高中物理力学题目(含解析)

1、高中力学习题1、如图21所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力，F1，F2和摩擦力，处于静止状态。其中F1=10N，F2=2N。若撤去力F1则木块在水平方向受到的合外力为（ ）A.10N向左 B.6N向右 C.2N向左 D.0【解答】由于木块原来处于静止状态，所以所受摩擦力为静摩擦力。依据牛二定律有F1-F2-f=0此时静摩擦力为8N方向向左。撤去F1后，木块水平方向受到向左2N的力，有向左的运动趋势，由于F2小于最大静摩擦力，所以所受摩擦力仍为静摩擦力。此时F2+f=0即合力为零。故D选项正确。2、如图22所示水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体m，当用力缓慢抬起一端时，木板受到

2、物体的压力和摩擦力将怎样变化？【解答】以物体为研究对象，如图23物体受重力、摩擦力、支持力。物体在缓慢抬起过程中先静止后滑动。静止时可以依据错解一中的解法，可知增加，静摩擦力增加。当物体在斜面上滑动时，可以同错解二中的方法，据f=N，分析N的变化，知f滑的变化。增加，滑动摩擦力减小。在整个缓慢抬起过程中y方向的方程关系不变。依据错解中式知压力一直减小。所以抬起木板的过程中，摩擦力的变化是先增加后减小。压力一直减小。3、 如图2-9天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪断细绳时，上面小球A与下面小球B的加速度为 Aa1=g a2=gBa1=2g a2=

3、gCa1=2g a2=0Da1=0 a2=g【解答】 分别以A，B为研究对象，做剪断前和剪断时的受力分析。剪断前A，B静止。如图2-10，A球受三个力，拉力T、重力mg和弹力F。B球受三个力，重力mg和弹簧拉力FA球：Tmg-F = 0 B球：Fmg = 0 由式，解得T=2mg，F=mg剪断时，A球受两个力，因为绳无弹性剪断瞬间拉力不存在，而弹簧有形米，瞬间形状不可改变，弹力还存在。如图2-11，A球受重力mg、弹簧给的弹力F。同理B球受重力mg和弹力F。A球：mgF = maA B球：Fmg = maB 由式解得aA=2g（方向向下）由式解得aB= 0故C选项正确。 4、甲、乙两人手拉手玩

4、拔河游戏，结果甲胜乙败，那么甲乙两人谁受拉力大？【解答】甲、乙两人相互之间的拉力是相互作用力，根据牛顿第三定律，大小相等，方向相反，作用在甲、乙两人身上。5、如图212，用绳AC和BC吊起一重物，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°，AC绳能承受的最大的拉力为150N，而BC绳能承受的最大的拉力为100N，求物体最大重力不能超过多少？【解答】以重物为研究对象。重物受力如图2-13，重物静止，加速度为零。据牛顿第二定律列方程TACsin30°TBCsin60°= 0 TACcos30°+TBCcos60°G = 0 而当TAC=150N

5、时，TBC=86.6100N将TAC=150N，TBC=86.6N代入式解得G=173.32N。所以重物的最大重力不能超过173.2N。6、如图214物体静止在斜面上，现用水平外力F推物体，在外力F由零逐渐增加的过程中，物体始终保持静止，物体所受摩擦力怎样变化？【解答】本题的关键在确定摩擦力方向。由于外力的变化物体在斜面上的运动趋势有所变化，如图215，当外力较小时（Fcosmgsin）物体有向下的运动趋势，摩擦力的方向沿斜面向上。F增加，f减少。与错解二的情况相同。如图216，当外力较大时（Fcosmgsin）物体有向上的运动趋势，摩擦力的方向沿斜面向下，外力增加，摩擦力增加。当Fcos=m

6、gsin时，摩擦力为零。所以在外力由零逐渐增加的过程中，摩擦力的变化是先减小后增加。【小结】若斜面上物体沿斜面下滑，质量为m，物体与斜面间的摩擦因数为，我们可以考虑两个问题巩固前面的分析方法。（1）F为怎样的值时，物体会保持静止。（2）F为怎样的值时，物体从静止开始沿斜面以加速度a运动。受前面问题的启发，我们可以想到F的值应是一个范围。首先以物体为研究对象，当F较小时，如图215物体受重力mg、支持力N、斜向上的摩擦力f和F。物体刚好静止时，应是F的边界值，此时的摩擦力为最大静摩擦力，可近似看成f静=N（最大静摩擦力）如图建立坐标，据牛顿第二定律列方程当F从此值开始增加时，静摩擦力方向开始仍然

7、斜向上，但大小减小，当F增加到FCOS= mgsin时，即F= mg·tg时，F再增加，摩擦力方向改为斜向下，仍可以根据受力分析图2-16列出方程随着F增加，静摩擦力增加，F最大值对应斜向下的最大静摩擦力。要使物体静止F的值应为关于第二个问题提醒读者注意题中并未提出以加速度a向上还是向下运动，应考虑两解，此处不详解此，给出答案供参考。7、 如图217，m和M保持相对静止，一起沿倾角为的光滑斜面下滑，则M和m间的摩擦力大小是多少？【解答】因为m和M保持相对静止，所以可以将（mM）整体视为研究对象。受力，如图219，受重力（M十m）g、支持力N如图建立坐标，根据牛顿第二定律列方程x：(M

8、+m)gsin=(M+m)a 解得a = gsin沿斜面向下。因为要求m和M间的相互作用力，再以m为研究对象，受力如图220。根据牛顿第二定律列方程因为m，M的加速度是沿斜面方向。需将其分解为水平方向和竖直方向如图221。由式，解得f = mgsin·cos方向沿水平方向m受向左的摩擦力，M受向右的摩擦力。【小结】 此题可以视为连接件问题。连接件问题对在解题过程中选取研究对象很重要。有时以整体为研究对象，有时以单个物体为研究对象。整体作为研究对象可以将不知道的相互作用力去掉，单个物体作研究对象主要解决相互作用力。单个物体的选取应以它接触的物体最少为最好。如m只和M接触，而M和m还和斜

9、面接触。另外需指出的是，在应用牛顿第二定律解题时，有时需要分解力，有时需要分解加速度，具体情况分析，不要形成只分解力的认识。8、如图222质量为M，倾角为的楔形物A放在水平地面上。质量为m的B物体从楔形物的光滑斜面上由静止释放，在B物体加速下滑过程中，A物体保持静止。地面受到的压力多大？【解答】分别以A，B物体为研究对象。A，B物体受力分别如图224a，224b。根据牛顿第二定律列运动方程，A物体静止，加速度为零。x：Nlsin-f=0 y：N-Mg-Nlcos=0 B物体下滑的加速度为a，x：mgsin=ma y：Nl-mgcos=0 由式，解得N=Mgmgcos根据牛顿第三定律地面受到的压

10、力为Mg十mgcos。【小结】 在解决物体运动问题时，在选取研究对象时，若要将几个物体视为一个整体做为研究对象，应该注意这几个物体必须有相同的加速度。9、 如图2-25物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上。A，B质量分别为mA=6kg，mB=2kg，A，B之间的动摩擦因数=0.2，开始时F=10N，此后逐渐增加，在增大到45N的过程中，则 A当拉力F12N时，两物体均保持静止状态B两物体开始没有相对运动，当拉力超过12N时，开始相对滑动C两物体间从受力开始就有相对运动D两物体间始终没有相对运动【解答】 首先以A，B整体为研究对象。受力如图2-26，在水平方向只受拉力F，根据牛顿第二定律列方

11、程F=(mA+mB)a 再以B为研究对象，如图2-27，B水平方向受摩擦力f = mBa 代入式F=（6+2）×6=48N由此可以看出当F48N时A，B间的摩擦力都达不到最大静摩擦力，也就是说，A，B间不会发生相对运动。所以D选项正确。【小结】 物理解题中必须非常严密，一点的疏忽都会导致错误。避免错误发生的最好方法就是按规范解题。每一步都要有依据。10、 如图228，有一水平传送带以2m/s的速度匀速运动，现将一物体轻轻放在传送带上，若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，则传送带将该物体传送10m的距离所需时间为多少？【解答】以传送带上轻放物体为研究对象，如图229在竖直方向受重力和

12、支持力，在水平方向受滑动摩擦力，做v0=0的匀加速运动。据牛二定律：F = ma有水平方向：f = ma 竖直方向：Nmg = 0 f=N 由式，解得a = 5m/s2设经时间tl，物体速度达到传送带的速度，据匀加速直线运动的速度公式vt=v0+at 解得t1= 0.4s物体位移为0.4m时，物体的速度与传送带的速度相同，物体0.4s后无摩擦力，开始做匀速运动S2= v2t2因为S2=SS1=10-0.4 =9.6（m），v2=2m/s代入式得t2=4.8s则传送10m所需时间为t = 0.44.8=5.2s。【小结】本题是较为复杂的一个问题，涉及了两个物理过程。这类问题应抓住物理情景，带出解

13、决方法，对于不能直接确定的问题可以采用试算的方法，如本题中错解求出一直做匀加速直线运动经过10m用2s，可以拿来计算一下，2s末的速度是多少，计算结果v =5×2=10（m/s），已超过了传送带的速度，这是不可能的。当物体速度增加到2m/s时，摩擦力瞬间就不存在了。这样就可以确定第2个物理过程。11、 如图2-30，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计，盘内放一个物体P处于静止。P的质量为12kg，弹簧的劲度系数k=800N/m。现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速运动。已知在前0.2s内F是变化的，在0.2s以后F是恒力，则F的最小值是多少，最大值是多少？

14、【正确解答】解题的关键是要理解0.2s前F是变力，0.2s后F是恒力的隐含条件。即在0.2s前物体受力和0.2s以后受力有较大的变化。以物体P为研究对象。物体P静止时受重力G、称盘给的支持力N。因为物体静止，F=0N = G = 0 N = kx0设物体向上匀加速运动加速度为a。此时物体P受力如图2-31受重力G，拉力F和支持力N据牛顿第二定律有F+NG = ma 当0.2s后物体所受拉力F为恒力，即为P与盘脱离，即弹簧无形变，由00.2s内物体的位移为x0。物体由静止开始运动，则将式，中解得的x0= 0.15m代入式解得a = 7.5m/s2F的最小值由式可以看出即为N最大时，即初始时刻N=

15、N = kx。代入式得Fmin= ma + mgkx0=12×(7.5+10)-800×0.15=90(N) F最大值即N=0时，F = ma+mg = 210（N）【小结】本题若称盘质量不可忽略，在分析中应注意P物体与称盘分离时，弹簧的形变不为0，P物体的位移就不等于x0，而应等于x0-x（其中x即称盘对弹簧的压缩量）。12、汽车以10 m/s的速度行驶5分钟后突然刹车。如刹车过程是做匀变速运动，加速度大小为5m/s2，则刹车后3秒钟内汽车所走的距离是多少？【解答】依题意画出运动草图1-1。设经时间t1速度减为零。据匀变速直线运动速度公式v1=v0+at则有0=10-5t

16、解得t=2S由于汽车在2S时 【小结】物理问题不是简单的计算问题，当得出结果后，应思考是否与s=30m的结果，这个结果是与实际不相符的。应思考在运用规律中是否出现与实际不符的问题。本题还可以利用图像求解。汽车刹车过程是匀减速直线运动。据v0，a由此可知三角形v0Ot所包围的面积即为刹车3s内的位移。13、 一个物体从塔顶落下，在到达地面前最后一秒内通过的位移为整个位移的9/25，求塔高（g=10m/s2）。【解答】根据题意画出运动草图，如图13所示。物体从塔顶落到地面所经历时间为t，通过的位移为H物体在t1秒内的位移为h。因为V0=0由解得H=125m【小结】解决匀变速直线运动问题时，对整体与

17、局部，局部与局部过程相互关系的分析，是解题的重要环节。如本题初位置记为A位置，t1秒时记为B位置，落地点为C位置（如图12所示）。不难看出既可以把BC段看成整体过程AC与局部过程AB的差值，也可以把BC段看做是物体以初速度VB和加速度g向下做为时1s的匀加速运动，而vB可看成是局部过程AB的末速度。这样分析就会发现其中一些隐含条件。使得求解方便。另外值得一提的是匀变速直线运动的问题有很多题通过vt图求解既直观又方便简洁。如本题依题意可以做出vt图（如图14），由题意14、气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度。（g=10m/s2

18、）【解答】本题既可以用整体处理的方法也可以分段处理。方法一：可将物体的运动过程视为匀变速直线运动。根据题意画出运动草图如图15所示。规定向下方向为正，则V0=-10m/s，g=10m/s2物体刚掉下时离地1275m。方法二：如图15将物体的运动过程分为ABC和CD两段来处理。ABC为竖直上抛运动，CD为竖直下抛运动。在ABC段，据竖直上抛规律可知此阶段运动时间为由题意知tCD=17-2=15（s） =1275（m）方法三：根据题意作出物体脱离气球到落地这段时间的V-t图（如图16所示）。其中v0otB的面积为AB的位移tBtcvc的面积大小为BC的位移梯形tCtDvDvC的面积大小为CD的位移

19、即物体离开气球时距地的高度。则tB=1s根据竖直上抛的规律tc =2s，tBtD = 171=16（s）在tBvDtD中则可求vD160（m/s）【小结】在解决运动学的问题过程中，画运动草图很重要。解题前应根据题意画出运动草图。草图上一定要有规定的正方向，否则矢量方程解决问题就会出现错误。如分析解答方法一中不规定正方向，就会出现15、有一个物体在h高处，以水平初速度v0抛出，落地时的速度为v1，竖直分速度为vy，下列公式能用来计算该物体在空中运动时间的是 【解答】本题的选项为A，C，D。平抛运动可分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体，分运动与合运动时间具有等时性。水平方向：x=v0t

20、据式知A，C，D。【小结】选择运动公式首先要判断物体的运动性质。运动性质确定了，模型确定了，运动规律就确定了。判断运动性要根据合外力和初速度的关系。当合外力与初速度共线时，物体做直线运动，当合外力与v不共线时，物体做曲线运动。当合外力与v0垂直且恒定时，物体做平抛运动。当物体总与v垂直时，物体做圆运动。16、正在高空水平匀速飞行的飞机，每隔1s释放一个重球，先后共释放5个，不计空气阻力，则 A.这5个小球在空中排成一条直线B.这5个小球在空中处在同一抛物线上C.在空中，第1，2两个球间的距离保持不变D.相邻两球的落地间距相等【解答】释放的每个小球都做平抛运动。水平方向的速度与飞机的飞行速度相等

21、，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，只是开始的时刻不同。飞机和小球的位置如图17可以看出A，D选项。【小结】解这类题时，决不应是想当然，而应依据物理规律画出运动草图，这样会有很大的帮助。如本题水平方向每隔1s过位移一样，投小球水平间距相同，抓住特点画出各个球的轨迹图，这样答案就呈现出来了。17、经检测汽车A的制动性能：以标准速度20m/s在平直公路上行驶时，制动后40s停下来。现A在平直公路上以20m/s的速度行驶发现前方180m处有一货车B以6m/s的速度同向匀速行驶，司机立即制动，能否发生撞车事故？【解答】如图18汽车A以v0=20m/s的初速做匀减速直线运动经40s停

22、下来。据加速度公式可求出a=-0.5m/s2当A车减为与B车同速时是A车逼近B车距离最多的时刻，这时若能超过B车则相撞，反之则不能相撞。S364168196180（m）所以两车相撞。【小结】分析追击问题应把两物体的位置关系图画好。如图18，通过此图理解物理情景。本题也可以借图像帮助理解图1-9中。阴影区是A车比B车多通过的最多距离，这段距离若能大于两车初始时刻的距离则两车必相撞。小于、等于则不相撞。从图中也可以看出A车速度成为零时，不是A车比B车多走距离最多的时刻，因此不能作为临界条件分析。18、如图110所示，一人站在岸上，利用绳和定滑轮，拉船靠岸，在某一时刻绳的速度为v，绳AO段与水平面夹

23、角为，不计摩擦和轮的质量，则此时小船的水平速度多大？【解答】方法一：小船的运动为平动，而绳AO上各点的运动是平动+转动。以连接船上的A点为研究对象，如图1-12，A的平动速度为v，转动速度为vn，合速度vA即与船的平动速度相同。则由图可以看出vA=v/cos。【小结】方法二：我们可以把绳子和滑轮看作理想机械。人对绳子做的功等于绳子对船做的功。我们所研究的绳子都是轻质绳，绳上的张力相等。对于绳上的C点来说即时功率P人绳=F·v。对于船上A点来说P绳船=FvAcos解答的方法一，也许学生不易理解绳上各点的运动。从能量角度来讲也可以得到同样的结论。还应指出的是要有实际力、实际加速度、实际速度才可分解。19、 一条宽为L的河流，河水流速为v1，船在静水中的速度为v2，要使船划到对岸时航程最短，船头应指向什么方向？最短航程是多少？【解答】题中没有给出v1与v2的大小关系，所以应考虑以下