点亮高考物理系列力 13页

第二章 力 物体的平衡 考纲要求 一、考纲要求 内 容 要 求 说 明 ‎1．滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数 ‎2．形变、弹力、胡克定律 ‎3．矢量和标量 ‎4．力的合成和分解 ‎5．共点力平衡 Ⅱ ‎ ‎ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 力学中的三类常见的力：重力、弹力、摩擦力，特别是静摩擦力，这是高考中常考的内容.由于静摩擦力随物体的相对运动趋势发生变化，在分析中非常容易失误，同学们一定要下功夫把静摩擦力弄清楚.共点力作用下物体的平衡，是高中物理中重要的问题，几乎是年年必考，对共点力平衡的考查不仅在本章可独立出题，也常常与电磁学知识综合考查.另外，本章的知识与数学、生物学科、体育运动等结合形成新颖试题的亮点.‎ 力 物体的平衡 力 力的概念 力的定义 静力学效果：产生形变 动力学效果：产生加速度 力的作用效果 力的性质：物质性、相互性、矢量性 力学中常见的三种力 重力：G=mg 弹力 线性形变：胡克定律F=kx 微小形变：拉力、压力、支持力等 摩擦力 静摩擦力：0f2‎ C.f1向上，f2向上，且f1=f2 ‎ D.f1向上，f2向下，且f1=f2‎ ‎6.（2008年湛江二模）如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上的沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动，由此可知A、B间的动摩因数和B、C间的动摩因数有可能是（ ）‎ C ‎ A． B．‎ ‎ C． D．‎ ‎7.（2009年潮州一模）如图A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静靠在竖直墙边，然后释放，它们同时沿墙面向下滑，已知mA＞mB,则物体B （ ）‎ A．只受一个重力 B．受到重力和一个摩擦力 C．受到重力、一个弹力和一个摩擦力 D．受到重力、一个摩擦力和两个弹力 ‎8.（2007年海南）如图，P是位于水平的粗糙桌面上的物块.用跨过定滑轮的轻绳将P小盘相连，小盘内有砝码，小盘与砝码的总质量为m.在Ｐ运动的过程中，若不计空气阻力，则关于P在水平方向受到的作用力与相应的施力物体，下列说法正确的是（ ）‎ Ａ.拉力和摩擦力，施力物体是地球和桌面 ‎ Ｂ.拉力和摩擦力，施力物体是绳和桌面 Ｃ. 重力mg和摩擦力，施力物体是地球和桌面 Ｄ. 重力mg和摩擦力，施力物体是绳和桌面 ‎9．如图，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作匀速直线运动.求：‎ （1） 地面对物体的支持力？‎ ‎（2）木块与地面之间的动摩擦因数？　　　‎ ‎10.（2009年北京海定区）在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数.已知铁块A的质量mA=‎1kg，金属板B的质量mB=‎0.5kg.用水平力F向左拉金属板B，使其向左运动，弹簧秤的示数如图甲所示，则A、B间的摩擦力fμ=_______N，A、B间的动摩擦因数μ= .（g取‎10m/s2）.该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1s，可求得拉金属板的水平力F= N A B F 打点计时器 ‎2‎ 单位(N)‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎3‎ 甲 ‎1.50‎ A ‎3.50‎ ‎5.50‎ ‎7.50‎ ‎9.50‎ ‎11.50‎ B C D F G 乙 cm ‎◇基础提升训练 ‎ ‎ ‎11．如图６所示，物体m放在一木板上，木板与水平面间的夹角由0逐渐增大到90°的过程中(缓慢地绕支点O转动)对木块的摩擦力 （ ） ‎ A.不断增大 ‎ B.先变大后变小 C.不断变小 ‎ D.先变小后变大 ‎12.（2009肇庆一模）如图所示，一木块受到垂直于倾斜墙面方向的推力F作用而处于静止状态，下列判断正确的是（ ）‎ F A.墙面与木块间的弹力可能为零 B.墙面对木块的摩擦力可能为零 C.在推力F逐渐增大过程中，木块将始终维持静止 D. 木块所受墙面的摩擦力随推力F的增大而变化 ‎13．用水平力把一个重量为G的长方体物块,压在足够高的竖直墙上，水平力的大小从零开始随时间成正比地逐渐增大，物块沿墙面下滑，则物块所受摩擦力随时间变化的图线是下图中的( )‎ f t O A G f t O C G f t O D G f t O B G 图‎2-1-10‎ ‎14.两个重叠在一起的滑块，置于固定的，倾有为θ的斜面上，如图‎2-1-10‎所示.滑块A、B的质量分别为M、m.A与斜面间的动摩擦因数μ1,B与A之间的动摩擦因数μ2.已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，在运动过程中，滑块B受到的摩擦力 （ ） ‎ A.等于零 B.方向沿斜面向上 C.大小等于μ1mgcosθ D.大小等于μ2mgcosθ F Q P ‎15.（2006年全国卷）如图，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μ，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（ ）‎ A．4μmg　　　　 ‎ B．3μmg C．2μmg　　　　 ‎ D．μmg ‎16.如图所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面弹簧上(但不拴接)，整个系统处于静止状态.现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧.在整个过程中下面木块移动的距离为（ ）‎ m2‎ k1‎ k2‎ m1‎ ‎ ‎ A. B.‎ C. D.‎ ‎◇能力提升训练 ‎ ‎ ‎17．（2005年·天津理综卷）如图‎2-1-16‎所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态.当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则　（　）‎ P Q 图‎2-1-16‎ A. Q受到的摩擦力一定变小 B. Q受到的摩擦力一定变大 C. 轻绳上拉力一定变小 D. 轻绳上拉力一定不变 ‎18．如图‎2-1-17‎所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为K的轻弹簧连接起来，木块与地面间的滑动摩擦因数为μ．现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（ ）‎ 图‎2-1-17‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎19．重力为G的物体A受到与竖直方向成α角的外力F后，静止在竖直墙面上，如图图‎2-1-13‎ ‎2-1-13‎所示，试求墙对物体A的静摩擦力.‎ ‎ ‎ K1‎ K2‎ m1‎ m2‎ ‎20.如图，原长分别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态.现用一个质量为m的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，求 ‎（1）m2上升的高度是多少？‎ ‎（2）此时平板受到人对其的托力为多大？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 第一讲参考答案 考点参考答案 考点一、（1）弹性形变；（2）直接接触，弹性形变；‎ ‎（3）沿绳，垂直接触面，被压或被支持的物体；‎ ‎（4）kx，弹簧的劲度系数，弹簧的形变量 考点三、（1）相对运动，挤压；相对运动；接触面不光滑（2）物体间的正压力，μN；‎ ‎（3）相对运动方向 考点四（1）相对运动趋势，挤压；相对运动趋势；接触面不光滑 （2）外力，正压力，略大于，相等 （3）相对运动趋势方向 新题导练 N T T ‎ 1－1.AD【以甲乙双方的队员为整体，分析水平方向的受力，易知地面对乙方队员的总的摩擦力也是6000 N，以甲队为研究对象，水平方向受力平衡，故A处绳子的张力为6000N，以AB段绳子为研究对象，可得B处绳上的张力为5500N】‎ ‎1－2.D【以滑轮为研究对象，受力如图：滑轮两边绳子的拉力大小 相等，故改变手柄的方向，弹力不变】‎ ‎2－1.B【以ABC整体为研究对象，分析整体在水平方向的受力易知，地面对C的摩擦力为零，以A为研究对象，A处于平衡状态，故C与A之间无摩擦力，以B为研究对象，易知C与B之间的摩擦力为F】‎ ‎2－2.A【无论是上滑还是下滑，物体的加速度均是沿斜面向下，加速度有水平向左的分量，把物体和斜面视为一整体，易知地面对斜面的摩擦力方向始终向左】‎ ‎★三、抢分频道 限时基础训练参考答案 ‎1．答案：B．解析：因杯子始终静止，故摩擦力始终与重力平衡.手握杯子的力增大只是导致手与杯子间的最大静摩擦力增大.‎ ‎2．答案：B、D 解析：物体在水平推力F的作用下与斜面间可能无相对运动趋势，也可能有向上或向下的相对运动趋势，故物体可能不受静摩擦力，也可能受到沿斜面向上或向下的静摩擦力.‎ ‎3．答案：C 解析：对物体进行受力分析，在竖直方向有 ‎ ‎ 故 ‎4．答案：B．解析：物体有向左的加速度，故摩擦力向左.‎ ‎5.C[运动员匀速上攀时，运动员所受的是静摩擦力 ，匀速下滑时，运动员所受的时滑动摩擦力，两者都和重力大小相等]‎ ‎6.BD【AB以共同的速度做匀速直线运动，A处于平衡状态，A所受的合外力应为零，故B对A无摩擦力作用，把AB看做一整体，地面对B有摩擦力作用，故一定不为零，可能为零，也可能不为零】‎ ‎7.A【墙壁和物体之间无挤压，故墙壁和物体之间无弹力，AB均自由下落，故AB之间也无弹力】‎ Fx f N G Fy ‎8.B【以P物体为研究对象，水平方向受绳子的拉力和桌面的静摩擦力，施力物体分别是绳子和桌面】‎ ‎9．以物体为研究对象，受力如图所示 水平方向有： 竖直方向有： ‎ ‎ 又 解得 ； ‎ ‎10.以A为研究对象，A水平方向二力平衡，故AB之间的摩擦力为2.50N，动摩擦因素为，以B为研究对象，根据纸带，用分组法可求出纸带的加速度 ‎，根据牛顿第二定律 解得F＝3.50N 基础提升训练 N F ‎ ‎ G f ‎11.B　【在倾斜角逐渐增大的过程中，物块所受摩擦力由静摩擦力转变为动摩擦力，在静摩擦力阶段随角度增大静摩擦力增大，在动摩擦力阶段随角度增大动摩擦力减小】‎ ‎12.C【以物体为研究对象，受力如图，把重力沿墙面方向和垂直于墙面 正交分解易知C正确】‎ ‎13．答案：D 解析：物体开始沿墙面下滑，受滑动摩擦力，其大小与压力成正比，当滑动摩擦力大于重力后，物体将做减速运动直到速度变为零，此后物体所受的摩擦力为静摩擦力，与重力平衡，大小为G．‎ ‎14.答案：BC 解析：以AB为整体进行研究，其加速度为，然后再隔离B物体进行研究，根据牛顿第二定律可知答案为BC ‎15.A【以Q为研究对象，Q在水平方向受绳的拉力F1和P对Q的摩擦力Fμ1作用，由平衡条件可知：F1＝Fμ1＝μmg；以P为研究对象，P受到水平拉力F2绳的拉力地F2，Q对P的摩擦力F和地面对P的摩擦力Fμ2，由平衡条件可知：F＝F2＋F＋Fμ2，Fμ2＝μFN＝2μmg，牛顿第三定律知：F1＝F2，F＝Fμ1，代入得：F＝4μmg】‎ ‎16.C【初态整个系统处于平衡状态，弹簧k2的弹力为，当m1提离弹簧k1时，‎ 弹簧k2的弹力为，弹簧k2的弹力的改变量,由得，弹簧k2形变量的改变量为】‎ 能力提升训练 ‎17．答案：D 解析：P只受重力和绳的拉力，所以绳的拉力不变，.对Q受力分析不能确定摩擦力的大小、方向及其有无，所以A、B错，故选D.  ‎18．答案：A　解析：对木块m1，水平方向受滑动摩擦力f、弹簧弹力F的作用匀速运动，且f ＝μm‎1g，F＝k△x，由平衡条件知F＝f，即μm‎1g＝k△x，有△x＝μm‎1g／k，故两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是，本题正确答案为A.‎ ‎19.解析：当 Fcosα=G时，物体A在竖直方向上受力已经平衡，故静摩擦力为零；当 FcosαG时，物体有向上滑动的趋势，故静摩擦力f的方向向下，大小为 Fcosα-G.‎ ‎20.解：（1）挂上重物后，设上面的弹簧伸长x1，下面的弹簧伸长x2‎ 对m1、m2所组成的整体，有： ‎ ‎ 对m2 有 ‎ 平板把m2托起后，m2上升的高度为 ‎ ‎（2）用力托起后，上面的弹簧必伸长，下面的弹簧必缩短，设形变量为x，人对m的托力为F，‎ 对m1、m2、m所组成的整体，有 ‎ 对m1 有 ‎ 联立解出 或 ‎