高校自主招生物理模拟训练:专题《相互作用和物体平衡》含解析
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力与物体的平衡考试大纲要求考纲解读1. 滑动摩擦、静摩擦、滑动摩擦因数Ⅰ高考着重考查的学问点有:力的合成与分解、弹力、摩擦力概念及其在各种形态下的表现形式.对受力分析的考查涵盖了中学物理的全部考试热点问题.此外,基础概念与实际联系也是当前高考命题的一个趋势.考试命题特点:这部分学问单独考查一个学问点的试题特别少,大多数状况都是同时涉及到几个学问点,而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查,考查时留意物理思维与物理实力的考核.2. 形变、弹性、胡克定律Ⅰ3. 矢量和标量Ⅰ4.力的合成和分解Ⅱ5.共点力的平衡Ⅱ纵观近几年高考试题,预料2024年物理高考试题还会考:1、高考对本章内容着重考查的学问点有弹力和摩擦力的概念及其在各种状态下的表现形式、力的合成与分解等,对受力分析的考查涵盖了中学物理的全部热点问题。
题型通常为选择题,分值一般为6分。
2、以生活中的实际问题为背景考查静力学的学问将会加强,在今年届高考复习中应特殊关注建立物理模型实力的培育。
考向01 三种常见力:重力、弹力和摩擦力1.讲高考(1)考纲要求高考着重考查的学问点有:重力、弹力、摩擦力概念及其在各种形态下的表现形式;弹力、摩擦力的产生条件、方向推断及大小计算。
(2)命题规律这部分学问单独考查一学问点的试题很少,大多数状况都是同时涉及几个学问点,而且都是与牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查,此外,基础概念与实际联系与是当前高考命题的一个趋势。
特殊留意物理思维与物理实力的考核案例1.如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态,现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧复原原长前,下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是()A. B.C. D.【来源】2024年全国一般高等学校招生统一考试物理(新课标I卷)【答案】 A【点睛】牛顿运动定律是中学物理主干学问,匀变速直线运动规律贯穿中学物理。
高中物理受力分析(相互作用)最新最全高考专题附有详细解析一.选择题(共30小题)1.(2016•惠州模拟)如图所示,水平地面上的L形木板M上放着小木块m,M与m间有一个处于伸长状态的弹簧,整个装置保持静止.下列说法正确的是()A.M对m的摩擦力方向向右B.M对m无摩擦力作用C.地面对M的摩擦力方向向右D.地面对M无摩擦力作用2.(2016•南康区校级一模)如图所示,质量为M、半径为R、内壁光滑的半球形容器静止在粗糙水平地面上,O为球心.有一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在半球形容器底部O′处,另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点.OP与水平方向的夹角为θ=30°,下列说法正确的是()A.小球受到轻弹簧的弹力大小为mgB.弹簧的原长为R+C.小球受到容器的支持力大小为mgD.半球形容器受到地面的摩擦力大小为mg3.(2015•陕西校级模拟)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上.若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0).由此可求出()A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的正压力4.(2015•山东)如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑.已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A与B的质量之比为()A.B.C.D.5.(2015•广东)如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有()A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力6.(2015•南京)把一个月牙状的薄板悬挂起来,静止时如图所示.则薄板的重心可能是图中的()A.A点B.B点C.C点D.D点7.(2015•浙江校级学业考试)如图所示,用弹簧测力计拉着滑块在水平桌面上做匀速直线运动,此时弹簧测力计读数为0.90N,已知滑块重为3N,则滑块与桌面间动摩擦因数为()A.0.1 B.0.3 C.2.0 D.3.08.(2015•廉江市校级模拟)如图所示,用水平力F将质量为m的木块压在竖直墙壁上使木块保持静止,下列说法中正确的是()A.因为木块静止,木块所受的静摩擦力可能等于0B.木块所受的静摩擦力大小等于mg,方向向上C.木块所受的静摩擦力可能大于mgD.如果F增大,木块与墙壁间的静摩擦力也增大9.(2015•徐州模拟)一辆汽车停在水平地面上,一个人用力水平推车,但车仍然静止,下列说法中正确的是()A.此人推车的力小于汽车所受到的静摩擦力B.此人推车的力与汽车受到的摩擦力平衡C.此人推车的力增大时,汽车受到摩擦力将保持不变D.此人推车的力增大时,汽车受到摩擦力将不断减小,直到汽车能够运动起来为止10.(2015•南京)如图所示,测力计与水平桌面平行,拉力从零逐渐增大,拉力为16N时,木块不动;拉力为20N时,木块恰好被拉动;木块做匀速运动时拉力为19N.木块与桌面间的滑动摩擦力和最大静摩擦力分别是()A.16N、19N B.16N、20N C.19N、20N D.20N、19N11.(2015•廉江市校级模拟)关于摩擦力,以下说法中正确的是()A.运动的物体只可能受到滑动摩擦力B.静止的物体有可能受到滑动摩擦力C.滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反D.滑动摩擦力的方向不可能与运动方向一致12.(2015•株洲校级模拟)如图,物体在受到一水平拉力F=10N作用下,沿水平面向右运动.已知,物体与水平面的动摩擦因数μ=0.2,物体质量m=5kg,重力加速度g=10m/s2,则物体所受摩擦力为()A.10N,水平向左B.10N,水平向右C.20N,水平向左D.20N,水平向右13.(2015•江苏校级模拟)在水平桌面M上放置一块正方形薄木板abcd,在木板的正中点放置一个质量为m的木块,如图所示.先以木板的ad边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ab边与桌面的夹角为θ;再接着以木板的ab边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ad边与桌面的夹角也为θ(ab边与桌面的夹角θ不变).在转动过程中木块在木板上没有滑动,则转动之后木块受到的摩擦力大小为()A.2mgsinθB.mgsinθC.m gsin2θD.m gsinθ14.(2015•中山二模)如图,小物块P位于光滑斜面上,斜面Q位于光滑水平地面上,小物块P从静止开始沿斜面下滑的过程中()A.斜面静止不动B.物块P对斜面的弹力对斜面做正功C.物块P的机械能守恒D.斜面对P的弹力方向不垂直于接触面15.(2014•海南)如图,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;OO′段水平,长度为L;绳子上套一可沿绳滑动的轻环.现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L.则钩码的质量为()A.M B.MC.M D.M16.(2014•临沂模拟)光滑水平桌面上放置一长木板,长木板上表面粗糙,上面放置一小铁块,现有一水平向右的恒力 F 作用于铁块上,以下判断正确的是()A.铁块与长木板都向右运动,且两者一定保持相对静止B.若水平力足够大,铁块与长木板间有可能发生相对滑动C.若两者保持相对静止,运动一段时间后,拉力突然反向,铁块与长木板间有可能发生相对滑动D.若两者保持相对静止,运动一段时间后,拉力突然反向,铁块与长木板间仍将保持相对静止17.(2012•陕西校级一模)如图,一半圆形碗的边缘上装有一定滑轮,滑轮两边通过一不可伸长的轻质细线挂着两个小物体,质量分别为m1、m2,m1>m2.现让m1从靠近定滑轮处由静止开始沿碗内壁下滑.设碗固定不动,其内壁光滑、半径为R.则m1滑到碗最低点的速度为()A.B.C.D.18.(2012•如皋市校级模拟)如图所示,水平粗糙地面上的物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着,现以大小恒定的拉力F拉绳的另一端,使物体从A点起由静止开始运动.若从A点运动至B点和从B点运动至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2,图中AB=BC,且动摩擦因数处处相同,则在物体的运动过程中()A.摩擦力增大,W1>W2B.摩擦力减小,W1<W2C.摩擦力增大,W1<W2D.摩擦力减小,W1>W219.(2012•禅城区校级模拟)如图所示,在绳下端挂一物体,用力F拉物体使悬线偏离竖直方向的夹角为α,且保持其平衡.保持α不变,当拉力F有最小值时,F与水平方向的夹角β应是()A.0B.C.2αD.α20.(2012•婺城区校级二模)一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上,A、B两物体通过细绳连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦),如图所示.现用水平力F作用于物体B上,缓慢拉开一小角度,此过程中斜面体与物体A仍然静止.则下列说法正确的是()A.水平力F一定变大B.物体A所受斜面体的摩擦力一定变大C.物体A所受斜面体的支持力一定不变D.斜面体所受地面的支持力一定不变21.(2012•射洪县校级模拟)如图所示,在倾角为θ的光滑斜劈P的斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B,C为一垂直固定在斜面上的挡板.A、B质量均为m,弹簧的劲度系数为k,系统静止于光滑水平面.现开始用一水平力F从零开始缓慢增大作用于P,(物块A一直没离开斜面,重力加速度g)下列说法正确的是()A.力F较小时A相对于斜面静止,F增加到某一值,A相对于斜面向上滑行B.力F从零开始增加时,A相对斜面就开始向上滑行C.B离开挡板C时,弹簧伸长量为mgsinθ/kD.B离开挡板C时,弹簧为原长22.(2012•涪城区校级模拟)如图所示,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()A.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可能增大、f2一定不变D.如果物块沿斜面相对静止,则f1可能减小、f2一定增大23.(2012•渭滨区校级模拟)在《互成角度的两个力的合成》这一实验中,如图所示,使b 弹簧秤从图示位置开始缓慢转动,在这过程中,保持O点的位置和a弹簧秤的拉伸方向不变,则在整个过程中,关于a、b两弹簧秤示数的变化情况是()A.a示数增大,b示数减小B.a示数减小,b示数增大C.a示数减小,b示数先减小后增大D.a示数减小,b示数先增大后减小24.(2011•雅安模拟)如图,一滑块以速度v0从置于粗糙地面上的斜面体的底端A开始冲上斜面,到达某一高度后返冋A,斜面与滑块之间有摩擦且斜面体始终静止.下列图象分别表示滑块运动过程中的速度v、加速度a和斜面体受地面支持力F、摩擦力f随时间变化的关系,其中可能正确的是()A.B.C.D.25.(2011•武昌区模拟)如图所示,AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆BC 一端通过铰链固定在C点,另一端B栓牢一根轻绳,轻绳下端悬挂一重为G的物体,上端绕过定滑轮A,用水平拉力F拉轻绳,开始时∠BCA=160°,现使∠BCA缓慢变小,直到杆BC接近竖直杆AC.在此过程中(不计滑轮质量,不计摩擦)()A.拉力F大小不变B.拉力F逐渐减小C.轻杆B端所受轻绳的作用力大小不变D.轻杆B端所受轻绳的作用力先减小后增大26.(2011•溧水县校级模拟)如图所示,BOB1是橡皮绳,∠BOB1=120°,O点悬挂的重物重为G,O点为圆心,BB1在以O为圆心的同一圆弧上,现将BB1沿该圆弧同时分别移到非常靠近A点,若要使结点O位置仍在圆心,则重物的重力应取()A.G B.C.D.2G27.(2011•武进区校级一模)如图所示,在水平面上放一斜面体A,质量为M,若斜面上质量为m的物体B以加速度a减速下滑,斜面体A静止不动,斜面倾角为θ,则下列说法中正确的是()A.地面对斜面体没有摩擦力B.地面对斜面体有水平向右的摩擦力,大小为ma cosθC.地面对斜面体有水平向左的摩擦力,大小为ma cosθD.地在对斜面体的支持力大小为(M+m)g28.(2011•和平区校级一模)如图所示,物体在粗糙的水平面上,受到一个与水平方向成α角的拉力F的作用,匀速向右运动,若拉力F的方向与水平方向所成的α角的减小,物体仍匀速运动.下列说法正确的是()A.拉力F与物体所受的摩擦力的合力一定竖直向上B.物体受到所有外力(F、f、重力及支持力)的合力为零C.物体受到的拉力F与重力的合力的方向不变D.物体受到的拉力F与重力的合力的方向与原方向相比沿顺时针方向向下偏29.(2009•海珠区模拟)如图所示,质量为M 的小车放在光滑的水平面上.小车上用细线悬吊一质量为m的小球,M>m.现用一力F水平向右拉小球,使小球和车一起以加速度a 向右运动时,细线与竖直方向成α角,细线的拉力为T;若用另一力F′水平向左拉小车,使小球和车一起以加速度a′向左运动时,细线与竖直方向也成α角,细线的拉力为T′.则()A.a′=a,T′=T B.a′>a,T′=T C.a′<a,T′=T D.a′>a,T′>T30.(2005•辽宁)两光滑平板MO、NO构成一具有固定夹角θ0=75°的V形槽,一球置于槽内,用θ表示NO板与水平面之间的夹角,如图所示.若球对板NO压力的大小正好等于球所受重力的大小,则下列θ值中哪个是正确的()A.15°B.30°C.45°D.60°高中物理受力分析(相互作用)最新最全高考专题附有详细解析参考答案与试题解析一.选择题(共30小题)1.(2016•惠州模拟)如图所示,水平地面上的L形木板M上放着小木块m,M与m间有一个处于伸长状态的弹簧,整个装置保持静止.下列说法正确的是()A.M对m的摩擦力方向向右B.M对m无摩擦力作用C.地面对M的摩擦力方向向右D.地面对M无摩擦力作用考点:摩擦力的判断与计算.专题:摩擦力专题.分析:对m受力分析,根据平衡判断出M对m的摩擦力方向.对整体分析,根据平衡判断地面对M的摩擦力方向.解答:解:AB、对m受力分析,m受到重力、支持力、水平向右的弹力,根据平衡知,M 对m的摩擦力向左.故A错误,B错误.CD、对整体受力分析,在竖直方向上受到重力和支持力平衡,若地面对M有摩擦力,则整体不能平衡,故地面对M无摩擦力作用.故C错误,D正确.故选:D.点评:解决本题的关键会正确的进行受力分析,知道平衡时,合力等于0.2.(2016•南康区校级一模)如图所示,质量为M、半径为R、内壁光滑的半球形容器静止在粗糙水平地面上,O为球心.有一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在半球形容器底部O′处,另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点.OP与水平方向的夹角为θ=30°,下列说法正确的是()A.小球受到轻弹簧的弹力大小为mgB.弹簧的原长为R+C.小球受到容器的支持力大小为mgD.半球形容器受到地面的摩擦力大小为mg考点:共点力平衡的条件及其应用;胡克定律.分析:对小球进行受力分析可知,小球受重力、支持力及弹簧的弹力而处于静止,由共点力的平衡条件可求得小球受到的轻弹簧的弹力及小球受到的支持力;对容器和小球整体研究,分析受力可求得半球形容器受到的摩擦力.解答:解:A、B、C对小球受力分析,如图所示,由几何关系可知,T=F=mg,故AB错误;C正确;D、以容器和小球整体为研究对象,分析受力可知:竖直方向有:总重力、地面的支持力,水平方向地面对半球形容器没有摩擦力.故D错误.故选:C点评:共点力平衡问题重点在于正确选择研究对象,本题运用隔离法和整体法两种方法进行受力分析得出结论.3.(2015•陕西校级模拟)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上.若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0).由此可求出()A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的正压力考点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.专题:共点力作用下物体平衡专题.分析:对滑块受力分析,受重力、拉力、支持力、静摩擦力,四力平衡;当静摩擦力平行斜面向下时,拉力最大;当静摩擦力平行斜面向上时,拉力最小;根据平衡条件列式求解即可.解答:解:A、B、C、对滑块受力分析,受重力、拉力、支持力、静摩擦力,设滑块受到的最大静摩擦力为f,物体保持静止,受力平衡,合力为零;当静摩擦力平行斜面向下时,拉力最大,有:F1﹣mgsinθ﹣f=0 ①;当静摩擦力平行斜面向上时,拉力最小,有:F2+f﹣mgsinθ=0 ②;联立解得:f=,故C正确;mgsinθ=,由于质量和坡角均未知,故A错误,B错误;D、物块对斜面的正压力为:N=mgcosθ,未知,故D错误;故选C.点评:本题关键是明确拉力最大和最小的两种临界状况,受力分析后根据平衡条件列式并联立求解.4.(2015•山东)如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑.已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A与B的质量之比为()A.B.C.D.考点:共点力平衡的条件及其应用;摩擦力的判断与计算.专题:共点力作用下物体平衡专题.分析:对A、B整体和B物体分别受力分析,然后根据平衡条件列式后联立求解即可.解答:解:对A、B分析,受重力、支持力、推力和最大静摩擦力,根据平衡条件,有:F=μ2(m1+m2)g ①再对物体B分析,受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力,根据平衡条件,有:水平方向:F=N竖直方向:m2g=f其中:f=μ1N联立有:m2g=μ1F ②联立①②解得:=故选:B点评:本题关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象,受力分析后根据平衡条件列式求解,注意最大静摩擦力约等于滑动摩擦力.5.(2015•广东)如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有()A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力考点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.专题:共点力作用下物体平衡专题.分析:对杆进行分析,明确杆受力情况,再根据水平和竖直方向的平衡关系可分析力之间的关系.解答:解:A、由于三力长度不同,故说明三力与竖直方向的夹角不相同,由于杆保持静止,故在水平方向三力水平分力的合力应为零;故说明三力的大小不可能相等;故A错误;C正确;B、由于三力在竖直方向有拉力,杆在竖直方向合力为零,故杆对地面的压力大于重力;故B正确;D错误;故选:BC.点评:本题考查共点力的平衡条件及应用,要注意本题中应分别对水平和竖直两个方向进行分析才能得出正确结果.6.(2015•南京)把一个月牙状的薄板悬挂起来,静止时如图所示.则薄板的重心可能是图中的()A.A点B.B点C.C点D.D点考点:重心.分析:明确悬挂法测量重心位置的原理,结合二力平衡条件分析,基础题目.解答:解:悬挂法测量重心位置的原理,结合二力平衡条件分析可得,重心位置是D点.故选:D.点评:本题考查的是悬挂法找物体的重心.学生对重力、重心的理解,还要了解物体的重心分布与哪些因素有关.7.(2015•浙江校级学业考试)如图所示,用弹簧测力计拉着滑块在水平桌面上做匀速直线运动,此时弹簧测力计读数为0.90N,已知滑块重为3N,则滑块与桌面间动摩擦因数为()A.0.1 B.0.3 C.2.0 D.3.0考点:滑动摩擦力.专题:摩擦力专题.分析:根据滑动摩擦力公式即可求解.解答:解:匀速运动时弹簧的拉力与滑动摩擦力平衡,由公式f=μF N知,μ==0.3故选:B点评:应用滑动摩擦力公式时,要注意是正压力与动摩擦因数的乘积,正压力不一定是物体的重力.8.(2015•廉江市校级模拟)如图所示,用水平力F将质量为m的木块压在竖直墙壁上使木块保持静止,下列说法中正确的是()A.因为木块静止,木块所受的静摩擦力可能等于0B.木块所受的静摩擦力大小等于mg,方向向上C.木块所受的静摩擦力可能大于mgD.如果F增大,木块与墙壁间的静摩擦力也增大考点:静摩擦力和最大静摩擦力.分析:本题中木块受到重力作用,但并没有向下掉,而是保持静止,处于平衡状态,故需对物体受力分析,结合平衡条件分析解决.解答:解:对物体受力分析,受推力F、重力G,由于物体保持静止,处于平衡状态,合力为零,故受墙壁对其垂直向外的支持力N,还有竖直向上的静摩擦力f,根据平衡条件,有F=Nf=G即静摩擦力与重力平衡,与推力无关;故选B.点评:静摩擦力的大小随着外力的变化而变化,其方向与物体的相对运动趋势的方向相反,可以用假设法判断对运动趋势的方向,即假设墙面光滑,物体会向下滑动,故物体有向下的滑动趋势.9.(2015•徐州模拟)一辆汽车停在水平地面上,一个人用力水平推车,但车仍然静止,下列说法中正确的是()A.此人推车的力小于汽车所受到的静摩擦力B.此人推车的力与汽车受到的摩擦力平衡C.此人推车的力增大时,汽车受到摩擦力将保持不变D.此人推车的力增大时,汽车受到摩擦力将不断减小,直到汽车能够运动起来为止考点:静摩擦力和最大静摩擦力;牛顿第一定律.专题:摩擦力专题.分析:掌握静摩擦力的特点是解本题的关键,静摩擦力产生在有相对运动趋势但是仍相对静止的物体之间,其大小等于引起该物体相对运动趋势的外力的大小.解答:解:人用力水平推车,但车仍然静止,说明车受到地面给其的静摩擦力作用,由于物体仍处于平衡状态,因此静摩擦力的大小和人推车的力大小相等,是一对平衡力,而且随着推力的变化而变化,故ACD错误;B正确.故选B.点评:摩擦力的分析尤其是静摩擦力的分析是难点和重点,一定明确静摩擦力产生条件、大小方向的判断以及和滑动摩擦力的区别.10.(2015•南京)如图所示,测力计与水平桌面平行,拉力从零逐渐增大,拉力为16N时,木块不动;拉力为20N时,木块恰好被拉动;木块做匀速运动时拉力为19N.木块与桌面间的滑动摩擦力和最大静摩擦力分别是()A.16N、19N B.16N、20N C.19N、20N D.20N、19N考点:静摩擦力和最大静摩擦力.专题:摩擦力专题.分析:物体刚要被拉动时需要的力为最大静摩擦力;当物体滑动以后,物体与接触面间的摩擦力为滑动摩擦力,再据物体的平衡态求滑动摩擦力大小即可.解答:解:拉力为20N时,木块恰好被拉动,说明最大静摩擦力为20N;木块匀速运动时拉力为19N,说明滑动摩擦力为19N;故ABD错误,C正确.故选:C.点评:对于摩擦力问题,要区分是滑动摩擦力还是静摩擦力,然后依据各自的求解方法去做.11.(2015•廉江市校级模拟)关于摩擦力,以下说法中正确的是()A.运动的物体只可能受到滑动摩擦力B.静止的物体有可能受到滑动摩擦力C.滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反D.滑动摩擦力的方向不可能与运动方向一致考点:摩擦力的判断与计算.专题:摩擦力专题.分析:摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,受静摩擦力的物体是相对静止,受滑动摩擦力的物体是相对运动.解答:解:A、运动的物体受到的摩擦力不一定是滑动摩擦力,正在运行的传送带上的物体是运动的,但却受到静摩擦力.故A错误.B、静止的物体受到的摩擦力不一定是静摩擦力,正在地面上滑行的物体,地面却受到的是滑动摩擦力.故B正确.C、滑动摩擦力的方向与运动的方向可能相同,可能相反,与相对运动方向相反.故CD错误.故选B.点评:解决本题的关键理解摩擦力的方向,知道摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,理解“相对”的含义.12.(2015•株洲校级模拟)如图,物体在受到一水平拉力F=10N作用下,沿水平面向右运动.已知,物体与水平面的动摩擦因数μ=0.2,物体质量m=5kg,重力加速度g=10m/s2,则物体所受摩擦力为()A.10N,水平向左B.10N,水平向右C.20N,水平向左D.20N,水平向右考点:摩擦力的判断与计算.专题:摩擦力专题.分析:由题意可知物体受到滑动摩擦力,由f=μF N可求向物体受到的摩擦力的大小及方向.解答:解:物体相对地面运动,故物体受到的滑动摩擦力,则摩擦力的大小f=μF N=μmg=10N;滑动摩擦力的方向与运动方向相反,故摩擦力方向向左;故选A.点评:本题考查摩擦力的大小及方向,在求摩擦力的题目时,要先明确是静摩擦力还是滑动摩擦力,再根据其不同性质进行求解.13.(2015•江苏校级模拟)在水平桌面M上放置一块正方形薄木板abcd,在木板的正中点放置一个质量为m的木块,如图所示.先以木板的ad边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ab边与桌面的夹角为θ;再接着以木板的ab边为轴,将木板向上缓慢转动,使木板的ad边与桌面的夹角也为θ(ab边与桌面的夹角θ不变).在转动过程中木块在木板上没有滑动,则转动之后木块受到的摩擦力大小为()A.2mgsinθB.mgsinθC.m gsin2θD.m gsinθ考点:摩擦力的判断与计算.专题:摩擦力专题.分析:采用假设法研究:假设只以木块的ad边为轴,将木板向上缓慢转动θ角,分析木块受到的摩擦力;假设只以木板的ab边为轴,将木板向上缓慢转动θ角,分析木块受到的摩擦力再求出木块受到的摩擦力的大小.解答:解:假设只以木块的ad边为轴,将木板向上缓慢转动θ角,木块受到的摩擦力大小为mgsinθ,方向沿a→b;假设只以木板的ab边为轴,将木板向上缓慢转动θ角,木块受到的摩擦力大小为mgsinθ,方向沿b→c.则先后这样转动后,木块受到的摩擦力的大小为f=mgsinθ,故B正确,ACD错误;故选:B.点评:本题中木块受力分布不在同一平面内,而是在一个立体空间内,力图不好作,采用假设法借助空间想象力求解,比较简单.14.(2015•中山二模)如图,小物块P位于光滑斜面上,斜面Q位于光滑水平地面上,小物块P从静止开始沿斜面下滑的过程中()。
相互作用考点01 力学中的三种力1. (2024高考广西卷) 工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。
如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。
若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为1f F 、2f F 和3f F ,则( )A. 123f f f F F F <<B. 123f f f F F F =<C. 132f f f F F F =<D. 123f f f F F F ==【答案】D 【解析】根据滑动摩擦力的公式N f F m =,可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关,只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,由题可知三个货箱各表面材质和祖糙程度均相同,压力大小也相同,故摩擦力相同,即123f f f F F F ==,D 正确。
2 (2022高考福建卷)如图所示,吸附在竖直玻璃上质量为m 的擦窗工具,在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。
若拉力大小与重力大小相等,方向水平向右,重力加速度为g ,则擦窗工具所受摩擦力()A .大小等于mg BC .方向竖直向上D .方向水平向左【参考答案】B【名师解析】对擦窗工具受力分析如图。
水平方向拉力与擦窗工具所受滑动摩擦力等大反向,竖直方向重力与擦窗工具所受静摩擦力等大反向,所以擦窗工具所受摩擦力方向如图,大小为,选项B正确。
3. (2024高考辽吉黑卷)利用砚台将墨条磨成墨汁,墨条速度方向水平向左时,( )A. 砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B. 桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C. 桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D. 桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力【参考答案】C【名师解析】当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故A错误;根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故B错误;由于砚台处于静止状态,水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故C正确;桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力,故D错误。
专题03 相互作用选择题1. (2021春·浙江卷)如下图,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运动时,长木板保持静止,此时〔〕A. 小车只受重力、支持力作用B. 木板对小车的作用力方向水平向左C. 木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力D. 木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等【答案】D【解析】A.小车加速向左运动,受到自身的重力和电机的驱动力,受到长木板对小车的支持力和阻力,A错误;B.木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力,根据平行四边形定那么可知合力方向一定不在水平方向,B错误;CD.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力,等大反向,C错误,D 正确。
应选D。
2. (2021·广东卷)唐代?来耜经?记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用<,大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,αβ如下图,忽略耕索质量,耕地过程中,以下说法正确的选项是〔〕A. 耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B. 耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C. 曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D. 直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力【答案】B【解析】将拉力F正交分解如以下图所示那么在x方向可得出F x曲=F sinαF x直=F sinβ在y方向可得出F y曲=F cosαF y直=F cosβ由题知α < β那么sinα < sinβcosα > cosβ那么可得到F x曲 < F x直F y曲 > F y直B正确;应选B。
3. (2021·四川泸州三模)如下图,质量为M的小车放在光滑的水平地面上,右面靠着一竖直墙壁,小车的上外表是一个倾角为α的光滑斜面,重力加速度取g。
当有一个质量为m的小物块在斜面上自由下滑的过程中,小车对右侧墙壁的压力大小F1和对水平地面的压力大小F2分别为〔〕A. F1 =mg sinαcosαF2= Mg - mg sin2αB. F1= mg tanα F2= Mg+mg sinαcosαC. F1=mg tanα F2=Mg +mg - mg cosαD. F1=mg sinαcosαF2= Mg+mg cos2α【答案】D【解析】对小车进行受力分析,如下图:小车处于静止状态,受力平衡,水平方向有F 1=mg cosαsinα竖直方向有22cos F Mg mg α=+根据牛顿第三定律可知小车对右侧墙壁的压力大小为mg cosαsinα;对水平地面的压力大小为2cos Mg mg α+。
高中物理专题:相互作用——自招(含答案)一.知识点1.重心2.摩擦角、自锁区3.力矩4.平衡的种类与条件(共点力平衡、定轴平衡、刚体平衡)5.虚功原理二.典例解析1.重心【例1】(•同济)如图(a)所示,一根细长的硬棒上有3个小球,每个小球之间相距a,小球质量为m、2m和3m,棒的质量分布均匀,总长为4a,质量为4m,求整个体系的重心位置。
变式1:均匀圆板的半径为R,在板内挖去一个半径为r的小圆,两个圆心相距为a,求剩余部分的重心与原圆板圆心的距离变式2:求三角板与三角框的重心O arO1R匀质三角板的重心在哪?匀质三角框的重心在哪?2.摩擦力、摩擦角、自锁区【例2】一个质量m=20kg的钢件,架在两根完全相同的、平行的长直圆柱上,如图所示,钢件的重心与两柱等距,两柱的轴线在同一水平面内,圆柱的半径r=0.025m,钢件与圆柱间的滑动摩擦系数μ=0.20,两圆柱各绕自己的轴线做转向相反的转动,角速度ω=40rad/s,若沿平行于柱轴方向施加力推着钢件做速度为v0=0.05m/s的匀速运动,推力是多大?设钢件左右受光滑槽限制(图中未画出),不发生横向运动.g取10m/s2.【例3】(华约)明理同学平时注意锻炼身体,力量较大,最多能提起m=50kg的物体。
一重物放置在倾角θ=15°的粗糙斜坡上,重物与斜坡间的摩擦因数为μ=3≈0.58。
试求该同学向上拉动的重物质量M的最大值?【变式】如图所示,AOB是一把等臂夹子,轴O处的摩擦不计,若想在A、B处用力去夹一个圆形物体C,则能否夹住与那些因素有关?这些因素应该满足什么条件?(不考虑圆柱形物体受到的重力)3.力矩【例4】(清华大学)如图,一根光滑均匀细棒质量为m,一端通过光滑铰链固定在地上,另θ,现使方形一端搁在方形木块上,初始时细棒和地面夹角为︒=30木块很缓慢地向正左方运动,则细棒在竖直面内转动的过程中,受到木块的作用力:A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大【变式1】(复旦)一根轻杆下端与一个半径为R,重力为G的光滑球相连,杆上段可绕轴O 自由转动,杆长L,杆与球始终在同一直线上,O点还挂有一根系有重物的细绳,如图所示,重物的重力为G′,则平衡后杆与竖直方向的夹角α【变式2】(•西安交大)重为80kg的人沿如图所示的梯子从底部向上攀登,梯子质量为25kg,顶角为30°。
高考物理相互作用解题技巧分析及练习题( 含答案 ) 含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1. 一轻弹簧的一端固定在倾角为 θ的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为 m 的小物块3 a 相连,如图所示.质量为m 的小物块 b 紧靠 a 静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为5x 0,从 t=0 时开始,对 b 施加沿斜面向上的外力,使 b 始终做匀加速直线运动.经过一段 时间后,物块 a 、b 分离;再经过同样长的时间, b 距其出发点的距离恰好也为x 0.弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度大小为g .求 :(1) 弹簧的劲度系数; (2) 物块 b 加速度的大小;(3) 在物块 a 、 b 分离前,外力大小随时间变化的关系式.8mg sin22( 2) g sin( 3) F8 mg sin4mg sin【答案】 (1)5x 052525x 0【解析】 【详解】(1)对整体分析,根据平衡条件可知,沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡,则有:3kx 0=( m+m ) gsin θ58mgsin解得: k=5x 0(2)由题意可知, b 经两段相等的时间位移为 x 0;x 1 1 由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知:x 04说明当形变量为x 1x 0x 03x 0 时二者分离;4 4对 m 分析,因分离时 ab 间没有弹力,则根据牛顿第二定律可知:kx 1 -mgsin θ =ma联立解得: a=1gsin5(3)设时间为 t ,则经时间 t 时, ab 前进的位移 x=1 at 2= gsin t 22 10则形变量变为: △x=x 0-x对整体分析可知,由牛顿第二定律有:F+k △x-( m+ 3m ) gsin θ=(m+ 3 m ) a5 5解得: F= 84mg2 sin2t 2 mgsin θ+25x025因分离时位移 x= x0由 x=x0 =1at2解得:t5x0 4422gsin故应保证 0≤t<5x0, F表达式才能成立.2gsin点睛:本题考查牛顿第二定律的基本应用,解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用,同时注意分析运动过程,明确运动学公式的选择和应用是解题的关键.2.如图所示, B、 C 两小球的重力均为 G,用细线悬挂于 A、 D 两点,系统处于静止状态.求:(1) AB 和 CD 两根细线的拉力各为多大?(2)细线 BC与竖直方向的夹角是多大?【答案】( 1)F13G 、F2G (2)60 0【解析】【分析】【详解】(1)对 B、 C 整体研究,如图所示:由图可得AB 线的拉力为:,CD线的拉力为:(2)对 C球研究,如图所示:,可得:,.【考点定位】考查了共点力平衡条件的应用【点睛】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力,然后列式求解,如果物体受到三力处于平衡状态,则可根据矢量三角形法,将三个力移动到一个三角形中,然后根据角度列式求解,3.如图所示,一质量为m 的金属球,固定在一轻质细绳下端,能绕悬挂点O 在竖直平面内转动.整个装置能自动随着风的转向而转动,使风总沿水平方向吹向小球.无风时细绳自然下垂,有风时细绳将偏离竖直方向一定角度,求:(1)当细绳偏离竖直方向的角度为小.(设重力加速度为g)(2)若风向不变,随着风力的增大态,说明理由.θ,且小球静止时,风力 F 及细绳对小球拉力T 的大θ将增大,判断θ能否增大到90 °且小球处于静止状mg【答案】(1)T,F=mgtanθ (2)不可能达到90°且小球处于静止状态cos【解析】【分析】【详解】(1)对小球受力分析如图所示(正交分解也可以)应用三角函数关系可得:F=mgtanθ(2)假设θ=90,°对小球受力分析后发现合力不能为零,小球也就无法处于静止状态,故θ角不可能达到 90°且小球处于静止状态.4.如图所示,表面光滑的长方体平台固定于水平地面上,以平台外侧的一边为x 轴,在平台表面建有平面直角坐标系xoy,其坐标原点O 与平台右侧距离为d=1.2m 。
2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍专题01 力与物体的平衡题型一受力分析、整体法隔离法的应用【题型解码】1.基本思路在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析.2.两点注意(1)采用整体法进行受力分析时,要注意系统内各个物体的状态应该相同.(2)当直接分析一个物体的受力不方便时,可转移研究对象,先分析另一个物体的受力,再根据牛顿第三定律分析该物体的受力,此法叫“转移研究对象法”.【典例分析1】(2019·天津南开区二模)如图所示,质量均为m的a、b两物体,放在两固定的水平挡板之间,物体间用一竖直放置的轻弹簧连接,在b物体上施加水平拉力F后,两物体始终保持静止状态,己知重力加速度为g,下列说法正确的是()A.a物体对水平挡板的压力大小可能为2mg B.a物体所受摩擦力的大小为FC.b物体所受摩擦力的大小为F D.弹簧对b物体的弹力大小可能为mg【参考答案】C【名师解析】在b物体上施加水平拉力F后,两物体始终保持静止状态,则b物体受到上挡板的静摩擦力,大小f=F,因此它们之间一定存在弹力,则弹簧的弹力大于物体b的重力,由整体法可知,a物体对水平面的压力大小大于2mg,故A、D错误,C正确;根据摩擦力产生的条件可知,a物体与水平挡板间没有相对运动的趋势,故a不受摩擦力,B错误。
【典例分析2】.(2020·云南省师大附中高三上学期月考)一长方体容器静止在水平地面上,两光滑圆柱体A、B放置于容器内,横截面如图所示。
若圆柱体A的质量为m、半径R A=10 cm;圆柱体B的质量为M、半径R B=15 cm;容器的宽度L=40 cm。
A对容器左侧壁的压力大小用N A表示,B对容器右侧壁的压力大小用N B表示,A对B的压力大小用N AB表示,B对容器底部的压力大小用N表示。
下列关系式正确的是()A .N A =43mgB .N B =43(M +m )gC .N AB =54mgD .N =Mg +43mg【参考答案】 C【名师解析】 如图甲所示,根据图中几何关系可得cos θ=L -R A -R B R A +R B =35。
专题测试【满分:100分时间:90分钟】一、选择题(本题共包括15小题,每小题4分,共60分)1.(河北衡水中学2019届高三调研)如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为()A.3:4B.4:3C.1:2 D.2:12.(辽宁省沈阳市东北育才学校2019届高三模拟)如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,物块b置于斜面上,通过跨过光滑定滑轮的细绳与小盒a连接,连接b的一段细绳与斜面平行,连接a的一段细绳竖直,a连接在竖直固定在地面的弹簧上。
现向盒内缓慢加入适量砂粒,a、b、c始终处于静止状态。
下列判断正确的是()A.c对b的摩擦力可能减小B.地面对c的支持力可能增大C.地面对c的摩擦力可能不变D.弹簧的弹力可能增大3.(天津市新华中学2019届高三高考模拟)滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态。
若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是203N,g取10m/s2,连接滑轮的两根绳子之间的夹角为60︒,则下列说法中正确的是A.重物A的质量为2kgB.绳子对B物体的拉力为103NC.桌面对B物体的摩擦力为10ND.OP与竖直方向的夹角为60︒4.(江苏省苏州市2019届高三第一次模拟)如图所示,倾角θ=37°的上表面光滑的斜面体放在水平地面上.一个可以看成质点的小球用细线拉住与斜面一起保持静止状态,细线与斜面间的夹角也为37°.若将拉力换为大小不变、方向水平向左的推力,斜面体仍然保持静止状态.sin37°=0.6,cos37°=0.8.则下列说法正确的是()A.小球将向上加速运动B.小球对斜面的压力变大C.地面受到的压力不变D.地面受到的摩擦力不变5.(湖北省武汉实验中学2019届高三模拟)如图所示,两个小球a、b质量均为m,用细线相连并悬挂于O点,现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F,使整个装置处于静止状态,且Oa与竖直方向夹角为θ︒,已知弹簧的劲度系数为k,则弹簧形变量最小值是( )=45A.2mgB.2mgC.42mgD.2mgk6.(湖北省黄冈中学2019届高三模拟)哥伦比亚大学的工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌肉,可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。
2021-2022年高考物理高校自主招生试题精选分类解析专题01 直线运动和相互作用一、选择题1.(xx复旦大学)如图所示,竖直杆AB在细绳AC的拉力作用下处于平衡。
若AC加长,使C 点左移,AB仍保持平衡状态.。
细绳AC上拉力T和杆AB受到的细绳的压力N与原先相比,下列说法正确的是A.T增大,N减小B.T减小,N增大C.T和N都减小D.T和N都增大【参考答案】C2、(xx年卓越自主招生)甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向沿直线运动,它们的 v-t图像如图所示。
下列判断正确的是()A.乙车启动时,甲车在其前方50m处B.运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为75mC.乙车启动10s后正好追上甲车D.乙车超过甲车后,两车不会再相遇【参考答案】ABD【名师解析】乙车t=10s启动时,甲车位移为50m,即乙车启动时,甲车在乙前方50m处,选项A正确。
在t=15s时,甲乙两车速度相等,甲乙两车之间距离最大,最大距离为50m+25m=75m,即运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为75m,选项B正确。
t=20s时即乙车启动10s后,甲车在乙前方50m处,选项C错误。
乙车超过甲车后,乙车速度大于甲车,两车不会再相遇,选项D 正确。
3. (xx物理学科能力展示)我国游泳运动员宁泽涛在xx年仁川亚运会上一鸣惊人,获得四块金牌,其中50米自由泳金牌的角逐让人印象深刻.若宁泽涛入水后2s内通过的距离为2.388m(视为初速度为0的匀加速度过程),此时达到最大速度,且保持最大速度匀速运动的持续时间不超过20s,之后做匀减速运动,匀减速运动加速度大小为1m/s2.则宁泽涛50米的夺金成绩是( ).A. 19.94s; B .21.94s; C. 20.94s; D. 22.94s【参考答案】B4.(xx物理学科能力展示)xx年11月APEC领导人峰会在北京成功举行,会议期间北京各场所都加强了安保工作.如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪,用于对旅客的行李进行安全检查.其传送装置可简化为如图乙的模型,紧绷的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率运行.旅客把行李无初速度地放在A 处,设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A、B 间的距离为2m,g 取10m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1m/s的恒定速率平行于传送带运动到B 处取行李,则( ).A 乘客与行李同时到达B 处;B 乘客提前0.5s到达B 处;C 行李提前0.5s到达B 处;D 若传送带速度足够大,行李最快也要2.5s才能到达B 处【参考答案】B5.如图所示,在一实验探究过程中,马小跳同学将一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B 两点上,一物体用动滑轮悬挂在绳子上,达到平衡时,两段绳子间的夹角为α1,绳子张力为F1,将绳子B 端移至C 点,待整个系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为α2,绳子张力为F2;将绳子B 端移至D 点,待整个系统平衡时两段绳子间的夹角为α3,绳子张力为F3,不计摩擦,则( ).A.α1=α2=α3; B.α1<α2<α3; C. F1>F2>F3; D. F1=F2<F3【参考答案】D6.马小跳以不同初速度将一粒石子和一块海绵同时竖直向上抛出并开始计时,石子所受空气阻力可忽略,海绵所受空气阻力大小与物体速率成正比.下列用虚线和实线描述两物体运动的v --t 图象可能正确的是( ).【参考答案】D7.xx年暑假期间,马小跳家对房子进行了装修,在建筑装修中,工人用质量为m 的磨石对斜壁进行打磨,当对磨石加竖直向上推力F 时,磨石恰好沿斜壁向上做匀加速直线运动,已知磨石与斜壁之间的动摩擦因素为μ,则磨石受到的摩擦力是( ).A. (F-mg)cosθ; B. (F-mg)sinθ;C.μ(F-mg)sinθ; D.μ(F-mg)cosθ【参考答案】D8.如图所示,AB 为光滑竖直杆,ACB 为构成直角的光滑L形轨道,C 处有一小圆弧连接可使小球顺利转弯(即通过转弯处速度大小不变).套在AB 杆上的小球自A 点静止释放,分别沿AB 轨道和ACB 轨道运动,如果沿ACB 轨道运动的时间是沿AB 轨道运动时间的1.5倍,则BA 与CA 的夹角为( ).A.30°; B.45°; C.53°; D.60°【参考答案】C【名师解析】设AB 的长度为2L,小球沿AB 做自由落体运动,运动的时间t2满足:2L=gt22,可解得:t2=2 。
1. (2022河北省唐山一模)如图所示,A、B为竖直墙面上等高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,CO为一根轻杆,转轴C在AB中点D的正下方,AOB在同一水平面内,∠AOB=120°,∠COD=60°,若在O 点处悬挂一个质量为m的物体,则平衡后绳AO所受的拉力和杆OC所受的压力分别为A.1,2mg mgB .33mg,233mg,C.1,2mg mgD.2323,33mg mg【参照答案】B2、(遵义市省级示范高中2022届)如图所示,质量为M的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上,质量为m的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间,且不计圆柱体与正方体之间的摩擦,正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成θ角,圆柱体处于静止状态。
则A..地面对圆柱体的支持力为MgB..地面对圆柱体的摩擦力为mg tanθC.墙壁对正方体的弹力为tanmgθD..正方体对圆柱体的压力为cosmgθ【参照答案】C【名师解析】3.(2022北京市东城区期末)如图所示,小车静止在光滑水平地面上,小车的上表面由光滑的斜面AB和粗糙的平面BC组成(它们在B处由极短的光滑圆弧平滑连接),小车右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当传感器受压力时,其示数为正值;当传感器受拉力时,其示数为负值。
一个小滑块(可视为质点)从A点由静止开头下滑,经B至C点的过程中,传感器记录到的力F随时间t变化的关系如下面四图表示,其中可能正确的是4(2022年4月安徽省上饶市重点高中联考)如图所示,一根轻质细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B,它们都穿在一根光滑的竖直杆上,不计细绳与滑轮之间的摩擦,当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为2θ,OB绳与水平方向的的夹角为θ,则球A、B的质量之比为tFAtFBtFCtFDAA力传感器C BA.2cosθ∶1 B.1∶2cosθC.tanθ∶1 D.1∶2sinθ【参照答案】A【名师解析】设细绳中为F,对A球,由平衡条件可得,Fsin2θ=m A g,对B球,由平衡条件可得,Fsinθ=m B g,联立解得:m A∶m B=2cosθ∶1。
1. (2014河北省唐山一模)如图所示,A 、B 为竖直墙面上等高的两点,AO 、BO 为长度相等的两根轻绳,CO 为一根轻杆,转轴C 在AB 中点D 的正下方,AOB 在同一水平面内,∠AOB=120°,∠COD=60°,若在O 点处悬挂一个质量为m 的物体,则平衡后绳AO 所受的拉力和杆OC 所受的压力分别为A .1,2mg mg B .33mg ,233mg , C .1,2mg mg D .2323,33mg mg 【参照答案】B2、(遵义市省级示范高中2014届)如图所示,质量为M 的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上,质量为m 的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间,且不计圆柱体与正方体之间的摩擦,正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成θ角,圆柱体处于静止状态。
则 A ..地面对圆柱体的支持力为Mg B ..地面对圆柱体的摩擦力为mg tan θC .墙壁对正方体的弹力为tan mg θD ..正方体对圆柱体的压力为cos mgθ【参照答案】C 【名师解析】3.(2014北京市东城区期末)如图所示,小车静止在光滑水平地面上,小车的上表面由光滑的斜面AB 和粗糙的平面BC 组成(它们在B 处由极短的光滑圆弧平滑连接),小车右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当传感器受压力时,其示数为正值;当传感器受拉力时,其示数为负值。
一个小滑块(可视为质点)从A 点由静止开始下滑,经B 至C 点的过程中,传感器记录到的力F 随时间t 变化的关系如下面四图表示,其中可能正确的是4(2014年4月安徽省上饶市重点高中联考)如图所示,一根轻质细绳跨过定滑轮连接两个小球A 、B ,它们都穿在一根光滑的竖直杆上,不计细绳与滑轮之间的摩擦,当两球平衡时OA 绳与水平方向的夹角为2θ,OB 绳与水平方向的的夹角为θ,则球A 、B 的质量之比为 A .2cos θ∶1 B .1∶2cos θ C .tan θ∶1 D . 1∶2sin θ【参照答案】A 【名师解析】设细绳中 为F ,对A 球,由平衡条件可得,Fsin2θ=m A g ,对B 球,由平衡条件可得,Fsin θ=m B g ,联立解得:m A ∶m B =2cos θ∶1。
选项A 正确。
tFAtFBtFCtFD AA力传感器 CB5.(2013上海市七校调研联考)如图所示,固定在水平地面上的物体A ,左侧是圆弧面,右侧是倾角为θ的斜面,一根轻绳跨过物体A 顶点上的小滑轮,绳两端分别系有质量为m 1、m 2的小球,当两球静止时,小球m 1与圆心连线跟水平方向的夹角也为θ,不计一切摩擦,则m 1、m 2之间的关系是( ) A .m 1 = m 2tan θ B .m 1 = m 2cot θ C .m 1 = m 2cos θ D .m 1 = m 2 【参照答案】A 【名师解析】小球m 1沿圆弧面向下的分力m 1gcos θ,小球m 2沿圆弧面向下的分力m 2gsin θ,由m 1gcos θ=m 2gsin θ解得m 1 = m 2tan θ,选项A 正确。
6(2013乌鲁木齐二诊)如图所示,一根铁链一端用细绳悬挂于A 点。
为了测量这个铁链的质量,在铁链的下端用一根细绳系一质量为m 的小球,待整个装置稳定后,测得两细绳与竖直方向的夹角为α和β,若tan α∶tan β=1∶3,则铁链的质量为: A .m B .2m C .3m D .4m【参照答案】:B【名师解析】:对小球进行受力分析,由平衡条件得:tan β=F/mg 。
对铁链和小球整体进行受力分析,由平衡条件得:tan α=F/(M+m)g ,联立解得:M=2m ,选项B 正确。
7. (2014天星金考卷)两个中间有孔的质量为M 的小球AB 用一轻弹簧相连,套在一水平光滑横杆上。
两个小球下面分别连一轻弹簧。
两轻弹簧下端系在同一质量为m 的小球C 上,如图7所示。
已知三根轻弹簧的劲度系数都为k ,三根轻弹簧刚好构成一等边三角形。
则:A .水平横杆对质量为M 的小球的支持力为Mg+mgB .连接质量为m 小球的轻弹簧的弹力为mg/ 3m 2m 1C.连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为33kmgD.套在一水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为33kmg对称性分析解决实际问题的能力。
8(10分)(2014金太阳联考卷)如图所示,左端是倾角为60°的斜面、右侧是1/4圆弧面的物体固定在水平地面上,圆弧面底端切线水平,一根两端分别用轻绳系有质量为m1、m2的小球跨过其顶点上的小滑轮。
当它们处于平衡状态时,连结m2小球的轻绳与水平线的夹角为60°,不计一切摩擦,不计小滑轮的重力,两小球可视为质点。
若已知小球m1的质量为m,求:(1)小滑轮对物体M的压力。
(2)小球m2的质量。
【参照答案】.(1)3mg/2 (2)1.5m。
【名师解析】:(1)隔离小球m1受力分析,由平衡条件可得,轻绳中拉力F=mg sin60°=3mg/2。
9.(14分)(2013湖南省娄底市期末)放风筝是大家喜欢玩的一种户外体育活动——手上牵着线拉着风筝迎风向前跑,就可以将风筝放飞到高处。
有一个小朋友将一只质量为m 1=0.5kg 的风筝放飞到空中后,拉着线的下端站在水平地面上静止,任凭风儿将风筝吹着,此时风筝恰好静止在空中。
如图所示,风筝线与竖直方向成370角,这时小朋友拉住线的力为F T=10N,不计风筝所受的浮力,忽略线的重力及风对线和小朋友的影响(g取10m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8),求:(1)若该小朋友质量为m 2=20kg,则小朋友对地面的压力F N为多大;(2)风筝所受风力F的大小。
10.(2013浙江省杭州市二模)风洞实验室在航空航天飞行器的研究中发挥着重要的作用,用它可以分析、研究影响飞行器飞行速度的各种因素。
风洞实验室中可以产生方向水平、速度大小可调节的风,用来研究处在流动气体中物体的受力情况。
现将一套有木球的细折杆ABC固定在风洞实验中,球的质量为m,重力加速度为g,球在杆上运动时,球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的弹力成正比,比例系数为k,设AB、BC的交接处B 点用一段小圆弧平滑连接(即认为小球过B 点的瞬间速度大小会突然变化),如图所示。
实验时,先在无风的情况下让小球从斜杆上h 高处由静止释放,小球最后滑到水平面上的C 点停下,测得AC 两点间水平距离为L 1;接着调节合适的风速大小,再将小球从杆的上端同一位置由静止释放,小球最后停在水平面上的D 点,测得AD 两点间水平距离为L/2,如果小球在运动过程中始终受到恒定的水平风力的作用,试求: (1)比例系数k 值的大小; (2)水平风力F 多大?(3)若斜面的倾角θ为已知,要使小球在杆上保持静止状态,水平风力F 必须满足什么条件?(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)(3)小球沿斜面有上滑趋势时:)sin cos (sin cos max max θθθθF mg k mg F ++=PO11、(9分)(2013云南玉溪一中质检)一根弹性细绳劲度系数为k ,将其一端固定,另一端穿过一光滑小孔O 系住一质量为m 的小滑块,滑块放在水平地面上。
当细绳竖直时,小孔O 到悬点的距离恰为弹性细绳原长,小孔O 到正下方水平地面上 P 点的距离为h (h<kmg)滑块与水平地面间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹性细绳始终在其弹性限度内。
求:当滑块置于水平面能保持静止时,滑块到P 点的最远距离。
【参照答案】:kkh mg L )(-=μ12.【2013•湖北省孝感市模拟】(16分)如图甲、乙所示,传送带上有质量均为m 的三个木块1、2、3,中间均用原长为L 、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,其中木块1被与传送带平行的细线拉住,传送带按图示方向匀速运动,三个木块处于平衡状态.求:(1)在图甲状态下,1、3两木块之间的距离是多大?(2)在图乙状态下,细线的拉力是多大?木块1、3之间的距离又是多大?12sin 2cos k x mg mg αμα∆=+故1、3之间的距离为:133sin3cos 2mg mg L L kαμα+=+。
图甲图乙13.如图所示,水平面上有一个倾角为θ=30°的斜劈,质量为m .一个光滑小球,质量也为m ,用绳子悬挂起来,绳子与斜面的夹角为α=30°,整个系统处于静止状态. (1)求出绳子的拉力T ;(2)若地面对斜劈的最大静摩擦力f m 等于地面对斜劈的支持力的k 倍,为了使整个系统始终保持静止,k 值必须满足什么条件?【参照答案】(1)33mg【考点定位】考查相互作用、平衡条件及其相关知识。
14.如右图所示,两个完全相同的物块,重力大小为G ,两球与水平面的动摩擦因数都为μ,一根轻绳两端固定在两小球上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力,当绳子被拉直后,两段绳的夹角为α,问当F 至少为多大,两物块将会发生滑动?(设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)15.(13)用单位长度的质量为0.5kg/m的直木板做成直轨道,轨道的左端A搁在一个水平台上,并与一个固定光滑曲面的底端平滑相接,轨道在B点处与一竖直支架固定在一起,B点到A端的距离为0.8m,支架的高也为0.8m,轨道恰好水平。
支架的下端与垂直于纸面的固定轴O 连接,因此轨道可绕轴O沿顺时针方向翻动。
现将一个可看做质点的滑块从曲面上P点由静止释放,已知滑块质量为0.4kg,P到轨道的竖直距离为0.2m,滑块与轨道之间的动摩擦因数为0.125,重力加速度g取10m/s2。
(1)求滑块运动到A点时的速度大小;(2)若轨道长为1.024m,请通过计算确定滑块是否能水平飞离轨道;(3)用同样的直木板,做成不同长度的直轨道,保持B点到轨道左端A的距离为0.8m,仍将滑块从P点由静止释放,为确保滑块在轨道上滑行时支架不翻倒,求轨道长度的范围。