2012版高考物理 3-2-1精品系列 专题2 相互作用（教师版）

专题专题 2 2 相互作用 教师版 相互作用 教师版 通过 2012 年高考题的分析 不难发现 考题多以力学背景呈现 平衡问题涉及到了力学 热学 电学等部分知识 物体的平衡是物理学的基础 是为学习力学的核心内容 牛顿 运动定律打基础的 因此在学习中 要正确理解力的概念 理解重力 弹力 摩擦力产生 的条件和特性 准确理解合力与分力的关系 会进行力的合成与分解 力的概念是贯穿力 学乃至整个物理学的重要概念 对这一概念的准确理解是学好物理的基础 对物体进行受 力分析是解决力学问题的基础和关键 力的合成与分解所遵循的平行四边形定则 也是所 有的矢量合成与分解时所遵守的普遍法则 对该定则的灵活应用要求较高 所以在学习中 应熟练掌握受力分析的基本方法 掌握矢量图解的方法以及各种分析方法的综合运用 能 够熟练解决关于物体平衡的有关问题 一 常见的几种力 2 弹力 1 定义 发生了形变的物体 由于要反抗形变 恢复原状 从而对与它接触并使它发生 形变的物体而产生的力 2 产生条件 两物体相互接触且发生了形变 3 方向 与物体形变的方向相反 常见弹力的方向 压力 支持力的方向总垂直于接触面 指向被压或被支持的物体 绳子的拉力方向总是沿着绳子并指向绳子收缩的方向 杆子的弹力可沿任意方向 其具体的方向要根据平衡条件或牛顿定律确定 4 大小 弹簧的弹力 对于弹簧 在弹簧的弹性限度内 弹力的大小与形变量成正比 即F kx 这就是胡克定律 由F kx可得 F k x 要注意弹簧有拉伸与压缩两种情况 其它弹力 其它弹力的大小要结合物体的运动情况用平衡条件或牛顿运动定律求解 3 摩擦力 1 定义 两个相互接触并相互挤压的物体 当其沿接触面有相对运动或相对运动的趋势 时 在接触面所产生的阻碍其相对运动或相对运动趋势的力 2 产生条件 两物体接触面粗糙 有相互挤压的弹力 有相对运动或相对运动的趋势 3 方向 与接触面相切 并跟物体相对于施力者的相对运动或相对运动趋势的方向相反 注意 摩擦力阻碍物体的相对运动或相对运动的趋势 并不是阻碍物体的运动 相对于地 面 与物体的运动方向可能相同 也可能相反 4 电场力 3 电场线 是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线 客观并不存在 切线方向表示该点场强的方向 也是正电荷的受力方向 从正电荷出发到负电荷终止 或从正电荷出发到无穷远处终止 或者从无穷远处出发到 负电荷终止 疏密表示该处电场的强弱 也表示该处场强的大小 匀强电场的电场线平行且距离相等 没有画出电场线的地方不一定没有电场 顺着电场线方向 电势越来越低 电场线的方向是电势降落陡度最大的方向 电场线跟等势面垂直 电场线永不相交也不闭合 电场线不是电荷运动的轨迹 5 磁场对电流的作用 安培力 1 安培力 通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力 说明 磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用 磁场对这些定向移动电荷作用力的宏 观表现即为安培力 2 安培力的计算公式 F BILsin 是 I 与 B 的夹角 通电导线与磁场方向垂直时 即 900 此时安培力有最大值 通电导线与磁场方向平行时 即 00 此时安培力 有最小值 F 0N 00 B 900时 安培力 F 介于 0 和最大值之间 3 安培力公式的适用条件 公式 F BIL 一般适用于匀强磁场中 I B 的情况 对于非匀强磁场只是近似适用 如对 电流元 但对某些特殊情况仍适用 如图 1 7 所示 电流 I1 I2 如 I1在 I2处磁场的磁感应强度为 B 则 I1对 I2的安培力 F BI2L 方向向左 同理 I2对 I1 安培力向右 即同向电流相吸 异向电流相斥 根据力的相互作用原理 如果是磁体对通电导体有力的作用 则通 电导体对磁体有反作用力 两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三 定律 二 共点力作用下物体的平衡 1 共点力作用下物体的平衡 1 共点力 共点力 几个外力同时作用在物体上 若有共同的作用点 则称为共点力 理解 以下两种情况可视为共点力 物体所受几个外力的作用线相交于一点 在物体可当作质点且不会转动的情况下 也可以把物体所受外力视为共点力 注意 共点力必须是同时作用在同一物体上的力 4 平衡条件的推论 若干力作用于物体使物体平衡 则其中任意一个力必与其他的力的合力等大 反向 三个力作用于物体使物体平衡 若三个力彼此不平行 则这三个力必共点 作用线交于 同一点 三个力作用于物体使物体平衡 则这三个力的图示必构成封闭的三角形 2 共点力作用下平衡问题的解题步骤 1 选取研究对象 2 对所选取的研究对象进行受力分析 并画出受力图 3 对研究对象所受的力进行处理 一般情况下需要建立合适的直角坐标系 对各力按坐 标轴进行正交分解 I1I2 图 1 7 4 建立平衡方程 若各力作用在同一直线上 可直接用 F 合 0 的代数式列方程 若几 个力不在同一直线上 可用 Fx合 0 与 Fy合 0 联立列出方程组 5 对方程求解 必要时需对解进行讨论 考点考点1 1 力的概念 力的概念 重力重力 弹力弹力 例1 下列说法中 正确的是 A 竖直向上抛出的物体 物体竖直上升 是因为受了一个竖直向上的升力作用 B 放在斜面上的物体会沿斜面下滑 是因为受了一个下滑力作用 C 放在水中的木块浮于水面 是因为受了浮力作用 D 施力物体同时也是受力物体 考点考点 2 2 摩擦力 摩擦力 例2 下列说法 正确的是 A 受静摩擦力作用的物体一定是静止的 B 静摩擦力一定是阻力 C 在压力一定的条件下 静摩擦力的大小是可以变化的 但有一个限度 D 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动 考点考点 3 3 力的合成和分解 力的合成和分解 物体的平衡物体的平衡 例3 水平横梁的一端A插在墙壁内 另一端装有一小滑轮B 一轻绳的上端C固定于墙壁 上 另一端跨过滑轮后悬挂一质量m 10 kg的重物 CBA 30 如图A 1 3 3 a 所示 则 滑轮受到绳子的作用力为 取g 10m s2 A 50N B 50N 3 C 100N D 100N 3 解析 滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉 力T1和T2的合力 因同一根绳张力处处相等 都等于物 体的重量 即T1 T2 G 100N 用平行四边形定则作图 b 可知合力F 100N 所以滑轮受绳的作用力为100N 方向与水平方向成30 角斜向下 选C 2012 2012 高考试题解析高考试题解析 2012 上海 6 已知两个共点力的合力为 50N 分力F1的方向与合力F的方向成 30 角 分力F2的大小为 30N 则 图 1 3 3 T1T2 G A F1的大小是唯一的 B F2的力向是唯一的 C F2有两个可能的方向 D F2可取任意方向 2012 上海 8 如图 光滑斜面固定于水平面 滑块A B叠放后一起冲上斜面 且始 终保持相对静止 A上表面水平 则在斜面上运动时 B受力的示意图为 2012 广东 16 如图 3 所示 两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上 两绳与竖直 方向的夹角为 45 日光保持水平 所受重力为G 左右两绳的拉力大小分别为 A G和G B 和 2 2 G 2 2 G B 和 1 2 G 3 2 G D 和 1 2 G 1 2 G 2012 广东 13 清晨 草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成水珠 这一物理过程 中 水分子间的 A 引力消失 斥力增大 B 斥力消失 引力增大 C 引力 斥力都减小 D 引力 斥力都增大 答案 D 解析 因为空气中的水汽凝结成水珠时 分子间的距离变小 而分子引力和分子斥力均 随着分子间距离的减小而增大 故 D 选项正确 其它选项都错 考点定位 分子间作用力 2012 山东 17 如图所示 两相同轻质硬杆 可绕其两端垂直纸面的水平轴 1 OO 2 OO 转动 在点悬挂一重物 M 将两相同木块m紧压在竖直挡板上 此时整个O 1 O 2 OO 系统保持静止 表示木块与挡板间摩擦力的大小 表示木块与挡板间正压力的大小 f F N F 若挡板间的距离稍许增大后 系统仍静止且 始终等高 则 1 O 2 O A 变小 B 不变 C 变小 D 变大 f F f F N F N F 2012 安徽 17 如图所示 放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑 若在 物块上再施加一竖直向下的恒力F 则 A 物块可能匀速下滑 B 物块仍以加速度a匀速下滑 C 物块将以大于a的加速度匀加速下滑 D 物块将以小于a的加速度匀加速下滑 答案 C 解析 开始时 加上一个力以后 sincosmgmgma 所以 a 增大 sin cos mgFmgFma 考点定位 相互作用 8 2012 海南 下列关于摩擦力的说法 正确的是 A 作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速 不可能使物体加速 B 作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速 不可能使物体减速 C 作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速 也可能使物体加速 D 作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速 也可能使物体减速 2012 江苏 5 如图所示 一夹子夹住木块 在力F 作用下向上提升 夹子和木块的质量 分别为m M 夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f 若木块不滑动 力F 的最大值是 A 2f m M M B 2f m M m C 2f m M M m M g D 2f m M m m M g 2012 江苏 3 如图所示 细线的一端固定于O 点 另一端系一小球 在水平拉力作用下 小 球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 A 逐渐增大 B 逐渐减小 C 先增大 后减小 D 先减小 后增大 2012 浙江 14 如图所示 与水平面夹角为 30 的固定斜面上有一质量 m 1 0kg 的物 体 细绳的一端摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连 物体静止在斜面上 弹簧秤的示 数为 4 9N 关于物体受力的判断 取 g 9 8m s2 下列说 法正确的是 A 斜面对物体的摩擦力大小为零 B 斜面对物体的摩擦力大小为 4 9N 方向沿斜面向上 C 斜面对物体的摩擦力大小为 4 9N 方向沿斜面向上 3 D 斜面对物体的摩擦力大小为 4 9N 方向垂直斜面向上 答案 A 解析 重力沿斜面方向分力大小和绳子拉力相等 所以斜面对物体的摩擦力大小为零 A 正确 考点定位 受力平衡 2012 四川 21 如图所示 劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上 另一端与置于 水平面上质量为m的物体接触 未连接 弹簧水平且无形变 用水平力F缓慢推动物体 在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0 此时物体静止 撤去F后 物体开始向左运动 运动 的最大距离为 4x0 物体与水平面间的动摩擦因数为 重力加速度为g 则 A 撤去F后 物体先做匀加速运动 再做匀减速运动 B 撤去F后 物体刚运动时的加速度大小为 g 0 C 物体做匀减速运动的时间为 2 0 D 物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为 mg x0 mg 2012 全国新课标卷 16 如图 一小球放置在木板与竖直墙面之间 设墙 面对球的压力大小为N1 球对木板的压力大小为N2 以木板与墙连接点所形 成的水平直线为轴 将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置 不计摩擦 在此过程中 A N1始终减小 N2始终增大 B N1始终减小 N2始终减小 C N1先增大后减小 N2始终减小 D N1先增大后减小 N2先减小后增大 2011 2011 高考试题解析高考试题解析 1 福建 如图所示 绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行 初速度大小为的小物 t v 2 v 块从与传送带等高的光滑水平地面上的 A 处滑上传送带 若从小物块滑上传送带开始计时 小物块在传送带上运动的 图像 以地面为参考系 如图乙所示 已知 则vt 2 v 1 v F A t2时刻 小物块离 A 处的距离达到最大 B t2时刻 小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C 0 t2时间内 小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D 0 t3时间内 小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 3 浙江 如图所示 甲 乙两人在冰面上 拔河 两人中间位置处有一分界线 约定先 使对方过分界线者为赢 若绳子质量不计 冰面可看成光 滑 则下列说法正确的是 A 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力 B 甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力 C 若甲的质量比乙大 则甲能赢得 拔河 比赛的胜利 D 若乙收绳的速度比甲快 则乙能赢得 拔河 比赛的 胜利 答案 C 解析 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力 故 A 错误 甲对绳的拉力与 乙对绳的拉力的一对平衡力 故 B 错误 若甲的质量比乙大 则甲的加速度比乙的小 可 知乙先到分界线 故甲能赢得 拔河 比赛的胜利 故 C 正确 收绳速度的快慢并不能决 定 拔河 比赛的输赢 故 D 错误 4 新课标 如图 在光滑水平面上有一质量为 m1的足够长的木板 其上叠放一质量为 m2 的木块 假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等 现给木块施加一随时间 t 增大的水平力 F kt k 是常数 木板和木块加速度的大小分别为 a1和 a2 下列反映 a1 和 a2变化的图线中正确的是 5 天津 如图所示 A B两物块叠放在一起 在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做 匀减速直线运动 运动过程中B受到的摩擦力 A 方向向左 大小不变B 方向向左 逐渐减小 C 方向向右 大小不变D 方向向右 逐渐减小 6 四川 如图是 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 7 山东 如图所示 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 两侧用细绳固定于墙壁 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Ffa 0 b 所受摩擦力Ffb 0 现将右侧细绳剪断 则剪断瞬间 A Ffa大小不变 B Ffa方向改变 C Ffb仍然为零 D Ffb方向向右 8 江苏 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 M m 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 A 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 C M 不可能相对绸带发生滑动 D m 不可能相对斜面向上滑动 答案 AC 解析 丝绸与斜面之间光滑 又因为 M m 所以 M 与丝绸保持相对静止 且一起下滑 B 项错误 C 项正确 若最大静摩擦力大于 mgsin 时 m 能后与丝绸保持相对静止且沿斜面 向上运动 若最大静摩擦力小于 mgsin 时 m 沿斜面下滑 与丝绸之间为滑动摩擦力 D 项错误 无论 m 与丝绸之间为静摩擦力还是滑动摩擦力 摩擦力的大小等于丝绸中的张力 也等于丝绸对 M 的摩擦力 根据牛顿第三定律可知 两物块所受摩擦力总是大小相等 A 项正确 9 海南 如图 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 A 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 10 2011 海南 如图 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 端得 c 点有一固定绳圈 若绳圈上悬挂质量为 m2 的钩码 平衡后 2 l 绳的 ac 段正好水平 则重物和钩码的质量比为 1 2 m m A B 2 C D 5 5 2 2 2010 2010 高考试题解析高考试题解析 1 全国卷 17 在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为V m 已知一半径为 1mm 的雨 4 10 滴在此电场中不会下落 取重力加速度大小为 10m 水的密度为kg 这雨滴携 2 s 3 10 3 m 带的电荷量的最小值约为 A 2C B 4C C 6C D 8C 9 10 9 10 9 10 9 10 2 新课标卷 15 一根轻质弹簧一端固定 用大小为的力压弹簧的另一端 平衡时长 1 F 度为 改用 1 l 大小为的力拉弹簧 平衡时长度为 弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内 该弹 2 F 2 l 簧的劲度系数为 A B C D 21 21 FF ll 21 21 FF ll 21 21 FF ll 21 21 FF ll 3 新课标卷 18 如图所示 一物块置于水平地面上 当用与水平方向成角的力拉 0 60 1 F 物块时 物块做匀速直线运动 当改用与水平方向成角的力推物块时 物块仍做匀 0 30 2 F 速直线运动 若和的大小相等 则物块与地面之间的动摩擦因数为 1 F 2 F A B C D 1 31 23 31 22 3 2 4 上海理综 7 如图 水平桌面上放置一根条形磁铁 磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂 一水平直导线 并与磁铁垂直 当直导线中通入图中所示方向的电流时 可以判断出 A 弹簧的拉力增大 条形磁铁对桌面的压力减小 B 弹簧的拉力减小 条形磁铁对桌面的压力减小 C 弹簧的拉力增大 条形磁铁对桌面的压力增大 D 弹簧的拉力减小 条形磁铁对桌面的压力增大 答案答案 A 5 上海物理 25 如图 固定于竖直面内的粗糙斜杆 在水平方向夹角为 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 a 拉力大小 F 解析 因为没有摩擦力 拉力做功最小 本题考查力的分解 功等 难度 中等 6 上海物理 31 12 分 倾角 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 求 1 地面对斜面的摩擦力大小与方向 2 地面对斜面的支持力大小 3 通过计算证明木块在此过程中满足动能定理 3 木块受两个力做功 重力做功 摩擦力做功 合力做功或外力对木块做的 总功 动能的变化 所以 合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化 增加 证毕 7 天津卷 11 18 分 如图所示 质量 电阻 长度 1 0 1kgm 1 0 3R 的导体棒横放在 U 型金属框架上 框架质量 放在绝缘水平面上 0 4ml ab 2 0 2kgm 与水平面间的动摩擦因数 相距 0 4m 的 相互平行 电阻不计且足够0 2 MM NN 长 电阻的垂直于 整个装置处于竖直向上的匀强磁场中 磁感应 2 0 1R MNMM 强度 垂直于施加的水平恒力 从静止开始无摩擦地运动 始终0 5TB ab2NF ab 与 保持良好接触 当运动到某处时 框架开始运动 设框架与水平面间MM NN ab 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 g取 10m s2 1 求框架开始运动时速度v的大小 ab 2 从开始运动到框架开始运动的过程中 上产生的热量 求该过程abMN0 1JQ 位移x的大小 ab 111 1xm 11 8 江苏卷 3 如图所示 置于水平地面的三脚架上固定着一质量为 m 的照相机 三脚架 的三根轻质支架等长 与竖直方向均成角 则每根支架中承受的压力大小为30 A B C D 1 3 mg 2 3 mg 3 6 mg 2 3 9 mg 9 福建卷 16 质量为 2kg 的物体静止在足够大的水平地面上 物体与地面间的动摩擦 因数为 0 2 最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等 从t 0 时刻开始 物体受到方向 不变 大小呈周期性变化的水平拉力F的作用 F随时间t的变化规律如图所示 重力加 速度g取 10m 则物体在t 0 到t 12s 这段时间的位移大小为 2 s A 18m B 54m C 72m D 198m 10 广东卷 13 图 2 为节日里悬挂灯笼的一种方式 A B 点等高 O 为结点 轻绳 AO BO 长度相等 拉力分别为 FA FB 灯笼受到的重力为 G 下列表述正确的是 A FA一定小于 G B FA与 FB大小相等 C FA与 FB是一对平衡力 D FA与 FB大小之和等于 G 11 广东卷 20 下列关于力的说法正确的是 A 作用力和反作用力作用在同一物体上 B 太阳系中的行星均受到太阳的引力作用 C 运行的人造地球卫星所受引力的方向不变 D 伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因 12 山东卷 16 如图甲所示 物体沿斜面由静止滑下 在水平面上滑行一段距离后停止 物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同 斜面与水平面平滑连接 图乙中 和 分别表示物体速度大小 加速度大小 摩擦力大小和路程 图乙中正确的是 13 山东卷 17 如图所示 质量分别为 的两个物体通过轻弹簧连接 在力的 作用下一起沿水平方向做匀速直线运动 在地面 在空中 力与水平方向成 角 则所受支持力 N 和摩擦力正确的是 A B C D 答案答案 AC AC 解析 整体法 分析受力 选 AC 本题考查受力分析 力的平衡 难度 易 14 重庆卷 25 19 分 某兴趣小组用如题 25 图所示的装置进行实验研究 他们在水平 桌面上固定一内径为的椭圆形玻璃杯 杯口d 上放置一直径为 质量为的匀质薄圆板 3 2 dm 板内放一质量为的小物块 板中心 物块2m 均在杯的轴线上 物块与板间动摩擦因数为 不计板与杯口之间的摩擦力 重力加速度为 g 不考虑板翻转 1 对板施加指向圆心的水平外力F 设物块 与板间最大静摩擦力为 若物块能在板上 max f 滑动 求F应满足的条件 2 如果对板施加的指向圆心的水平外力是作 用时间极短的较大冲击力 冲量为 I 应满足什么条件才能使物块从板上掉下 I 物块从开始运动到掉下时的位移为多少 s 根据与的关系式说明要使更小 冲量应如何改变 sIs mv0 mv1 2mv2 要使物块落下 必须v1 v2 由以上各式得 15 浙江卷 23 20 分 如图所示 一矩形轻质柔软反射膜可绕过 O 点垂直纸面的水平 轴转动 其在纸面上的长度为 L1 垂直的为 L2 在膜的下端 图中 A 处 挂有一科行于转 轴 质量为 m 长为 L3 的导体棒使膜 成平面 在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电 池板 能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能 并将沟通转化成电能 光电池板 可等效为一个一电池 输出电压恒定为 U 输出电流正比于光电池板接收到的光能 设垂 直于入身光 单位面积上的光功率保持恒定 导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场 B 中 并与光电池构成回路 流经导体棒的电流垂直纸面向外 注 光电池与导体棒直接相连 连接导线未画出 1 再有一束平等光水平入射 当反射膜与竖直方向成 60 时 导体棒牌受力平衡状 态 求此时电流强度的大小和光电池的输出功率 2 当变成 45 时 通过调整电路使导体棒保持平衡 光电池除维持导体棒国学平衡外 不能输出多少额外电功率 16 安徽卷 19 L 型木板 P 上表面光滑 放在固定斜面上 轻质弹簧一端固定在木板上 另一端与置于木板上表面的滑块 Q 相连 如图所示 若 P Q 一起沿斜面匀速下滑 不计空 气阻力 则木板 P 的受力个数为 A 3 B 4 C 5 D 6 答案 C 解析 本题考查物体的受力分析 锻炼学生的思维严密性 P 物体首先受重力及斜面的支 持力作用 然后对 P Q 及弹簧组成的系统整体分析 能匀速下滑 说明斜面一定是粗糙的 则物体 P 要受斜面的摩擦力作用 再隔离 Q 物体 与重力沿斜面方向的分力平衡的是弹簧 的弹力 此时弹簧处于压 缩状态 对 P 也有弹力作用 另外还有 Q 对 P 的压力作用 共 5 个力 17 四川卷 20 如图所示 电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上 两相同的金 属导体棒 a b 垂直于导轨静止放置 且与导轨接触良好 匀强磁场垂直穿过导轨平面 现 用一平行于导轨的恒力 F 作用在 a 的中点 使其向上运动 若 b 始终保持静止 则它所受 摩擦力可能 A 变为 0 B 先减小后不变 C 等于 F D 先增大再减小 1 用轻弹簧竖直悬挂质量为 m 的物体 静止时弹簧伸长量为 L 现用该弹簧沿斜面方向 拉住质量为 2m 的物体 系统静止时弹簧伸长量也为 L 斜面倾角为 300 如 图所示 则物体所受摩擦力 A 等于零 B 大小为mg 2 1 方向沿斜面向下 C 大小为 mg 2 3 方向沿斜面向上 D 大小为 mg 方向沿斜面向上 2 如右图 一固定斜面上两个质量相同的小物块 A 和 B 紧挨着匀速下滑 A 与 B 的接触 面光滑 已知 A 与斜面之间的动摩擦因数是 B 与斜面之间动摩擦因数的 2 倍 斜面倾角为 B 与斜面之间的动摩擦因数是 A tan 3 2 B cot 3 2 C tan D cot 答案 A 解析 对于 AB 做匀速直线运动 根据共点力的平衡条件有 2mgsin 3 mgcos 0 所以 B 与斜面间的动摩擦因数为 3 2 tan 4 质量为 m 的物体从高处静止释放后竖直下落 在某时刻受到的空气阻力为 f 加速度为 a g 3 1 则 f 的大小是 A mgf 3 1 B mgf 3 2 C mgf D mgf 3 4 答案 B 解析 由牛顿第二定律得 mg f ma 得 f mg ma mg 3 2 7 一足够长的斜面 最高点为 O 点 有一长为 l 1 00 m 的木条 AB A 端在斜面上 B 端伸出 斜面外 斜面与木条间的摩擦力足够大 以致木条不会在斜面上滑动 在木条 A 端固定一个质 量为 M 2 00 kg 的重物 可视为质点 B 端悬挂一个质量为 m 0 50 kg 的重物 若要使木 条不脱离斜面 在下列两种情况下 OA 的长度各需满足什么条件 m20 0 OA 设 G 为木条重心 由题意可知 lAG 2 1 当木条 A 端刚刚离开斜面时 受力情况如图 b 所示 由 中的分析可知 若满足 coscoscosOGgmOBmgOAMg 木条就不会脱离斜面 联立 并代入已知条件得 25 0 OA m 9 受斜向上的恒定拉力作用 物体在粗糙水平面上做匀速直线运动 则下列说法中正确 的 是 A 拉力在竖直方向的分量一定大于重力 B 拉力在竖直方向的分量一定等于重力 C 拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力 D 拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力 11 下列说法正确的是 A 行星的运动和地球上物体的运动遵循不同的规律 B 物体在转弯时一定受到力的作用 C 月球绕地球运动时受到地球的引力和向心力的作用 D 物体沿光滑斜面下滑时受到重力 斜面的支持力和下滑力的作用 12 如图所示 物体 A 靠在竖直墙面上 在力 F 作用下 A B 保持静止 物体 B 的受力个 数为 A 2 B 3 C 4 D 5 答案 C 解析 B 物体受四个力的作用 即重力 推力 F 物体 A 对 B 的支持力和物体 A 对 B 的 摩擦力 13 两个质量相同的小球用不可伸长的细线连接 置于场强为 E 的匀强电场中 小球 1 和 2 均带正电 电量分别为 q1和 q2 q1 q2 将细线拉直并使之与电场方向平行 如图所示 若将两小球同时从静止状态释放 则释放后细线的张力 T 为 不计重力及两小球间的库仑力 A EqqT 2 1 21 B EqqT 21 C EqqT 2 1 21 D EqqT 21 14 如图 1 4 所示 位于水平桌面上的物块P 由跨过定滑轮的轻绳与物块相连 从滑 轮到P和到Q的两段绳都是水平的 已知Q与P之间以及桌面之间的动摩擦因数都 两 物块的质量都是 m 滑轮轴上的摩擦不计 若用一水平向右的力F拉P使做匀速运动 则 F的大小为 答案 A 16 如图所示 质量为 m 的物体放在水平放置的钢板 C 上 物体与钢板的动摩擦因数为 由于光滑导槽 AB 的控制 该物体只能沿水平导槽运动 现使钢板以速度 v 向右运动 同时用力 F 沿导槽方向拉动物体使其以速度 v1沿槽运动 则 F 的大 小 A 等于 mg B 大于 mg C 小于 mg D 不能确定 17 如图所示 竖直杆 CB 顶端有光滑轻质滑轮 轻质杆 OA 自重不计 可绕 O 点自由转 动 OA OB 当绳缓慢放下 使 AOB 由 00逐渐增大到 1800的过程中 不包括 00和 1800 下列说法正确的是 A 绳上的拉力先逐渐增大后逐渐减小 B 杆上的压力先逐渐减小后逐渐增大 C 绳上的拉力越来越大 但不超过 2G D 杆上的压力大小始终等于 G 18 如图所示 物体放在水平面上 与水平面间的动摩擦因数为 现施一与水平面成 角且斜向下的力 F 推物体 问 角至少为多大时 无论 F 为多大均不能推动物体 设最 大静摩擦力等于滑动摩擦力 19 如图所示 轻杆 AB 和 BC 组成一个固定的三角形支架 重力不计的滑轮用轻绳 OB 系在 B 点 跨过滑轮的轻绳一端系一重物 G 100 N 另一端在拉力 FT作用下使物体匀速上升 求两根轻杆所受的力 忽略滑轮的摩擦 1 用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中 如图所示已知ac和bc与竖直方向的夹 角分别为 30 和 60 则ac绳和bc绳中的拉力分别为 A mg mg 4 3 2 1 B mg mg 2 3 2 1 C mg mg 2 1 4 3 D mg mg 2 1 4 4 答案 B 解析 对物块受力分析 根据受力平衡条件 应用几何图像法和三角函数法即可解 得 000 sin120sin150sin90 ab FFmg 3 22 ab mgmg FF 2 如图 1 40 所示 一木块B放在水平地面上 木块A放在木板B的上面 木块A的 右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上 用力F向左拉木板B 使 它们以速度v运动 这时弹簧秤示数为F 下列说法中正确的是 A 木板B受到的滑动摩擦力的大小等于F B 地面受到的滑动摩擦力的大小等于F C 若木板以 2v的速度运动 木块A受到的滑动摩擦力的大小等于 2F D 若用力 2F拉木板B 木块A受到的滑动摩擦力的大小等于F 4 如图所示 一物体静止在斜面上 关于它所受各力的相互关系 下列说法正确的是 A 它受到的重力与弹力大小相等 B 它受到的静摩擦力的大小等于重力沿斜面向下的分力 C 它受到的弹力与摩擦力的合力 大于物体受到的重力 图 1 40 D 它受到的斜面作用力的合力方向垂直于斜面向上 6 如图中a b c为三个物块 M N 为两个轻质弹簧 R 为跨过光滑定滑轮的轻绳 它们 连接如图并处于平衡状态 有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态 有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态 有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态 有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态 以上叙述正确的是 A B C D 答案 B 解析 此题也属于平衡问题 但不需要利用胡克定律求解 根据轻绳 轻弹簧的施 力特点 力平衡条件及四个选项所描述的状态论证 若N怎么样 则M就可能怎么样或不 可能怎么样 轻绳只能提供拉力或力为零 不能提供推力 因而N不能处于压缩状态 错 若 轻绳提供拉力且均小于a c的重力 则M处于压缩状态 a c处于图示平衡状态 若轻绳 提供的拉力小于c的重力但等于a的重力 则M处于不伸不缩状态 8 一质量为 m 的带负电的小物块处于一倾角为 370的光滑斜面上 当整个装置处于一竖直 向下的匀强电场中时 小物块恰处于静止 现将电场方向突然改为水平向右 而场强大小 不变 则 A 小物块仍静止 B 小物块沿斜面加速上滑 C 小物块沿斜面加速下滑 D 小物块将脱离斜面运动 9 如图 1 16 所示 ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道 其电阻可忽略不计 ac 之间连接一阻值为 R 的电阻 ef为一 垂直于ab和cd的金属杆 它与ab和cd接触良好并可沿轨 道方向无摩擦地滑动 ef长为l 电阻可忽略 整个装置处 图 1 16 在匀强磁场中 磁场方向垂直于图中纸面向里 磁感应强度为B 当施外力使杆ef以速度 v向右匀速运动时 杆ef所受的安培力为 A B R lvB 22 R vBl C D R lvB2 R vBl 2 10 如图甲所示 abcd为导体做成的框架 其平面与水平面成 角 质量为m的导体棒 PQ与ab cd接触良好 回路的总电阻为R 整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中 磁场的磁感应强度 B 的变化情况如图乙所示 取图中 B 的方向为正方向 而PQ始终保持 静止 则下列关于PQ与框架间的摩擦力在时间 0 t1内的变化情况的说法中 有可能正确 的是 A 一直增大 B 一直减小 C 先减小 后增大 D 先增大 后减小 11 木块A B分别重 50 N 和 60 N 它们与水平地面之间的动摩擦因数均为 0 25 夹在 A B之间轻弹簧被压缩了 2cm 弹簧的劲度系数为 400N m 系统置于水平地面上静止不动 现用F 1 N 的水平拉力作用在木块B上 如图 1 5 所示 力F作用后 A 木块A所受摩擦力大小是 12 5 N B 木块A所受摩擦力大小是 11 5 N C 木块B所受摩擦力大小是 9 N D 木块B所受摩擦力大小是 7 N AB F 图 1 5 14 如图 斜面的倾角为 物块 A B 的质量分别为 ml和 m2 A 与斜面间的动摩擦因数 为 滑轮的摩擦作用不计 试问 m2与 ml的大小在满足什么条件 系统处于平衡状态 解析 物块 A 在斜面上除受重力 G m1g 绳子的拉力 T 和斜面的支持力 N 外 还受斜面的静摩擦力 f 作用 由于系统保持静止 滑轮的摩擦作用不计 所以绳子的拉力 T m2g 当 T m2g m1gsin 时 A 不受斜面的摩擦力作用 f 0 当 T m2g m1gsin 时 且有沿斜面向上运动的趋势 A 将受沿斜面向下的静摩擦力 作用 设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 大小为 m1gsin 这样 要使系统静止 必 须满足的条件是 m2g m1gsin m1gsin 当 T m2g m1gsin 时 A 有下滑的趋势 A 将受到沿斜面向上的静摩擦力作用 要 使系统静止 必须满足的条件是 m2g m1gsin m1gsin 综上所述 要使系统静止 A B 的质量关系应满足的条件是 ml sin cos m m1 sin cos 答案 ml sin cos m m1 sin cos 16 一表面粗糙的斜面 放在水平光滑的地面上 如图 2 5 4 所 示 为斜面的倾角 一质量为m的滑块恰好能沿斜面匀速下滑 若 一推力F用于滑块上使之沿斜面匀速上滑 为了保持斜面静止不动 必须用一大小为f 4mgcos sin 的水平力作用于斜面上 求推力 F的大小和方向 解析 因物块恰好能够沿斜面下滑 设斜面与物块间的动摩擦因 数为 则可得到 mgsin mgcos 即 tan 设推力F沿斜面的分量为Fx 垂直于斜面的方向的分量为Fy 其受力 分析如图 2 5 4 解a 所示 其中支持力为F1 摩擦力为F2 根据平衡条 件列出方程 Fx mgsin F2 F1 Fy mgcos 且F2 F1 图 2 5 4 解 b 图 2 5 4 图 2 5 4 解 a 斜面的受力如图 2 5 4 解b 所示 其中Mg为斜面所受重力 F3为地面 1717 如图所示 用三根轻绳将质量均为 m 的 A B 两小球以及水平天花板上的固定点 O 之 间两两连接 然后用一水平方向的力 F 作用于 A 球上 此时三根轻绳均处于直线状态 且 OB 绳恰好处于竖直方向 两球均处于静止状态 三根轻绳长度之比为 OA AB OB 3 4 5 试计算 OA 绳拉力及 F 的大小 1818 如图所示 是系在绝缘细线两端 带有等量同种电荷的小 球 其中 mA 0 3kg 细线总长为 58cm 现将绝缘细线通过 O 点的光 滑定滑轮 将两球悬挂起来 两球平衡时 OA 的线长等于 OB 的线长 A 球紧靠在光滑绝缘竖直墙上 B 球悬线 OB 偏离竖直方向 600角 求 1 B 球的质量 2 细绳中的拉力大小 解析解析 对 A 物体受力分析 对 A 球有 T mAg Fsin30 0 N Fcos30 0 2 分 对 B 球有 Tcos60 Fcos60 mBg 600 A B O mg F T0 Tsin60 Fsin60 2 分 由以上解得 mB 0 6kg T 6N 1919 在倾角 37 的斜面上 一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端 另一端绕过一 质量 m 3kg 中间有一圈凹槽的圆柱体 并用与斜面夹角 37 的力 F 拉住 使整个装 置处于静止状态 如图所示 不计一切摩擦 求拉力 F 和斜面对圆柱体的弹力 FN的大小 g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 某同学分析过程如下 将拉力 F 沿斜面和垂直于斜面方向进行分解 沿斜面方向 Fcos mgsin 1 沿垂直于斜面方向 Fsin FN mgcos 2 问 你认为上述分析过程正确吗 若正确 按照这种分析方法求出 F 及 FN的大小 若不正确 指明错误之处并求出你认为正确的结果 1 09 年北京卷 18 如图所示 将质量为 m 的滑块放在倾角为 的固定斜面上 滑 块与斜面之间的动摩擦因数为 若滑块与斜面之间的最大静摩擦力合滑动摩擦力大小相 等 重力加速度为 g 则 A 将滑块由静止释放 如果 tan 滑块将下滑 B 给滑块沿斜面向下的初速度 如果 tan 滑块将减速下滑 C 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是 2mgsin D 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是 mgsin 2 09 年天津卷 1 物块静止在固定的斜面上 分别按图示的方向对物块施加大小相等的 力 F A 中 F 垂直于斜面向上 B 中 F 垂直于斜面向下 C 中 F 竖直向上 D 中 F 竖直向下 施力后物块仍然静止 则物块所受的静摩擦力增大的是 3 09 年广东物理 7 某缓冲装置可抽象成图所示的简单模型 图中 1 2 K K为原长相等 劲度系数不同的轻质弹簧 下列表述正确的是 A 缓冲效果与弹簧的劲度系数无关 B 垫片向右移动时 两弹簧产生的弹力大小相等 C 垫片向右移动时 两弹簧的长度保持相等 D 垫片向右移动时 两弹簧的弹性势能发生改变 4 09 年广东物理 11 如图所示 表面粗糙的斜面固定于地面上 并处于方向垂直纸面 向外 磁感应强度为B的匀强磁场中 质量为m 带电量为 Q的小滑块从斜面顶端由静止 下滑 在滑块下滑的过程中 下列判断正确的是 A 滑块受到的摩擦力不变 B 滑块到地面时的动能与B的大小无关 C 滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D B很大时 滑块可能静止于斜面上 答案 CD 解析 取物块为研究对象 小滑块沿斜面下滑由于受到洛伦兹力作用 如图所示 C 正确 N mgcos qvB 由于v不断增大 则 N 不断增大 滑动摩擦力 f N 摩擦力增大 A 错误 滑块的摩擦力与 B 有关 摩擦力做功与 B 有关 依据动能定 理 在滑块下滑到地面的过程中 满足fsmghmv 0 2 1 2 所以滑块到地面时的动能 与 B 有关 B 错误 当 B 很大 则摩擦力有可能很大 所以滑块可能静止在斜面上 D 正确 5 09 年四川卷 20 如图所示 粗糙程度均匀的绝缘斜面下方 O 点处有一正点电荷 带负电的小物体以初速度 V1从 M 点沿斜面上滑 到达 N 点时速度为零 然后下滑回到 M 点 此时速度为 V2 V2 V1 若小物体电荷量保持不变 OM ON 则 A 小物体上升的最大高度为 22 12 4 VV g B 从 N 到 M 的过程中 小物体的电势能逐渐减小 C 从 M 到 N 的过程中 电场力对小物体先做负功后做正功 D 从 N 到 M 的过程中 小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小 6 09 年江苏物理 2 用一根长 1m 的轻质细绳将一副质量为 1kg 的画框对称悬挂在 墙壁上 已知绳能承受的最大张力为10N 为使绳不断裂 画框上两个挂钉的间距最大为 g取 2 10m s A 3 m 2 B 2 m 2 C 1 m 2 D 3 m 4 8 09 年山东卷 16 如图所示 光滑半球形容器固定在水平面上 O 为球心 一质量 为 m 的小滑块 在水平力 F 的作用下静止 P 点 设滑块所受支持力为 FN OF 与水平方向的 夹角为 0 下列关系正确的是 A tan mg F B F mgtan C tan N mg F D FN mgtan 答案 A 解析 对小滑块受力分析如图所示 根据三角形定则可得 tan mg F sin N mg F 所以 A 正确 10 09 年山东卷 22 图示为某探究活动小组设计的节能运动系统 斜面轨道倾角 为 30 质量为 M 的木箱与轨道的动摩擦因数为 3 6 木箱在轨道端时 自动装货装置将 质量为 m 的货物装入木箱 然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下 与轻 弹簧被压缩至最短时 自动卸货装置立刻将货物卸下 然后木箱恰好被弹回到轨 道顶端 再重复上述过程 下列选项正确的是 A m M B m 2M C 木箱不与弹簧接触时 上滑的加速度大于下滑的加速度 D 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中 减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性 势能 11 09 年安徽卷 17 为了节省能量 某商场安装了智能化的电动扶梯 无人乘行 时 扶梯运转得很慢 有人站上扶梯时 它会先慢慢加速 再