2023年高考物理命題點(diǎn)3力的合成與分解、物體的平衡優(yōu)生輔導(dǎo)真題集訓(xùn)

命題點(diǎn)3力的合成與分解、物體的平衡4.如圖，一小球放置在木板與豎直墻面之間。設(shè)墻面對球的壓力大小為N1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镹2。以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計(jì)摩擦，在此過程中()A．N1始終減小，N2始終增大B．N1始終減小，N2始終減小C．N1先增大后減小，N2始終減小D．N1先增大后減小，N2先減小后增大解析：選B設(shè)木板對小球的彈力為N2′，那么必有N2＝N2′，對小球受力分析，根據(jù)物體的平衡條件，可將三個(gè)力構(gòu)建成矢量三角形，如下圖，隨著木板順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，木板對小球的彈力N2′逐漸減小，那么小球?qū)δ景宓膲毫Υ笮2逐漸減小，墻面對小球的壓力大小N1逐漸減小，故B對。5.如圖，用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)使小車從靜止開始向左加速，加速度從零開始逐漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi))。與穩(wěn)定在豎直位置時(shí)相比，小球的高度()A．一定升高B．一定降低C．保持不變D．升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定解析：選A設(shè)橡皮筋的原長為L，開始時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，小球受到的合力為零，橡皮筋處于豎直方向，橡皮筋懸點(diǎn)O距小球的高度L1＝L＋eq\f(mg,k)；當(dāng)小車向左加速，穩(wěn)定時(shí)，橡皮筋與豎直方向的夾角為θ，對小球受力分析，由圖可知：橡皮筋上的彈力kx＝eq\f(mg,cosθ)，橡皮筋懸點(diǎn)O距小球的高度L2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L＋\f(mg,kcosθ)))cosθ＝Lcosθ＋eq\f(mg,k)?？梢姡琇1>L2，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。9．奧地利極限運(yùn)發(fā)動(dòng)菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39km的高空后跳下，經(jīng)過4分20秒到達(dá)距地面約1.5km高度處，翻開降落傘并成功落地，打破了跳傘運(yùn)動(dòng)的多項(xiàng)世界紀(jì)錄。取重力加速度的大小g＝10m/s2。(1)假設(shè)忽略空氣阻力，求該運(yùn)發(fā)動(dòng)從靜止開始下落至1.5km高度處所需的時(shí)間及其在此處速度的大?。?2)實(shí)際上，物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會受到空氣的阻力，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的大小可近似表示為f＝kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關(guān)。該運(yùn)發(fā)動(dòng)在某段時(shí)間內(nèi)高速下落的v-t圖像如下圖。假設(shè)該運(yùn)發(fā)動(dòng)和所帶裝備的總質(zhì)量m＝100kg，試估算該運(yùn)發(fā)動(dòng)在到達(dá)最大速度時(shí)所受阻力的阻力系數(shù)。(結(jié)果保存1位有效數(shù)字)解析：(1)設(shè)該運(yùn)發(fā)動(dòng)從開始自由下落至1.5km高度處的時(shí)間為t，下落距離為s，在1.5km高度處的速度大小為v，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v＝gt①s＝eq\f(1,2)gt2②根據(jù)題意有s＝3.9×104m－1.5×103聯(lián)立①②③式得t＝87s④v＝8.7×102m(2)該運(yùn)發(fā)動(dòng)到達(dá)最大速度vmax時(shí)，加速度為零，根據(jù)牛頓第二定律有mg＝kvmax2⑥由所給的v-t圖像可讀出vmax≈360m/s⑦由⑥⑦式得k＝0.008kg/m。⑧答案：(1)87s8.7×102m/s(2)0.008kg7．拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖)。設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可忽略；拖把頭與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)μ，重力加速度為g。某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時(shí)，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為θ。(1)假設(shè)拖把頭在地板上勻速移動(dòng)，求推拖把的力的大小。(2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運(yùn)動(dòng)的水平推力與此時(shí)地板對拖把的正壓力的比值為λ。存在一臨界角θ0，假設(shè)θ≤θ0，那么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(yùn)動(dòng)。求這一臨界角的正切tanθ0。解析：(1)設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把。將推拖把的力沿豎直和水平方向分解，根據(jù)平衡條件有Fcosθ＋mg＝FN①Fsinθ＝Ff②式中FN和Ff分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力。所以有Ff＝μFN③聯(lián)立①②③式得F＝eq\f(μ,sinθ－μcosθ)mg。④(2)假設(shè)不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開始運(yùn)動(dòng)，應(yīng)有Fsinθ≤λFN⑤這時(shí)，①式仍成立。聯(lián)立①⑤式得sinθ－λcosθ≤λeq\f(mg,F)⑥求解使上式成立的θ角的取值范圍。上式右邊總是大于零，且當(dāng)F無限大時(shí)極限為零，有sinθ－λcosθ≤0⑦使上式成立的θ角滿足θ