(物理)物理图示法图像法解决物理试题练习及解析

（物理）物理图示法图像法解决物理试题练习及解析

一、图示法图像法解决物理试题

1．如图所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A 处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d 时（图中B 处），下列说法正确的是

A ．小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg

B ．小环到达B 处时，重物上升的高度也为d

C ．小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于

D ．小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于

【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】

由题意，释放时小环向下加速运动，则重物将加速上升，对重物由牛顿第二定律可知绳中张力一定大于重力2mg ，所以A 正确；小环到达B 处时，重物上升的高度应为绳子缩短的长度，即2h d d ∆=

-，所以B 错误；根据题意，沿绳子方向的速度大小相等，将小环A

速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足：

A B v cos v θ=，即1

2A B

v v cos θ

==所以C 正确，D 错误． 【点睛】

应明确：①对与绳子牵连有关的问题，物体上的高度应等于绳子缩短的长度；②物体的实际速度即为合速度，应将物体速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解，然后列出沿绳子方向速度相等的表达式即可求解．

2．如图所示，质量为m 的小物体用不可伸长的轻细线悬挂在天花板上，处于静止状态.现对处于静止状态的物体施加一个大小为F 、与竖直方向夹角为θ的斜向上恒定拉力，平衡时细线与竖直方向的夹角为60；保持拉力大小和方向不变，仅将小物体的质量增为2m ，再次平衡时，细线与竖直方向的夹角为30，重力加速度为g ，则( )

A ．F mg =

B ．3F mg =

C ．30θ=

D ．60θ=

【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】

以物体为研究对象，设平衡时绳子与竖直方向的夹角为α，受力情况如图所示：

当物体重力为mg 时，α=60°，根据正弦定理可得

sin 60sin(18060)

F mg

θ=︒︒-︒-，即

sin 60sin(120)

F mg

θ=︒︒-，当物体的重力为2mg 时，α=30°，根据正弦定理可得：

sin 30sin(18030)F mg θ=︒︒-︒-，即sin 30sin(150)

F mg

θ=︒︒-，联立解得：θ=60°，F =mg ；

所以A 、D 正确，B 、C 错误．故选AD ． 【点睛】

本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．

3．如图，将一质量为2m 的重物悬挂在轻绳一端，轻绳的另一端系一质量为m 的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ，杆上的A 点与定滑轮等高，杆上的B 点在A 点正下方距离A 为d 处．现将环从A 点由静止释放，不计一切摩擦

阻力，下列说法中正确的是（）

A ．环到达

B 处时，重物上升的高度2

d B ．环能下降的最大距离为

43

d C ．环到达B 处时，环与重物的速度大小之比为

2 D ．环从A 到B 减少的机械能等于重物增加的机械能 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】

根据几何关系有，环从A 下滑至B 点时，重物上升的高度h=2d−d ，故A 错误；环下滑到最大高度为h 时环和重物的速度均为0，此时重物上升的最大高度为22 h d d +-，根据机械能守恒有222(?)mgh mg h d d =+-，解得：h=

43

d

d ，故B 正确．对B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：vcos45°=v

重物，所以

2v v 重物

＝，故C 错误；环下滑过程中无摩擦力对系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能，故D 正确；故选BD ．

4．如图所示，有一光滑轨道ABC ，AB 部分为半径为R 的

1

4

圆弧，BC 部分水平，质量均为m 的小球a 、b 固定在各直轻杆的两端，轻杆长为R ，小球可视为质点。开始时a 球处于圆孤上端A 点由静止开始释放小球和轻杆，使其沿光滑弧面下滑，下列说法正确的是

A ．a 球下滑过程中机械能保持不变

B ．a.b 两球速度大小始终相等

C ．a.b 球滑到水平轨道上时速度大小均为3gR

D ．从释放a.b 球到a 、b 球都滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a 球做的功为2

mgR

【答案】CD 【解析】 【详解】

A.下滑过程中，对两个球组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，单个球机械能均不守恒，故A 错误；

B.杆不可伸长，两个球沿着杆方向的分速度大小时刻相等，两球速度大小有时不相等，故B 错误；

C.下滑的整个过程中，根据机械能守恒定律，有：

()21

222

mgR mg R mv +=⨯，

解得：

3v gR =，

故C 正确；

D. 对a 球由动能定理可知：

2

12

W mgR mv +=

， 解得：

31

22

W mgR mgR mgR =

-=， 故D 正确。

5．如图所示，一轻绳通过小定滑轮O 与小球B 连接，另一端与套在竖直杆上的小物块A 连接，杆固定且足够长。开始时用手握住B 使A 静止在P 点，细线伸直。现释放B ，A 向上运动，过Q 点时细线与竖直杆成60°角，R 点位置与O 等高。(不计一切摩擦，B 球未落地)则

A ．物块A 过Q 点时，A 、

B 两物体的速度关系为v A =2v B