高考物理 模拟新题分类汇编 力与物体的平衡（含详解）.doc

b单元力与物体的平衡受力分析物体的平衡图1519b42011四川卷 如图15是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则()a火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小b返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力c返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功d返回舱在喷气过程中处于失重状态【解析】 a没点燃缓冲火箭前，伞绳的拉力等于返回舱的重力，点燃火箭后，返回舱受到向上的推力，使伞绳的张力减小，a正确；返回舱在喷气过程中减速的主要原因是火箭推力的作用，b错误；返回舱在喷气过程所受合外力向上，与位移方向相反，合外力做负功，c错误；返回舱向下做减速运动，其加速度向上，应处于超重状态，d错误图1419b42011山东卷 如图14所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力ffa0，b所受摩擦力ffb0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间()affa大小不变bffa方向改变cffb仍然为零 dffb方向向右【解析】 ad将右侧绳子剪断的瞬间，弹簧的长度不发生变化，对a来说，还处于平衡状态，摩擦力的大小和方向都不发生变化，a项正确，b项错误对b来说，这时有向左运动的趋势，所以摩擦力不为零，方向向右，c项错误，d项正确分析，物块受重力、支持力、最大静摩擦力作用，由平衡条件得：mgsinmgcos，即tan；当对物块施加一竖直向下的恒力f时，物块受重力、支持力、摩擦力和恒力f，假设物块仍处于恰好静止状态，则有：(mgf)sin(mgf)cos，同样得到tan.故物块仍恰好处于静止状态，此时所受的合力为零，摩擦力增大，选项a正确，选项b、c、d错误4b42011海南物理卷 如图12所示，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45，两者的高度差为l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物在绳子距a端的c点有一固定绳圈若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为图12()a. b2c. d.【解析】 c装置稳定以后对结点c受力分析，各力大小如图所示，因为c处于平衡状态，在竖直方向有：m1gsinm2g，由几何图形可知sin，可解得：，选项c正确图135b42011海南物理卷 如图13所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力()图14a等于零b不为零，方向向右c不为零，方向向左d不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右【解析】 a取斜劈和物块组成的整体为研究对象，因物块沿斜面匀速下滑、斜劈静止，故说明系统水平方向加速度为零，由牛顿第二定律可知，水平方向合外力为零，故地面与斜劈间没有摩擦力，a选项正确1b42011江苏物理卷 如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为()图1a.b.c.mgtand.mgcot1b42011江苏物理卷 a【解析】 以楔形石块为研究对象，它受到竖直向下的重力和垂直侧面斜向上的两个支持力，利用正交分解法可得：2fsinmg，则f，a正确b5实验：探究弹力和弹簧伸长的关系21b52011安徽卷 .为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出(g9.8 m/s2)(1)作出ml的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为_n/m.图113.(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“1 k”挡位，测量时指针偏转如图114甲所示请你简述接下来的测量操作过程：_；_；_；测量结束后，将选择开关旋到“off”挡(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图114乙所示其中电压表内阻约为5 k，电流表内阻约为5 .图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接图114(3)图115是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程当转换开关s旋到位置3时，可用来测量_；当s旋到位置_时，可用来测量电流，其中s旋到位置_时量程较大图115【答案】 .(1)如图所示(2)0.2480.262【解析】 (1)根据所描的点画直线即可(2)在直线上取相距较远的两点，横轴之差l为弹簧长度的变化量，纵轴之差m为砝码质量的变化量，根据k0.26 n/m.(1)断开待测电阻，将选择开关旋到“100”挡将两支表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0 ”再接入待测电阻，将指针示数100，即为待测电阻阻值(2)如图所示(3)电阻1、21【解析】 (2)由于待测电阻阻值较大，所以采用电流表内接法(3)当转换开关s旋到位置3时，由电路图可知，此时电路中有电源，故可用来测量电阻如果要测量电流，则需要并联小电阻分流，故s应旋到位置1和2.当旋到位置1时，此时电路的连接是表头跟右边电阻串联后再与左边电阻并联，当表头满偏时，流过左边电阻的电流更大，从红表笔流进的电流更大，量程就更大b6实验：验证力的平行四边形定则10b62011江苏物理卷 某同学用如图9所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”弹簧测力计a挂于固定点p，下端用细线挂一重物m.弹簧测力计b的一端用细线系于o点，手持另一端向左拉，使结点o静止在某位置分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录o点的位置和拉线的方向图9(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为n，图中a的示数为_n.(2)下列不必要的实验要求是 _(请填写选项前对应的字母)a应测量重物m所受的重力b弹簧测力计应在使用前校零c拉线方向应与木板平面平行d改变拉力，进行多次实验，每次都要使o点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计a的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法10b62011江苏物理卷 【答案】 (1)3.6(2)d(3)改变弹簧测力计b的方向，减小重物的质量【解析】 (1)弹簧测力计读数为3.6 n，可以不估读(2)验证力的平行四边形定则，需要分别测量各个力的大小和方向，所以a选项是必要的；根据仪器使用常识，弹簧在使用前需校零，b选项是必要的；实验中力必须在同一平面内的，c选项也是必要的；实验是验证三个力的关系，只要测出三个力就可以了，所以不需要固定o点位置，d选项不必要，本题应该选d.b7力与平衡问题综合16b72011广东物理卷 如图5所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点p在f1、f2和f3三力作用下保持静止下列判断正确的是()图5af1f2f3 bf3f1f2cf2f3f1 df3f2f1图1116b72011广东物理卷 b【解析】 结点p在f1、f2、f3三个力作用下处于平衡状态，将三个力平移围成矢量三角形如图所示，由各边在矢量三角形中的位置，f3为斜边，f1为较长直角边，f2为较短直角边，可得b选项正确9b72011江苏物理卷 如图所示，倾角为的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦现将质量分别为m、m(mm)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上，两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等在角取不同值的情况下，下列说法正确的有()图8a两物块所受摩擦力的大小总是相等b两物块不可能同时相对绸带静止cm不可能相对绸带发生滑动dm不可能相对斜面向上滑动9b72011江苏物理卷 ac【解析】 轻质丝绸无质量，对于丝绸而言，受到m、m的摩擦力都和丝绸中的张力大小相等，所以两物块所受摩擦力的大小总是相等，故最大摩擦力为丝绸与m间的最大静摩擦力，所以m不可能相对丝绸滑动，故a、c正确；若两物块同时相对绸带静止，此时对整体分析：mgsinmgsin(mm)a，对m分析：fmgsinma，且fmgcos，解之得tan，调整角取值即可满足此条件，故两物块可以相对丝绸静止，m相对斜面下滑，m相对斜面上滑，所以b、d错误1. 2011盐城质检在2010年广州亚运会上，我国运动员陈一冰在吊环项目中取得了冠军如图x21所示是比赛中的一个场景，此时人静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角下列判断正确的是( )图x21a两根吊带受到环的拉力大小不等b手对吊环作用力方向竖直向下c每根吊带受到环的拉力大小都等于人重量的一半d两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下1d【解析】 由两根吊带对称可知，两根吊带受到环的拉力大小相等，a错；人受力平衡，每个吊环对手的作用力方向由人的重心指向环，方向斜向上方，手对吊环的作用力斜向下方，b错误；两吊带对环的拉力方向沿着吊带斜向上，其合力与人和环的重力平衡，即其合力方向竖直向上，故两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下，d正确；由于每根吊带受到环的拉力方向不是竖直向下，故其大小一定大于人的重量的一半，c错误22011淮南一模如图x22所示，a、b两物体紧靠着放在粗糙水平面上a、b间接触面光滑在水平推力f作用下两物体一起加速运动，物体a恰好不离开地面，则物体关于a、b两物体的受力个数，下列说法正确的是()图x22aa受3个力，b受4个力ba受4个力，b受3个力ca受3个力，b受3个力da受4 个力，b受4个力2a【解析】 a物体受重力、水平推力f、b对a的支持力，由于a、b间接触面光滑，故a、b间无摩擦力，物体a恰好不离开地面，于是地面对a无支持力，同时地面对a也就没有摩擦力，因此a受3个力；b物体受重力、a对b的压力、地面对b的支持力，由于a、b两物体紧靠着放在粗糙水平面上，故还有地面对b的摩擦力，于是b受4个力，答案选a.c水平面对c的摩擦力方向一定向左d水平面对c的支持力与b、c的总重力大小相等3c【解析】 由于b受到的重力沿斜面向下的分力与绳对它的拉力关系未知，所以b受到c的摩擦力情况不确定，a错；对b、c整体，受力如图所示，c受到水平面的摩擦力与拉力的水平分力相等，水平面对c的支持力等于b、c的总重力大小与拉力的竖直分力的差值，故c对42011潍坊质检如图x25所示，质量为m的物块在力f作用下静止于倾角为的斜面上，力f大小相等且fmgsin，则物块所受摩擦力最大的是()abcd图x254d【解析】 沿斜面分析四种情况下的受力，分别可得四种条件下的静摩擦力为：mgsinf、mgsinfcos、mgsin、(mgf)sin，可见第四种情况摩擦力最大，所以选d.52011德州模拟如图x26所示，某一弹簧秤外壳的质量为m，弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计，将其放在光滑水平面上，现用两水平拉力f1、f2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上，关于弹簧秤的示数，下列说法正确的是()图x26a只有f1f2时，示数才为f1b只有f1f2时，示数才为f2c不论f1、f2关系如何，示数均为f1d不论f1、f2关系如何，示数均为f25c【解析】 弹簧秤的示数决定于作用在秤钩上力的大小，而与作用在与外壳相连的提环上的力无关，故答案为c.6.2011泰安模拟如图x28所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为g的物体在一水平推力f的作用下处于静止状态若斜面的倾角为，则()图x28afgcosbfgsinc物体对斜面的压力fngcosd物体对斜面的压力fn6d【解析】 物体所受三力如图所示：根据平衡条件，f、fn的合力与重力等大反向，有fgtan，fnfn，故只有d选项正确7. 2011苏北模拟如图x29所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为g，悬绳与竖直墙壁的夹角为，悬绳对工人的拉力大小为f1 ，墙壁对工人的弹力大小为f2 , 则()图x29af1bf2gtanc若缓慢减小悬绳的长度，f1与f2的合力变大d若缓慢减小悬绳的长度，f1减小，f2增大 7b【解析】 工人受力如图所示，由平衡条件，f1cosg, f1sinf2，于是f1，f2gtan，所以a错，b对；缓慢减小悬绳的长度， 角变大，f1.f2都增大，工人仍然处于平衡状态，所以f1与f2的合力不变，c、d均错82011宜宾一模物块m静止在倾角为的斜面上，若给物块一个平行于斜面的水平力f的作用，物块仍处于静止状态，如图x210所示则物块所受到的()图x210a支持力变大b摩擦力的方向一定发生改变c摩擦力大小保持不变d摩擦力变小8b【解析】 物块静止在斜面上时，物块所受的摩擦力为：f1mgsin.给物块平行于斜面的水平力f后，在斜面内，重力沿斜面向下的分力、水平力f、摩擦力f2三力平衡，根据平衡条件有：f(mgsin)2f2，重力沿斜面向下的分力与f的合力方向的反向是摩擦力f2的方向，所以摩擦力的方向和大小都发生了改变，b正确92011盐城质检如图x212所示，斜面体m放置在水平地面上，位于斜面上的物块m受到沿斜面向上的推力f作用设物块与斜面之间的摩擦力大小为f1，斜面与地面之间的摩擦力大小为f2.增大推力f，斜面体始终保持静止，下列判断正确的是( )图x212a如果物块沿斜面向上滑动，则f1、f2一定增大b如果物块沿斜面向上滑动，则f1、f2一定不变c如果物块与斜面相对静止，则f1、f2一定增大d如果物块与斜面相对静止，则f1、f2一定不变9b【解析】 解此题的技巧就是灵活变换研究对象当物块沿斜面向上滑动时，以斜面体为研究对象，物块对斜面体的正压力不变，物块与斜面之间的滑动摩擦力大小f1则不变，物块对斜面体的正压力和滑动摩擦力都不变，斜面体受力则不变，所以斜面与地面之间的摩擦力大小f2也就不变，b正确；如果物块与斜面相对静止时，物块对斜面体的正压力不变，可是物块与斜面体间的静摩擦力随f的变化而变化，由于初始时物块的重力沿斜面向下的分力与f的关系未知，于是不能确定f1的变化情况；分析f2的变化时，若再以斜面体为研究对象情况就复杂了，但由于整体处于平衡状态，故可对整体受力分析如图所示：根据平衡条件知，地面对斜面体的摩擦力随f的增大而增大，所以c、d都不对102011银川质检如图x214所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上，a、b两物体通过细绳相连，并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)现用水平向右的力f作用于物体b上，将物体b缓慢拉高一定的