2012年高考物理高考試題+模擬新題分類匯編專題2力與物體的平衡

1、b單元力與物體的平衡b1力、重力、彈力b2 摩擦力b3力的合成與分解b4受力分析物體的平衡14. b42012 浙江卷如圖所示，與水平面夾角為30的固定斜面上有一質量m 1.0kg的物體.細繩的一端與物體相連，另一端經摩擦不計的定滑輪與固定的彈簧秤相連.物體 靜止在斜面上，彈簧秤的示數(shù)為4.9 n.關于物體受力的判斷（取g=9.8 m/s2）,下列說法正確的是（）a.斜面對物體的摩擦力大小為零b.斜面對物體的摩擦力大小為4.9 n ,方向豎直向上c.斜面對物體的支持力大小為4.943 n,方向豎直向上d.斜面對物體的支持力大小為4.9 n ,方向垂直斜面向上14. a 解析由彈簧秤的示數(shù)為 4

2、.9 n可知細繩對物體的拉力大小也為4.9 n,剛好等于物體的重力沿斜面向下的分力，因此物體在重力、繩子的拉力和斜面的支持力下能夠保 持平衡狀態(tài)，故選項a正確，選項b錯誤；由平衡條件，斜面對物體的支持力fn= macos30= 4.9 43n,方向垂直斜面向上，故選項c、d錯誤.16. b42012 課標全國卷如圖，一小球放置在木板與豎直墻面之間.設墻面對球的 壓力大小為 n,球對木板的壓力大小為n2.以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉到水平位置.不計摩擦，在此過程中（）a. n始終減小，n2始終增大b. n始終減小，n2始終減小c. n先增大后減小，n2始終減

3、小d. n先增大后減小，n2先減小后增大16. b 解析小球受重力、墻面的壓力、木板的支持力而處于靜止狀態(tài)，故墻面的壓力、木板的支持力的合力必與重力等大反向.設木板與豎直墻面的夾角為0 ,由受力分析知，墻對球的壓力大小為n=mgcot 0 ,球對木板的壓力與木板對球的支持力大小相等，故n2 =-m.當木板由圖示位置緩慢轉至水平時，0角逐漸增大，n、n2始終減小，b正確.sin 016. b42012 廣東卷如圖3所示，兩根等長的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角都為45?,日光燈保持水平，所受重力為g左右兩繩的拉力大小分別為916. b 解析日光燈受力如圖所示，將 ti、t2分別

4、向水平方向和豎直方向分解，則有:tisin45=t2 sin45tcos45 + t2cos450 = g 解得:b正確.b5實驗：探究彈力和彈簧伸長的關系34. b52012 廣東卷(2)某同學探究彈力與彈簧伸長量的關系.將彈簧懸掛在鐵架臺上， 將刻度尺固定在彈簧一側，彈簧軸線和刻度尺都應在 方向(填“水平”或“豎直”)彈簧自然懸掛，待彈簧 時，長度記為l0；彈簧下端掛上祛碼盤時，長度記為lx；在祛碼盤中每次增加 10 g祛碼，彈簧長度依次記為 li至l6,數(shù)據如下表：代表符號l0lxl1l2l3l4l5l6數(shù)值(cm)25.3527.3529.3531.3033.4135.3537.403

5、9.30表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為 .由表可知所用刻度尺的最小分度為0 2 4 6 8 10 12 14圖8x ichm)圖8是該同學根據表中數(shù)據作的圖，縱軸是祛碼的質量，橫軸是彈簧長度與 的差值(填“l(fā)0”或“ l”).由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為 n/m ;通過圖和表可知祛碼盤的質量為g(結果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8 m/s 2).34. (2)豎直 靜止 l3 mm lx 4.9 10解析本實驗是利用重力與彈力平衡獲取若干數(shù)據，再利用圖象處理數(shù)據得到勁度系數(shù)的.測量時，彈簧及刻度尺都要保持在豎直狀態(tài)；讀數(shù)時，要等彈簧靜止時才能讀?。?由記錄的值可知，刻度尺的最小分度為0

6、.1 cm,但最小分度后還要估讀一位，故記錄l3是不符合規(guī)范的；彈簧的長度與彈簧掛上祛碼盤時彈簧長度lx的差值才是由于添加祛碼而伸長的長度；祛碼盤的質量為mo,祛碼的質量為 m,當掛上祛碼盤時有：mog = k( lx lo),當祛碼盤中的祛碼質量為m時，彈簧的長度為 ln,此時有mog+mg= k(ln-lo),兩式聯(lián)立得：mgmg60x 10 3-0= k(ln- lx),即卜=昌；，由圖象知圖線的斜率為 k = 12x10 2_0 kg/m =0.50 kg/m，故 n x _ k lx-l027.35-25,35 x10 2勁度系數(shù) k= k g= 4.9 n/m,而 m0=kg =1

7、0 g.g9.824 . b5 f2 e2 e32012 安徽卷如圖19所示，裝置的左邊是足夠長的光滑水平臺 面，一輕質彈簧左端固定，右端連接著質量m= 2 kg的小物塊a裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺面等高，并能平滑對接.傳送帶始終以u=2 m/s的速率逆時針轉動.裝置的右邊是一光滑曲面，質量 m= 1 kg的小物塊b從其上距水平臺面高 h=1.0 m處由靜止釋 放.已知物塊 b與傳送帶之間的動摩擦因數(shù) 科=0.2, l =1.0 m.設物塊a、b間發(fā)生的是對 心彈性碰撞，第一次碰撞前物塊 a靜止且處于平衡狀態(tài).取 g=10 m/s 2.圖19(1)求物塊b與物塊a第一次碰撞前的速

8、度大?。?2)通過計算說明物塊 b與物塊a第一次碰撞后能否運動到右邊的曲面上;(3)如果物塊a、b每次碰撞后，物塊 a再回到平衡位置時都會立即被鎖定，而當它們再 次碰撞前鎖定被解除，試求出物塊b第n次碰撞后的運動速度大小.25 .解析(1)設物塊b沿光滑曲面下滑到水平位置時的速度大小為v。.由機械能守恒知1 2mgh= 2mv得 v0 = v2gh設物塊b在傳送帶上滑動過程中因受摩擦力所產生的加速度大小為a,則mg= ma設物塊b通過傳送帶后運動速度大小為v,有v2v2= 2al聯(lián)立解得v= 4 m/s由于vu = 2 m/s ,所以v=4 m/s即為物塊b與物塊a第一次碰撞前的速度大小.(2

9、)設物塊a、b第一次碰撞后的速度分別為v、v1,取向右為正方向，由彈性碰撞知mv= mv+ mv 1cle 1c mv= 2mv + 2mv14解得 v1 = -v= - m/s 33即碰撞后物塊 b沿水平臺面向右勻速運動.設物塊b在傳送帶上向右運動的最大位移為l ,則0 v1= 2a得 l，= - m1 m 9所以物塊b不能通過傳送帶運動到右邊的曲面上.(3)當物塊b在傳送帶上向右運動的速度為零后，將會沿傳送帶向左加速. 可以判斷，物塊b運動到左邊臺面時的速度大小為vi,繼而與物塊 a發(fā)生第二次碰撞.設第二次碰撞后物塊b速度大小為v2,同上計算可知v2=1vi= 11 2v3 3物塊b與物塊

10、a第三次碰撞、第四次碰撞，碰撞后物塊b的速度大小依次為v3=1v2= 11 )v3 3v4= 3= i- 4v3 3則第n次碰撞后物塊b的速度大小為 vn= (3) nv.b6實驗：驗證力的平行四邊形定則22. b62012 浙江卷在“探究求合力的方法”實驗中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡 皮筋、細繩套和一把彈簧秤.(1)為完成實驗，某同學另找來一根彈簧，先測量其勁度系數(shù)，得到的實驗數(shù)據如下表：彈力rn)0.501.001.502.002.503.003.50x(10 2m)0.741.802.803.724.6015.5816.42用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k=n/m；(2)某次實驗中，彈簧秤

11、的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為 n;同時利用(1)中結果獲得彈簧上的彈力值為2.50 n ,請在答題紙上畫出這兩個共點力的合力f合；(3)由圖得到f合=n. 22.答案(1)53(5155)(2)2.10(2.082.12) 圖略(3)3.3(3.13.5)解析如圖所示，在圖象上取相距較遠的兩點p(0.50,0.31)、q(6.00,3.25)、彈簧,，、一 一 3.25 -0.31的勁度系數(shù) k=不加 n/cm = 0.53 n/cm =53 n/m ;6.00 0.50(2)利用作圖法作出兩個力的圖示;(3)利用作圖法求合力.年餐嬸長昌(抖板聲板o、o始終等高，則()豎直方向有:t增大.b7

12、力與平衡問題綜合17. b72012 山東卷如圖所示，兩相同輕質硬桿 oq oo可繞其兩端垂直紙面的水平 軸o o、q轉動，在o點懸掛一重物 m將兩相同木塊 m緊壓在豎直擋板上，此時整個系統(tǒng) 保持靜止.ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小， fn表示木塊與擋板間正壓力的大小.若擋板間的距離稍許增大后，系統(tǒng)仍靜止且a. ff變小b . ff不變c. fn變小 d . fn變大17. bd 解析對o點受力分析如圖所示.對m受力分析如圖所示t = t.水平方向有：t sin 0 =fn,當0豎直方向有：t cos。+mg= ff,解得增大時，t增大，t增大，sin 0增大，所以fn增大;ff = 1以m

13、g所以ff不變.圖924. b72012 課標全國卷拖把是由拖桿和拖把頭構成的擦地工具 (如圖).設拖把頭 的質量為拖桿質量可忽略；拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)科，重力加速度為g.某同學用該拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為0 .(1)若拖把頭在地板上勻速移動，求推拖把的力的大小.(2)設能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運動的水平推力與此時地板對拖把的正壓力 的比值為 入.已知存在一臨界角。0,若0 0 0,則不管沿拖桿方向的推力多大，都不可能使拖把從靜止開始運動.求這一臨界角的正切tan 0 0.24.解析(1)設該同學沿拖桿方向用大小為f的力推拖把.將推

14、拖把的力沿豎直和水平方向分解，按平衡條件有fcos 0 + mg= ndfsin 0 =f式中n和f分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力.按摩擦定律有f =科 n聯(lián)立式得f= t; mgdsin 0 cos 0 為(2)若不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開始運動，應有fsin 0 w 入 nd這時，式仍滿足.聯(lián)立式得sin 。一入 cos 0 w 入現(xiàn)考察使上式成立的 0角的取值范圍.注意到上式右邊總是大于零，限為零，有sin。一入 cos 0 0使上式成立的0角滿足。w。0,這里。0是題中所定義的臨界角，即當 管沿拖桿方向用多大的力都推不動拖把.臨界角的正切為tan 0 0=入且當f無

15、限大時極1 . 2012 洛陽模擬如圖所示，小車上有一根固定的水平橫桿，橫桿左端固定的輕桿與豎直方向成0角，輕桿下端連接一小鐵球；橫桿右端用一根細線懸掛一小鐵球，當小車做勻變速直線運動時，細線保持與豎直方向成a角，若?！?，則下列說法中正確的是 ()a.輕桿對小球的彈力方向沿著輕桿方向向上b.輕桿對小球的彈力方向與細線平行向上c.小車一定以加速度gtan a向右做勻加速運動d.小車一定以加速度gtan 0向右做勻加速運動1. b 解析由于兩小球加速度方向相同，所受彈力方向也應該相同，所以輕桿對小球的彈力方向與細線平行向上，選項a錯誤，選項b正確；對細線懸掛的小球受力分析，由牛頓第二定律可得，小車

16、一定以向右的加速度 gtan “做勻變速運動，可能向右加速，也可能向 左減速，選項c d錯誤.2. 2012 陜西聯(lián)考如圖甲所示，斜面體固定在水平面上， 斜面上有一物塊在拉力 f的作用下始終處于靜止狀態(tài)，取沿斜面向上為正方向，拉力f在如圖乙所示的范圍內變化.則圖中物塊所受的摩擦力 ff與時間t的關系可能正確的是（）bd2. b 解析物塊在重力、支持力、摩擦力和拉力 f作用下處于平衡狀態(tài).在 f=0,此時物塊所受的摩擦力大小為 mgiin 0 ,方向沿斜面向上，a、c錯誤；由于 線性變化，由平衡條件可知 ff也隨時間線性變化，b正確、d錯誤.3. 2012 湖北百校調考如圖所示，100個大小相同

17、、質量均為 m且光滑的小球,11時刻, f隨時間靜止放置于兩個相互垂直且光滑的平面上.小球的作用力大小為（）平面a*水平面的夾角為 30 .則第2個小球對第3個a. 0.5 mg b. 48 mgc. 49mg d . 98mg3. c 解析以第3個到第 作用，即重力、斜面的支持力和第 沿斜面方向的受力應平衡，所以有100個這98個小球組成的整體為研究對象，受到三個力的2個小球對第3個小球的作用力，由于整體處于平衡狀態(tài),f23= 98mgsin304. 2012 天津聯(lián)考如圖所示，滑塊 a與小球 套在水平直桿上.現(xiàn)用大小為 10 n、與水平方向成 速運動，運動過程中 a、b保持相對靜止.已知

18、a、 為 10 m/s 2,則（）=49mg選項c正確.b用一根不可伸長的輕繩相連，且滑塊a30。角的力f拉b,使a b一起向右勻b的質量分別為2 kg、1 kg,重力加速度a.輕繩與水平方向的夾角0 =30b.輕繩與水平方向的夾角。=60c.滑塊a與水平直桿之間的動摩擦因數(shù)為d.滑塊a與水平直桿之間的動摩擦因數(shù)為,34,354. ad 解析以a b整體為研究對象,由平衡條件，在水平方向上f = fcos300 ,在豎直方向上fn= (m+rnqgfsin30 ,且f =科fn,聯(lián)立解得選項c錯誤，選項d5正確；隔離物體 b,設輕繩拉力為 t,由正交分解法和平衡條彳%在水平方向上：tcos 0 =fcos30 ,在豎直方向上： tsin 0 =mgfsin30 ,聯(lián)立解得 0 =30 ,選項 a正確，選 項b錯誤.5. 2012 太原模擬如圖 z1 3所示，物體p放在粗糙水平面上，左邊用一根輕彈簧與豎直墻相連，物體靜止時彈簧的長度小于原長.若再用一個從0開始逐漸增大的水平力 f向右拉p,直到拉動，那么在 擦力f的大小的變化情況a.彈簧