错误．13．(2014·浙江·19)如图13所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A ，细线与斜面平行．小球A 的质量为m 、电量为q .小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ，两球心的高度相同、间距为d .静电力常量为k ，重力加速度为g ，两带电小球可视为点电荷．小球A 静止在斜面上，则( )图13A ．小球A 与B 之间库仑力的大小为kq2d2B ．当q d ＝ mg sin θk 时，细线上的拉力为0C ．当q d ＝ mg tan θk 时，细线上的拉力为0D ．当q d ＝mgk tan θ时，斜面对小球A 的支持力为0 答案 AC解析 根据库仑定律，A 、B 球间的库仑力F 库＝k q 2d2，选项A 正确；小球A 受竖直向下的重力mg ，水平向左的库仑力F 库＝kq2d2，由平衡条件知，当斜面对小球的支持力F N 的大小等于重力与库仑力的合力大小时，细线上的拉力等于零，如图所示，则kq 2d 2mg ＝tan θ，所以q d ＝ mg tan θk ，选项C 正确，选项B 错误；斜面对小球的支持力F N 始终不会等于零，选项D 错误．。