高三物理 力学知识复习(含答案).doc

【知识点梳理】 一、静力学力概念定义：力是物体对物体的作用，不能离开施力物体与受力物体而存在。效果：要素：大小、方向、作用点（力的图示）使物体发生形变改变物体运动状态分类效果：拉力、动力、阻力、支持力、压力性质：重力：方向、作用点（关于重心的位置）弹力：产生条件、方向、大小（胡克定律）摩擦力：（静摩擦与动摩擦）产生条件、方向、大小运算平行四边形定则力的合成力的分解|F1F2|F合F1F21、物体系的平衡（优先整体法，需要时再隔离！）。如拱形桥；夹砖块；斜面体与滑块；杆与重物 2、力矩及力矩平衡。3、综合：与能量、热学、电场、磁场综合。高考热点一：物体系平衡F1F2F3F4OBA2007.10如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态。则该力可能为图中的 （ ）A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 答案：BC高考热点二：力矩平衡2008.7如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AOOC，在A、C两点分别挂有两个和三个钩码，木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点各增加一个同样的钩码，则木棒 （ ）A绕O点顺时针方向转动 B绕O点逆时针方向转动C平衡可能被破坏，转动方向不定 D仍能保持平衡状态答案：D1999.13如图所示，质量不计的杆O1B和O2A，长度均为l，O1和O2为光滑固定转轴，A处有一凸起物搁在O1B的中点，B处用绳系在O2A的中点，此时两短杆便组合成一根长杆今在O1B杆上的C点（C为AB的中点）悬挂一重为G的物体则A处受到的支承力大小为_，B处绳的拉力大小为_。答案：G/2，G2000.13右图为人手臂面骨骼与肌肉的生理结构示意图，手上托着重量为G的物体，（1）在方框中画出前臂受力示意图（手、手腕、尺骨和挠骨看成一个整体，所受重力不计，图中O点看作固定转动轴，O点受力可以不画）。（2）根据图中标尺估算出二头肌此时的收缩约为_。答案：（1）如图所示。 （2）8G2000.18用右图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验，力矩盘上各同心圆的间距相等。（1）在用细线悬挂钩码前，以下哪些措施是必要的 （ ）（A）判断力矩盘是否处在竖直平面。（B）判断横杆MN是否严格保持水平。（C）判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小。（D）判断力矩盘的重心是否位于盘中心。 （2）在A、B、C三点分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡，如图所示，已知每个钩码所受的重力为1N，则此时弹簧秤示数为_N。（3）现同时撤去B、C两处的钩码，而改用一根细线悬挂5牛的钩码，为使力矩盘仍然保持原平衡状态，且弹簧秤示数不变，试在图中用直线画出该细线在力矩盘上的悬挂位置。答案：（1）A，C，D （2）4 （3）见右图（悬线在转轴右侧竖直方向与第二圆环相切，钩码不画不扣分）。2003.16如图所示，在“有固定转动轴物体的平衡条件实验中，调节力矩盘使其平衡，弹簧秤的读数为_N，此时力矩盘除受到钩码作用力F1、F2、F3和弹簧拉力F4外，主要还受_力和_力的作用，如果每个钩码的质量均为0.1kg，盘上各圆的半径分别是0.05m、0.10m、0.15m、0.20m（取g=10m/s2），则F2的力矩是_Nm。有同学在做这个实验时，发现顺时针力矩之和与逆时针力矩之和存在较大差距。检查发现读数和计算均无差错，请指出造成这种差距的一个可能原因，并提出简单的检验方法（如例所示，将答案填在下表空格中）。可能原因检验方法例力矩盘面没有调到竖直用一根细线挂一钩码靠近力矩盘面，如果细线与力矩盘面间存在一个小的夹角，说明力矩盘不竖直。答答案：1.9（1.82.0均可），重，支持，0.1 可能原因检验方法答转轴摩擦力太大安装力矩盘后，轻轻转动盘面，如果盘面转动很快停止，说明摩擦太大。或力矩盘重心没有在中心安装力矩盘后，在盘的最低端做一个标志，轻轻转动盘面，如果标志始终停留在最低端，说明重心在这个标志和中心之间。2002.21如图所示，一自行车上连接踏脚板的连杆长R1，由踏脚板带动半径为r1的大齿盘，通过链条与半径为r2的后轮齿盘连接，带动半径为R2的后轮转动（1）设自行车在水平路面上匀速行进时，受到的平均阻力为f，人蹬踏脚板的平均作用力为F，链条中的张力为T，地面对后轮的静摩擦力为fs通过观察，写出传动系统中有几个转动轴，分别写出对应的力矩平衡表达式；（2）设R120cm，R233cm，踏脚大齿盘与后轮齿盘的齿数分别为48和24，计算人蹬踏脚板的平均作用力与平均阻力之比；（3）自行车传动系统可简化为一个等效杠杆以R1为一力臂，在右框中画出这一杠杆示意图，标出支点，力臂尺寸和作用力方向答案：（1）自行车传动系统中的转动轴个数为2，对踏脚齿盘中心的转动轴中有FR1=Tr1，对后轮的转动轴有Tr2=fsR2（2）由FR1=Tr1，Tr2fsR2，及fs=f可得FR1/fR2=r1/r2=48/24，所以F/f=r1R2/r2R1=4833/2420=3.3（3）如图所示 2004.23有人设计了一种新型伸缩拉杆秤.结构如图，秤杆的一端固定一配重物并悬一挂钩，秤杆外面套有内外两个套筒，套筒左端开槽使其可以不受秤纽阻碍而移动到挂钩所在位置（设开槽后套筒的重心仍在其长度中点位置），秤杆与内层套筒上刻有质量刻度.空载（挂钩上不挂物体，且套筒未拉出）时，用手提起秤纽，杆秤恰好平衡，当物体挂在挂钩上时，往外移动内外套筒待测物体的质量.已知秤杆和两个套筒的长度均为16cm，套筒可移出的最大距离为15cm，秤纽到挂钩的距离为2cm，两个套筒的质量均为0.1kg.取重力加速度g=10m/s2，（1）当杆秤空载平衡时，秤杆、配重物及挂钩所受重力相对秤纽的合力矩；（2）当在秤钩上挂一物体时，将内套筒向右移动5cm，外套筒相对内套筒向右移动8cm，杆秤达到平衡，物体的质量多大？（3）若外层套筒不慎丢失，在称某一物体时，内层套筒的左端在读数为1千克处杆秤恰好平衡，则该物体实际质量多大？答案：（1）套筒不拉出时杆秤恰好平衡，此时两套筒的重力相对秤纽的力矩与所求的合力矩相等，设套筒长度为L，合力矩 （2）力矩平衡 （3）正常称衡1kg重物时，内外两个套筒可一起向外拉出力矩平衡 外层套筒丢失后称物，此时内套筒左端离秤纽距离为力矩平衡 高考热点三：跨章综合 2006.125半径分别为r和2r的两个质量不计的圆盘，共轴固定连结在一起，可以绕水平轴O无摩擦转动，大圆盘的边缘上固定有一个质量为m的质点，小圆盘上绕有细绳。开始时圆盘静止，质点处在水平轴O的正下方位置。现以水平恒力F拉细绳，使两圆盘转动，若恒力F=mg，两圆盘转过的角度=_时，质点m的速度最大。若圆盘转过的最大角度=，则此时恒力F=_。答案：2010.25如图，固定于竖直面内的粗糙斜杆，与水平方向夹角为30，质量为m的小球套在杆上。在大小不变的拉力作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端。为使拉力做功最小，拉力F与杆的夹角=_，拉力大小F=_。答案：60；mg。201115如图，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60时，拉力的功率为 （ ）（A）mgL （B）mgL（C）mgL （D）mgL答案：C 二、牛顿定律1、力和运动之间的基本关系。2、变力作用下的动态分析。3、图像分析。4、多过程问题。5、关联物体（类“连接体”问题，通常为动静结合）。6、实验题。7、综合、辨析：与平衡、功能关系、电场、磁场的整合。 高考热点一：力和运动之间的基本关系2002.7一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动探测器通过喷气而获得推动力以下关于喷气方向的描述中正确的是 （ ）A探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B探测器加速运动时，竖直向下喷气C探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D探测器匀速运动时，不需要喷气答案：C高考热点二：变力作用下的动态分析2000.3一小球用轻绳悬挂在某固定点，现将轻绳水平拉直，然后由静止开始释放小球，考虑小球由静止开始运动到最低位置的过程 （ ）（A）小球在水平方向的速度逐渐增大 （B）小球在竖直方向的速度逐渐增大（C）到达最低位置时小球线速度最大 （D）到达最低位置时绳中的位力等于小球重力答案：A、C2000.6匀速上升的升降机顶部悬殊有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球，若升降机突然停止，在地面上的观察者看来，小球在继续上升的过程中 （ ）（A）速度逐渐减小 （B）速度先增大后减小（C）加速度逐渐增大 （D）加速度逐渐减小 答案：A、C201116如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态。地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F。剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力 （ ）（A）小于N （B）等于N（C）等于N+F （D）大于N+F答案：D 答案：CD * 1999.11如图所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M、N固定于杆上，小球处于静止状态设拔去销钉M瞬间，小球加速度的大小为12米秒2若不拔去销钉M而拔去销钉N瞬间，小球的加速度可能是（取g=10米/秒2） （ ）A22米/秒2，竖直向上 B22米/秒2，竖直向下 C2米/秒2，竖直向上 D2米/秒2，竖直向下 答案：B，C高考热点三：图像分析201119受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上作直线运动，其v-t图线如图所示，则 （ ）（A）在0t1秒内，外力F大小不断增大（B）在tl时刻，外力F为零（C）左tlt2秒内，外力F大小可能不断减小（D）在tlt2秒内，外力F大小可能先减小后增大FF/Nt/s462055.5v/ms-1t/s462012007.19B固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）小环的质量m；（2）细杆与地面间倾角。答案： 0-2s： 由图得2s以后： 由、得 由式，2009.22如图（a），质量m1kg的物体沿倾角q37的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图（b）所示。求：物体与斜面间的动摩擦因数m；比例系数k。答案：（1）对初始时刻：mgsinqmmgcosqma0，m0.25（2）对末时刻：mgsinqmNkvcosq0，Nmgcosqkvsinq，k0.84kg/s，高考热点四：多过程问题2010.11将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体 （ ）（A）刚抛出时的速度最大 （B）在最高点的加速度为零（C）上升时间大于下落时间 （D）上升时的加速度等于下落时的加速度答案：A2000.21风洞实验室中可以产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小班干部所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的滑动摩擦因数。（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少？（sin37=0.6，cos37=0.8）答案：（1）设小球所受的风力为F，小球质量为 （2）设杆对小球的支持力为N，摩擦力为沿杆方向垂直于杆方向 可解得 2006.21质量为10kg的物体在F=200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角=37。力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零。求：物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移S（已知sin370.6，cos370.8，g=10ms2）答案：物体的整个运动分为两部分，设撤去力F瞬间物体的速度为v，则:由v=a1t1 和 0=v-a2t2 得：a1t1=a2t2 或 2a1=1.25a2 由、式解得=0.25 代入、式得a1=5(m/s2) ，a2=8(m/s2) ， s1(m) ABC2007.21如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变)，最后停在C点.每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据（重力加速度g=10m/s2）t（s）0.00.20.41.21.4v（m/s）0.01.02.01.10.7求：（1）斜面的倾角； （2）物体和水平面之间的动摩擦因数；（3）t=0.6s时的瞬时速度v答案：物体在斜面上运动时为匀加速运动， 解出。物体在平面上运动时为匀减速运动， 解出。物体在平面上运动时，有，即；物体在斜面上运动时，有。 即时物体在平面上，设其速度为v， 201131（12分）如图，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0=2s拉至B处。（已知cos37=0.8，sin37=0.6。取g=10m/s2）（1）求物体与地面间的动摩擦因数；（2）用大小为30N，与水平方向成37的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。31. (12分)解答与评分标准：(1)物体做匀加速运动， (1分)解出 （1分）由牛顿第二定律得： （1分）解出 (1分) (1分)(2)设F作用的最短时间为t，小车先以大小为a的加速度匀加速t秒，撤去外力后，以大小为a的加速度匀减速t秒到达B处，速度恰为0，由牛顿定律得到： (1分) (1分) （1分）由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有 at= at （1分） （1分） （1分） （1分）（2）另解：设力F作用的最短时间为t，相应的位移为s，物体到达B处速度恰为0，由动能定理 （2分） （1分）由牛顿定律得到： （1分） （1分） （1分）=1.03s （1分）高考热点五：关联物体（类“连接体”问题，通常为动静结合）2004.5物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行（如图），当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时， （ ）AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上 BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下 CA、B之间的摩擦力为零 DA、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质 答案：C2001.23如图所示，光滑斜面的底端a与一块质量均匀、水平放置的平极光滑相接，平板长为2L，L1m，其中心C固定在高为R的竖直支架上，R1m，支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接，因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转问：（l）在外面上离平板高度为h0处放置一滑块A，使其由静止滑下，滑块与平板间的动摩擦因数0.2，为使平板不翻转，h0最大为多少？（2）如果斜面上的滑块离平板的高度为h10.45m，并在h1处先后由静止释放两块质量相同的滑块A、B，时间间隔为t0.2s，则B滑块滑上平板后多少时间，平板恰好翻转。（重力加速度g取10m/s2）答案：（1）设A滑到a处的速度为v0 fuN，Nmg，fma， aug 滑到板上离a点的最大距离为v022ugs0，s02gh0/2ugh0/u A在板上不翻转应满足条件：摩擦力矩小于正压力力矩，即M摩擦M压力umgRmg(Ls0) h0u(LUr)0.2(10.2)0.16 m （2）当h0.45m，vA3m/svAvB3m/s 设B在平板上运动直到平板翻转的时刻为t，取t0.2ssAvA(tt)ug(tt)2/2 sBvBtugt2/2 两物体在平板上恰好保持平板不翻转的条件是2umgRmg(LsA)mg(LsB) 由式等于式，得t0.2s2010.31倾角=37，质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上。质量m=2kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m，在此过程中斜面保持静止（sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2）。求：(1)地面对斜面的