高考物理压轴题解析

1、高考物理压轴题解析.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的 内表面光滑.一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m , m2 .当 它们静止时，m、情与球心的连线跟水平面分别成60 , 300角，则 碗对两小球的弹力大小之比是 三二 分析：分别以mi、m2两球为研究对象,分析受力，根据 平衡条件，运 用正弦定理得出碗对两小球的弹力大小与重力的关系式，再求碗对两小 球的弹力大小之比.解：先以mi球为研究对象，分析受力如图，根据平衡条件得知，重力 mig与杆 对球的弹力F的合力与碗对小球的弹力Fi大小相等，方向相反，由数学正弦定 理得：F/sin30 =F1/sin105

2、=mig/sin45 同理，以m2球为研究对象，得到：F/sin60 =F2/sin75 =mig/sin45 由：得：Fi: F2=sin60 : sin30 =根三：i.倾角为9 =37。的斜面与水平面保持静止，斜面上有一重为G的物体 A ,物体A与斜面间的动摩擦因数为仙=0.5 ,现给A施以一水平力F, 如图所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin37 0 =0.6 , cos37 =0.8 ),如果物体A能在斜面上静止，求水平推力F与G的比值范围.分析：若物体刚好不下滑，分析 物体受力情况：重力、水平 力F、斜面 的支持力和静摩擦力，此时静摩擦力沿斜面向上，达到 最大值.根据平 衡

3、条件和摩擦力公式求出F与G的比值最小值，同理，物体刚好不上滑 时求出F与G的比值最大值，得到F与G的比值范围.解答：解：设物体刚好不下滑时F=Fi,作出力图如图.则由平衡条件行：Fi?cos 9 + a Ni=G?sin 9 ,Ni=Fi?sin 0 +G?cos 0 .得：F2/G= sin37 -0.5 Xcos3cos37 +0.5 Xsin37 =0.2/1.1=2/11 ;设物 体刚 好不 上滑 时 F=F2, F2?cos 9 =叱 N2+G ?sin 9 , N2=F2?sin 9 +G ?cos 8 ,得:F2/G= sin37 +0.5 Xcos377 cos370 0.5

4、Xsin37 =1/0.5=2,即 2/11 F/G rR/2,则以下说法中正确的是（ABD ）A.容器底面对A球的弹力等于2mgB.两球间的弹力大小可大于、等于或小于 2 mgC .容器左壁对A球的弹力大于容器右壁对 B球的弹力D. A、B两球间相互作用力必在两球心的连线上A正确图1图2B、对B球分析受力如图2所示，设8为Fab与竖直方向上的夹角，则得 Fab= mg/cos 0当 0=60 时,FAB=2mg ;当 0 60 时,Fab 2mg ;当 0 60 时,Fab FiCOS 0时，物体有下滑趋势；只有当（F2+ mgsin Ficos 0时，物体才具有上滑趋势；若Fi=F2,且9

5、 =45 ,则Fi和F2沿斜面方向的分力具有 Fzsin9 = Ficos 9 ,而重力沿斜面方向的分力mgjin9不能被除摩擦力外的其他力平衡，所以一定具有下滑趋势.（2011福州十中高三第二次阶段性考试）两倾斜的滑杆上分别套有 A、B两个圆 环，两圆环上分别用细线悬吊着一个物体， 如右图所示.当它们都沿滑杆向下滑 动时，A的悬线与滑杆垂直，B的悬线竖直向下，则（AD）A圆环与滑杆无摩擦力B圆环与滑杆无摩擦力A圆环做的是匀速运动B圆环做的是匀速运动解析：由于A圆环与物体的连线与滑杆垂直， 对物体研究，将物体的重力沿滑杆的方向和垂直于滑杆的方向分解，则沿滑杆向下的分力产生的加速度为 gsin

6、9,对整体研究，整体沿滑杆向下运动，整体要有沿滑杆向下的加速度必须 是A圆环与滑杆的摩擦力为零，A正确；对B圆环连接的物体研究，由于连接圆 环与物体的纯竖直向下，物体受到的合力如果不为零，合力必定沿竖直方向，合 力在垂直于滑杆的方向上的分力必产生加速度，这与题意矛盾，物体在垂直于滑杆的方向上速度为零，因此物体受到的合力必为零，物体和圆环一起做匀速运动， D正确.如图所示，光滑的地面和墙面c之间放一个质量为M的重球b,用一个轻质斜 面体（重量不计）a插在b球下方，在水平力F作用下将重球b缓慢地撑起一定 高度。若斜面体的底角为。，不计各接触面之间的摩擦，则在撑起b的过程中有 （CD）A.a将受3个

7、力的作用而平衡 B.a、b之间的弹力先减小后增大 C.a、b之间的 弹力保持不变D.b、c间的压力保持不变解析:由于a、b间为点接触，且没有摩擦力，所以其作用力沿接触面垂直，这 样a共受4个力作用：F、mg,地面作用，b作用.如图所示，光滑水平地面上放有截面为1/4圆周的柱状物体A, A与 墙面之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一水平向左的力F,整个 装置保持静止.若将A的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则(BD)A水平外力F增大B墙对B的作用力减小C地面对A的支持力减小DB对A的作用力减小分析：先对B球受力分析，受到重力mg、A球对B球的支持力N 和墙壁对B球的支持力N ,然后根据共

8、点力平衡条件得到A球左移后各 个力的变化情况；最后再对整体受力分析，根据平衡条件判断推力F和 地面的支持力的变化情况.和墙壁对B球的支持力N,如图解答：解：对B球受力分析，受到重力mg、A球对B球的支持力N 当A球向左移动后，A球对B球的支持力N的方向不断变化，根据平 衡条件结合合成法可以知道A球对B球的支持力N 和墙壁对B球的 支持力N都在不断减小，故B正确，D也正确；再对A和B整体受力分析，受到总重力G、地面支持力Fn,推力F和 墙壁的弹力N ,如图根据平衡条件，有F=NFn=G 故地面的支持力不变，推力F随着壁对B球的支持力N的不断减小而 不断减小，故A错误，C也错误；9.加.如用斯玳.

9、九K两枷体*电在水邛舱哪匕 巴如A, H的相/外璃为iKNsK. .-WHts氏标,比上.之间.升、施向之讪的口庠舞图切为U也i 转服 端泵收海，L fl跳。野片向的火用n37.号球母外力篇物体E匀用何方rH3常析如木牙力的大小, 丁山；1；34的。力分耳闰.取小】.钟，X遇厂 粗限.再上7q i rf； -1 口、小油时-1?, 6m/s(2)假设管理人员先匀加速接着匀减速奔跑到楼底，奔跑过程中的最大速度为故管理人员应先加速到vm =9m/s ,冉匀速，最后匀减速奔跑到楼底设匀加速、匀速、匀减速过程的时间分别为 tl、t2、t3,位移分别为XI、X2、X3由运动学公式得，X2=Vmt2 ，V

10、m=atl=at3(Z1+t 2+t 39m/s 2.在竖直的井底，将一物块以11m/s的速度竖直地向上抛出，物体冲过井口再 落到井口时被接住，前1s内物体的位移是4 m,位移方向向上，不计空气阻力， 加速度g取10m/s2.求：(1)物体从抛出到被人接住所经历的时间；(2)此竖直井的深度.解析：此题是竖直上抛的匀减速过程，与刹车类型不同的是位移随时间的变化总 满足位移公式，所以我们可以直接运用位移公式求解 .但在应用过程中要注意各 物理量的正负号.无论是否返回我们都认为是减速过程即可.答案：(1)设人接住物块前1s时刻速度为v1t_则有 h =vt-a gt 2,即 4=vX 1-2 x 1

11、0 x 12解得 v=9m/s（说明：求出的速度是正的表示人接住物体前 1s物体还处于上升 阶段，如果求出的速度值是负的，则表示物体处于上升到最高位置后的返回段）则物块从抛出到接住所用总时间为t= +t =1.2s.（2）竖直井的深度为1 1h=v 0t-之 gt2=11x 1.2m-之 x 10X 1.2 2m=6m.我国是一个能源消耗的大国，节约能源刻不容缓.设有一架直升机以加速度 a从地面由静止开始竖直向上起飞，已知飞机在上升过程中每秒钟的耗油量V0= pa+q（p、q均为常数）.若直升机欲上升到某一定高度处，且耗油量最小，则 其加速度大小应为（）A. p/qB . q/ p生C.空d.

12、 q【答案】b【详解】直升飞机以恒定加速度上1 隹升到某一高度，所用时间和加速度的表达式为 h=2at2, t=Y修，总耗油量V隹 伍启0 - 3= Mt = pJ+q 口 =qJ（g 7dti，当中启=/时总耗油量最小，此w时a=尸，B正确. （2011 合肥模拟）测速仪安装有超声波发射和接收装置，如右图所示， B为 测速仪，A为汽车，两者相距335 m,某时刻B发出超声波，同时A由静止开始 做匀加速直线运动.当B接收到反射回来的超声波信号时，A、B相距355 m,已 知声速为340 m/s,求汽车的加速度大小.解析：设超声波往返的时间为2t,根据题意汽车在2t时间内位移为2 a(2t)2=

13、20 m,所以超声波追上A车时，A车前进的位移为万at2 = 5 m,所以超声波在2t内的路程为2X (335 +5) m ,由声速340 m/s可得t = 1 s ,代 入式得，a=10 m/s2.在四川汶川抗震救灾中，一名质量为 60kg、训练有素的武警战士从直升飞 机上通过一根竖直质量为20kg的长绳由静止开始下滑，速度很小可以认为等于 零。在离地面18m高处，武警战士赶到时间紧迫，向以最短的时间滑到地面， 开始加速。已知该武警战士落地速度不能大于6m/s,以最大压力作用下长生可产生的最大加速度为5m/sA2 o长绳的下端刚好着地，当地的重力加速度为10m/sA2 ,求武警战士下滑的最短

14、时间和加速下滑的距离。解析：设武警战士加速下滑的距离为 h1,减速下滑的距离为(H h1),加速阶段 的末速度等于减速阶段的初速度为 vmax ,由题意和匀变速运动的规律有：v2max = 2gh1 v2max =2a(H h1)+v2由上式解得 h1 = 2aH + v22(g + a) = 2X5X18 + 622X(10 + 5)m = 7.2 m武警战士 的最大速度为 vmax =2gh1 =2X10 X7.2 m/s = 12m/s加速时间：t1 =vmaxg = 1210s = 1.2 s减速时间：t2 = vmax va= 12 65 s = 1.2 s下滑的最短时间 t=t1

15、+t2 = 1.2 s + 1.2 s = 2.4 s答案：2.4 s 7.2 m. 一质点做曲线运动，它的轨迹由 M到N (如图所示曲线).关于质点通过轨 迹中点时的速度v的方向和加速度a的方向，下图中可能正确的是(B). 一物体由静止开始下落一小段时间后， 突然受一恒定水平风力的影响，但着 地前一小段时间风突然停止，则其运动轨迹的情况可能是图6 l 7中的(C)A BC I)图 6-I-7解析：开始下落一小段时间，小球有竖直向下的速度 V,此时水平力与重力合力 为F, F与V成一夹角，物体开始做匀变速曲线运动，假设风力水平向右，将出 现如图611所示的曲线AB段；若风力向左，将出现如图 6

16、 1 2所示的 曲线AC,假设上面两种情况下的B点或C点开始风力突然停止，物体在重力作 用下分别沿BD或CE!动，并且D E两点速度不可能竖直向下，因为 BD与CE 段的水平分速度始终没有变化，落到地面时合速度必与地面成一夹角，根据以上 分析可知只有C正确.如图所示，一个劈形物体M各面均光滑，上面成水平，水平面上放一光滑小 球m,现使劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（斜面 足够长）（B ）A.沿斜面向下的直线B ,竖直向下的直线C.无规则曲线D.抛物线解析：小球只受竖直方向的重力和支持力，即合力始终沿竖直方向，故小球只能 做竖直向下的直线运动，所以 B正确.如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动， 则红蜡块实际运动的轨迹是图中的（B）A.虚线PB.曲线QC.曲线RD.无法确定.从离