高中生物一輪復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時間:2021-01-25高考物理一輪復(fù)習(xí)連接體的受力分析教案。
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第2講連接體的受力分析
主講教師:徐建烽首師大附中物理特級教師
一、平衡分析
題一:如圖所示,水平放置的木板上面放置木塊,木板與木塊、木板與地面間的摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2。已知木塊質(zhì)量為m,木板的質(zhì)量為M,用定滑輪連接如圖所示,現(xiàn)用力F勻速拉動木塊在木板上向右滑行,求力F的大小??
題二:如圖所示,一質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上,它的頂角為90°,兩底角為α和β;a、b為兩個位于斜面上質(zhì)量均為m的小木塊。已知所有接觸面都是粗糙的?,F(xiàn)發(fā)現(xiàn)a、b沿斜面勻速下滑,而楔形木塊靜止不動,這時楔形木塊對水平桌面的壓力等于()
A.Mg+mgB.Mg+2mg
C.Mg+mg(sinα+sinβ)D.Mg+mg(cosα+cosβ)
二、非平衡分析:
題三:跨過定滑輪的繩的一端掛一吊板,另一端被吊板上的人拉住,已知人的質(zhì)量為70kg,吊板的質(zhì)量為10kg,繩及定滑輪的質(zhì)量,滑輪的摩擦均可不計,取重力加速度g=10m/s2,當(dāng)人以440N的力拉繩時,人與吊板的加速度a和人對吊板的壓力F分別為()
A.a(chǎn)=1m/s2,F(xiàn)N=260NB.a(chǎn)=1m/s2,F(xiàn)N=330N
C.a(chǎn)=3m/s2,F(xiàn)N=110ND.a(chǎn)=3m/s2,F(xiàn)N=50N
三、綜合分析
題四:如圖,在傾角為的固定光滑斜面上,有一用繩子拴著的長木板,木板上站著一只貓。已知木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的2倍。當(dāng)繩子突然斷開時,貓立即沿著板向上跑,以保持其相對斜面的位置不變。則此時木板沿斜面下滑的加速度為()
A.B.
C.D.2
題五:如圖所示,靜止在水平面上的三角架的質(zhì)量為M,它中間用兩根質(zhì)量不計的輕質(zhì)彈簧連著一質(zhì)量為m的小球,當(dāng)小球上下振動,三角架對水平面的壓力為零的時刻,小球加速度的方向與大小是()
A.向下,B.向上,g
C.向下,gD.向下,
第2講連接體的受力分析
題一:題二:B題三:B題四:C題五:D
相關(guān)知識
高考物理第一輪單元知識點(diǎn)專題復(fù)習(xí):力學(xué)單位制與連接體問題
第三課時:力學(xué)單位制與連接體問題
上課時間:
【高考要求與解讀】
1、知道力學(xué)單位制;
2.學(xué)會用整體法、隔離法進(jìn)行受力分析,并熟練應(yīng)用牛頓定律求解簡單的連接體問題
【題型探究】
一、力學(xué)單位制
要牢記物理量和物理量單位的名稱、符號。了解基本單位和導(dǎo)出單位的概念。
【例1】在下面的物理量和單位中()
①密度②牛③米/秒④加速度⑤長度⑥質(zhì)量⑦千克⑧時間
A.屬于國際單位制中基本單位的是①⑤⑥⑧
B.屬于國際單位制中基本單位的是⑦
C.屬于國際單位的是②③⑦
D.屬于國際單位的是④⑤⑥
訓(xùn)練:有一些問題你可能不會求解,但是你仍有可能對這些問題的解是否合理進(jìn)行分析和判斷。例如從解的物理量單位,解隨某些已知量變化的趨勢,解在一些特殊條件下的結(jié)果等方面進(jìn)行分析,并與預(yù)期結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行比較,從而判斷解的合理性或正確性。
舉例如下:如圖所示。質(zhì)量為M、傾角為的滑塊A放于水平地面上。把質(zhì)量為m的滑塊B放在A的斜面上。忽略一切摩擦,有人求得B相對地面的加速度a=,式中g(shù)為重力加速度。
對于上述解,某同學(xué)首先分析了等號右側(cè)量的單位,沒發(fā)現(xiàn)問題。他進(jìn)一步利用特殊條件對該解做了如下四項分析和判斷,所得結(jié)論都是“解可能是對的”。但是,其中有一項是錯誤的。請你指出該項。
A.當(dāng)=0時,該解給出a=0,這符合常識,說明該解可能是對的
B.當(dāng)=90時,該解給出a=g,這符合實(shí)驗(yàn)結(jié)論,說明該解可能是對的
C.當(dāng)Mm時,該解給出a=gsin,這符合預(yù)期的結(jié)果,說明該解可能是對的
D.當(dāng)mM時,該解給出a=,這符合預(yù)期的結(jié)果,說明該解可能是對的
二、用整體法和隔離法解題。
兩個或兩個以上物體相互連接參與運(yùn)動的系統(tǒng)稱為連接體.以平衡態(tài)或非平衡態(tài)下連接體問題擬題屢次呈現(xiàn)于高考卷面中,是考生備考臨考的難點(diǎn)之一.
【例2】在一根繩下串聯(lián)著兩個質(zhì)量不同的小球,上面小球比下面小球質(zhì)量大,當(dāng)手提著繩端沿水平方向并使兩球一起作勻加速運(yùn)動時(空氣阻力不計),則下圖中正確的是()
【例3】用質(zhì)量為m、長度為L的繩沿著光滑水平面拉動質(zhì)量為M的物體,在繩的一端所施加的水平拉力為F,如圖14所示,求:
(1)物體與繩的加速度;
(2)繩中各處張力的大小(假定繩的質(zhì)量分布均勻,下垂度可忽略不計。)
【例4】如圖,傾角為α、質(zhì)量為M的斜面放在粗糙的水平面上,斜面與質(zhì)量為m的木塊間的動摩擦因數(shù)為μ,木塊由靜止開始沿斜面加速下滑時斜面始終保持靜止。求:(1)水平面對斜面的支持力
(2)水平面給斜面的摩擦力大小和方向。
訓(xùn)練1:如圖所示,質(zhì)量為M的物體,放置在水平光滑的桌面上,通過輕繩跨過定滑輪與物體m相連,求繩的張力。
訓(xùn)練2:如圖所示,質(zhì)量為M的長平板車放在光滑的傾角為α的斜面上,車上站著一質(zhì)量為m的人,若要平板車靜止在斜面上,車上的人可以(.C)
A.勻速向下奔跑
B.以加速度向下加速奔跑
C.以加速度向下加速奔跑
D.以加速度向上加速奔跑
訓(xùn)練3:在2008年北京殘奧會開幕式上,運(yùn)動員手拉繩索向上攀登,最終點(diǎn)燃了主火炬,體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動員堅忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探究上升過程中運(yùn)動員與繩索和吊椅間的作用,可將過程簡化。一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動員拉住,如圖所示。設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為65kg,吊椅的質(zhì)量為15kg,不計定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取。當(dāng)運(yùn)動員與吊椅一起正以加速度上升時,試求
(1)運(yùn)動員豎直向下拉繩的力;
(2)運(yùn)動員對吊椅的壓力。
【同步訓(xùn)練】
1.下列四組力學(xué)單位中,都是國際單位制中基本單位的是()
A.N、kg、mB.N、m、sC.kg、m、sD.kg、N、m
2.質(zhì)量m=200g的物體,測得它的加速度a=20cm/s2,則關(guān)于它所受的合力的大小及單位,下列運(yùn)算既正確又符合一般運(yùn)算要求的是()
A.F=200×20=4000NB.F=0.2×0.2=0.04NC.F=0.2×0.2=0.04D.F=0.2×0.2N=0.04N
3.聲音在空氣中的傳播速度v與空氣的密度ρ、壓強(qiáng)p有關(guān),下列關(guān)于空氣中聲速的表達(dá)式(k是比例系數(shù),無單位)中正確的是()
A.B.C.D.
4.如圖,水平地面上有一楔形物體b,b的斜面上有一小物塊a;a與b之間、b與地面之間均存在摩擦.已知楔形物體b靜止時,a靜止在b的斜面上.現(xiàn)給a和b一個共同的向左的初速度,與a和b都靜止時相比,此時可能
A.a(chǎn)與b之間的壓力減少,且a相對b向下滑動
B.a(chǎn)與b之間的壓力增大,且a相對b向上滑動
C.a(chǎn)與b之間的壓力增大,且a相對b靜止不動
D.b與地面之間的壓力不變,且a相對b向上滑動
5.如圖所示,質(zhì)量為m1和m2的兩個物體用細(xì)線相連,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿斜面,最后豎直向上運(yùn)動,在三個階段的運(yùn)動中,線上張力的大小()
A.由大變小B.由小變大
C.始終不變D.由大變小再變大
6.科研人員乘氣球進(jìn)行科學(xué)考察.氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為990kg,.氣球在空中停留一段時間后,發(fā)現(xiàn)氣球漏氣而下降,及時堵?。伦r氣球下降速度為1m/s,且做勻加速運(yùn)動,4s內(nèi)下降了12m.為使氣球安全著陸,向舷外緩慢拋出一定的壓艙物.此后發(fā)現(xiàn)氣球做勻減速運(yùn)動,下降速度在5分鐘內(nèi)減少3m/s,若空氣阻力和泄漏氣體的質(zhì)量均可忽略,重力加速度g=9.89m/s2,,求拋掉的壓艙物的質(zhì)量.
7.如圖所示,質(zhì)量為m1=5kg的物體,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小為30N的力F推物體,物體沿斜面向上勻速運(yùn)動,斜面體質(zhì)量m2=10kg,且始終靜止,取g=10m/s2,求地面對斜面的摩擦力的大小及支持力的大小.
高考物理第一輪考綱知識復(fù)習(xí):受力分析、共點(diǎn)力的平衡
第3節(jié)受力分析、共點(diǎn)力的平衡
【考綱知識梳理】
一.受力分析
1.明確研究對象
在進(jìn)行受力分析時,研究對象可以是某一個物體,也可以是保持相對靜止的若干個物體.在解決比較復(fù)雜的問題時,靈活地選取研究對象可以使問題很快得到解決.研究對象確定以后,只分析研究對象以外的物體施予研究對象的力(即研究對象所受的外力),而不分析研究對象施予外界的力.
2.按順序找力
先場力(重力,電場力,磁場力),后接觸力;接觸力中必須先彈力,后摩擦力(只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力).
3.只畫性質(zhì)力,不畫效果力
畫受力圖時,只能按力的性質(zhì)分類畫力,不能按作用效果(拉力,壓力,向心力等)畫力,否則將出現(xiàn)重復(fù).
4.需要合成或分解時,必須畫出相應(yīng)的平行四邊形(或三角形)
在解同一個問題時,分析了合力就不能再分析分力;分析了分力就不能再分析合力,千萬不可重復(fù).
把分析出的所有彈力,摩擦力都畫在隔離體上,就作好了被分析物體的受力圖.
在進(jìn)行受力分析時,應(yīng)注意:
(1)防止“漏力”和“添力”.按正確順序進(jìn)行受力分析是防止“漏力”的有效措施.注意尋找施力物體,這是防止“添力”的措施之一,找不出施力物體,則這個力一定不存在.
(2)深刻理解“確定研究對象”的含意,題目要求分析A物體受力,那么A物體對其他物體的力就不是A所受的力.
(3)畫受力圖時,力的作用點(diǎn)可沿作用線移動.
二、共點(diǎn)力的平衡
1.平衡狀態(tài)
一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),就說這個物體處于平衡狀態(tài).如光滑水平面上做勻速直線滑動的物塊,沿斜面勻速直線下滑的木箱,天花板上懸掛的吊燈等,這些物體都處于平衡狀態(tài).
2.共點(diǎn)力作用下的平衡條件
①平衡條件:在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力F合=0.
②平衡條件的推論
a.若物體在兩個力同時作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個力大小相等,方向相反,且作用在同一直線上,其合力為零,這就是初中學(xué)過的二力平衡.
b.若物體在三個非平行力同時作用下處于平衡狀態(tài),這三個力必定共面共點(diǎn)(三力匯交原理),合力為零,稱為三個共點(diǎn)力的平衡,其中任意兩個力的合力必定與第三個力大小相等,方向相反,作用在同一直線上.
c.物體在n個非平行力同時作用下處于平衡狀態(tài)時,n個力必定共面共點(diǎn),合力為零,稱為n個共點(diǎn)力的平衡,其中任意(n-1)個力的合力必定與第n個力等大,反向,作用在同一直線上.
【要點(diǎn)名師透析】
一、物體受力分析
1.受力分析
就是把研究對象在給定物理環(huán)境中所受到的力全部找出來,并畫出相應(yīng)的受力示意圖的過程.
2.受力分析的方法
(1)隔離法
將某物體從周圍物體中隔離出來,單獨(dú)分析該物體受到的各個力,稱為隔離法.隔離法的原則:可以把相連接的各物體看作一個整體.如果要分析的是整體內(nèi)物體間的相互作用力(即內(nèi)力),就要把跟該力有關(guān)的某物體隔離出來,當(dāng)然對隔離出來的物體而言,它受到的各個力就應(yīng)看作外力了.
(2)整體法
把相連接的各物體看作一個整體(系統(tǒng)),分析整體外的物體對整體內(nèi)的各個物體的作用力(外力),稱為整體法.整體法的基本原則:整體中各物體具有相同的加速度或都處于平衡狀態(tài)(即a=0),題目要分析的是整體受的外力,而不是要分析整體內(nèi)部物體之間的相互作用力(內(nèi)力).
(3)對于連接體問題,多數(shù)情況既要分析外力,又要分析內(nèi)力,這時我們可以采取先整體(解決外力)后隔離(解決內(nèi)力)的方法,當(dāng)然也可以采用先隔離后整體的方法,還可以整體法、隔離法交叉運(yùn)用.
3.受力分析的基本步驟
(1)明確研究對象:即確定受力分析的物體,研究對象可以是單個物體,也可以是多個物體的組合;
(2)隔離物體分析:將研究對象從周圍物體中隔離出來,進(jìn)而分析周圍有哪些物體對它施加了力的作用;
(3)畫受力示意圖:在找出力的同時,畫出受力示意圖,作用點(diǎn)一般畫在物體的重心上,并準(zhǔn)確標(biāo)出各力的方向;
(4)驗(yàn)證分析結(jié)果:檢查畫出的每一個力能否找出它的施力物體,檢查分析結(jié)果能否使研究對象處于題意所給的運(yùn)動狀態(tài).
注意:在對物體進(jìn)行受力分析時,要防止漏力或添力.
(1)受力分析的順序一般應(yīng)是先分析場力,再分析接觸力.
(2)對分析出的每一個力都能找出施力物體.
【例1】(20xx濰坊模擬)如圖所示,小車M在恒力F作用下,沿水平地面做直線運(yùn)動,由此可判斷()
A.若地面光滑,則小車一定受三個力作用
B.若地面粗糙,則小車可能受三個力作用
C.若小車做勻速運(yùn)動,則小車一定受四個力的作用
D.若小車做加速運(yùn)動,則小車可能受三個力的作用
【答案】選C、D.
【詳解】先分析重力和已知力F,再分析彈力,由于F的豎直分力可能等于重力,因此地面可能對物體無彈力作用,則A錯;F的豎直分力可能小于重力,則一定有地面對物體的彈力存在,若地面粗糙,小車受摩擦力作用,共四個力作用,B錯;若小車做勻速運(yùn)動,那么水平方向上所受摩擦力和F的水平分力平衡,這時小車一定受重力、恒力F、地面彈力、摩擦力四個力作用,則C對;若小車做加速運(yùn)動,當(dāng)?shù)孛婀饣瑫r,小車受重力和力F作用或受重力、力F、地面支持力作用,選項D正確.
二、處理平衡問題常用的方法和解題步驟
1.常用方法
(1)力的合成法
物體在三個共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等,方向相反.“力的合成法”是解決三力平衡問題的基本方法.
(2)正交分解法
物體受到三個或三個以上力的作用時,常用正交分解法列平衡方程求解:Fx=0,F(xiàn)y=0.為方便計算,建立坐標(biāo)系時以使盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上為原則.
(3)三角形法
對受三力作用而平衡的物體,將力的矢量圖平移使三力組成一個首尾依次相接的封閉力三角形,進(jìn)而處理物體平衡問題的方法叫做三角形法;力的三角形法在處理動態(tài)平衡問題時方便、直觀、容易.
(4)相似三角形法
物體受到三個共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài),畫出其中任意兩個力的合力與第三個力等值反向的平行四邊形,其中可能有力三角形與題設(shè)圖中的幾何三角形相似,進(jìn)而力三角形與幾何三角形對應(yīng)成比例,根據(jù)比值便可計算出未知力的大小與方向.
(5)受力對稱法
研究對象所受力若具有對稱性,則求解時可把復(fù)雜的運(yùn)算轉(zhuǎn)化為簡單的運(yùn)算,或者將復(fù)雜的圖形轉(zhuǎn)化為直觀而簡單的圖形,所以在分析問題時,首先應(yīng)明確物體受力是否具有對稱性.
2.解題步驟
(1)選取研究對象:根據(jù)題目要求,選取一個平衡體(單個物體或系統(tǒng),也可以是結(jié)點(diǎn))作為研究對象.
(2)畫受力圖:對研究對象進(jìn)行受力分析,畫出受力示意圖.
(3)建立坐標(biāo)系:選取合適的方向建立直角坐標(biāo)系.
(4)列方程求解:根據(jù)平衡條件列出平衡方程,解平衡方程,對結(jié)果進(jìn)行討論.
注意:處理平衡狀態(tài)的方法很多,至于采取什么方法,要針對不同的物理問題靈活處理,不能死套方法.
【例2】(20xx深圳模擬)如圖所示,小圓環(huán)A吊著一個質(zhì)量為m2的物塊并套在另一個豎直放置的大圓環(huán)上,有一細(xì)線一端拴在小圓環(huán)A上,另一端跨過固定在大圓環(huán)最高點(diǎn)B的一個小滑輪后吊著一個質(zhì)量為m1的物塊.如果小圓環(huán)、滑輪、繩子的大小和質(zhì)量以及相互之間的摩擦都可以忽略不計,繩子又不可伸長,若平衡時弦AB所對應(yīng)的圓心角為α,則兩物塊的質(zhì)量比m1∶m2應(yīng)為()
【答案】選C.
【詳解】解法一:采取相似三角形法對小圓環(huán)A受力分析,如圖所示,F(xiàn)T2與FN的合力與FT1平衡,由矢量三角形與幾何三角形相似,
可知
得
解法二:采用正交分解法
建立如解法一中圖所示的坐標(biāo)系,可知:FT2=FN=m2g
解得
解法三:采用三力平衡的推論法
FT2與FN的合力與FT1平衡,則FT2與FN所構(gòu)成的平行四邊形為菱形,有
FT2=m2g,FT1=m1g
解得
三、動態(tài)平衡、臨界與極值問題
1.動態(tài)平衡問題:通過控制某些物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化,而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài).
2.臨界問題:當(dāng)某物理量變化時,會引起其他幾個物理量的變化,從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”,在問題的描述中常用“剛好”、“剛能”、“恰好”等語言.
3.極值問題:平衡物體的極值,一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題.
4.解決動態(tài)平衡、臨界與極值問題的常用方法
注意:(1)處理平衡中的臨界問題和極值問題時,首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過程分析,找出平衡的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn).
(2)在高考命題中,常結(jié)合各種力考查平衡中的臨界問題和極值問題,借此考查學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力以及綜合推理能力.
【例3】如圖所示,傾角為30°的斜面上有物體A,重10N,它與斜面間最大靜摩擦力為3.46N,為了使A能靜止在斜面上,物體B的重力應(yīng)在什么范圍內(nèi)(不考慮繩重及繩與滑輪間的摩擦力)?
【答案】1.54N≤GB≤8.46N
【詳解】由于物體B重力不同,A沿斜面滑動趨勢不同,則受到的摩擦力方向不同,受力情況不同.
假設(shè)A上滑,據(jù)A的受力情況,B的重力GB應(yīng)滿足GBGAsin30°+Ff=8.46N,為了使A不上滑,應(yīng)有GB≤8.46N.
假設(shè)A下滑,根據(jù)此時A的受力情況.B的重力應(yīng)滿足GB+FfGAsin30°,則GB1.54N,為了使A不下滑,應(yīng)有GB≥1.54N.
欲使物體A不上滑也不下滑,則B的重力應(yīng)滿足1.54N≤GB≤8.46N.
【感悟高考真題】
1.(20xx.安徽高考T14)一質(zhì)量為m的物塊恰好靜止在傾角為的斜面上?,F(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力F,如圖所示。則物塊
A.仍處于靜止?fàn)顟B(tài)
B.沿斜面加速下滑
C.受到的摩擦力不變
D.受到的合外力增大
【答案】選A.
【詳解】無力F時受力情況如圖a,使物體下滑的力,物體受到最大靜摩擦力,“物體恰好靜止”受最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動摩擦力,,;當(dāng)施加恒力F后,受力情況如圖b,
使物體下滑的力為:,物體所受最大靜摩擦力為:,即,兩者相等物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。A正確,B錯誤;由于,故C錯誤;物體始終靜止,則受到的合力始終為零,D錯誤。
物體不加力F時的受力情況,“恰好靜止”物體所受靜摩擦等于滑動摩擦,可求出摩擦因數(shù),加力F后再進(jìn)行受力分析,判斷運(yùn)動狀態(tài)。
2.(20xx天津理綜T2)如圖所示,A、B兩物塊疊放在一起,在粗糙的水平面上保持相對靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動,運(yùn)動過程中B受到的摩擦力
A.方向向左,大小不變B.方向向左,逐漸減小
C.方向向右,大小不變D.方向向右,逐漸減小
【答案】選A.
【詳解】根據(jù)題目條件得知,物體B具有水平向左的恒定加速度,由牛頓第二定律知,物體B受到的合外力水平向左且恒定,對物體B受力分析可知,物體B在水平方向的合外力就是物體A施加的靜摩擦力,因此,物體B受到的摩擦力方向向左,且大小不變,保持恒定,選項A正確,其它選項都錯。
解答本題時可按以下思路分析:A、B兩物塊保持相對靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動,得出物體B的加速度方向,根據(jù)牛頓第二定律,求出合外力的方向,分析出摩擦力。
3.(20xx海南物理T4)如圖,墻上有兩個釘子a和b,它們的連線與水平方向的夾角為45°,兩者的高度差為l。一條不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定于a點(diǎn),另一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物。在繩子距a端得c點(diǎn)有一固定繩圈。若繩圈上懸掛質(zhì)量為m2的鉤碼,平衡后繩的ac段正好水平,則重物和鉤碼的質(zhì)量比為()
A.B.2
C.D.
【答案】選C。
【詳解】掛上鉤碼平衡后,bc繩與豎直方向成的角度。繩圈受力如圖所示,又。聯(lián)立以上兩式解得:。故C正確。
4.(20xx海南物理T5)如圖,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物塊正在沿斜面以速度勻速下滑,斜劈保持靜止,則地面對斜劈的摩擦力()
A.等于零
B.不為零,方向向右
C.不為零,方向向左
D.不為零,較大時方向向左,較小時方向向右
【答案】選A。
【詳解】以斜劈和物塊整體為研究對象,整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),合外力為零。所以地面對斜劈沒有水平方向的摩擦力的作用。故A正確。
整體法分析系統(tǒng)受力情況,確定摩擦力的有無或方向。
5.(20xx山東卷)16.如圖甲所示,物體沿斜面由靜止滑下,在水平面上滑行一段距離后停止,物體與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同,斜面與水平面平滑連接。圖乙中、、和分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。圖乙中正確的是
答案:C
解析:在斜面上,;在水平面上,。
本題考查力、速度、加速度、位移、圖象。
難度:易。
6.(20xx山東卷)17.如圖所示,質(zhì)量分別為、的兩個物體通過輕彈簧連接,在力的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(在地面,在空中),力與水平方向成角。則所受支持力N和摩擦力正確的是
A.
B.
C.
D.
17.AC【解析】整體法,分析受力,選AC.
本題考查受力分析,力的平衡。難度:易。
7.(20xx上海物理)31.(12分)傾角,質(zhì)量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上,質(zhì)量m=2kg的木塊置于斜面頂端,從靜止開始勻加速下滑,經(jīng)t=2s到達(dá)底端,運(yùn)動路程L=4m,在此過程中斜面保持靜止(),求:
(1)地面對斜面的摩擦力大小與方向;
(2)地面對斜面的支持力大小
(3)通過計算證明木塊在此過程中滿足動能定理。
【解析】(1)隔離法:
對木塊:,
因?yàn)?,?br>
所以,,
對斜面:設(shè)摩擦力f向左,則,方向向左。
(如果設(shè)摩擦力f向右,則,同樣方向向左。)
(2)地面對斜面的支持力大小
(3)木塊受兩個力做功。
重力做功:
摩擦力做功:
合力做功或外力對木塊做的總功:
動能的變化
所以,合力做功或外力對木塊做的總功等于動能的變化(增加),證畢。
8.(20xx江蘇卷)3、如圖所示,置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī),三腳架的三根輕質(zhì)支架等長,與豎直方向均成角,則每根支架中承受的壓力大小為
(A)(B)(C)(D)
【解析】。選D
9.(20xx福建卷)16.質(zhì)量為2kg的物體靜止在足夠大的水平面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,最大靜摩擦力和滑動摩擦力大小視為相等。從t=0時刻開始,物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用,F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖所示。重力加速度g取10m/s2,則物體在t=0到t=12s這段時間內(nèi)的位移大小為
A.18mB.54mC.72mD.198m
【命題特點(diǎn)】本題屬于多過程問題,綜合考查靜摩擦力、滑動摩擦力、牛頓運(yùn)動定律、勻速直線運(yùn)動和勻變速直線運(yùn)動,需要考生準(zhǔn)確分析出物體在每一段時間內(nèi)的運(yùn)動性質(zhì)。
【解析】拉力只有大于最大靜摩擦力時,物體才會由靜止開始運(yùn)動
0-3s時:F=fmax,物體保持靜止,s1=0;
3-6s時:Ffmax,物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動
v=at=6m/s
6-9s時:F=f,物體做勻速直線運(yùn)動
s3=vt=6×3=18m
9-12s時:Ff,物體以6m/s為初速度,以2m/s2為加速度繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動
所以0-12s內(nèi)物體的位移為:s=s1+s2+s3+s4=54m,B正確
【答案】B
【啟示】多過程問題能體現(xiàn)考生的判斷力,組合題能綜合考查學(xué)生多方面的知識,這類題目復(fù)習(xí)中應(yīng)引起重視。
10.(09廣東理科基礎(chǔ)4)建筑工人用圖所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料。質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上,通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升,忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦,則工人對地面的壓力大小為(g取lOm/s2)(B)
A.510NB.490NC.890ND.910N
解析:對建筑材料進(jìn)行受力分析。根據(jù)牛頓第二定律有,得繩子的拉力大小等于F=210N,然后再對人受力分析由平衡的知識得,得FN=490N,根據(jù)牛頓第三定律可知人對地面間的壓力為490N.B對。
11.(09廣東文科基礎(chǔ)58)如圖8所示,用一輕繩系一小球懸于O點(diǎn)?,F(xiàn)將小球拉至水平位置,然后釋放,不計阻力。小球下落到最低點(diǎn)的過程中,下列表述正確的是(A)
A.小球的機(jī)械能守恒B.小球所受的合力不變
C.小球的動能不斷減小D.小球的重力勢能增加
12.(09安徽17)為了節(jié)省能量,某商場安裝了智能化的電動扶梯。無人乘行時,扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢;有人站上扶梯時,它會先慢慢加速,再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個過程,如圖所示。那么下列說法中正確的是(C)
A.顧客始終受到三個力的作用
B.顧客始終處于超重狀態(tài)
C.顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方,再豎直向下
D.顧客對扶梯作用的方向先指向右下方,再豎直向下
解析:在慢慢加速的過程中顧客受到的摩擦力水平向左,電梯對其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上,由牛頓第三定律,它的反作用力即人對電梯的作用方向指向向左下;在勻速運(yùn)動的過程中,顧客與電梯間的摩擦力等于零,顧客對扶梯的作用僅剩下壓力,方向沿豎直向下。
13.(09浙江14)如圖所示,質(zhì)量為m的等邊三棱柱靜止在水平放置的斜面上。已知三棱柱與斜面之間的動摩擦因數(shù)為,斜面的傾角為,則斜面對三棱柱的支持力與摩擦力的大小分別為(A)
A.mg和mgB.mg和mg
C.mg和mgD.mg和mg
解析:受力如圖所示,,。
14.(09浙江16)如圖所示,在光滑絕緣水平面上放置3個電荷量均為的相同小球,小球之間用勁度系數(shù)均為的輕質(zhì)彈簧絕緣連接。當(dāng)3個小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時,每根彈簧長度為已知靜電力常量為,若不考慮彈簧的靜電感應(yīng),
則每根彈簧的原長為(C)
A.B.C.D.
解析:第三個小球受三個力的作用
它們的關(guān)系是
,得
15.(09山東24)(15分)如圖所示,某貨場而將質(zhì)量為m1=100kg的貨物(可視為質(zhì)點(diǎn))從高處運(yùn)送至地面,為避免貨物與地面發(fā)生撞擊,現(xiàn)利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道,使貨物中軌道頂端無初速滑下,軌道半徑R=1.8m。地面上緊靠軌道次排放兩聲完全相同的木板A、B,長度均為l=2m,質(zhì)量均為m2=100kg,木板上表面與軌道末端相切。貨物與木板間的動摩擦因數(shù)為1,木板與地面間的動摩擦因數(shù)=0.2。(最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,取g=10m/s2)
(1)求貨物到達(dá)圓軌道末端時對軌道的壓力。
(2)若貨物滑上木板4時,木板不動,而滑上木板B時,木板B開始滑動,求1應(yīng)滿足的條件。
(3)若1=0。5,求貨物滑到木板A末端時的速度和在木板A上運(yùn)動的時間。
解析:(1)設(shè)貨物滑到圓軌道末端是的速度為,對貨物的下滑過程中根據(jù)機(jī)械能守恒定律得,
①
設(shè)貨物在軌道末端所受支持力的大小為,根據(jù)牛頓第二定律得,②
聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)得③
根據(jù)牛頓第三定律,貨物到達(dá)圓軌道末端時對軌道的壓力大小為3000N,方向豎直向下。
(2)若滑上木板A時,木板不動,由受力分析得④
若滑上木板B時,木板B開始滑動,由受力分析得⑤
聯(lián)立④⑤式代入數(shù)據(jù)得⑥。
(3),由⑥式可知,貨物在木板A上滑動時,木板不動。設(shè)貨物在木板A上做減速運(yùn)動時的加速度大小為,由牛頓第二定律得⑦
設(shè)貨物滑到木板A末端是的速度為,由運(yùn)動學(xué)公式得⑧
聯(lián)立①⑦⑧式代入數(shù)據(jù)得⑨
設(shè)在木板A上運(yùn)動的時間為t,由運(yùn)動學(xué)公式得⑩
聯(lián)立①⑦⑨⑩式代入數(shù)據(jù)得。
考點(diǎn):機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)方程、受力分析
16.(09安徽22)(14分)在2008年北京殘奧會開幕式上,運(yùn)動員手拉繩索向上攀登,最終點(diǎn)燃了主火炬,體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動員堅忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探究上升過程中運(yùn)動員與繩索和吊椅間的作用,可將過程簡化。一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動員拉住,如圖所示。設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為65kg,吊椅的質(zhì)量為15kg,不計定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取。當(dāng)運(yùn)動員與吊椅一起正以加速度上升時,試求
(1)運(yùn)動員豎直向下拉繩的力;
(2)運(yùn)動員對吊椅的壓力。
答案:440N,275N
解析:解法一:(1)設(shè)運(yùn)動員受到繩向上的拉力為F,由于跨過定滑輪的兩段繩子拉力相等,吊椅受到繩的拉力也是F。對運(yùn)動員和吊椅整體進(jìn)行受力分析如圖所示,則有:
由牛頓第三定律,運(yùn)動員豎直向下拉繩的力
(2)設(shè)吊椅對運(yùn)動員的支持力為FN,對運(yùn)動員進(jìn)行受力分析如圖所示,則有:
由牛頓第三定律,運(yùn)動員對吊椅的壓力也為275N
解法二:設(shè)運(yùn)動員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m;運(yùn)動員豎直向下的拉力為F,對吊椅的壓力大小為FN。
根據(jù)牛頓第三定律,繩對運(yùn)動員的拉力大小為F,吊椅對運(yùn)動員的支持力為FN。分別以運(yùn)動員和吊椅為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律
①
②
由①②得
17.(09上海物理23)(12分)如圖,質(zhì)量均為m的兩個小球A、B固定在彎成120角的絕緣輕桿兩端,OA和OB的長度均為l,可繞過O點(diǎn)且與紙面垂直的水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動,空氣阻力不計。設(shè)A球帶正電,B球帶負(fù)電,電量均為q,處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中。開始時,桿OB與豎直方向的夾角0=60,由靜止釋放,擺動到=90的位置時,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),求:
(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E;
(2)系統(tǒng)由初位置運(yùn)動到平衡位置,重力做的功Wg和靜電力做的功We;
(3)B球在擺動到平衡位置時速度的大小v。
解析:(1)力矩平衡時:(mg-qE)lsin90=(mg+qE)lsin(120-90),
即mg-qE=12(mg+qE),得:E=mg3q;
(2)重力做功:Wg=mgl(cos30-cos60)-mglcos60=(32-1)mgl,
靜電力做功:We=qEl(cos30-cos60)+qElcos60=36mgl,
(3)小球動能改變量Ek=mv2=Wg+We=(233-1)mgl,
得小球的速度:v=Ekm=(233-1)gl。
18.(09寧夏理綜33)(10分)液壓千斤頂是利用密閉容器內(nèi)的液體能夠把液體所受到的壓強(qiáng)行各個方向傳遞的原理制成的。圖為一小型千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。大活塞的直徑D1=20cm,小活塞B的直徑D2=5cm,手柄的長度OC=50cm,小活塞與手柄的連接點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸O的距離OD=10cm。現(xiàn)用此千斤頂使質(zhì)量m=4×103kg的重物升高了h=10cm。g取10m/s2,求
(i)若此千斤頂?shù)男蕿?0%,在這一過程中人做的功為多少?
(ii)若此千斤頂?shù)男蕿?00%,當(dāng)重物上升時,人對手柄的作用力F至少要多大?
解析:(i)將重物托起h需要做的功
①
設(shè)人對手柄做的功為,則千斤頂?shù)男蕿?br>
②
代入數(shù)據(jù)可得③
(ii)設(shè)大活塞的面積為,小活塞的面積為,作用在小活塞上的壓力為,當(dāng)于斤頂?shù)男蕿?00%時,有④
⑤
當(dāng)和F都與杠桿垂直時,手對杠桿的壓力最小。利用杠桿原理,有
⑥
由④⑤⑥式得
F=500N⑦
【考點(diǎn)模擬演練】
1.如圖所示,一個劈形物體M,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面放一個光滑小球m,劈形物體從靜止開始釋放,則小球在碰到斜面前的運(yùn)動軌跡是
()
A.沿斜面向下的直線
B.豎直向下的直線
C.無規(guī)則曲線
D.拋物線
【答案】B
【詳解】由于小球m和劈形物體M之間是光滑接觸,因此它們之間不可能有水平方向的摩擦力,m在水平方向上的運(yùn)動狀態(tài)就不會改變.在m運(yùn)動過程中,除了所受重力外,還有M對它在豎直方向的作用力,在豎直方向上由于M的運(yùn)動使其對m的支持力減小,則m在豎直方向上所受合外力不為零,使運(yùn)動狀態(tài)改變,在豎直方向上產(chǎn)生加速度,運(yùn)動軌跡是豎直向下的直線.
2.如圖所示,輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上,另一端系在一個套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上.現(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點(diǎn)O,使物體A從圖中實(shí)線位置緩慢下降到虛線位置,但圓環(huán)仍保持在原來的位置不動.則在這一過程中,環(huán)對桿的摩擦力F1和環(huán)對桿的壓力F2的變化情況是
()
A.F1保持不變,F(xiàn)2逐漸增大
B.F1逐漸增大,F(xiàn)2保持不變
C.F1逐漸減小,F(xiàn)2保持不變
D.F1保持不變,F(xiàn)2逐漸減小
【答案】D
【詳解】把物體A和圓環(huán)看成一個整體,水平方向F2=F,豎直方向F1=GA+G環(huán),可見F1始終不變.
隔離結(jié)點(diǎn)O分析,受力如圖所示,F(xiàn)=GAtanα,由F2=F得F2=GAtanα,即F2隨繩與桿MN夾角的減小而減小,故D項正確.
3.如圖所示,用輕質(zhì)細(xì)繩拴住同種材料制成的A,B兩物體,它們沿斜面向下做勻速運(yùn)動,關(guān)于A,B的受力情況,以下說法正確的是()
A.A受三個力作用,B受四個力作用
B.A受四個力作用,B受三個力作用
C.A,B都受三個力作用
D.A,B都受四個力作用
【答案】C
【詳解】A,B兩物體都分別受到重力和斜面的支持力及滑動摩擦力如圖所示,現(xiàn)在需要判斷的是繩對A,B有無彈力,假設(shè)有彈力,設(shè)A,B的動摩擦因數(shù)分別為μA和μB.對A有:
μA≠μB與實(shí)際μA=μB(材料同)矛盾,所以假設(shè)錯誤,繩對A,B無彈力.所以應(yīng)選C.
4.如圖,質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上,其斜面的傾角為θ.斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊,小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物塊,使之勻速上滑.在小物塊運(yùn)動的過程中,楔形物塊始終保持靜止.地面對楔形物塊的支持力為()
A.(M+m)g
B.(M+m)g-F
C.(M+m)g+Fsinθ
D.(M+m)g-Fsinθ
【答案】D
【詳解】由于小物體勻速上滑,楔形物塊保持靜止,因此楔形物塊和小物塊組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),系統(tǒng)所受的合力為零,豎直方向的合力為零,設(shè)地面對楔形物塊的支持力為N,則有,N+Fsinθ=Mg+mg,N=Mg+mg-Fsinθ,D選項正確.
5.(20xx河北唐山)如右圖所示,一質(zhì)量為m的物體恰能在質(zhì)量為M的斜劈上勻速下滑,斜劈保持靜止.現(xiàn)用一沿斜面向下的外力F推此物體,使物體加速下滑,設(shè)此過程中斜劈受到地面的摩擦力為Ff,支持力為FN.則下列說法正確的是()
A.Ff為零,F(xiàn)N=(m+M)g
B.Ff不為零,F(xiàn)N=(m+M)g
C.Ff不為零,F(xiàn)N(m+M)g
D.Ff不為零,F(xiàn)N(m+M)g
【答案】A
【詳解】當(dāng)m在M上勻速下滑時,m對M的作用力FN1、Ff1的合力大小為mg,方向豎直向下,F(xiàn)f=0.當(dāng)用外力F推此物體時,物體雖加速下滑,但m對M的作用力FN1、Ff1均不變,故Ff仍為零,F(xiàn)N=(M+m)g,故A正確.
6.(20xx海南)如右圖所示,水平地面上有一楔形物塊a,其斜面上有一小物塊b,b與平行于斜面的細(xì)繩的一端相連,細(xì)繩的另一端固定在斜面上.a(chǎn)與b之間光滑,a和b以共同速度在地面軌道的光滑段向左運(yùn)動.當(dāng)它們剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時()
A.繩的張力減小,b對a的正壓力減小
B.繩的張力增加,斜面對b的支持力增加
C.繩的張力減小,地面對a的支持力增加
D.繩的張力增加,地面對a的支持力減小
【答案】C
7.(20xx南京模擬)在廣場游玩時,一小孩將一充有氫氣的氣球用細(xì)繩系于一個小石塊上,并將小石塊置于水平地面上,如圖所示.若水平的風(fēng)速逐漸增大(設(shè)空氣密度不變),則下列說法中正確的是()
A.細(xì)繩的拉力逐漸增大
B.地面受到小石塊的壓力逐漸減小
C.小石塊滑動前受到地面施加的摩擦力逐漸增大,滑動后受到的摩擦力不變
D.小石塊有可能連同氣球一起被吹離地面
【答案】選A、C.
【詳解】把氣球和石塊看做一整體,整體受到重力,地面對石塊的支持力,水平風(fēng)力和地面對石塊的摩擦力,空氣對氣球的浮力和支持力的合力與重力是平衡力,石塊滑動之前水平風(fēng)力和地面對石塊的靜摩擦力是一對平衡力,滑動以后是滑動摩擦力,大小不變,故B、D錯誤,C正確,以氣球?yàn)檠芯繉ο?,易知A正確.
8.(20xx青島模擬)半圓柱體P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的豎直擋板MN.在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q,整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).如圖所示是這個裝置的縱截面圖.若用外力使MN保持豎直,緩慢地向右移動,在Q落到地面以前,發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止.在此過程中,下列說法中正確的是()
A.MN對Q的彈力逐漸減小
B.地面對P的摩擦力逐漸增大
C.P、Q間的彈力先減小后增大
D.Q所受的合力逐漸增大
【答案】選B.
【詳解】以整體為研究對象,MN對Q的彈力和地面對P的摩擦力是一對平衡力,以Q為對象畫受力分析圖,可知MN右移時MN對Q的彈力和P、Q間的彈力都是增大的;Q始終處于平衡狀態(tài),因此合力始終為零,故只有B正確.
9.(20xx哈師大附中模擬)兩個相同的小球A和B,質(zhì)量均為m,用長度相同的兩根細(xì)線把A、B兩球懸掛在水平天花板上的同一點(diǎn)O,并用長度相同的細(xì)線連接A、B兩小球,然后,用一水平方向的力F作用在小球A上,此時三根細(xì)線均處于直線狀態(tài),且OB細(xì)線恰好處于豎直方向,如圖所示.如果不考慮小球的大小,兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則:
(1)OB繩對小球的拉力為多大?
(2)OA繩對小球的拉力為多大?
(3)作用力F為多大?
【答案】(1)mg(2)2mg(3)mg
【詳解】(1)對B分析,可知AB繩中張力為0,有
mg-FTB=0得FTB=mg
(2)對球A,受力分析如圖:
FTAcos60°-mg=0,F(xiàn)TAsin60°-F=0,得:FTA=2mg
(3)由以上各式可知:F=mg
10.(20xx福州十中高三第二次階段性考試)兩傾斜的滑桿上分別套有A、B兩個圓環(huán),兩圓環(huán)上分別用細(xì)線懸吊著一個物體,如右圖所示.當(dāng)它們都沿滑桿向下滑動時,A的懸線與滑桿垂直,B的懸線豎直向下,則()
A.A圓環(huán)與滑桿有摩擦力
B.B圓環(huán)與滑桿無摩擦力
C.A圓環(huán)做的是勻速運(yùn)動
D.B圓環(huán)做的是勻速運(yùn)動
【答案】D
【詳解】由于A圓環(huán)與物體的連線與滑桿垂直,對物體研究,將物體的重力沿滑桿的方向和垂直于滑桿的方向分解,則沿滑桿向下的分力產(chǎn)生的加速度為gsinθ,對整體研究,整體沿滑桿向下運(yùn)動,整體要有沿滑桿向下的加速度必須是A圓環(huán)與滑桿的摩擦力為零,A錯誤;對B圓環(huán)連接的物體研究,由于連接圓環(huán)與物體的繩豎直向下,物體受到的合力如果不為零,合力必定沿豎直方向,合力在垂直于滑桿的方向上的分力必產(chǎn)生加速度,這與題意矛盾,物體在垂直于滑桿的方向上速度為零,因此物體受到的合力必為零,物體和圓環(huán)一起做勻速運(yùn)動,D正確.
11.如圖所示,A物體的上表面水平,它與B物體保持相對靜止,一起沿著斜面勻速下滑,試分析A的受力情況.
【詳解】以A為研究對象,根據(jù)力的產(chǎn)生條件,可知它受到重力GA作用;由于它與B和斜面相互接觸并擠壓,于是受到B的壓力FNB和斜面支持力FNA的作用;又因物體A沿斜面勻速下滑,所以它的下表面還受到斜面對它的摩擦力Fμ,那么A的上表面是否受摩擦力作用?這從A物體的受力及運(yùn)動狀態(tài)難以作出判斷(為什么?),我們可以轉(zhuǎn)換思路,以B為研究對象,它與A一起做勻速運(yùn)動,因此,它只可能受到豎直方向的重力GB和支持力FNB′這一對平衡力作用,不可能在水平方向上再受到摩擦力作用,如下圖(a)所示,由力的作用的相互性可知,A對B無摩擦力作用,則B對A也無摩擦力作用,所以物體A共受四個力作用,其受力圖如下圖(b)所示.
12.如圖所示,質(zhì)量M=23kg的木塊套在水平桿上,并用輕繩與質(zhì)量m=3kg的小球相連.今用跟水平方向成α=30°角的力F=103N拉著球帶動木塊一起向右勻速運(yùn)動,運(yùn)動中M、m的相對位置保持不變,g=10m/s2,求運(yùn)動過程中輕繩與水平方向的夾角θ及木塊M與水平桿間的動摩擦因數(shù).
【答案】30°35
【詳解】以M、m整體為研究對象
由平衡條件得:
水平方向:Fcos30°-μFN=0①
豎直方向:FN+Fsin30°-Mg-mg=0②
由①②得:μ=35
以m為研究對象,由平衡條件得:
Fcos30°-FTcosθ=0③
Fsin30°+FTsinθ-mg=0④
由③④得:θ=30°
高考物理一輪復(fù)習(xí)變力分析教案
第3講變力分析
題一:一塊長而平直的木板上放置一物塊,兩者之間的動摩擦因數(shù)為μ,從水平位置開始緩慢地抬起木板一端,而保持另一端不動(如圖所示),則隨傾角α的增大,物塊所受摩擦力的變化情況是()
A.不斷增大
B.不斷減小
C.先增大后減小
D.先減小后增大
題二:直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子,如圖所示.設(shè)投放初速度為零,箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比,且運(yùn)動過程中箱子始終保持圖示姿態(tài).在箱子下落過程中,下列說法正確的是()
A.箱內(nèi)物體對箱子底部始終沒有壓力?
B.箱子剛從飛機(jī)上投下時,箱內(nèi)物體受到的支持力最大?
C.箱子接近地面時,箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時大?
D.若下落距離足夠長,箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來”
?
題三:粗糙的斜面在水平方向的力F的作用下,與質(zhì)量為m的物體相對靜止一起在光滑的水平面上運(yùn)動,如圖所示。現(xiàn)緩慢增大力F的大小,物體和斜面始終相對靜止,則()
A.物體所受斜面的支持力一定增大
B.物體所受斜面的摩擦力一定增大
C.物體所受斜面的支持力可能減小
D.物體所受斜面的摩擦力可能減小
題四:如圖,斜面上豎直擋板把一定質(zhì)量的球擋住而處于靜止,現(xiàn)擋板逐漸放平,擋板受到的壓力大小將要()
A.先變大后變小
B.先變小后變大
C.始終逐漸增大
D.始終逐漸減小
題五:如圖a所示,水平面上質(zhì)量相等的兩木塊A、B用一輕彈簧相連接,整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動木塊A,使木塊A向上做勻加速直線運(yùn)動,如圖b所示。研究從力F剛作用在木塊A的瞬間到木塊B剛離開地面的瞬間這個過程,并且選定這個過程中木塊A的起始位置為坐標(biāo)原點(diǎn),則下列圖象中可以表示力F和木塊A的位移x之間關(guān)系的是()
第3講變力分析
題一:C題二:C?題三:AD題四:B題五:A
09高考物理受力分析
受力分析
【知識要點(diǎn)】
對物體進(jìn)行受力分析是解決力學(xué)問題的基礎(chǔ),是研究力學(xué)問題的重要方法。受力分析的步驟是:
1.根據(jù)題意選取研究對象。選取研究對象的原則是要使對問題的研究盡量簡便,研究對象可以是單個物體或物體的某一部分,也可以是由幾個物體組成的系統(tǒng)。
2.把研究對象從周圍的物體中隔離出來.為防止漏掉某個力,要養(yǎng)成按一般步驟分析受力的好習(xí)慣。一般應(yīng)先分析重力;然后環(huán)繞物體一周,找出跟研究對象接觸的物體,并逐個分析這些物體對研究對象的彈力和摩擦力;最后再分析其他場力(電場力、磁場力等)。
3.每分析一個力,都要想一想它的施力物體是誰,這樣可以避免分析出某些不存在的力。如豎直上拋的物體并不受向上的推力,而剎車后靠慣性滑行的汽車也不受向前的"沖力"。