2012年高三物理最新高考试题、模拟新题分类汇编：专题2 力与物体的平衡
高考物理二轮复习：力与物体的平衡(答案+解析)
力与物体的平衡（练）满分：110分时间：90分钟一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一项符合题目要求；9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．如图所示，AB、BD为两段轻绳，其中BD段水平，BC为处于伸长状态的轻质弹簧，且AB和CB与竖直方向的夹角均为45︒，现将BD绳绕B点缓慢向上转动，保持B点不动，则在转动过程中作用于BD绳的拉力F的变化情况是（）A．变大B．变小C．先变大后变小D．先变小后变大2．如图所示，绳与杆均不计重力，承受力的最大值一定。
A端用铰链固定，滑轮O在A点正上方（滑轮大小及摩擦均可忽略），B端挂一重物P，现施加拉力T将B缓慢上拉（绳和杆均未断），在杆达到竖直前（）A．绳子越来越容易断B．绳子越来越不容易断C．杆越来越容易断D．杆越来越不容易断3．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αβ=，则铁链量为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:tan1:3的质量为（）A．m B．2m C．3m D．4m4．如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上，物块与斜面之间的动摩擦因数为μ，若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则（）tanμθ＞1=θAθF2mgcosmg=53︒G40N（1）斜坡对金属球的弹力大小；（2）斜面体对水平地面的摩擦力的大小和方向。
15．（15分）一个底面粗糙、质量为M 的劈放在粗糙的水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成30︒角；现用一端固定的轻绳系一质量为m 的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30︒，如图所示，试求：（1）当劈静止时绳子的拉力大小。
（2）地面对劈的支持力大小。
（3）若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈支持力的k 倍，为使整个系统静止，k 值必须满足什么条件？ 16．（15分）如图甲所示，细绳AD 跨过固定的水平轻杆BC 右端的光滑定滑轮挂住一个质量为1M 的物体，ACB 30∠︒＝；图乙中轻杆HG 一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G 通过细绳EG 拉住，EG 与水平方向也成30︒，轻杆的G 点用细绳GF 拉住一个质量为2M 的物体，求： （1）细绳AC 段的张力TAC F 与细绳EG 的张力TEG F 之比； （2）轻杆BC 对C 端的支持力； （3）轻杆HG 对G 端的支持力。
2012年全国统一高考物理试卷(大纲版)(含解析版)
2012年全国统一高考物理试卷（大纲版）一、选择题：本题共8题．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但选不全的得3分，有选错的得0分．1．（6分）下列关于布朗运动的说法，正确的是（ ）A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的2．（6分）U经过m次α衰变和n次β衰变Pb，则（ ）A．m=7，n=3B．m=7，n=4C．m=14，n=9D．m=14，n=18 3．（6分）在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有（ ）A．改用红光作为入射光B．改用蓝光作为入射光C．增大双缝到屏的距离D．增大双缝之间的距离4．（6分）质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，已知两粒子的动量大小相等．下列说法正确的是（ ）A．若q1=q2，则它们作圆周运动的半径一定相等B．若m1=m2，则它们作圆周运动的半径一定相等C．若q1≠q2，则它们作圆周运动的周期一定不相等D．若m1≠m2，则它们作圆周运动的周期一定不相等5．（6分）如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、o、b在M、N的连线上，o为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等。
关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（ ）A．o点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同6．（6分）一台电风扇的额定电压为交流220V．在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示．这段时间内电风扇的用电量为（ ）A．3.9×10﹢4度B．5.5×10﹢2度C．7.8×10﹢2度D．11.0×10﹢2度7．（6分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，图（a）是t=0时刻的波形图，图（b）和图（c）分别是x轴上某两处质点的振动图象．由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是（ ）A．m B．m C．1m D．m8．（6分）如图，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a向左边拉开一小角度后释放，若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是（ ）A．第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等B．第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等C．第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同D．发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置二、解答题9．（6分）在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3．用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω．（1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；（2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为 Ω．10．（17分）图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。
2012高考物理——力与物体的平衡
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一知识网络
整理课件
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07年：利用平衡条件分析受力、两个物体
16．如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，
A、B保持静止。物体B的受力个数为：
A．2
B．3
C．4
D．5
整理课件
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08年：受力分析，胡克定律，两种状态
16.用轻弹簧竖直悬挂的质量为m物体，静止时弹簧伸 长量为L 。现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的 物体，系统静止时弹簧伸长量也为L。斜面倾角为 300，如图所示。则物体所受摩擦力
受力分析
静止或
为零
整理课件 正确作图
确定 研究对象 12
解析：当用F1拉物体时受力如图，建立如 图所示的坐标系：因为物体做匀速直线运
动，所以：F1 F1 cos 600
①
FN1 F1 sin600 m g ②
F1 FN1
③
同理当用F2推物体时
F2 F2 cos 300
④
FN 2 F2 sin300 m g ⑤
• A．Ffa大小不变 B．Ffa方向改变 • C．Ffb仍然为零 D．Ffb方向向右
整理课件
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考查特点及演变趋势
• 利用平衡条件分析受力或计算未知力，通常与力的合 成与分解的平行四边形定则、受力分析的整体法与隔 离法、摩擦力与弹力的特点等相结合，难度相对较低。
• 纵观几年来的高考试卷，共点力的平衡每年都有考查， 但是出题都比较简单，似乎都不如平时训练的题目有 深度，会不会今年有复杂点的连接体的平衡。装置上 求创新.
力少的物体
整理课件
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• 针对训练3-3、如图所示，匀强电场方向向
右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质 量为m、带电荷量为+q的粒子以速度v与磁 场垂直、与电场成45°角射入复合场中， 恰能做匀速直线运动，求电场强度E的大小 和磁感应强度B的大小．
2012届高考物理专题卷：专题02(力与物体的平衡)答案与解析
2012届专题卷物理专题二答案与解析1．【命题立意】通过实际情景考查弹力方向判断。
【思路点拨】弹力方向总是与接触面垂直。
【答案】D 【解析】ABC 选项中的弹力均应与其接触面垂直，D 选项中杆的弹力与重力平衡。
2．【命题立意】特定条件下摩擦力的动静转化。
【思路点拨】开始摩擦力为滑动摩擦力与运动方向相反，但是物体速度减为零后，无法确定外力与最大静摩擦力的大小，无法确定之后的摩擦力情况。
【答案】BD 【解析】物体速度减速为零时，可能静止也可能反向运动，符合条件的为BD 两个选项。
3．【命题立意】受力分析。
【思路分析】（1）质点受力分析的步骤可以概括为：重力一定有，弹力看周围，分析摩擦力，不漏电磁浮；（2）摩擦力判断是难点，常用办法是定义法、假设法、平衡法。
【答案】CD 【解析】b 物体一定受到的力有：a 物体对b 物体的压力、重力、a 物体对b 物体的摩擦力、斜面对b 物体的支持力，共四个力；可能受到斜面对b 物体的摩擦力的作用，故正确选项为CD 。
4．【命题立意】考查胡克定律、力的合成。
【思路点拨】（1）胡克定律的应用关键是找准形变量x ∆；（2）力的合成关键是熟练应用平行四边形定则或三角形定则。
【答案】B 【解析】弓弦张力kl l l k F 3235=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=，弓弦对箭的作用力kl F F 151637cos 2=︒='。
5．【命题立意】考查从图象找出关键点进行分析问题的能力。
【思路点拨】注意图象上特殊点的坐标，这是图象问题中隐含条件的一种体现，从图象中可知当力与竖直方向夹角为30°和120°时外力大小相等，是求解此题的关键。
【答案】C 【解析】从图象中可以看出物体匀速，当力与竖直方向夹角为30°和120°时，外力相等，设此时拉力大小为F'，则物体受重力mg 、支持力N 、摩擦力f 和F'处于平衡，根据平衡条件可知，夹角为30°时有：()︒'-=︒'30cos 30sin F mg μF ，夹角为120°时，力水平方向成30°夹角，则由平衡条件得：()︒'+=︒'30sin 30cos F mg μF ，联立解得：32-=μ。
高三物理力、物体的平衡测试(A)卷及答案
力、物体的平衡测试(A)卷一、选择题1.下列说法正确的是( )A.静止或匀速直线运动的物体,一定不受力作用B.当物体的速度为零时,物体一定处于平衡状态C.当物体的运动状态发生变化时,物体一定受外力的作用D.当物体受到的合外力为零时,物体的速度也一定为零2.如图所示，不计悬绳的质量，把B 和C 两物体悬吊在天花板A 上，当两物体静止后，下面哪一对力是平衡力 ( )A.天花板对绳的拉力和绳对B 物体的拉力B.上段绳对B 物体的拉力和下段绳对B 物体的拉力C.下段绳对B 物体的拉力和下段绳对C 物体的拉力D.下段绳对C 物体的拉力和C 物体的重力3.如图所示，位于斜面上的物块M 在沿斜面向上的力F 作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的摩擦力( )A.方向可能沿斜面向上B.方向可能沿斜面向下C.大小可能等于零D.大小可能等于F4.如图所示，物体放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力作用，即1F 、2F 和摩擦力作用，物体处于静止状态，其中N F 101=，N F 22=，若撤去1F ，则物体受到的摩擦力是( )A.N 8，方向向右B. N 8，方向向左C.N 2，方向向右D. N 2，方向向左5.如图所示，杆BC 的B 端用铰链接于竖直墙上，另一端C 为一定滑轮.重物G 系一绳经过滑轮固定于墙上的A 点，杆恰好平衡。
若将绳的A 端沿墙向上移，再使之平衡，杆重、滑轮大小及各处摩擦均可省略，则 ( )A.绳子的拉力增大，BC 杆受到的压力增大B.绳子的拉力增大，BC 杆受到的压力减小C.绳子的拉力不变，BC 杆受到的压力不变D.绳子的拉力不变，BC 杆受到的压力减小6.在做“两个互成角度的力的合成”实验时，增大两弹簧秤对细绳拉力间的夹角，同时保证橡皮条两端点的位置不变。
则（ ）A ．两弹簧秤的示数一定都增大 B. 两弹簧秤的示数一定都减小C. 两弹簧秤的示数可能都增大 C. 两弹簧秤的示数可能都减小7．把一重为Ｇ的物体，用一个水平的推力Ｆ＝kt （k 为恒量，t 为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上（如图），从t ＝0开始物体所受的摩擦力f 随t 的变化关系是( )图8．两个半球壳拼成的球形容器内部已抽成真空，球形容器的半径为R ，大气压强为P ，为使两个球壳沿图中箭头方向互相分离，应施加的力F 至少为（ ）A ．P R 224πB ．P R 24πC ．P R 2πD ．P R 221π 9.如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的,一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为1m 和2m 的小球,当它们处于平衡状态时,质量为1m 的小球与O 点的连线与水平线夹角为060=α,则两个小球的质量比12m m为( ) A.33 B.32 C.23 D.22 10.如图所示,质量为m 的木箱在推力F 作用下,在水平地面上做匀速运动,已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,那么物体受到的滑动摩擦力为( )A. mg μB. )sin (θμF mg +C.)sin (θμF mg -D. θcos F二、填空题11.如图所示，物体受三个在同一平面上的共点力的作用，且N F F F 10321===，为了物体处于平衡状态，必须再施加一个外力，这个外力的大小是 N ，方向是 。
2012届高三物理一轮复习名校试题汇编：力_物体的平衡
2012届高三物理一轮复习名校试题汇编力 物体的平衡1．（云南省昆明一中2012届高三第三次月考理综卷）如图1所示，由F 1、F 2、F 3为边长组成四个三角形，且F 1＜F 2＜F 3．根据力的合成，在四个图中三个力F 1、F 2、F 3的合力最大的是（ ）1.A2．（江苏省盐城市2012届高三摸底考试）如图所示，相隔一定距离的两个相同的圆柱体A 、B 固定在等高的水平线上，一细绳套在两圆柱体上，细绳下端悬挂一重物。
绳和圆柱体之间无摩擦，当重物一定时，绳越长（ ）A ．绳对圆柱体A 的作用力越小，作用力与竖直方向的夹角越小B ．绳对圆柱体A 的作用力越小，作用力与竖直方向的夹角越大C ．绳对圆柱体A 的作用力越大，作用力与竖直方向的夹角越小D ．绳对圆柱体A 的作用力越大，作用力与竖直方向的夹角越大 2.A3．（江西省重点中学协作体2012届高三联考）如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上，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)。
现用水平向右的力F 作用于物体B 上,将物体B 缓慢拉高一定的距离,此过程中斜面体与物体A 仍然保持静止。
在此过程中( )A ．水平力F 一定变小B ．斜面体所受地面的支持力一定变大C ．地面对斜面体的摩擦力一定变大D ．物体A 所受斜面体的摩擦力一定变大 3.C4．（北京市朝阳区2012届高三上学期期中统考）如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F 1、F 2、F 3，其大小关系是（ ）A ．F 1=F 2=F 3B ．F 1=F 2<F 3C ．F 1=F 3>F 2D ．F 3>F 1>F 2 4.A5．（重庆市重庆八中2012届高三月考理综卷）小球A 和B 的质量均为m ，长度相同的四根轻细线按如图所示的方式连接，它们均被拉直，且P 、B 间细线恰好处于竖直方向，Q 、A 间的细线处于水平方向。
高考新课标物理二轮复习专题2力与物体的平衡(含答案)
专题二力与物体的平衡一、选择题1．(仿2012新课标全国高考，16T)如图6所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块a、b，a、b都处于静止状态，现将物块b移至c点后，a、b仍保持静止，下列说法中正确的是 ()．图6A．b与水平面间的摩擦力减小B．拉b的绳子的拉力增大C．悬于墙上的绳所受拉力减小D．a、b静止时，图中α、β、θ三角始终相等解析对滑轮，由于两侧绳的拉力大小相等，等于物块a的重力，由对称性可知α＝β，又因为α＝θ，所以D正确．由于两侧绳拉力的夹角增大，故悬于墙上的绳所受拉力减小，C正确．对b，由F T sin(α＋β)＝F f可知，随α、β的增大，b与水平面间的摩擦力增大，A错误．答案CD2．(仿2012浙江高考，14T)如图7所示物块a、b、c叠放在一起，重均为100 N，小球P重20 N，作用在物块b上的水平力为10 N，整个系统处于静止状态，以下说法正确的是()．图7A．a和b之间的摩擦力是10 NB．b和c之间的摩擦力是10 NC．c和桌面间的摩擦力是10 ND．c对桌面的摩擦力方向向左解析选a为研究对象知，a和b之间的摩擦力为零，A项错；选三段绳的结点为研究对象知水平绳的拉力F T＝G P＝20 N，选b为研究对象，由平衡条件得bc之间的摩擦力为10 N，B项正确，选abc整体为研究对象分析由平衡条件得c和桌面之间的摩擦力为10 N，c对桌面的摩擦力方向向右，C对D 错．答案BC3．(仿2013新课标全国高考Ⅱ，15T)如图8所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上，现用大小均为F，方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则()．图8A．A与B之间一定存在摩擦力B．B与地面之间一定存在摩擦力C．B对A的支持力一定小于mgD．地面对B的支持力的大小一定等于(M＋m)g解析A受F、重力、B对A的支持力作用，可以三力平衡，A错；A与B构成的整体受大小相等方向相反的两个力F 作用，合力为零，故B 与地面间无摩擦力，B 错；若A 与B 间无摩擦力，B 对A 的支持力为A 的重力与F 的合力，大于mg ，C 错；竖直方向上A 与B 构成的整体受重力与地面支持力，所以地面对B 的支持力的大小一定等于(M ＋m )g ，D 正确．答案 D4．(仿2012安徽高考，17T)如图9所示，固定半球面由两种材料做成，球右侧是光滑的，左侧是粗糙的，O 点为其球心，A 、B 为两个完全相同的小物块(可视为质点)，小物块A 静止在球面的左侧，受到的摩擦力大小为F 1，对球面的压力大小为N 1；小物块B 在水平力F 2作用下静止在球的右侧，对球面的压力大小为N 2.已知两小物块与球心连线和水平方向的夹角均为θ，则( )．图9A ．F 1∶F 2＝sin θ∶1B ．F 1∶F 2＝cos 2θ∶1C ．N 1∶N 2＝cos θ∶1D ．N 1∶N 2＝sin 2θ∶1解析 A 、B 受力如图所示对A ：F 1＝mg cos θ，N 1＝mg sin θ对B ：F 2＝mg tan θ，N 2＝mg sin θ则F 1∶F 2＝sin θ∶1，N 1∶N 2＝sin 2θ∶1.答案 AD二、计算题5．(仿2013山东高考，22T)明理同学很注重锻炼身体，能提起50 kg 的重物．现有一个倾角为15°的粗糙斜面，斜面上放有重物，重物与斜面间的动摩擦因数μ＝33≈0.58，求他能沿斜面向上拉动重物质量的最大值．解析 该同学能产生的最大拉力为F ，由题意得F ＝mg ①设该同学在斜面上拉动重物M 的力F 与斜面成φ角，重物受力如图所示．由平衡条件知垂直斜面方向F N ＋F sin φ－Mg cos φ＝0②平行斜面方向F cos φ－μF N －Mg sin θ＝0③联立②③式得M ＝F g ·sin φ＋μsin φμcos θ＋sin θ④ 令μ＝tan α⑤联立④⑤式得，M ＝F g ·cos (α－φ)sin (θ＋α)⑥ 要使质量最大，分子须取最大值，即cos(α－φ)＝1，即α＝φ⑦此时拉动的重物的质量的最大值为M max＝Fg·1sin(θ＋α).⑧由题给数据tan α＝33，即α＝30°.⑨联立⑦⑧⑨式代入数值解得，M max＝2m＝70.7 kg.⑩答案70.7 kg。
2012年高考物理(高考真题 模拟新题)分类汇编：C单元 牛顿运动定律
C单元牛顿运动定律C1 牛顿第一定律、牛顿第三定律14．C1[2018·课标全国卷] 伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是( )A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动14．AD [解析] 惯性是物体抵抗运动状态变化而保持静止或匀速直线运动状态的性质，A正确；没有力的作用，物体将处于静止或匀速直线运动状态，B错误；行星在圆形轨道上保持匀速率运动的原因是行星受到地球的万有引力作用，不是由于惯性，C错误；运动物体如果没有受到力的作用，将一直匀速直线运动下去，D正确．C2 牛顿第二定律单位制21．C2、D1、E2 [2018·福建卷] 如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边．已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A1d，缆绳质量忽略不计．求：(1)小船从A点运动到B f(2)小船经过B点时的速度大小v1；(3)小船经过B点时的加速度大小a.21．[解析] (1)小船从A点运动到B点克服阻力做功W f＝fd①(2)小船从A点运动到B点，电动机牵引绳对小船做功W＝Pt1②由动能定理有W－W f＝12mv21－12mv20③由①②③式解得v1＝v20＋2m1－④(3)设小船经过B点时绳的拉力大小为F，绳与水平方向夹角为θ，电动机牵引绳的速度大小为u，则P＝Fu⑤u＝v1cosθ⑥由牛顿第二定律有Fcosθ－f＝ma⑦由④⑤⑥⑦式解得a＝Pm2v20＋1－－fm17．C2[2018·安徽卷] 如图4所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F图4则( )A．物块可能匀速下滑B．物块仍以加速度a匀加速下滑C．物块将以大于a的加速度匀加速下滑D．物块将以小于a的加速度匀加速下滑17．C [解析] 不施加F时，由牛顿第二定律有：mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得a＝gsinθ－μgcosθ；施加F后，相当于物体的重力增加了F，而质量无变化，又由牛顿第二定律有：(F＋mg)sinθ－μ(F＋mg)cosθ＝ma′，解得a′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫F mg ＋1(gsin θ－μgcos θ)，所以加速度变大，C 正确．C3 超重和失重C4 实验：验证牛顿定律23．C4[2018·全国卷] 图6为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50 Hz 的交流电源，打点的时间间隔用Δt 表示．在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．(1)完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点．②按住小车，在小盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码．③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m. ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③.⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点．测量相邻计数点的间距s 1，s 2，….求出与不同m 相对应加速度a.⑥以砝码的质量m 为横坐标，1a 为纵坐标，在坐标纸上作出1a－m 关系图线．若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则1a与m 应成________关系(填“线性”或“非线性”)．(2)完成下列填空：(ⅰ)本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是________________________________________________________________________．(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s 1、s 2和s 3.a 可用s 1、s 3和Δt 表示为a ＝________.图7为用米尺测量某一 纸带上的s 1、s 3的情况，由图可读出s 1＝________mm ，s 3＝________mm ，由此求得加速度的大小 a＝________m/s 2.(ⅲ)图8为所得实验图线的示意图．设图中直线的斜率为k ，在纵轴上的截距为b ，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________．23．[答案] (1)等间距 线性(2)(ⅰ)远小于小车和砝码的总质量(“远小于小车的质量”)(ⅱ)s 3－s 1Δ2 24.2(23.9～24.5) 47.3(47.0～47.6) 1.16(1.13～1.19)(ⅲ)1k b k[解析] (1)若小车匀速运动，则在相等的时间内运动的位移相等，所以打下的点是均匀的．小车和砝码受到的拉力等于小盘和物块的重力，根据牛顿第二定律，小车和砝码的加速度a ＝m 0g M ＋m ，1a ＝M m 0g ＋1m 0g ·m，可见1a－m 图象是一条过原点的直线．(2)(ⅰ)设绳子拉力为T ，据牛顿第二定律，对于小盘和重物：m 0g －T ＝m 0a ，对于小车和砝码：T ＝(M ＋m)a ，联立解得T ＝m 0g1＋m 0M ＋m，只有当M ＋m ≫m 0时，T≈m 0g ，绳子的拉力才是常数．(ⅱ)根据逐差法，s 2－s 1＝Δs ＝a(5Δt)2，s 3－s 2＝Δs ＝a(5Δt)2，所以s 3－s 1＝2Δs ＝2a(5Δt)2，得a ＝s 3－s 1Δ2. (ⅲ)从关系式1a ＝M m 0g ＋1m 0g ·m 可以看出，1a －m 图象的斜率k ＝1m 0g ，所以绳子拉力m 0g ＝1k，图象纵轴截距的意义是M m 0g ＝b ，则M ＝bk .21．Ⅰ.C4[2018·安徽卷] 图10为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的质量为 m ，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长A ．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B ．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C ．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动 (2)实验中要进行质量m和M 的选取，以下最合理的一组是( ) A ．M ＝200 g ，m ＝10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g B ．M ＝200 g ，m ＝20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g C ．M ＝400 g ，m ＝10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g D ．M ＝400 g ，m ＝20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g(3)图11是实验中得到的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：s AB ＝4.22 cm 、s BC ＝4.65 cm 、s CD ＝5.08 cm 、s DE ＝5.49cm 、s EF ＝5.91 cm 、s FG ＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz ，则小车的加速度a ＝______m/s 2(结果保留2位有效数字)．图1121．Ⅰ.[答案] (1)B (2)C (3)0.42[解析] (1)本实验应先平衡摩擦力，将长木板一端垫起适当的高度，轻推小车后，小车能匀速运动即说明摩擦力已平衡，同时判断小车的运动是否是匀速运动时，应根据纸带上的打点情况，而不能靠用眼观察小车运动．(2)本实验应保证砂和砂桶的总质量m 远远小于小车和砝码的总质量M ，所以C 项最符合题意．(3)采用逐差法求解，可得a ＝s DE ＋s EF ＋s FG －s AB －s BC －s CD 2＝0.42 m/s 2.C5 牛顿运动定律综合8．C5 [2018·天津卷] 如图甲所示，静止在水平地面的物块A ，受到水平向右的拉力F 作用，F 与时间t 的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值f m 与滑动摩擦力大小相等，则( )甲 乙A ．0～t 1时间内F 的功率逐渐增大B ．t 2时刻物块A 的加速度最大C ．t 2时刻后物块A 做反向运动D ．t 3时刻物块A 的动能最大 8．BD [解析] 0～t 1时间内拉力F 小于最大静摩擦力f m ，物块处于静止状态，F 的功率为零，选项A 错误；t 1～t 2时间拉力F 逐渐增大，物块的加速度a ＝F －f mm也逐渐增大，t 2时刻物块的加速度最大，选项B 正确；t 2～t 3时间内，虽然拉力F 逐渐减小，但仍然大于f m ，所以物块继续沿F 的方向做加速运动(加速度逐渐减小)，选项C 错误；t 3时刻之后拉力F 小于滑动摩擦力f m ，物块从t 3时刻开始做减速运动，选项D 正确．4．C5[2018·江苏卷] 将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系的图象，可能正确的是( )A BC D图24．C [解析] 皮球在上升过程中做减速运动，速度越来越小，所受的阻力越来越小，因此受到的合外力越来越小，加速度越来越小，速度减小到0，而加速度大小减小到重力加速度g ，C 图正确．5．C5[2018·江苏卷] 如图所示，一夹子夹住木块，在力F 作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为m 、M ，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动，力F 的最大值是( )图3A.＋M B.＋mC.＋M －(m ＋M)gD.＋m＋(m ＋M)g5．A [解析] 当木块所受的摩擦力最大时加速度最大，力F 最大，对木块分析可得2f －Mg ＝Ma ，对夹子和木块两个物体的整体进行分析可得F －(M ＋m)g ＝(M ＋m)a ，联立两式可求得F ＝＋M，A 项正确．23．C5[2018·浙江卷] 为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m 、形状不同的“A 鱼”和“B 鱼”，如图所示．在高出水面H 处分别静止释放“A 鱼”和“B 鱼”，“A 鱼”竖直下潜h A 后速度减为零，“B 鱼”竖直下潜h B 后速度减为零．“鱼”在水中运动时，除受重力外，还受浮力和水的阻力．已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的109倍，重力加速度为g ，“鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度．假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计．求：(1)“A 鱼”入水瞬间的速度v A1；(2)“A 鱼”在水中运动时所受阻力f A .(3)“A 鱼”与“B 鱼”在水中运动时所受阻力之比f A ∶f B . 23．[解析] (1)“A 鱼”在入水前做自由落体运动，有 v 2A1－0＝2gH 得：v A1＝2gH(2)“A 鱼”在水中运动时受重力、浮力和阻力的作用，做匀减速运动，设加速度为a A ，有 F 合＝F 浮＋f A －mg F 合＝ma A0－v 2A1＝－2a A h A由题意：F 浮＝109mg综合上述各式，得f A ＝mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫H h A －19 (3)考虑到“B 鱼”的受力、运动情况与“A 鱼”相似，有f B ＝mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫Hh B －19解得f Af B ＝h B －h Ah A －h B25．C5 [2018·重庆卷] 某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s.比赛时．某同学将球置于球拍中心，以大小为a 的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v 0时，再以v 0做匀速直线运动跑至终点．整个过程中球一直保持在球拍中心不动．比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0，如图所示，设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m ，重力加速度为g.(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数(2)求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v 变化的关系式；(3)整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v 0，而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r 的下边沿掉落，求β应满足的条件．25．[解析] (1)在匀速运动阶段，有mgtan θ0＝kv 0得k ＝mgtan θ0v 0(2)加速阶段，设球拍对球的支持力为N′，有 N′sin θ－kv ＝ma N′cos θ＝mg得tan θ＝a g ＋vv 0tan θ0(3)以速度v 0匀速运动时，设空气阻力与重力的合力为F ，有F ＝mgcos θ0球拍倾角为θ0＋β时，空气阻力与重力的合力不变，设球沿球拍面下滑的加速度大小为a′，有 Fsin β＝ma′设匀速跑阶段所用时间为t ，有t ＝s v 0－v 02a球不从球拍上掉落的条件12a′t 2≤r得sin β≤2rcos θ0g ⎝ ⎛⎭⎪⎫s v 0－v 02a 223．C5 [2018·北京卷] 摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米．电梯的简化模型如图1所示．考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a 是随时间t 变化的．已知电梯在t ＝0时由静止开始上升，a －t 图象如图2所示．电梯总质量m ＝2.0×103 kg.忽略一切阻力，重力加速度g 取10 m/s 2.(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F 1和最小拉力F 2；(2)类比是一种常用的研究方法．对于直线运动，教科书中讲解了由v －t 图象求位移的方法．请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图2所示的a －t 图象，求电梯在第1 s 内的速度改变量Δv 1和第2 s 末的速度v 2；(3)求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率P ；再求在0～11 s 时间内，拉力和重力对电梯所做的总功W.图1 图223．[解析] (1)由牛顿第二定律，有F －mg ＝ma由a －t 图象可知，F 1和F 2对应的加速度分别是a 1＝1.0 m/s 2，a 2＝－1.0 m/s 2F 1＝m(g ＋a 1)＝2.0×103×(10＋1.0) N ＝2.2×104NF 2＝m(g ＋a 2)＝2.0×103×(10－1.0) N ＝1.8×104N(2)类比可得，所求速度变化量等于第1 s 内a －t 图线下的面积 Δv 1＝0.50 m/s同理可得Δv 2＝v 2－v 0＝1.5 m/s v 0＝0，第2 s 末的速率v 2＝1.5 m/s(3)由a －t 图象可知，11 s ～30 s 内速率最大，其值等于0～11 s 内a －t 图线下的面积，有 v m ＝10 m/s此时电梯做匀速运动，拉力F 等于重力mg ，所求功率P ＝Fv m ＝mgv m ＝2.0×103×10×10 W＝2.0×105W 由动能定理，总功W ＝E k2－E k1＝12mv 2m －0＝12×2.0×103×102 J ＝1.0×105J1．2018·河南联考在平直铁路上运动的火车上有装有某种液体的两端开口的U 形玻璃管，粗细均匀，如图所示，若某时刻左侧竖直管中液柱高度为h 1，右侧竖直管中液柱高度为h 2，中间水平管中液柱长度为L ，则关于火车运动情况的说法正确的是( )A ．向右加速运动，加速度大小为h 1－h 2LgB ．向右减速运动，加速度大小为h 2h 1gC ．向左加速运动，加速度大小为h 2h 1gD ．向左加速运动，加速度大小为h 1－h 2Lg1．A [解析] 因左管液体高，所以火车向右加速运动或向左减速运动，以水平液柱为研究对象，设管的截面积为S ，它在水平方向上受到左、右管液体的压力，由牛顿第二定律可得：ρgSh 1－ρgSh 2＝ρSLa ，解得a ＝h 1－h 2Lg. 2．2018·丹东模拟如图所示，将质量为m ＝0.1 kg 的物体用两个完全一样的竖直弹簧固定在升降机内，当升降机以4 m/s 2的加速度加速向上运动时，上面弹簧对物体的拉力为0.4 N ；当升降机以8 m/s 2的加速度加速向上运动时，上面弹簧的拉力为( )A ．0.6 NB ．0.8 NC ．1.0 ND ．1.2 N2．A [解析] 当升降机以4 m/s 2的加速度加速向上运动时，由上面弹簧对物体的拉力为0.4 N 可知，下面弹簧对物体一定为支持力，设为F 下，根据牛顿第二定律可得F 上－mg ＋F 下＝ma 1，解得F 下＝1 N ，F 下－F 上＝0.6N ．当升降机和物体都以8 m/s 2的加速度加速向上运动时，F 上′－mg ＋F 下′＝ma 2，F 下′－F 上′＝0.6 N ，解得F 上′＝0.6 N ，选项A 正确．3．2018·湖北调研图为某同学自制的加速度计．构造如下：一根轻质细杆的下端固定一个小球，杆的上端与光滑水平轴相连接．杆可在竖直平面内左右摆动．硬质面板紧靠杆摆动的平面放置，并标有刻度线．其中，刻度线c 位于经过O 的竖直线上 .刻度线b 在bO 连线上．∠bOc ＝30°.刻度线d 在dO 连线上．∠cOd ＝45°.，g 取9.8 m/s 2，汽车前进时( )A ．若细杆稳定地指示在bB ．若细杆稳定地指示在d 处，则0.5 s 内汽车速度减小了4.9 m/sC ．若细杆稳定地指示在b 处，则0.5 s 内汽车速度增大了4.9 m/sD ．若细杆稳定地指示在c 处，则5 s 内汽车前进了100 m3．B [解析] 若细杆稳定地指示在b 处，对小球分析受力，画出受力分析图，求出沿水平方向所受合力为F 合＝mgtan30°，由牛顿第二定律F 合＝ma 1，则汽车加速度为a 1＝gtan30°＝9.8 ×33m/s 2＝5.66 m/s 2,0.5 s内汽车速度增大了Δv ＝a 1Δt ＝5.66×0.5 m/s＝2.83 m/s ，选项A 、C 错误；若细杆稳定地指示在d 处，则汽车加速度为a 2＝gtan45°＝9.8 m/s 2，则0.5 s 内汽车速度减小了Δv ＝a 2Δt ＝4.9 m/s ，选项B 正确；若细杆稳定地指示在c 处，汽车匀速运动，则5 s 内汽车前进了x ＝vt ＝10×5 m＝50 m ，选项D 错误．4．2018·运城模拟物体由静止开始做直线运动，则上下两图对应关系正确的是(图中F 表示物体所受的合力，a 表示物体的加速度，v 表示物体的速度，x 表示物体的位移)( )4．B [解析] 由F ＝ma 可知F －t 图象与a －t 图象应变化趋势一致(仅比例不同)，故A 错误；物体做初速度为零的匀加速直线运动时其位移可表示为x ＝12at 2，x －t 图象为开口向上的抛物线的一部分，D 错误；物体以一定初速度做匀减速直线运动，其位移表达式为x ＝vt －12at 2，x －t 图象为开口向下的抛物线的一部分，C 错误．正确选项为B.5．2018·河南联考如图所示，一质量为M ＝4 kg ，长为L ＝2 m 的木板放在水平地面上，已知木板与地面间的动摩擦因数为0.1，在此木板的右端上还有一质量为m ＝1 kg 的铁块，且视小铁块为质点，木板厚度不计．今对木板突然施加一个水平向右的拉力．(1)若不计铁块与木板间的摩擦，且拉力大小为6 N ，则小铁块经多长时间将离开木板？(2)若铁块与木板间的动摩擦因数为0.2，铁块与地面间的动摩擦因数为0.1，要使小铁块对地面的总位移不超过1.5 m 2)5．(1)4 s (2)大于或等于47 N[解析] (1)对木板受力分析，由牛顿第二定律得： F －μ(M ＋m)g ＝Ma 由运动学公式，得L ＝12at 2解得：t ＝4 s.(2)铁块在木板上时：μ1mg ＝ma 1， 铁块在地面上时：μ2mg ＝ma 2，对木板：F －μ1mg －μ2(M ＋m)g ＝Ma 3设铁块从木板上滑下时的速度为v 1，铁块在木板上和地面上的位移分别为x 1、x 2，则：2a 1x 1＝v 212a 2x 2＝v 21并且满足x 1＋x 2≤1.5 m设铁块在木板上滑行时间为t 1，则x 1＝12a 1t 21木板对地面的位移x ＝12a 3t 21x ＝x 1＋L联立解得F≥47 N.。
高考物理力与物体的平衡(含答案)专题复习-最新教学文档
高考物理-力与物体的平衡（含答案）-专题复习一、选择题1、如图7所示，三角形ABC是固定在水平面上的三棱柱的横截面，∠A＝30°，∠B＝37°，C 处有光滑小滑轮，质量分别为m1、m2的两物块通过细线跨放在AC面和BC面上，且均恰好处于静止状态，已知AC面光滑，物块2与BC面间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则两物块的质量比m1∶m2不可能是( )图7A．1∶3 B．3∶5C．5∶3 D．2∶12、如图6所示，一个半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。
一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量分别为m1和m2的小球A、B。
当它们处于平衡状态时，碗内的细线与水平方向的夹角为60°，小球B位于水平地面上，设此时半球形的碗对A的弹力为F，小球B对地面的压力大小为F N，细线的拉力大小为T，则下列说法中正确的是( )图6A．F N＝(m2－m1)g B．F N＝m2g－m1gC．T＝0 D．F＝m1g3、如图2所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力F N的变化情况是( )图2A．F增大，F N减小 B．F增大，F N增大C．F减小，F N减小 D．F减小，F N增大4、减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全。
当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，下图中弹力F画法正确且分解合理的是（）5、如图，起重机吊起钢梁时，钢梁上所系的钢丝绳分别有a、b、c三种方式，下列说法中正确的是A．a绳容易断 B．b绳容易断C．c绳容易断 D．三种情况下绳子受力都一样6、如图所示，质量为M、半径为R的半圆形容器静放在粗糙水平地面上，O为圆心．有一原长为2R，劲度系数为的轻弹簧一端固定在圆心O处，另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点。
2 2012年高考物理试题分类汇编：力_物体的平衡
专题2 力 物体的平衡1.（2012上海）如图，竖直轻质悬线上端固定，下端与均质硬棒AB 中点连接，棒长为线长的二倍。
棒的A 端用铰链墙上，棒处于水平状态。
改变悬线的长度，使线与棒的连接点逐渐右移，并保持棒仍处于水平状态。
则悬线拉力（） A 逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小 14.【考点】本题考查力矩平衡【解析】以A 点为固定转动轴，由力矩平衡可知2lmgF x =，当线与棒的连接点逐渐右移时，悬线拉力对应的力矩x 逐渐增大，因而悬线拉力逐渐减小，选项A 正确。
【答案】A2.（2012上海）已知两个共点力的合力为50N ，分力F 1的方向与合力F 的方向成30︒角，分力F 2的大小为30N 。
则（）A. F 1的大小是唯一的B.F 2的方向是唯一的C F 2有两个可能的方向 D.F 2可取任意方向 6.【考点】本题考查力的分解的多解性【解析】当02sin30F F F >>时，此时F 1的大小有两个， F 2有两个可能的方向，故选项A 、B 、D 错误，选项C 正确。
【答案】C【方法总结】已知两个共点力的合力为F ，分力F 1的方向与合力F 的方向成θ角，另外一个分力为F 2，若2sin F F θ<，则无解；若2sin F F F θ>>，有两解；若2F F >，有一解。
3.（2012新课标）如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。
设墙面对球的压力大小为N l ，球对木板的压力大小为N 2。
以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。
不计摩擦，在此过程中 A ．N 1始终减小，N 2始终增大 B N 1始终减小，N 2始终减小 C ． N 1先增大后减小，N 2始终减小 D ． N 1先增大后减小，N 2先减小后增大16【答案】B 【解析】受力分析如图所示: 重力的大小方向都不变，可知N 1、N 2的合力大小、方向都不变，当木板向下转动时，N 1、N 2变化如图所示，即N 1、N 2都减小，所以正确选项为B4.（2012新课标）拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。
2012年高考物理单元检测题及答案：力
第一章 力 物体的平衡一、 物体的受力分析：场力 弹力 摩擦力1场力：重力 电场力 磁场力 2弹力：（1）产生条件：A 接触；B 发生形变。
（2）方向的判断：垂直接触面。
例1：例1：如图所示，AB 两物体的质量均为m若B 物体质量为M 且m M >例2：劲度系数为2k 的轻弹簧，竖直放在桌面上，上面压一质量为m 的物块。
另一劲度系数为1k 的轻弹簧，竖直的放在物块上，其下端与物块上表面连接在一起，要想使物块在静止时下面弹簧受物重的32。
应将上面弹簧的上端A 竖直向上提高的距离是多少？3A 接触不光滑B 正压力不为零C 有相对运动或相对运动趋势 （2）方向：与相对运动趋势或相对运动方向相反 （3）分类：静摩擦力：随外力的变化而变化 M s f f ≤≤0滑动摩擦力：N f μ=M f f ≤例1：（94）如图所示，C 是水平地面，A 、B 是两个长方形木块，F 是作用在物块B 上沿水平方向的力，物体A 和B 以相同的速度作匀速直线运动。
由此可知， A 、B 间的动摩擦因数1μ和B 、C 间的动摩擦因数2μ有可能是 A 01=μ；02=μ B 01=μ；02≠μ C01≠μ；02=μ C 01≠μ；02≠μ例2：如图所示，ABC 叠放在一起放在水平面上， 水平外力F 作用于B 。
ABC 保持静止，则ABC 所 受摩擦力的情况？若水平面光滑有怎样？二、 物体的平衡（平衡状态：静止或匀速）0=∑F 0=∑X F0=∑Y F解题方法及技巧：C（1） 正交分解法： （2） 矢量三角形：（已知一个力和另一个力的方向求第三个力） （3） 相似三角形的应用：例1：如图所示，半圆形支架BAD ，两细绳OA 和OB 结于圆心O ，下悬重为G 的物体。
使OA 绳固定不动，将OB 绳的B 端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C 的过程中，分析OA 绳和OB 绳所受力的大小如何变化？例2：如图所示，计算AB 板给小球的弹力？相似三角形的应用： 例3：如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O细线一端拴一小球，置于半球面上的A 点，另一端绕过定滑轮．现缓慢地将小球从A 点拉到B 点，在此过程中，小球对半球的压力N 和细线的拉力T 大小变化情况为（）A ．N 变大，T 不变B ．N 变小，T 变大C ．N 不变，T 变小D ．N 变大，T 变小例4：如图所示，长为2米的均质杆AB ，A 杆用细绳拉住，B 搁于竖直墙面并平衡，已知BC ＝1米，若不计摩擦，则绳AC 长为多少？三、 力矩平衡：L F M ⨯=（L平衡条件：0=∑M 逆顺＝M MA例5：如图所示：杆AB ，B 端固定，A 端分别受到1F 、2F 、3F 的作用而处于平衡，则1F 、2F 、3F 所产生的力矩谁大？例6：如图所示，OA 是一根均匀铁棒，可以绕O 点自由转动，现用恒力F 沿水平方向将OA 拉到如图所示位置，若用M1表示OA 所受重力的力矩，用M2表示F 的力矩，那么在上述过程中M1和M2的变化规律为（ ） A ．M 1和M 2都在变大 B ．M 1和M 2都在变小 C ．M 1变小，M 2变大 D ．M 1变大，M 2变小例7：如图所示，杆A 长L ，固定转轴为O ，木块B 放在光滑桌面上，有一水平推力F 推B ，试分析由于F 的作用B 对A 的支持力如何变化？四、2F例8：如图所示，球重为G ，半径为R ，木块厚h （h <R ），用水平力F 推木块，摩擦力不计，要使球离开地面上升，推力F 至少为多大？例9:质量为m的木块,放在固定的斜面上,滑动摩擦系数为μ，若不管用多大的水平推力，木块都不可能向上移动，求斜面的倾角。
高考物理 最新试题、模拟新题分类汇编 专题2 力与物体的平衡
B单元力与物体的平衡B1 力、重力、弹力B2 摩擦力B3 力的合成与分解B4 受力分析物体的平衡14．B4[2012·浙江卷] 如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体．细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 N．关于物体受力的判断(取g＝9.8 m/s2)，下列说法正确的是( )A．斜面对物体的摩擦力大小为零B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向竖直向上C．斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N，方向竖直向上D．斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上14．A [解析] 由弹簧秤的示数为4.9 N可知细绳对物体的拉力大小也为4.9 N，刚好等于物体的重力沿斜面向下的分力，因此物体在重力、绳子的拉力和斜面的支持力下能够保持平衡状态，故选项A正确，选项B错误；由平衡条件，斜面对物体的支持力F N＝mg cos30°＝4.93N，方向垂直斜面向上，故选项C、D错误．16．B4[2012·课标全国卷] 如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中( )A．N1始终减小，N2始终增大B．N1始终减小，N2始终减小C．N1先增大后减小，N2始终减小D．N1先增大后减小，N2先减小后增大16．B [解析] 小球受重力、墙面的压力、木板的支持力而处于静止状态，故墙面的压力、木板的支持力的合力必与重力等大反向．设木板与竖直墙面的夹角为θ，由受力分析知，墙对球的压力大小为N1＝mg cotθ，球对木板的压力与木板对球的支持力大小相等，故N2＝mgsinθ.当木板由图示位置缓慢转至水平时，θ角逐渐增大，N1、N2始终减小，B正确．16．B4[2012·广东卷] 如图3所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45˚，日光灯保持水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为( )图3A．G和GB.22G和22GC.12G和32GD.12G和12G16．B [解析] 12则有：T1sin45°＝T2sin45°，T1cos45°＋T2cos45°＝G，解得：T1＝T2＝22G，B正确．B5 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系34．B5[2012·广东卷] (2)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”)②弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L x；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表：________．图8③图8是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________的差值(填“L 0”或“L x ”)．④由图可知弹簧的劲度系数为________N/m ；通过图和表可知砝码盘的质量为________g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s 2)．34．(2)①竖直 ②静止 L 3 mm ③L x ④4.9 10[解析] ①本实验是利用重力与弹力平衡获取若干数据，再利用图象处理数据得到劲度系数的．测量时，弹簧及刻度尺都要保持在竖直状态；②读数时，要等弹簧静止时才能读取；由记录的值可知，刻度尺的最小分度为0.1 cm ，但最小分度后还要估读一位，故记录L 3是不符合规范的；③弹簧的长度与弹簧挂上砝码盘时弹簧长度L x 的差值才是由于添加砝码而伸长的长度；④砝码盘的质量为m 0，砝码的质量为m ，当挂上砝码盘时有：m 0g ＝k (L x －L 0)，当砝码盘中的砝码质量为m 时，弹簧的长度为L n ，此时有m 0g ＋mg ＝k (L n －L 0)，两式联立得：mg ＝k (L n －L x )，即k ＝mg L n －L x ，由图象知图线的斜率为k ′＝60×10－3－012×10－2－0kg/m ＝0.50 kg/m ，故劲度系数k ＝k ′g ＝4.9 N/m ，而m 0＝k (L x －L 0)g ＝4.9×(27.35－25.35)×10－29.8kg ＝10 g.24．B5 F2 E2 E3[2012·安徽卷] 如图19所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M ＝2 kg 的小物块A .装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接．传送带始终以u ＝2 m/s 的速率逆时针转动．装置的右边是一光滑曲面，质量m ＝1 kg 的小物块B 从其上距水平台面高h ＝1.0 m 处由静止释放．已知物块B 与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，l ＝1.0 m ．设物块A 、B 间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A 静止且处于平衡状态．取g ＝10 m/s 2.(1)求物块B 与物块A 第一次碰撞前的速度大小；(2)通过计算说明物块B 与物块A 第一次碰撞后能否运动到右边的曲面上；(3)如果物块A 、B 每次碰撞后，物块A 再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B 第n 次碰撞后的运动速度大小．24．[解析] (1)设物块B 沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v 0.由机械能守恒知mgh ＝12mv 20 得v 0＝2gh设物块B 在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为a ，则μmg ＝ma设物块B 通过传送带后运动速度大小为v ，有v 2－v 20＝－2al联立解得v ＝4 m/s由于v >u ＝2 m/s ，所以v ＝4 m/s 即为物块B 与物块A 第一次碰撞前的速度大小．(2)设物块A 、B 第一次碰撞后的速度分别为V 、v 1，取向右为正方向，由弹性碰撞知 －mv ＝mv 1＋MV12mv 2＝12mv 21＋12MV 2 解得v 1＝13v ＝43m/s 即碰撞后物块B 沿水平台面向右匀速运动．设物块B 在传送带上向右运动的最大位移为l ′，则0－v 21＝－2al ′得l ′＝49m<1 m 所以物块B 不能通过传送带运动到右边的曲面上．(3)当物块B 在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速．可以判断，物块B 运动到左边台面时的速度大小为v 1，继而与物块A 发生第二次碰撞．设第二次碰撞后物块B 速度大小为v 2，同上计算可知v 2＝13v 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫132v 物块B 与物块A 第三次碰撞、第四次碰撞……，碰撞后物块B 的速度大小依次为v 3＝13v 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫133v v 4＝13v 3＝⎝ ⎛⎭⎪⎫134v ……则第n 次碰撞后物块B 的速度大小为v n ＝(13)n v .B6 实验：验证力的平行四边形定则22．B6[2012·浙江卷] 在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤．(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为________N ；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N F 合；(3)由图得到F 合＝22．[答案] (1)53(51～55)(2)2.10(2.08～2.12) 图略(3)3.3(3.1～3.5)[解析] (1)如图所示，在图象上取相距较远的两点P (0.50,0.31)、Q (6.00,3.25)、弹簧的劲度系数k ＝3.25－0.316.00－0.50 N/cm ＝0.53 N/cm ＝53 N/m ；(2)(3)利用作图法求合力．B7 力与平衡问题综合17．B7[2012·山东卷] 如图所示，两相同轻质硬杆OO 1、OO 2可绕其两端垂直纸面的水平轴O 、O 1、O 2转动，在O 点悬挂一重物M ，将两相同木块m 紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止．F f 表示木块与挡板间摩擦力的大小，F N 表示木块与挡板间正压力的大小．若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O 1、O 2始终等高，则( )A ．F f 变小B ．F f 不变C ．F N 变小D ．F N 变大17．BD [解析] 对O 点受力分析如图所示．竖直方向有：2T cos θ＝Mg ，所以T ＝2cos θ，当θ增大时，T 增大． 对m 受力分析如图所示T ′＝T .水平方向有：T ′sin θ＝F N ，当θ增大时，T 增大，T ′增大，sin θ增大，所以F N 增大；竖直方向有：T ′cos θ＋mg ＝F f ，解得F f ＝Mg 2＋mg ，所以F f 不变．图924．B7[2012·课标全国卷] 拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)．设拖把头的质量为m ，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g .某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ.(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小．(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ.已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动．求这一临界角的正切tan θ0.24．[解析] (1)设该同学沿拖杆方向用大小为F 的力推拖把．将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有F cos θ＋mg ＝N ①F sin θ＝f ②式中N 和f 分别为地板对拖把的正压力和摩擦力．按摩擦定律有f ＝μN ③联立①②③式得F ＝μsin θ－μcos θmg ④ (2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有F sin θ≤λN ⑤这时，①式仍满足．联立①⑤式得sin θ－λcos θ≤λmg F⑥ 现考察使上式成立的θ角的取值范围．注意到上式右边总是大于零，且当F 无限大时极限为零，有sin θ－λcos θ≤0⑦使上式成立的θ角满足θ≤θ0，这里θ0是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把．临界角的正切为tan θ0＝λ⑧1．2012·洛阳模拟如图所示，小车上有一根固定的水平横杆，横杆左端固定的轻杆与竖直方向成θ角，轻杆下端连接一小铁球；横杆右端用一根细线悬挂一小铁球，当小车做匀变速直线运动时，细线保持与竖直方向成α角，若θ<α，则下列说法中正确的是( )A B ．轻杆对小球的弹力方向与细线平行向上C ．小车一定以加速度g tan α向右做匀加速运动D ．小车一定以加速度g tan θ向右做匀加速运动1．B [解析] 由于两小球加速度方向相同，所受弹力方向也应该相同，所以轻杆对小球的弹力方向与细线平行向上，选项A 错误，选项B 正确；对细线悬挂的小球受力分析，由牛顿第二定律可得，小车一定以向右的加速度g tan α做匀变速运动，可能向右加速，也可能向左减速，选项C 、D 错误．2．2012·陕西联考如图甲所示，斜面体固定在水平面上，斜面上有一物块在拉力F 的作用下始终处于静止状态，取沿斜面向上为正方向，拉力F 在如图乙所示的范围内变化．则图中物块所受的摩擦力F f乙B2．B [解析] 物块在重力、支持力、摩擦力和拉力F作用下处于平衡状态．在t1时刻，F＝0，此时物块所受的摩擦力大小为mg sinθ，方向沿斜面向上，A、C错误；由于F随时间线性变化，由平衡条件可知F f也随时间线性变化，B正确、D错误．3．2012·湖北百校调考如图所示，100个大小相同、质量均为m且光滑的小球，静止放置于两个相互垂直且光滑的平面上．平面AB与水平面的夹角为30°.则第2个小球对第3个小球的作用力大小为( )A．0.5mg B. 48mgC．49mg D．98mg3．C [解析] 以第3个到第100个这98个小球组成的整体为研究对象，受到三个力的作用，即重力、斜面的支持力和第2个小球对第3个小球的作用力，由于整体处于平衡状态，沿斜面方向的受力应平衡，所以有F23＝98mg sin30°＝49mg，选项C正确．4．2012·天津联考如图所示，滑块A与小球B用一根不可伸长的轻绳相连，且滑块A 套在水平直杆上．现用大小为10 N、与水平方向成30°角的力F拉B，使A、B一起向右匀速运动，运动过程中A、B保持相对静止．已知A、B的质量分别为2 kg、1 kg，重力加速度为10 m/s2，则( )A．轻绳与水平方向的夹角B．轻绳与水平方向的夹角θ＝60°C．滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为3 4D．滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为3 54．AD [解析] 以A、B整体为研究对象，由平衡条件，在水平方向上f＝F cos30°，在竖直方向上F N＝(m A＋m B)g－F sin30°，且f＝μF N，联立解得μ＝35，选项C错误，选项D正确；隔离物体B，设轻绳拉力为T，由正交分解法和平衡条件，在水平方向上：T cosθ＝F cos30°，在竖直方向上：T sinθ＝m B g－F sin30°，联立解得θ＝30°，选项A正确，选项B错误．5．2012·太原模拟如图Z1－3所示，物体P放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧与竖直墙相连，物体静止时弹簧的长度小于原长．若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F 向右拉P，直到拉动，那么在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力F T的大小和地面对P 的摩擦力f的大小的变化情况( )A．弹簧对P的弹力F T始终增大，地面对P的摩擦力始终减小B．弹簧对P的弹力F T保持不变，地面对P的摩擦力始终增大C．弹簧对P的弹力F T保持不变，地面对P的摩擦力先减小后增大D．弹簧对P的弹力F T先不变后增大，地面对P的摩擦力先增大后减小5．B [解析] 在P被拉动之前的过程中，弹簧长度不变，弹簧对P的弹力F T的大小保持不变；由于弹簧长度小于原长，P有向右运动的趋势，所受静摩擦力向左，用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P的过程中，地面对P的摩擦力始终增大，选项B正确．。
2012年全国统一高考物理试卷(新课标)(含解析版)
2012年全国统一高考物理试卷（新课标）一．选择题目1．（3分）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是（）A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动2．（3分）如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。
图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则（）A．a的飞行时间比b的长B．b和c的飞行时间相同C．a的水平速度比b的小D．b的初速度比c的大3．（3分）如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。
设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2．以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。
不计摩擦，在此过程中（）A．N1始终减小，N2始终增大B．N1始终减小，N2始终减小C．N1先增大后减小，N2始终减小D．N1先增大后减小，N2先减小后增大4．（3分）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0kW．设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为（）A．380V和5.3AB．380V和9.1A C．240V和5.3AD．240V和9.1A5．（3分）如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子（）A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动6．（3分）如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0．使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。
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第 1 页共8 页B单元力与物体的平衡B1 力、重力、弹力B2 摩擦力B3 力的合成与分解B4 受力分析物体的平衡14．B4[2012·浙江卷] 如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg 的物体．细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 N．关于物体受力的判断(取g＝9.8 m/s2)，下列说法正确的是()A．斜面对物体的摩擦力大小为零B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向竖直向上C．斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N，方向竖直向上D．斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上14．A[解析] 由弹簧秤的示数为4.9 N可知细绳对物体的拉力大小也为4.9 N，刚好等于物体的重力沿斜面向下的分力，因此物体在重力、绳子的拉力和斜面的支持力下能够保持平衡状态，故选项A正确，选项B错误；由平衡条件，斜面对物体的支持力F N＝mg cos30°＝4.93N，方向垂直斜面向上，故选项C、D错误．16．B4[2012·课标全国卷] 如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中()A．N1始终减小，N2始终增大B．N1始终减小，N2始终减小C．N1先增大后减小，N2始终减小D．N1先增大后减小，N2先减小后增大16．B[解析] 小球受重力、墙面的压力、木板的支持力而处于静止状态，故墙面的压力、木板的支持力的合力必与重力等大反向．设木板与竖直墙面的夹角为θ，由受力分析知，第 2 页 共 8 页墙对球的压力大小为N 1＝mg cot θ，球对木板的压力与木板对球的支持力大小相等，故N 2＝mg sin θ.当木板由图示位置缓慢转至水平时，θ角逐渐增大，N 1、N 2始终减小，B 正确．16．B4[2012·广东卷] 如图3所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45˚，日光灯保持水平，所受重力为G ，左右两绳的拉力大小分别为()A ．G 和GB.22G 和22G C.12G 和32G D.12G 和12G16．B [解析] 12则有：T 1sin45°＝T 2 sin45°，T 1cos45°＋T 2cos45°＝G ，解得：T 1＝T 2＝22G ，B 正确．B5 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系34．B5[2012·广东卷] (2)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”)②弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L 0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L x ；在砝码盘中每次增加10 g 砝码，弹簧长度依次记为L 1至L 6，数据如下表：________．图8③图8是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________第 3 页 共 8 页的差值(填“L 0”或“L x ”)．④由图可知弹簧的劲度系数为________N/m ；通过图和表可知砝码盘的质量为________g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s 2)．34．(2)①竖直 ②静止 L 3 mm ③L x ④4.9 10[解析] ①本实验是利用重力与弹力平衡获取若干数据，再利用图象处理数据得到劲度系数的．测量时，弹簧及刻度尺都要保持在竖直状态；②读数时，要等弹簧静止时才能读取；由记录的值可知，刻度尺的最小分度为0.1 cm ，但最小分度后还要估读一位，故记录L 3是不符合规范的；③弹簧的长度与弹簧挂上砝码盘时弹簧长度L x 的差值才是由于添加砝码而伸长的长度；④砝码盘的质量为m 0，砝码的质量为m ，当挂上砝码盘时有：m 0g ＝k (L x －L 0)，当砝码盘中的砝码质量为m 时，弹簧的长度为L n ，此时有m 0g ＋mg ＝k (L n －L 0)，两式联立得：mg ＝k (L n －L x )，即k ＝mg L n －L x ，由图象知图线的斜率为k ′＝60×10－3－012×10－2－0kg/m ＝0.50 kg/m ，故劲度系数k ＝k ′g ＝4.9 N/m ，而m 0＝k (L x －L 0)g ＝4.9×(27.35－25.35)×10－29.8kg ＝10 g.24．B5 F2 E2 E3[2012·安徽卷] 如图19所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M ＝2 kg 的小物块A .装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接．传送带始终以u ＝2 m/s 的速率逆时针转动．装置的右边是一光滑曲面，质量m ＝1 kg 的小物块B 从其上距水平台面高h ＝1.0 m 处由静止释放．已知物块B 与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，l ＝1.0 m ．设物块A 、B 间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A 静止且处于平衡状态．取g ＝10 m/s 2.(1)求物块B 与物块A 第一次碰撞前的速度大小；(2)通过计算说明物块B 与物块A 第一次碰撞后能否运动到右边的曲面上；(3)如果物块A 、B 每次碰撞后，物块A 再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B 第n 次碰撞后的运动速度大小．24．[解析] (1)设物块B 沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v 0.由机械能守恒知mgh ＝12m v 20得v 0＝2gh设物块B 在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为a ，则μmg ＝ma设物块B 通过传送带后运动速度大小为v ，有v 2－v 20＝－2al联立解得v ＝4 m/s由于v >u ＝2 m/s ，所以v ＝4 m/s 即为物块B 与物块A 第一次碰撞前的速度大小．(2)设物块A 、B 第一次碰撞后的速度分别为V 、v 1，取向右为正方向，由弹性碰撞知 －m v ＝m v 1＋MV12m v 2＝12m v 21＋12MV 2 解得v 1＝13v ＝43m/s 即碰撞后物块B 沿水平台面向右匀速运动．设物块B 在传送带上向右运动的最大位移为l ′，则第 4 页 共 8 页0－v 21＝－2al ′得l ′＝49m<1 m 所以物块B 不能通过传送带运动到右边的曲面上．(3)当物块B 在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速．可以判断，物块B 运动到左边台面时的速度大小为v 1，继而与物块A 发生第二次碰撞．设第二次碰撞后物块B 速度大小为v 2，同上计算可知v 2＝13v 1＝⎝⎛⎭⎫132v 物块B 与物块A 第三次碰撞、第四次碰撞……，碰撞后物块B 的速度大小依次为v 3＝13v 2＝⎝⎛⎭⎫133v v 4＝13v 3＝⎝⎛⎭⎫134v ……则第n 次碰撞后物块B 的速度大小为v n ＝(13)n v .B6 实验：验证力的平行四边形定则22．B6[2012·浙江卷] 在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤．(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为________N ；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 NF 合；(3)由图得到F 合＝________N.22．[答案] (1)53(51～55)(2)2.10(2.08～2.12) 图略(3)3.3(3.1～3.5)[解析] (1)如图所示，在图象上取相距较远的两点P (0.50,0.31)、Q (6.00,3.25)、弹簧的劲度系数k ＝3.25－0.316.00－0.50N/cm ＝0.53 N/cm ＝53 N/m ；第 5 页共8 页(2)(3)利用作图法求合力．B7 力与平衡问题综合17．B7[2012·山东卷] 如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止．F f表示木块与挡板间摩擦力的大小，F N表示木块与挡板间正压力的大小．若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O、O始终等高，则() A．F f变小B．F f不变C．F N变小D．F N变大17．BD[解析] 对O竖直方向有：2T cosθ＝Mg，所以T＝Mg2cosθ，当θ增大时，T增大．对m受力分析如图所示T′＝T.水平方向有：T′sinθ＝F N，当θ增大时，T增大，T′增大，sinθ增大，所以F N增大；竖直方向有：T′cosθ＋mg＝F f，解得F f＝Mg2＋mg，所以F f不变．第 6 页 共 8 页图924．B7[2012·课标全国卷] 拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)．设拖把头的质量为m ，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g .某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ.(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小．(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ.已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动．求这一临界角的正切tan θ0.24．[解析] (1)设该同学沿拖杆方向用大小为F 的力推拖把．将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有F cos θ＋mg ＝N ①F sin θ＝f ②式中N 和f 分别为地板对拖把的正压力和摩擦力．按摩擦定律有f ＝μN ③联立①②③式得F ＝μsin θ－μcos θmg ④ (2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有F sin θ≤λN ⑤这时，①式仍满足．联立①⑤式得sin θ－λcos θ≤λmg F⑥ 现考察使上式成立的θ角的取值范围．注意到上式右边总是大于零，且当F 无限大时极限为零，有sin θ－λcos θ≤0⑦使上式成立的θ角满足θ≤θ0，这里θ0是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把．临界角的正切为tan θ0＝λ⑧1．2012·洛阳模拟如图所示，小车上有一根固定的水平横杆，横杆左端固定的轻杆与竖直方向成θ角，轻杆下端连接一小铁球；横杆右端用一根细线悬挂一小铁球，当小车做匀变速直线运动时，细线保持与竖直方向成α角，若θ<α，则下列说法中正确的是() A B ．轻杆对小球的弹力方向与细线平行向上C ．小车一定以加速度g tan α向右做匀加速运动第 7 页 共 8 页D ．小车一定以加速度g tan θ向右做匀加速运动1．B [解析] 由于两小球加速度方向相同，所受弹力方向也应该相同，所以轻杆对小球的弹力方向与细线平行向上，选项A 错误，选项B 正确；对细线悬挂的小球受力分析，由牛顿第二定律可得，小车一定以向右的加速度g tan α做匀变速运动，可能向右加速，也可能向左减速，选项C 、D 错误．2．2012·陕西联考如图甲所示，斜面体固定在水平面上，斜面上有一物块在拉力F 的作用下始终处于静止状态，取沿斜面向上为正方向，拉力F 在如图乙所示的范围内变化．则图中物块所受的摩擦力F f2．B [解析] 物块在重力、支持力、摩擦力和拉力F 作用下处于平衡状态．在t 1时刻，F ＝0，此时物块所受的摩擦力大小为mg sin θ，方向沿斜面向上，A 、C 错误；由于F 随时间线性变化，由平衡条件可知F f 也随时间线性变化，B正确、D 错误．3．2012·湖北百校调考如图所示，100个大小相同、质量均为m 且光滑的小球，静止放置于两个相互垂直且光滑的平面上．平面AB 与水平面的夹角为30°.则第2个小球对第3个小球的作用力大小为( ) A ．0.5mg B. 48mgC ．49mgD ．98mg3．C [解析] 以第3个到第100个这98个小球组成的整体为研究对象，受到三个力的作用，即重力、斜面的支持力和第2个小球对第3个小球的作用力，由于整体处于平衡状态，沿斜面方向的受力应平衡，所以有F 23＝98mg sin30°＝49mg ，选项C 正确．4．2012·天津联考如图所示，滑块A 与小球B 用一根不可伸长的轻绳相连，且滑块A 套在水平直杆上．现用大小为10 N 、与水平方向成30°角的力F 拉B ，使A 、B 一起向右匀速运动，运动过程中A 、B 保持相对静止．已知A 、B 的质量分别为2 kg 、1 kg ，重力加速度为10 m/s 2，则( )第8 页共8 页A．轻绳与水平方向的夹角θB．轻绳与水平方向的夹角θ＝60°C．滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为3 4D．滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为3 54．AD[解析] 以A、B整体为研究对象，由平衡条件，在水平方向上f＝F cos30°，在竖直方向上F N＝(m A＋m B)g－F sin30°，且f＝μF N，联立解得μ＝35，选项C错误，选项D正确；隔离物体B，设轻绳拉力为T，由正交分解法和平衡条件，在水平方向上：T cosθ＝F cos30°，在竖直方向上：T sinθ＝m B g－F sin30°，联立解得θ＝30°，选项A正确，选项B错误．5．2012·太原模拟如图Z1－3所示，物体P放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧与竖直墙相连，物体静止时弹簧的长度小于原长．若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到拉动，那么在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力F T的大小和地面对P 的摩擦力f的大小的变化情况()A．弹簧对P的弹力F T始终增大，地面对P的摩擦力始终减小B．弹簧对P的弹力F T保持不变，地面对P的摩擦力始终增大C．弹簧对P的弹力F T保持不变，地面对P的摩擦力先减小后增大D．弹簧对P的弹力F T先不变后增大，地面对P的摩擦力先增大后减小5．B[解析] 在P被拉动之前的过程中，弹簧长度不变，弹簧对P的弹力F T的大小保持不变；由于弹簧长度小于原长，P有向右运动的趋势，所受静摩擦力向左，用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P的过程中，地面对P的摩擦力始终增大，选项B正确．。