2022年高考物理专题各种性质的力和物体的平衡 .pdf

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1、学习必备欢迎下载专题 ( 一) 各种性质的力和物体的平衡一、大纲解读本专题的教学要求：1认识重力的概念，知道重心及确定质量均匀且形状规则物体重心的方法。2了解弹性形变的概念，知道弹力及弹力产生的条件，并正确分析弹力的方向。并能利用胡克定律进行简单计算。（不讨论组合弹簧组劲度系数的问题）3知道静摩擦产生的条件，知道最大静摩擦的概念，并能正确判断静摩擦力的方向。知道滑动摩擦力产生的条件，并能正确判断滑动摩擦力的方向。知道影响滑动摩擦力大小的因素，用动摩擦因数计算滑动摩擦力。（不要求对三个或三个以上的连接体进行受力分析）4知道两个电荷间相互作用的规律5会判断安培力和洛仑兹力的方向并能计算出它们的大小

2、6理解力的平行四边形定则，体会数学知识在研究物理问题中的重要性。（力的合成与分解的计算，只限于用作图法或直角三角形知识解决）7了解共点力作用下物体平衡的概念，知道共点力作用下物体的平衡条件，并用来计算有关平衡的问题。 （不要求解决复杂连接体的平衡问题）二、重点剖析本专题重点有：1 弹力的大小和方向的判断(尤其是“弹簧模型”在不同物理情景下的综合应用) 2 摩擦力的分析与计算3 物体析受力分析和平衡条件的应用。本专题的难点是摩擦力的分析与计算，尤其是静摩擦力的有无、方向的判断以及它的大小的计算。知识网络如图1-1 所示。 注意 从弹力到摩擦力的那个箭头，它表示摩擦力与弹力之间存在条件关系：有弹力

3、才可能有摩擦力，或者说有摩擦力必有弹力。因此在对物体进行受力分析时，两相互接触的物体间可能没有力的作用；可能有一个力，那一定是弹力；一般是受两个力， 即弹力和摩擦力。但有时也会出现三个力，比如一个磁铁吸在竖直放置的铁板上，两者间就存在吸引力、弹力、静摩擦力这三对力。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 18 页学习必备欢迎下载三、考点透视1力是物体间的相互作用，力是矢量，力的合成和分解。例题 1(06 广东模拟 )如图 1-2 所示是山区村民用斧头劈柴的剖面图，图中 BC边为斧头背， AB、AC边是斧头的刃面。要使斧头容易劈开

4、木柴，则（）ABC边短一些， AB边也短一些BBC边长一些， AB边短一些CBC边短一些， AB边长一些DBC边长一些， AB边也长一些解析：设斧头所受的重力与向下的压力的合力为F，按照力的作用效果将力F 分解为 F1和 F2如图 1-3 所示。由几何关系可知：BCABFF1，所以FBCABF1。显然BC 边越短，AB边越长，越容易劈开木柴。答案： C。点拨：将一个已知力进行分解，从理论上讲可以有无数个解，但实际求解时常用两种方法：正交分解和将力按照效果进行分解。2形变和弹力、胡克定律例题 2. (05 全国卷 )如图 1-4 所示，在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块 A、B

5、。它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为 k , C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A 使之向上运动， 求从开始到物块B 刚要离开C 时物块 A 的位移 d。(重力加速度为 g)。解析：用 x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知1sinkxgmA用 x2表示B 刚要离开C 时弹簧的伸长量，则：2sinkxgmB由题意得：d=x1 +x2解得： d=kgmmBAsin)(点拨： 两个用弹簧相连的物体，在相对运动过程中，发生的相对位移大小等于弹簧形变量的变化。因此求出初末两个状态时弹簧的形变量是解决这类问题的关键。3静摩擦最大静摩擦滑动摩擦滑动

6、摩擦定律例题 3(06 全国卷 ) 如图 1-5 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 Q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P 与桌面之间的动摩擦因数都是 ，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉 P使它做匀速运动，则F 的大小为（）A4mg B3mg C2mg D mg 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 18 页学习必备欢迎下载解析：设绳中张力为T，对物块Q和 P分别受力分析如图1-6 所示。因为它都做匀速运动，所以所受合外力均为零

7、。对 Q有： T=f1=mg对 P有：f2=2 mgF= f2+T+ f1解得： F=4mg答案： A 点拨：当两物体间相对滑动时产生的摩擦为滑动摩擦，其方向与两者间的相对运动方向相反，大小与该接触面的正压力成正比。4. 滑动摩擦定律和多物体参与平衡问题例题 4.（08 全国卷 II）如图1-7 所示 , 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. tan32B. cot32C. tanD. cot解析： 对 AB 这一系统受力分析，如图

8、1-8 所示，若设B 与斜面之间动摩擦因数为 ，它们的质量为m，对该系统受力分析，由摩擦定律与平衡条件得：sin2cos2cosmgmgmg由此可得：tan32答案： B点拨：把小物块A 和 B 看做整体，进行受力分析，然后抓住整体受力特点，根据滑动摩擦定律写出AB 整体受到的摩擦力大小，列平衡方程，是突破多物体参与的平衡问题的关键，这类题能很好考查考生基础知识的掌握与基本能力，复习时应引起注意。5共点力作用下物体的平衡例题 5(07 广东 )如图 1-7 所示，在倾角为的固定光滑斜面上，质量为m 的物体受外力 F1和 F2的作用， F1方向水平向右， F2方向竖直向上。若物体静止在斜面上，则

9、下列关系正确的是( ) AF1sin F2cos mg sin ， F2mg BF1cos F2sin mg sin ， F2 mgCF1sin F2cos mg sin ，F2 mgDF1cos F2sin mg sin ， F2 mg解析：物体受力分析如图1-8 所示，以斜面方向和垂直于斜面方向建立直角坐标系，将这些力正交分解。由物体平衡条件可知：F1cos F2sin mg sin ，而物体要静止在斜面上，必须满足F2mg答案： B 点拨：当物体受力个数较多时，可根据具体情况合理地建立坐标系，将物体所受的所有外力进行正交分解，然后对两个方向分别列式求解。这是解与力学相关问题的基本方法。应

10、训练掌握。6.平衡问题中的临界问题例题 6.在机械设计中常用到下面的力学原理，如图1-9 所示，只要使连杆AB 与滑块 m所在平面间的夹角大于某个值，那么，无论连杆AB对滑块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆AB 对滑块施加的作用力越大，滑块精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 18 页学习必备欢迎下载就越稳定，工程力学上称这为“自锁”现象。为使滑块能“自锁”应满足什么条件？（设滑块与所在平面间的动摩擦因数为）解析：滑块m 的受力如图1-10 所示，建立直角坐标系，将力F正交分解，由物体平衡条件可知：在竖直方向上：FN

11、mgFsin图 1-9在水平方向上：Fcos =FfFN由以上两式解得：Fcos mg+Fsin因为力 F很大，所以上式可以写成：Fcos Fsin故应满足的条件为arccot答案： arccot点拨： 解决平衡物体中的临界问题常用的方法是假设法，其解题步骤是一是明确研究对象，二是画出研究对象的受力图，三是假设可发生的临界条件，四是列出满足所发生的临界现象的平衡方程。四、 热点分析本专题体现了常见力的概念和求法，研究了力与物体的平衡状态之间的关系， 是力学乃至电磁学的重要基础，熟练的掌握解决各种性质的力和物体的平衡问题方法，不仅构筑起了处理力学问题的基本框架，培养考生处理物理问题的基本技能，而

12、且还能渗透科学思想与方法，为以后的分析问题找到到有效途径，所以各种性质的力和物体的平衡问题是历年高考的热点。基本知识和基本能力的考查，高考中每年必考，常以选择题、填空题和计算分析题的形式出现。其高考的热点知能信息主要体现在以下几点：1重力的概念，弹力、摩擦力的方向判定及大小计算。2力的合成与分解的灵活应用。3受力分析和利用共点力的平衡条件解决实际问题的能力。4带电粒体在电磁场中的平衡条件及棒在磁场中的平衡。5整体法与隔离法在受力分析中的灵活应用。6信息提炼，条件转换及过程关联。例题 1 (07 北京模拟 )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

13、；夹在 A、B 之间的轻弹簧被压缩了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 1-9 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 本题简介：本题考查了胡克定律，静摩擦，物体平衡条件。难度：较易解析： 未加 F 时，木块A 在水平面内受弹簧的弹力F1及静摩擦力FA作用，且F1FAkx8N，木块 B在水平面内受弹簧弹力F2和静摩擦力FB作用，且F2 FBkx8N，在木块B上施加 F1N 向右拉

14、力后， 由于 F2FGB，故木块 B 所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小F/BF2F9N，木块 A 的受力情况不变。答案： C 反思： 摩擦力是高考中的一个热点，同时也是学习中的一个难点。求解摩擦力时， 首先要判断该处是滑动摩擦还是静摩擦，而静摩擦力的大小由物体所受外力和运动状态决定的。所以在解题时要特别注意的。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 18 页学习必备欢迎下载例题 2.（08 江苏）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

15、以同样速率匀速上升，则需从气球篮中减少的质量为A2(MFg) B. M2FgC. 2M2FgD.0 解析：依题意可知，气球在下降过程中处于平衡状态，由平衡条件得：fFMg，在气球上升过程中，速率与下降过程中相等，所以阻力仍为f，则平衡条件得：fFgM减少的质量：MMM，由以上各式联合可得：)(2gFMM答案： A反思：本题是匀速直线运动的变力作用下的平衡问题，从题中找出物理情景从一种向另一种转换时的联系，向另一个过程迁移，列平衡方程就能使问题得以突破。例题 3如图 1-10 所示， A、B 是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是m，它们的悬线长度是L，悬线上端都固定在同一点O，B 球悬线

16、竖直且被固定，A 球在力的作用下，偏离B 球的地方静止平衡，此时A 受到绳的拉力为F，现在保持其他条件不变，用改变 A 球质量的方法，使A 球在距 B 为21处平衡，则A球受到的绳的拉力为原来的ATB2T C4TD8T解析：以 A 球为研究对象，其受到重力G、B 对 A 的库仑力F、绳的拉力T，如图 1-11所示。 因三力的方向不具有特殊的几何关系，若用正交分解法，很难有结果，此时就改变思路，变正交分解为力的合成，注意观察，不难发现图中悬线形成的结构三角形和力的矢量三角形相似，由共点力平衡条件得：LmgLT以及LmgxF，解得解得 T=mg、mgLxF，当A球质量变为 m 并使它在距 B球2

17、x处于平衡时，同理可得：T=mg和gmLxF2，而由库仑定律容易得到A球前后所受库仑力之比为4FF将F、F代入上式可得：m=8m，所以绳子拉力T=m g=8mg=8T答案： D 反思：本题涉及重力、弹力、库仑力、库仑定律和共点力作用下物体的平衡条件。考查学生的理解、分析、推理和综合运用知识的能力。这是一道学科内综合的试题，充分体现了目前理科综合的命题特点。纵观近几年有关力的平衡的考题，将力的合成与分解、物体的平精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 18 页学习必备欢迎下载衡条件中后续的电场力、磁场力等综合在一起进行考查，已经成

18、为一个新的命题热点。解决本题的关键是正确分析先后两种情况下小球的受力情况，再设法寻找力的矢量三角形和结构三角形的相似，利用相似三角形法求解。五、能力突破例 1如图 1-12 所示，质量为m 的工件置于水平放置的钢板C 上，二者间的动摩擦因数为，由于光滑导槽A、B 的控制，工件只能沿水平导槽运动，现在使钢板以速度v1向右运动，同时用力 F 拉动工件 ( F 方向与导槽平行) 使其以速度v2沿导槽运动，则F 的大小为（）A. 等于 mgB. 大于 mgC. 小于 mgD. 不能确定解析：物体相对钢板具有向左的速度分量v1和侧向的速度分量v2，故相对钢板的合速度v 的方向如图1-13 所示，滑动摩擦

19、力的方向与v 的方向相反。根据平衡条件可得: F fcos mg22212VVV从上式可以看出：钢板的速度V1越大，拉力F越小。答案： C 反思：滑动摩擦力的方向总是与相对运动方向相反。解决此类问题的关键是找出相对运动方向，从而判断出所受的滑动摩擦力的方向，方能正确求解。例题 2（ 08 海南）如图所示，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）gB （Mm）gF C （ Mm）g FsinD （Mm）

20、gFsin解析： 对楔形物块与小物块这一系统受力分析，受到重力，支持力，拉力F，系统各物体均平衡，则整个系统也处于平衡状态。由对力F正交分解后，由平衡条件得：gmMFFN)(sin，则 FN=（Mm）gFsin；支持力与压力是作用力与反作用力，所以答案为D。答案： D 反思：整体法是将两个或者两个以上的物体作为一个整体进行分析的方法， 而隔离法是将某个物体单独隔离出来进行分析的方法，整体法、隔离法是分析物体平衡问题的常用方法，通常两种方法结合使用。例题 3. 如图 1-16 所示，在方向竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行金属导轨ABCD 。导轨上放有质量为m 的金属棒MN，棒与导轨间的

21、动摩擦因数为 。现从 t=0 时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即 I=kt，其中 k 为恒量。若金属棒与导轨始终垂直，则在下图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是（）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 18 页学习必备欢迎下载解析：由左手定则，金属棒MN的安培力方向是垂直纸面向里，因此金属棒对竖直金属导轨 ABCD 的正压力在数值上等于金属棒MN 的安培力F，设匀强磁场的磁感应强度为B、棒MN长为 L，则有： N=F=BIL=kBLt开始阶段滑动摩擦力较小，即fG，物体将做减速运动，

22、当速度减小到零时，物体由运动状态转变为静止状态，所以物体受到的滑动摩擦力也“突变” 为静摩擦力，由平衡条件可得此时该以后的静摩擦力大小为f=G。答案： C 反思：本题涉及重力、弹力、摩擦力、安培力和左手定则等知识点，重点是对摩擦力的分析。 考查理解、分析、推理和综合的能力，以及图像的分析和应用图像表达物理过程和规律的能力。 解决本题的关键是先正确理解静摩擦力和滑动摩擦力的特点，特别是静摩擦力的大小会随着运动趋势的强弱而在0Fm( 最大静摩擦力) 之间变化，与物体的正压力无直接关系，一般可利用平衡条件或牛顿运动定律来求其大小，再结合题述过程判断出是哪一类摩擦力，运用相应的方法求解，这里尤其要注意

23、摩擦由“动”到“静”的瞬间“突变”问题。例题 4如图 1-17所示，重 G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。若挡板逆时针缓慢转到水平位置，在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化？解析：由于挡板是缓慢转动的，可以认为每个时刻小球都处于静止状态，因此所受合力为零。应用三角形定则，G、F1、F2三个矢量应组成封闭三角形，其中G的大小、方向始终保持不变；F1的方向不变；F2的起点在G的终点处，而终点必须在F1所在的直线上，由作图 1-18可知，挡板逆时针转动90过程， F2矢量也逆时针转动90，因此 F1逐渐变小， F2先变小后变大。（当F2F1，即挡板与斜面垂直时，F2最

24、小）反思： 这类平衡问题是一个物体受到三个力（或可等效为三个力）而平衡， 这三个力的特点： 其中一个力的大小和方向是确定的，另一个力方向始终不改变，第三个力的大小和方向都可改变。运用图解法处理问题，显得直观、简捷，思路明了，有助于提高思维能力，简化解题过程。例题 5 （20XX年江苏）如图19 所示，带电量分别为4q 和 q 的小球 A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为d，若杆上套一带电小环C，带电体A、B 和 C 均可视为点电荷。（1）求小环C的平衡位置；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 18 页学习必备欢迎下载

25、（2）若小环C 带电量为q，将小环拉离平衡位置一小位移x（|x|d ）后静止释放，试判断小环 C 能否回到平衡位置。 （回答“能”或“不能”即可）（3）若小环C 带电量为 q，将小环拉离平衡位置一小位移x（|x|d ）后静止释放，试证明小环C 将作简揩运动。（提示：当a1时，则naan1)1(1）解析： （ 1）设 C在 AB连线的延长线上距离B为 l 处达到平衡，带电量为Q库仑定律2rqQkF和平衡条件得22)(4lk q Qldk q Q解得dldl21),(31舍去所以， C的平衡位置在B右侧 l = d 处。（2）.若小环 C带电量为q，将小环拉离平衡位置一小位移x（|x|d ）后静止

26、释放，由于q 受的电场力背离平衡位置，所以q 将由静止开始背离平衡位置做加速运动，不可能回到平衡位置。（ 3）环 C带电 q，平衡位置不变，将环C向右拉离平衡位置一小位移x，选取向右为矢量的正方向C受的回复力为2222)2(4)(xdkqxdkqFC利用近似关系化简得xdkqFC32，所以小环C 将做简谐运动。答案： （1） C的平衡位置在B右侧 l = d 处 （2） 不能回到平衡位置（3）xdkqFC32，小环 C将做简谐运动。反思：本题是平衡问题与简谐运动相联系的试题，是在原来熟悉的平衡模型的基础上添加条件进行拓展改编辑成的，在复习时要注重加强一题拓展的训练。例题 6.科学探究活动通常包

27、括以下环节：提出问题，作出假设，制订计划设计实验，进行实验收集证据，分析论证，评估交流等。一位同学学习了滑动摩擦力后，怀疑滑动摩擦力可能与接触面积有关,于是他准备用实验探究这个问题。(1)这位同学认为： 滑动摩擦力的大小与接触面积成正比，这属于科学探究活动中的_ 环节。(2)为完成本实验，需要自己制作木块，他应制作的木块是下列选项中的_ A各面粗糙程度相同的正方体木块B各面粗糙程度不相同的正方体木块C各面粗糙程度相同，长宽高各不相等的长方体木块D各面粗糙程度不相同,长宽高各不相等的长方体木块(3)为了测量木块与木板之间的滑动摩擦力，他设计了两种方案，如图 1-20 甲和乙所示，精选学习资料 -

28、 - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 18 页学习必备欢迎下载甲是将长木板固定在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木板上的木块；乙是用弹簧测力计水平拉住木块， 他水平拉动木块下的木板，你认为更利于操作的方案是_。理由是_。解析： 要探究摩擦力的大小与接触面积大小是否有关，必须用控制变量法。因此要在保持其它条件相同的情况下，改变接触面积的大小，测出相应的摩擦力的大小，才能判断滑动摩擦力是否与接触面积有关。方案甲中， 物体只有做匀速运动时，弹簧秤的读数才等于物体所受的摩擦力的大小，而操作中很难做到。而方案乙中，物体处于静止状态，所受的摩擦力的大小总等

29、于弹簧秤的读数。答案： (1) 作出假设；(2) C (3) 乙；乙方案中物体处于静止状态，弹簧秤的读数就等于物体所受的摩擦力的大小。反思： 本题考查了摩擦力大小的决定因素、控制变量法的物理思想，还着重考查了学生的实验探究能力。实验探究是新课标的一个重要思想，值得我们注意。六、规律整合1胡克定律的应用弹簧的弹力的特点是不产生突变，利用这个特点可以求解在其它外力发生变化时物体的瞬时加速度。 而与弹簧相连的物体的位移总是与弹簧的形变量的变化有关，这是解决这种问题的突破口。2摩擦力、滑动摩擦定律要计算一个物体受到摩擦力的大小必须首先判断出该物体与接触面之间的摩擦是属于静摩擦还是滑动摩擦。一般可先假设

30、物体与接触面之间相对静止，由物体的状态， 根据牛顿第二定律可求出为了使物体能相对静止所需的摩擦力的大小，如果该力小于等于最大静摩擦，则能相对静止，否则就相对滑动。静摩擦的计算可根据牛顿第二定律求解，滑动摩擦力的计算直接利用滑动摩擦定律。3共点力作用下物体平衡物体的平衡有两种情况：质点静止或做匀速直线运动。其条件是物体所受的合外力为零。当物体受三个力而处于平衡时，一般用力的合成：即将其中任意两个力合成，让三个力构成一个三角形；当物体受力的个数较多时，一般用正交分解法。4整体法与隔离法的应用若研究对象由多个物体组成，首先考虑运用整体法，这样受力情况比较简单。如果还要求系统内物体间的相互作用力，再用

31、隔离法。所以整体法和隔离法常常交替使用。5动态平衡类问题的分析方法解析法和图解法是解动态平衡的问题常用的两种方法。运用图解法处理问题， 显得直观、简捷。用相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法，解题的关键是正确的受力分析，寻找力三角形和结构三角形相似。七、高考预测：从近几年高考试题发展趋势来看，09年高考中本专题可能会以下列题型出现: 1选择题。 它可能把胡克定律、摩擦力的判断与计算、力的合成与分解、 共点力作用 (包括电场力、磁场力等)下物体的平衡条件的应用等知识有机整合成一道选择题。如06年北京卷第 19题、06年江苏卷第 9题、07年广东卷的第5题、07年江苏卷第 6题、07年山东卷

32、第 10题、06上海卷的第 12题、 08年全国卷 II第16题、 08年海南卷第 3题和第 9题、 08年江苏卷第 3题、08年山东卷第 16题、 08年天津卷第 19题、 08年江苏卷第 3题、 08年广东理科基础卷第2题和第6题、 08年上海卷第 7题等。这种题一般分值4分左右，难度系数约0.7。2实验题。本专题实验可以考查“探究力的等效和替代的平行四边形定则”、“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”、“探究影响摩擦力的大小的因素”等。如05年全国卷精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 18 页学习必备欢迎下载的第 22题

33、、 05年江苏卷的第 11题等。一般分值6-8分，难度系数约0.65。3计算题。 要计算题中可能会求物体在各种情况下的稳定速度。如06年重庆卷第 24题、05年上海卷的第 22题、 05年天津卷的第23题。另外“弹簧模型”也是高考的一个热点，它可以把胡克定律与牛顿定律、动量能量相结合，考查学生综合应用的能力。如05年全国卷的第 24题题、 06年天津卷的第23题、 08年宁夏卷第 30题、 08年重庆卷第 23题等。这种题对学生的能力要求较高，一般难度系数约0.6。八、专题专练：（时间 120 分钟满分 150 分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共 40分。在每小题给出的四个选项中，

34、有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分。）1. 如图 1-21所示长木板 L的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板成水平位置当木板向下转动， 角逐渐增大的过程中，摩擦力fF的大小随 角变化最有可能的是图1-22中（）2. 如图 1-23 所示 ，轻绳的一端系在质量为m物体上，另一端系在一个轻质圆环上，圆环套子在粗糙水平杆MN 上，现用水平力F拉绳上一点， 使物体处于图中实线位置，然后改变 F 的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置不动，则在这一过程中，水平拉力F、环与杆的摩擦力Ff和环对杆的压力FN的变

35、化情况是： （）AF逐渐增大， Ff保持不变 , FN逐渐增大BF逐渐增大， Ff逐渐增大 , FN保持不变CF逐渐减小， Ff逐渐增大 , FN逐渐减小DF逐渐减小， Ff逐渐减小 , FN保持不变3.如图 1-23 所示，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当 B 到达悬点 O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为，若两次实验中 B的电量分别为q1和 q2，分别为 30和 45，则 q2/q1为（）A2 B3 C23图 1-23 m M FN 精选学习资料 - - - -

36、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 18 页学习必备欢迎下载D334完全相同的直角三角形滑块A、B 如图 1-25 所示叠放，设A、B接触的斜面光滑，A 与桌面的动摩擦因数为，现在 B上施加一水平推力F，恰好使A、B保持相对静止且一起匀速运动，则 A 对桌面的动摩擦因数跟斜面倾角的关系为（）A. tanB. 2tanC. 1tan2D. 与无关5如图 1-26 所示，绳子AO 的最大承受力为150N，绳子 BO 的最大承受力为100N，绳子 OC强度足够大 .要使绳子不断，悬挂重物的重力最多为（）A100N B.150N C. 100 3ND.200N

37、 6如图 1-27 所示，用两根细线把A、B 两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、 B 两小球，然后用某个力F 作用在小球A 上，使三根细线均处于直线状态，且 OB 细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态。则该力可能为图中的（）AF1BF2CF3 DF47如图 1-28 所示，一辆汽车沿水平面向右运动，通过定滑轮将重物A 缓慢吊起，在吊起重物的过程中，关于绳子的拉力FT、汽车对地面的压力FN和汽车受到的摩擦力Ff的说法中正确的是（）AFT不变， FN不变， Ff逐渐增大BFT不变， FN逐渐增大， Ff逐渐增大CFT逐渐增大， FN不变， Ff逐渐增大DFT逐渐减小， FN

38、逐渐增大， Ff逐渐增大8.图 1-29 中为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O 进入 a、b 两板之间。 为了选取具有某种特定速率的电子，可在 a、b 间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO运精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 18 页学习必备欢迎下载动，由 O射出。不计重力作用。可能达到上述目的的办法是A使 a 板电势高于b 板，磁场方向垂直纸面向里B使 a 板电势低于b 板，磁场方向垂直纸面向里C使 a 板电势高于b

39、 板，磁场方向垂直纸面向外D使 a 板电势低于b 板，磁场方向垂直纸面向外9对如图 1-30所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是( ) AA轮带动 B轮沿逆时针方向旋转BB轮带动 A轮沿逆时针方向旋转CC轮带动 D轮沿顺时针方向旋转DD轮带动 C轮沿顺时针方向旋转10 (08 成都模拟 ) 如图所示 , 一根轻弹簧上端固定在O点，下端拴一个钢球P，球处于静止状态。现对球施加一个方向向右的外力F，使球缓慢偏移，在移动中的每个时刻，都可以认为钢球处于平衡状态。若外力F 的方向始终水平，移动中弹簧与竖直方向的夹角 90。且弹簧的伸长量不超过其弹性限度，则图中给出的弹簧伸长量x 与 cos的函数关系

40、图像2 中，最接近的是（）二、填空和实验题(本题共小题，共32 分，把正确的答案填在下面的横线上，或按要求答题。）11.如图 6 所示，在两块相同的竖直木板之间，夹有质量均为的块相同的砖，用两大小均为的水平力压紧木板，使砖静止，则第与第块砖间的摩擦力为。12如图 1-32 所示，质量为m，带点量为 -q 的微粒以速度v与水平成 450进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。如微粒在电场、磁场、重力场作用下做匀速直线运动，则电场强度E= ，磁感应强度B= 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 18 页学习必备欢迎下载1

41、3在“探究力的等效和替代的平行四边形定则”实验中， 需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图1-33）。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：两根细绳必须等长。橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。D同一次实验中，O 点位置允许变动。E实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的拉力的大小和方向，把橡皮条的节点拉到O 点。F实验中，把橡皮条的节点拉到O 点时，两弹簧秤之间的夹角应取900 不变，以便于算出合力的大小其中正确

42、的是_。（填入相应的字母）14为了测量两张纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：如图1-34 所示，在木块 A 和木板 B上贴上待测的纸，B木板水平固定， 砂桶通过细线与木块A 相连， 调节砂桶中砂的多少，使A 匀速向左运动。测出砂桶和砂的总质量m，以及贴纸木块A 的质量 M，则两纸间的动摩擦因数 =m/M。（1）该同学为什么要把纸贴在木块A 和木板 B上，而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力？（2）在实际操作中，发现要保证木块A 做匀速运动较困难，请你对这个实验作一改进来克服这一困难。你设计的改进方案是：；根据你的方案做实验，结果动摩擦因数 的表达式是：；根据你的方案要添加的器材有。三、计算

43、题 （本题共 5 小题，共70 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。 只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15如图 1-35 所示，一根轻绳上端固定在O 点，下端拴一个重为G 的钢球 A，球处于静止状态 .现对球施加一个方向向右的外力F，使球缓慢偏移， 在移动中的每一刻，都可以认为球处于平衡状态.如果外力F方向始终水平，最大值为2G，试分析：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 18 页学习必备欢迎下载(1)轻绳张力T的大小取值范围. (2)在图 1-36 中画出轻绳张力

44、(T)与 cos的关系图象 . 16如图 1-37 所示，在竖直平面内固定有两条平行的金属导轨ab、 cd，导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=0.80T，与导轨相连的电源电动势E=3.0V，内阻 r=0.5，水平放置的导体棒MN 的电阻 R=1.5 ， 两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动,电路中其他电阻不计。当单刀双掷开关S 与 1 接通时，导体棒刚好保持静止状态，求：（1）磁场的方向；（2）当开关S与 2 接通后，导体棒MN 在运动过程中，单位时间（ 1s）内扫过的最大面积。设导轨足够长。17三根不可伸长的相同的轻绳，一端系在半径为r0的环 1 上，彼此间距相等，绳

45、穿过半径为r0的第 2 个圆环，另一端同样地系在半径为2r0的环 3 上，如图1-38 所示，环1固定在水平面上， 整个系统处于平衡状态.试求第 2 个环中心与第3 个环中心之间的距离.(三个环都是用相同的金属丝制作的，摩擦不计) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 18 页学习必备欢迎下载18如图 1-39 所示，一台轧钢机的两个滚子,直径各为d=50cm,以相反方向旋转,滚子间距离为 a=0.5cm,如果滚子和热钢间的动摩擦因数为0.1,试求进入滚子前钢板的最大厚度。参考答案：一、选择题（本题共10 小题，每题4 分，

46、共 40 分）1解析： 当 较小时物块与木板间的摩擦力为静摩擦力，摩擦力大小与物块重力沿板方向的分力大小相等，其大小为：sinmgFf，按正弦规律变化；当较大时物块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，摩擦力大小为：cosmgFf，按余弦规律变化，故选B答案： B 2.解析： 物体缓慢下降过程中，细绳与竖直方向的夹角 不断减小，可把这种状态推到无限小，即细绳与竖直方向的夹角为零；由平衡条件可知0时，0F，0fF，所以物体缓慢下降过程中，F逐渐减小， Ff逐渐减小。故选D。3 解析：由于二者间的电场力是作用力与反用力，若以B 为研究对象，绝缘手柄对B球的作用力未知，陷入困境，因此以 A 为研究对象。设A

47、 带电量为 q，B 带电量为Q，AB间距离为a,OB间距离为 h ,由库仑定律得2aQqkF，由三角形OAB得hatan，以 B球为研究对象，受力如图 3 所示，由平衡条件得mgFtan，由以上三式得kQmgaqtan2，所以33)30tan45tan(312qq，故正确选项为D。O A B 绝缘手柄F T G 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 18 页学习必备欢迎下载4 解 析 ： 设 两 三 角 形 滑 块 的 质 量 均 为m ， 对 整 体 有 ：22Fmgmg滑块 B 受力如图所示，则对B 有：cosNmg，s

48、inNF可解得：1t a n25解析：在增加重力时，不知哪根绳子先断.故我们选择O 点为研究对象，先假设OA 不会被拉断， OB 绳上的拉力先达最大值，则：100OBmTN，由拉密定理得：0sin120sin150AOBmTT解得：0100 3AOAmTT，OA 将被拉断 .前面假设不成立. 再假设 OA 绳子拉力先达最大值，0150AmTN，此时，由拉密定理得：0sin120sin150AmOBTT解得：87100OBOBmTNTN，故 OB 将不会断 . 此时，sin90100 3sin120OAmTGN,故悬挂重物的重力最多只能为1003N，所以C正确，答案C。6解析：物体受力平衡时，无

49、论如何建立直角坐标系，两个方向上的合力均为零。若以 OA 和垂直于OA 方向建立坐标系，可以看出该力沿F1方向， A 物体不能平衡；以水平和竖直方向建立坐标系，F4不能平衡。因此选BC ，答案： BC 7解析：由平衡知识可得，绳中拉力FT的大小不变，总等于物A 的重力；假设汽车在滑轮的正下方，则绳中拉力FT的水平分量为零，此时汽车对地面的压力FN最小，汽车受到的水平向右的的摩擦力Ff为零；当汽车距滑轮下方为无穷远处时，绳中拉力FT的竖直分量为零，汽车对地面的压力FN最大，汽车受到的水平向右的的摩擦力Ff最大，故选B答案：B 8解析：本题“滤速器” 即速度选择器， 工作条件是电场力与洛仑兹力平衡

50、，即 qvB=qE，所以 v=E/B。显然“滤速器”只滤“速”，与粒子电性无关，故可假设粒子电性为正，若a板电势较高， 则电场力方向指向b板，洛仑兹力应指向a板方可满足条件，由左手定则可得选项A是正确的；若 a板电势较低，同理可得选项D是正确的。答案：AD。9解析：若 AB逆时针旋转，则A对皮带的静摩擦力向左、B对皮带的静摩擦力向右才能将上方皮带拉紧，因此皮带相对A轮有向右运动趋势，A为从动轮， B正确；同理， D项正确。答案： BD。10D解析：对物体受力分析，作出力的矢量三角形，就可解答。二、填空和实验题11Mg 将第、 3 块砖看成一个整体。由于对称性，第1、4 块砖对2、3 整体的mg