考点二物体的受力分析.doc

温馨提示：高考题库为Word版，请按住Ctrl，滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，点击右上角的关闭按钮可返回目录。考点二 物体的受力分析2010年考题A B v 1.（2010浙江高考）如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）。下列说法正确的是( )A. 在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B. 上升过程中A对B的压力大于A对物体受到的重力C. 下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D. 在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力【解析】选A，因为A、B一起运动，可以A、B整体为研究对象，在上升和下降过程中，A、B的加速度都为重力加速度，隔离B，假设A对B的压力为F，则由牛顿第二定律得：，故A正确，B、C、D错误。QP2.（2010安徽高考）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 B4 C5 D6【解析】选C.先把P、Q看成一个整体进行分析，受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三个力作用下处于平衡状态。隔离Q进行分析，受重力、斜面的支持力、弹簧的弹力（沿斜面向上）三个力作用下处于平衡状态。由牛顿第三定律可知Q对P有一个压力，弹簧对P有一个弹力（沿斜面向下），所以P共受到5个力的作用，C正确。3.（2010广东高考）图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( ) AFA一定小于G BFA与FB大小相等CFA与FB是一对平衡力 DFA与FB大小之和等于G【解析】选B，由A、B两点等高，AO、BO等长可知，AO绳与BO绳两力对称，B选项正确；若两绳间的夹角=1200时，；当1200时：，故A选项错误；这两个力的矢量和与重力是平衡力，C选项错误；这两个力不是大小之和而是矢量之和，D选项错误。4.（2010江苏高考）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( )w w w.ks5 u .c omA. B. C. D.【解析】选D . 对照相机进行受力分析可知，在竖直方向有：，解得：。选项D正确，其它选项是错误的。fNFm1m25.（2010山东高考）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( )ABCD【解析】选A、C. 把、的两个物体看成一个整体进行研究，进行受力分析，水平方向上：，C正确；竖直方向上：，所以，所以A正确。6.（2010新课标全国卷）如图所示，一物块置于水平地面上。当用与水平方向成60角的力F1 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30角的力F2 推物块时，物块仍做匀速直线运动。若F1 和F2 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为( ) A. B. C. D.【解析】选B.物体受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff、已知力F处于平衡，根据平衡条件，有，联立解得：。7（2010福建高考）某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时，将原长约200mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码（质量均为20g），每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出( )A.增挂钩码时与F成正比，而减挂钩码时与F不成正比B.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D.增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度【解析】选D，由于橡皮筋下端悬挂的钩码太多，导致超出橡皮筋的弹性限度，使橡皮筋无法及时恢复原状，两条曲线才有差异，且是非线性的。8（2010新课标全国卷）一根轻质弹簧一端固定，用大小为的力压弹簧的另一端，平衡时长度为；改用大小为的力拉弹簧，平衡时长度为。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为（ ） A. B. C. D.【解析】选C，根据胡克定律有：，由两式把l0表达出来即可解得：9（2010.海南高考）如右图，水平地面上有一楔形物块，其斜面上有一小物块b，b与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上a与b之间光滑，a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动当它们刚运行至轨道的粗糙段时( )a b 右左A绳的张力减小，b对a的正压力减小B绳的张力增加，斜面对b的支持力增加C绳的张力减小，地面对a的支持力增加D绳的张力增加地面对a的支持力减小FNmgF【解析】选C，在光滑段运动时，系统及物块b处于平衡状态，因此有，；当它们刚运行至轨道的粗糙段时，系统有水平向右的加速度，此时有两种可能，一是物块b仍相对静止，竖直方向加速度为零，则仍成立，但，因此，要保证两式同时成立，只有绳的张力将减小，支持力FN增大，因为直方向加速度为零，根据整体法，地面对a的支持力不变；二是物块b相对于a向上滑动，具有向上的加速度，竖直方向不再是平衡状态，是超重，因此绳的张力减小，地面对a的支持力增大，C正确。2009年考题1、（2009安徽高考）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，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是（ ）A. 顾客始终受到三个力的作用B. 顾客始终处于超重状态C. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D. 顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下【解析】在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向左，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛顿第三定律，它的反作用力即人对电梯的作用方向指向向左下；在匀速运动的过程中，顾客与电梯间的摩擦力等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下。FNmgfa答案：C2、（2009北京高考）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2mgsinD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【解析】对处于斜面上的物块受力分析，要使物块沿斜面下滑则mgsinmgcos，故)。将a、b球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内，如图所示。设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为和，筒底所受的压力大小为已知重力加速度大小为g。若所以接触都是光滑的，则（ ）ABC D答案：A10、（09江苏高考）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，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取）（ ） A B C D【解析】熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律，是解决本题的根本；一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大。题中当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，即两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图。绳子与竖直方向的夹角为，绳子长为L0=1m,则有，两个挂钉的间距离，解得m，A项正确。答案：A11、（2009广东高考）建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0500ms2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取lOms2) （ ）A510 N B490 N C890 N D910 N 【解析】对建筑材料进行受力分析。根据牛顿第二定律有,得绳子的拉力大小等于F=210N,然后再对人受力分析由平衡的知识得,得FN=490N,根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力为490N.B对。答案：B12、（2009山东高考）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（ ）ABFmgtanCDFN=mgtan【解析】对小滑块受力分析如图所示，根据三角形定则可得，所以A正确。考点：受力分析，正交分解或三角形定则提示：支持力的方向垂直于接触面，即指向圆心。正交分解列式求解也可。答案：A13、（2009浙江高考）如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为（ ）Amg和mgBmg和mgCmg和mgDmg和mg【解析】受力如图所示，。答案：A14、（2009上海高考）自行车的设计蕴含了许多物理知识，利用所学知识完成下表自行车的设计目的（从物理知识角度）车架用铝合金、钛合金代替钢架减轻车重车胎变宽自行车后轮外胎上的花纹答案：减小压强（提高稳定性）；增大摩擦（防止打滑；排水）15、（2009浙江高考）如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为的相同小球，小球之间用劲度系数均为的轻质弹簧绝缘连接。当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为 已知静电力常量为，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为（ ）A B C D【解析】第三个小球受三个力的作用，它们的关系是，得答案：C16、（2009山东高考）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小事物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第二条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细胞挂一重物。(1)为完成实验，下述操作中必需的是 。a测量细绳的长度b测量橡皮筋的原长c测量悬挂重物后像皮筋的长度d记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验证，可采用的方法是 答案：（1）bcd；(2)更换不同的小重物； 17、（2009四川高考） (1)在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹的形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源（）、滑动变阻器()、电流表（）、开关（）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端。若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=_。（2）气垫导轨(如图甲)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为_。重复上述实验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。【解析】（1）低压直流电源E、滑动变阻器R、电流表、开关S串接在CD两点之间，如右图所示。设弹簧原长为L0，应用胡克定律有K(X1L0)BI1d、K(X2L0)BI2d，两式相减可得K(X1X2)B（I1I2）d，解得K；法2、根据胡克定律FKX可得FKX，则K；（2）动量PmV，根据VS/（5T）可知两滑块碰前的速度分别为V10.2S1b、V20.2S3b，则碰前动量分别为0.2abs1和0.2abs3，总动量大小为aV1aV20.2ab(s1-s3)；碰撞后两滑块的总动量大小为2aV2a s2/（5T）0.4abs2。答案：（1）设计的电路如图。（只要电路能正常工作且电流表测量的是通过ab的电流，电路设计就算正确。（2）0.2abs3；0.2abs1（第1、2空答案可互换）0.2ab(s1-s3)；0.4abs18、（2009广东高考）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是( )Aa的原长比b的长Ba的劲度系数比b的大Ca的劲度系数比b的小D测得的弹力与弹簧的长度成正比【解析】图象中的斜率表示劲度系数，可知a的劲度系数比b的大，B正确；与的截据表示原长则a的原长比b的短，A错。答案：B19、（2009上海高考）液压千斤顶是利用密闭容器内的液体能够把液体所受到的压强行各个方向传递的原理制成的。图为一小型千斤顶的结构示意图。大活塞的直径D1=20cm，小活塞B的直径D2=5cm，手柄的长度OC=50cm，小活塞与手柄的连接点到转轴O的距离OD=10cm。现用此千斤顶使质量m=4103kg的重物升高了h=10cm。g取10m/s2，求（1）若此千斤顶的效率为80%，在这一过程中人做的功为多少？（2）若此千斤顶的效率为100%，当重物上升时，人对手柄的作用力F至少要多大？【解析】（1）将重物托起h需要做的功 设人对手柄做的功为，则千斤顶的效率为 代入数据可得 (2)设大活塞的面积为, 小活塞的面积为，作用在小活塞上的压力为,当于斤顶的效率为100%时，有 当和F都与杠杆垂直时，手对杠杆的压力最小。利用杠杆原理，有 由式得F=500N 2008年考题1、（2008全国高考）如图，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. B. C. D.答案：A2、（2008山东高考）用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L0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L0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，方向沿斜面向下C.大小为，方向沿斜面向上D.大小为mg，方向沿斜面向上【解析】竖直挂时，当质量为 2m放到斜面上时，因两次时长度一样，所以也一样。解这两个方程可得，物体受到的摩擦力为零，A正确。答案：A3、（2008上海高考）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【解析】设木板AO段重力G1，重心离O点L1，木板BO段重力G2，重心离O点L2，AO长度l，由力矩平衡条件：G1L12Gl = G2L23Gl ，当两边各挂一个钩码后，等式依然成立：G1L13Gl = G2L24Gl ，即只要两边所增加挂钩码个数相同，依然能平衡。答案：D4、（2008江苏高考）一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球篮中减少的质量为（ ）(A)2(M)(B) M(C) 2M (D)0【解析】考查牛顿运动定律。设减少的质量为m，匀速下降时：Mg=Fkv，匀速上升时：Mgmgkv = F，解得mg = 2(M)，A正确。本题要注意受力分析各个力的方向。答案：A5、(2008天津高考)在粗糙水平地面上与墙平行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圆球B，整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中（ ）A. F1保持不变，F3缓慢增大B. F1缓慢幼大，F3保持不变C. F2缓慢增大，F3缓慢增大D. F2缓慢增大，F3保持不变答案：C6、(2008海南高考)如图，水平地面上有一楔形物体b，b的斜面上有一小物块a；a与b之间、b与地面之间均存在摩擦已知楔形物体b静止时，a静止在b的斜面上现给a和b一个共同的向左的初速度，与a和b都静止时相比，此时可能( )ab左右Aa与b之间的压力减少，且a相对b向下滑动Ba与b之间的压力增大，且a相对b向上滑动Ca与b之间的压力增大，且a相对b静止不动Db与地面之间的压力不变，且a相对b向上滑动【解析】依题意，若两物体依然相对静止，则a的加速度一定水平向右，将加速度分解为垂直斜面与平行于斜面，则垂直斜面方向，Nmgcos=may，即支持力N大于mgcos，与都静止时比较，a与b间的压力增大；沿着斜面方向，若加速度a过大，则摩擦力可能沿着斜面向下，即a物块可能相对b向上滑动趋势，甚至相对向上滑动，故A错，B、C正确；对系统整体，在竖直方向，若物块a相对b向上滑动，则a还具有向上的分加速度，即对整体的牛顿第二定律可知，系统处于超重状态，b与地面之间的压力将大于两物体重力之和，D错。答案：BC7、(2008广东高考)人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示。以下说法正确的是（ ）A人受到重力和支持力的作用B人受到重力、支持力和摩擦力的作用C人受到的合外力不为零D人受到的合外力方向与速度方向相同答案：B8、（2008广东高考）如图所示，质量为m的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为。设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2。以下结果正确的是（ ）ABCD答案：D9、（2008广东高考）探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L原和劲度系统k分别为（ ）AL原0.02mk500NmBL原0.10mk500NmCL原0.02mk250NmDL原0.10mk250Nm答案：B10、（2008海南高考）质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止地面对楔形物块的支持力为 （ ） A（Mm）g B（Mm）gF C（Mm）gFsin D（Mm）gFsin【解析】本题可用整体法的牛顿第二定律解题，竖直方向由平衡条件：FsinN=mgMg，则N= mgMgFsin 。答案：D11、（2008北京高考）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端