1、B单元 力与物体的平衡目录B1 力、重力、弹力1B2 摩擦力4B3 力的合成与分解11B4 受力分析 物体的平衡35B5 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系47B6 实验:验证力的平行四边形定则47B7 力与平衡问题综合48 B1 力、重力、弹力【理综卷(物理解析)2015届安徽省屯溪一中高三第四次月考(201412)】22.(14分) 如图丁所示为一电流表的原理示意图质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于.当MN
2、中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合;当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度。(不计通电时电流产生的磁场的作用)(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?(3)若k2.0 N/m,0.20 m,0.050 m,B0.20 T,此电流表的量程是多少?【答案】【知识点】力的平衡、胡克定律、安培力。B1、B4、K1。【答案解析】解析(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为x,则有mgkx (3分)由式得:x. (2分)(2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下,因此M端应接
3、正极(4分)(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im,则有BImmgk(x) (3分)联立并代入数据得Im2.5 A (2分)答案(1)(2)M端(3)2.5 A【思路点拨】本题题意新颖,考查点巧妙,借助生活中的实际器材考查了物体平衡问题,正确进行受力分析,还要将电流表的工作原理搞清楚,引入了安培力参加计算,然后根据平衡条件列方程是解题关键【物理卷(解析)2015届河北省邯郸市高三1月质检(201501)word版】4如图,用等长的两根轻质细线把两个质量相等的小球悬挂起。现对小球b施加一个水平向左的恒力F,同时对小球a施加一个水平向右的恒力3F,最后达到稳定状态,表示平衡状态的图可能是图中
4、的【答案】【知识点】 共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力 B1 B3【答案解析】 D 解析: 选对两球连同之间的细线看成一个整体,对整体受力分析,水平方向受向左的F和向右的3F,故上面绳子一定向右偏;设上面绳子与竖直方向夹角为,则:Tsin=2FTcos=2mg设下面绳子与竖直方向夹角为,则Tsin=FTcos=mg联立可得:=;故选:D【思路点拨】对两球连同之间的细线看成一个整体,分别对其进行竖直方向和水平方向的受力分析,观察绳子弹力的方向便可迎刃而解. 本题重点考查了学生的受力分析的能力,解题的关键是能够从整体着手分析受力,若采用隔离法分析a、b两个小球受力的情况,则有一定的难度【
5、理综卷(物理解析)2015届安徽省屯溪一中高三第四次月考(201412)】22.(14分) 如图丁所示为一电流表的原理示意图质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合;当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度。(不计通电时电流产生的磁场的作用)(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源
6、正极相接?(3)若k2.0 N/m,0.20 m,0.050 m,B0.20 T,此电流表的量程是多少?【答案】【知识点】力的平衡、胡克定律、安培力。B1、B4、K1。【答案解析】解析(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为x,则有mgkx (3分)由式得:x. (2分)(2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下,因此M端应接正极(4分)(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im,则有BImmgk(x) (3分)联立并代入数据得Im2.5 A (2分)答案(1)(2)M端(3)2.5 A【思路点拨】本题题意新颖,考查点巧妙,借助生活中的实际器材考查了物体平衡问题,
7、正确进行受力分析,还要将电流表的工作原理搞清楚,引入了安培力参加计算,然后根据平衡条件列方程是解题关键【物理卷(解析)2015届河北省邯郸市高三1月质检(201501)word版】4如图,用等长的两根轻质细线把两个质量相等的小球悬挂起。现对小球b施加一个水平向左的恒力F,同时对小球a施加一个水平向右的恒力3F,最后达到稳定状态,表示平衡状态的图可能是图中的【答案】【知识点】 共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力 B1 B3【答案解析】 D 解析: 选对两球连同之间的细线看成一个整体,对整体受力分析,水平方向受向左的F和向右的3F,故上面绳子一定向右偏;设上面绳子与竖直方向夹角为,则:Ts
8、in=2FTcos=2mg设下面绳子与竖直方向夹角为,则Tsin=FTcos=mg联立可得:=;故选:D【思路点拨】对两球连同之间的细线看成一个整体,分别对其进行竖直方向和水平方向的受力分析,观察绳子弹力的方向便可迎刃而解. 本题重点考查了学生的受力分析的能力,解题的关键是能够从整体着手分析受力,若采用隔离法分析a、b两个小球受力的情况,则有一定的难度 B2 摩擦力【理综卷(物理解析)2015届湖北省荆门市高三元月调研考试(201501)】15如图所示,在水平天花板上用绳AC和BC吊起一个物体处于静止状态,绳子的长度分别为AC=4dm,BC=3dm,悬点A、B间距为=5dm。则AC绳、BC绳、
9、CD绳上的拉力大小之比为A403024 B435 C345 D因CD绳长未知,故无法确定【答案】【知识点】 共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力B2 B3【答案解析】 C 解析:对结点受力分析如图所示,因三力的合力为零,故两绳子的拉力的合力与物体的重力大小相等,方向相反;AB与AC夹角为90,则由几何关系可知:TAC:TBC:TAB=lAC:lBC:lAB=3:4:5,故C正确故选:C【思路点拨】对结点C进行受力分析,由共点力的平衡可得出几何图形,由几何关系可知两绳拉力的比值解决共点力的平衡问题,关键在于正确的受力分析及作出受力分析图,并能利用好几何关系进行求解,若力为三个时一般采用合成
10、法,即任意两力之和与第三力大小相等,方向相反进行合成【理综卷(物理解析)2015届河北省衡水中学高三上学期五调考试(201412)word版 】18、在竖直墙壁间有质量分别是m和2m的半圆球A和圆球B,期中B球球面光滑,半球A与左侧墙壁之间存在摩擦。两球心之间连线与水平方向成 的夹角,两球能够一起以加速度a匀加速竖直下滑,已知 ,(g为重力加速度),则半球A与左侧墙壁之间的动摩擦因数为 ( )A、 B、 C、 D、 【答案】【知识点】 摩擦力的判断与计算;共点力平衡的条件及其应用B2 B3【答案解析】 A 解析:隔离光滑均匀圆球Q,对Q受力分析如图所示,可得:FN=FcosMg-Fsin=Ma
11、解得:FN=M(g-a)cot,对两球组成的整体有:(m+M)g-FN=(M+m)a联立解得:=;故选:A【思路点拨】隔离光滑均匀圆球Q,对Q受力分析,根据平衡条件列式求解FN,对两球组成的整体进行受力分析,根据平衡条件列式求解即可解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解,掌握整体法和隔离法的运用【物理卷(解析)2015届重庆市巴蜀中学高三上学期第一次模拟考试(201501)】6(19分)(1) “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示,在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示计时器所用交流电源的频率为50 Hz,从比较清晰的点起,每5个
12、点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,该小车的加速度为_ m/s2(结果保留两位有效数字)。甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到如图中甲、乙两条直线则甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数的关系为甲_乙(选填“大于”、“小于”或“等于”)【答案】【知识点】“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验、平衡摩擦力问题综合考查实验题.B2、C4。【答案解析】 .0.15 (4分).大于(3分)。解析:处理匀变速直线运动中所打出的纸带,求解加速度用公式,关键弄清公式中各个量的物理意义,为连续相等时间内的位移差,t
13、为连续相等的时间间隔,如果每5个点取一个点,则连续两点的时间间隔为t=0.1s,(3.52)m,代入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解,得加速度=0.15m/s2.当没有平衡摩擦力时有:T-f=ma,故 即图线斜率为,纵轴截距的大小为g观察图线可知。所以第二空填大于。【思路点拨】本题主要考察“验证牛顿第二定律”的实验,要明确实验原理,特别是要明确系统误差的来源,知道减小系统误差的方法实验要保证拉力等于小车受力的合力,要平衡摩擦力,细线与长木板平行;砝码桶及桶内砝码加速下降,失重,拉力小于重力,加速度越大相差越大,故需减小加速度,即减小砝码桶及桶内砝码的总质量;
14、a-F图象的斜率表示加速度的倒数;求解出加速度与拉力F的表达式后结合图象分析得到动摩擦因素情况由此分析来求出本题答案。【物理卷(解析)2015届四川省绵阳中学高三上学期第五次月考(201412)】11、(19分)如图所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为mA和mB的小物块A和B(可视为质点)分别带有+QA和+QB的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与物块B连接,另一端连接轻质小钩。整个装置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场中。物块A,B开始时均静止,已知弹簧的劲度系数为K,不计一切摩擦及AB间
15、的库仑力,在运动过程中物块A、B所带的电荷量不变,物块B不会碰到滑轮,物块A、B均不离开水平桌面。若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可恰使物块A对挡板P的压力为零,但不会离开P,则(1)求物块C下落的最大距离;(2)求小物块C下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量、弹簧的弹性势能变化量;(3)若C的质量改为2M,求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小以及此时小物块B对水平桌面的压力。【答案】【知识点】 功能关系;共点力平衡的条件及其应用;胡克定律;能量守恒定律;电势能B2 B3 E6 E3 I2【答案解析】 (1)(2) ;(3); 解析:(1)开始时弹簧的形变量为x1,
16、对物体B由平衡条件可得:kx1=QBE设A刚离开挡板时,弹簧的形变量为x2,对物块B由平衡条件可得:kx2=QAE故C下降的最大距离为:h=x1+x2=(2)物块C由静止释放下落h至最低点的过程中,B的电势能增加量为:Ep=QBEh=由能量守恒定律可知:物块由静止释放至下落h至最低点的过程中,c的重力势能减小量等于B的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量即:Mgh=QBEh+E弹解得:E弹=故小物块C下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量为,弹簧的弹性势能变化量为E弹=(3)当C的质量为2M时,设A刚离开挡板时B的速度为V,由能量守恒定律可知:2Mgh=QBEh+E弹+(2M+mB)V2解
17、得A刚离开P时B的速度为:V=因为物块AB均不离开水平桌面,设物体B所受支持力为NB1,所以对物块B竖直方向受力平衡:mBg=NB1+QBvB由牛顿第三定律得:NB=NB1解得:NB=故小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小为:V=此时小物块B对水平桌面的压力为:NB=【思路点拨】(1)要正确求出C下落的最大距离,关键是正确分析当达到最大距离时系统中各个物体的状态,开始由于A受水平向左的电场力以及弹簧的弹力作用,A被挤压在挡板P上,当B向右运动弹簧恢复原长时,A仍然与挡板之间有弹力作用,当B继续向右运动时,弹簧被拉长,当弹簧弹力大小等于A所受电场力时,A与挡板之间弹力恰好为零,此时B、C的速
18、度也恰好为零,即C下落距离最大,注意此时A处于平衡状态,而B、C都不是平衡状态(2)依据电场力做功即可求出小物块B的电势能的变化量,B、C一起运动过程中,初末速度均为零,B电势能增大,C重力势能减小,依据功能关系即可求出弹簧弹性势能变化量(3)对系统根据功能关系有:当小物块A刚离开挡板P时,C重力势能减小量等于B电势能和弹簧弹性势能以及B、C动能变化量之和;B球在竖直方向合外力为零,因此对B球正确进行受力分析即可求出小物块对水平面的压力本题过程繁琐,涉及功能关系多,有弹性势能、电势能、重力势能等之间的转化,全面考察了学生综合分析问题能力和对功能关系的理解及应用,有一定难度对于这类题目在分析过程
19、中,要化繁为简,即把复杂过程,分解为多个小过程分析,同时要正确分析受力情况,弄清系统运动状态以及功能关系【物理卷(解析)2015届四川省绵阳中学高三上学期第五次月考(201412)】7、如图所示,质量为m的滑块在水平面上向左撞向弹簧,当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零,然后弹簧又将滑块向右推开。已知弹簧的劲度系数为k,滑块与水平面间的动摩擦因数为,整个过程弹簧未超过弹性限度,则 A滑块向左运动过程中,始终做匀减速运动 B滑块向右运动过程中,始终做加速运动 C滑块与弹簧接触过程中最大加速度为 D滑块向右运动过程中,当弹簧形变量x时,物体的加速度为零【答案】【知识点】 牛顿第二定律;胡克定律B2
20、 C2【答案解析】 CD 解析:A、滑块向左接触弹簧的运动过程中,在水平方向上受到向右的弹簧的弹力和向右的摩擦力,在此过程中弹簧的弹力时逐渐增大的,弹力和摩擦力的合力与运动方向始终相反,物体做减速运动,但不是匀减速,所以选项A错误B、滑块向右接触弹簧的运动是从弹簧压缩量最大时开始的,此时受到水平向右的弹力和向左的摩擦力,开始时弹簧的弹力大于摩擦力,但当弹簧伸长到一定程度,弹力和摩擦力大小相等,此后摩擦力大于弹力所以滑块向右接触弹簧的运动过程中,是先加速,后减速B选项错误C、由对A的分析可知,当弹簧的压缩量为x0时,水平方向的合力为F=kx0+mg,此时合力最大,由牛顿第二定律有amax=,所以
21、选项C正确D、在滑块向右接触弹簧的运动中,当弹簧的形变量为x=时,由胡克定律可得f=kx=mg,此时弹力和摩擦力大小相等,方向相反,在水平方向上合外力为零,加速度为零选项D正确故选:CD 【思路点拨】该题的关键是对物体进行正确的过程分析和各过程中物体的受力分析,再结合牛顿运动定律分析物体的运动情况在进行受力分析时,要注意分析弹簧弹力的变化解决此类问题,要正确的分析物体运动的过程及物体的受力情况,并会确定运动过程中的临界点和分析在临界点上的受力,当物体接触弹簧向右运动的过程中,开始是加速运动的,当弹力和摩擦力相等时,加速度为零,之后摩擦力要大于弹力,物体开始做减速运动弹力和摩擦力相等时即为一个临
22、界点【物理卷(解析)2015届山东省日照一中高三上学期第三次阶段复习质量达标检测解析(201501)】21.如图所示,质量为3kg小球A和5kg的B通过一压缩弹簧锁定在一起,静止于光滑平台上,解除锁定两小球在弹力作用下分离,A球分离后向左运动恰好通过半径R=0.5m的光滑半圆轨道的最高点,B球分离后从平台上速度vB= 3ms水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为a的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8 m,g=10ms2,求: (1)AB两球刚分离时A的速度大小; (2)弹簧锁定时的弹性势能; (3)斜面的倾角。【答案】【知识点】机械能守恒定律;滑动摩擦力综合
23、应用题。B2、E3。菁优网版权所有【答案解析】(1)小球A恰好滑到圆轨道最高点,则在最高点有mAg=mA物体沿光滑半圆上滑到最高点过程机械能守恒mAg2R+mAv2=mA由、得:vA=5m/s即AB两球刚分离时A的速度大小5m/s(2)细线烧断前后,小物块A和小物块B动量守恒,列出等式:mAvA=mBvB所以vB=3m/s根据能量守恒得细线烧断前弹簧的弹性势能EP=+=60J(3)B分离后做平抛运动,有平抛运动的规律得h=gt2解得t=0.4s小球刚好斜面下滑,说明小球到斜面的速度与斜面平行:vy=gt=4m/stan=53(4)研究B从平台边缘到x=5m的距离停止,根据动能定理得mBg(h1
24、+h2)mBgx=0解得:=0.45答:(1)A、B刚分离时小物块A的速度是5m/s;(2)细线烧断前弹簧的弹性势能是60J;(3)斜面的倾角是53;(4)物块B与水平地面间的动摩擦因数是0.45【思路点拨】求解本题关键明确各个运动过程,AB小球在内力作用下分离,系统动量守恒;A球恰好返回最高点,返回过程机械能守恒;在最高点重力恰好提供向心力;B球飞出后做平抛运动小球A恰好能运动到圆轨道的最高点,重力提供向心力;小球从最低点运动到最高点过程中,机械能也守恒;细线烧断前后,小物块A和小物块B动量守恒,列出等式,根据能量守恒求解由于小球恰好落在临近平台的一倾角为的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑
25、,故斜面坡角等于小球末速度方向与水平方向的夹角,根据平抛运动的知识求出夹角,再根据动能定理求解得出正确答案 B3 力的合成与分解【理综卷(物理解析)2015届安徽省屯溪一中高三第四次月考(201412)】19.如图所示,一个质量为m的人站在台秤上,跨过光滑定滑轮将质量为的重物从高处放下,设重物以加速度加速下降(),且,则台秤上的示数为 A B C D【答案】【知识点】共点力的平衡,力的合成与分解的应用。B3、B4。【答案解析】B。对重物受力分析,受重力和拉力,加速下降,根据牛顿第二定律,有:mg-T=ma 再对人受力分析,受到重力、拉力和支持力,根据共点力平衡条件,有:N+T=mg 由,解得N
26、=(m-m)g+ma故本题选择B答案【思路点拨】本题要先对重物受力分析,受重力和拉力,加速下降,然后根据牛顿第二定律列式求出绳子的拉力;再对人受力分析,受到重力、拉力和支持力,根据平衡条件求出支持力,而台秤读数等于支持力【物理卷(解析)2015届吉林省东北师大附中高三上学期第三次摸底考试(201501)】3如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平轻线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B,已知两物体都静止。以下说法正确的有 AA对地面的压力等于(Mm)gBA对地面的摩擦力方向向左CB对A的压力大小为mgD细线对小球的拉力大小为 【答案】【知识点】 共点力平
27、衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用B3 B4【答案解析】 AC 解析: AB、对AB整体受力分析,受重力和支持力,相对地面无相对滑动趋势,故不受摩擦力,根据平衡条件,支持力等于整体的重力,为(M+m)g;根据牛顿第三定律,整体对地面的压力与地面对整体的支持力是相互作用力,大小相等,故对地面的压力等于(M+m)g,故A正确,B错误;CD、对小球受力分析,如图所示:根据平衡条件,有:F=,T=mgtan其中cos=,tan=,故:F=mg,T=mg故C正确,D错误;故选:AC【思路点拨】先对整体受力分析,然后根据共点力平衡条件分析AB选项,再隔离B物体受力分析后根据平衡条件分析CD选项本题关键
28、是采用整体法和隔离法,受力分析后根据平衡条件列式分析【物理卷(解析)2015届河南省安阳一中等天一大联考高三阶段测试(三)(201412)word版】13(13分)如图所示,在光滑的水平面上有坐标系xOy,可视为质点的铁块的初始位置为(-2 m,0),并用长度为=2m不可伸长的轻绳拴接于坐标原点O,铁块的质量为m=l kg。现给铁块一沿y轴正方向的初速度,初速度大小为v0=2 m/s,同时施加沿x轴正方向的恒力,恒力大小为F=10 N。求轻绳再次拉直时铁块的速度。【答案】【知识点】 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;力的合成与分解的运用A2 B3 C2【答案解析】2m/s 解析:
29、 铁块沿x轴正方向做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律:F=ma由运动学公式:x+l=at2 vx=at绳子拉直前沿y方向做匀速运动,有:y=v0t绳子被拉直时:x2+y2=l2速度大小为v=方向:tan=联立解得:V=2m/s tan=0.25【思路点拨】小球在复合场中注意分清小球的运动过程,铁块沿x轴正方向做匀加速直线运动,绳子拉直前沿y方向做匀速运动,根据牛顿第二定律和运动学公式求解本题考查小球在复合场中的运动,关键要分清小球的运动过程,小球即做匀速直线运动,又做匀加速直线运动,题目综合性较强,有一定的难度【物理卷(解析)2015届河南省安阳一中等天一大联考高三阶段测试(三)(201412
30、)word版】9.如图甲所示,倾角为 的粗糙斜面体固定在水平面上,初速度为v0=10m/s、质量为m=lkg的小木块沿斜面上滑,若从此时开始计时,整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图像如图乙所示,取g=10下列说法正确的是A.0-5s内小木块做匀减速运动B.在t=ls时刻,摩擦力反向C.斜面倾角=37D.小术块与斜面间的动摩擦因数为0.5【答案】【知识点】 牛顿第二定律;力的合成与分解的运用B3 C2【答案解析】 BCD 解析:A、B物体匀减速直线运动的加速度大小为:a1=m/s2=10m/s2物体匀减速直线运动的时间为:t1=s=1s故1s物体反向运动,A错误、B正确; C、D、匀加
31、速直线运动的加速度大小为:a2=m/s2=2m/s2根据牛顿第二定律得:=ma1,=ma2联立两式解得: 所以 故C、D正确;故选BCD【思路点拨】通过图象可知,物块在力作用下先做匀减速直线运动,摩擦力反向后做匀加速直线运动,根据图线求出匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小,结合牛顿第二定律求出摩擦力的大小结合运动学公式求出摩擦力反向的时刻解决本题的关键通过图线理清物体在整个过程中的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行分析【物理卷(解析)2015届河北省邯郸市高三1月质检(201501)word版】13(9分) 一个人最多能提起质量m0=20kg的重物。在倾角=15的固定斜面上放置
32、一物体(可视为质点),物体与斜面间动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求人能够向上拖动该重物质量的最大值m。F【答案】【知识点】 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用B3 B4【答案解析】 解析:解法一:设F与斜面倾角为时,拖动的重物最大质量为m, 由平衡条件可得: 由已知可得 .联立得 代入 得 评分标准: 每式2分, 式1分。 解法二:如图,设摩擦力和支持力的合力与支持力夹角为,则. 所以 , 因此摩擦力和支持力的合力与重力的夹角为450。 由于拉力、重力和支持力与摩擦力的合力构成三角形及受力平衡,因此当拉力和摩擦力与支持力的合力垂直时,拉力最小。 即 由已知可得 得 【思
33、路点拨】对斜面上的物体进行受力分析,并将物体受到的力沿斜面方向与垂直于斜面的方向分解,求出M的表达式,然后结合三角函数的关系,即可求出最大质量该题中按照常规的步骤对物体进行受力分析即可,题目的难点是如何利用三角函数的关系,化简并得出正确的结论【物理卷(解析)2015届福建省泉州五校高三联考(201501)】18(12分)如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L1 m,导轨平面与水平面夹角30,导轨电阻不计磁感应强度为B12 T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L1 m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m12 kg、电阻为R11 .两金属
34、导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为d0.5 m,定值电阻为R23 ,现闭合开关S并将金属棒由静止释放,重力加速度为g10 m/s2,试求:(1)金属棒下滑的最大速度为多大? (2)当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B23 T,在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为、带电量为的液滴以初速度v水平向左射入两板间,该液滴可视为质点要使带电粒子能从金属板间射出,初速度v应满足什么条件?【答案】【知识点】 导体切割磁感线时的感应电动势;共点力平衡的条件及其应用;带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的
35、运动B3 I3 K3【答案解析】(1)10m/s;(2)速度0.25m/s,若从左端射出,速度0.5m/s 解析: (1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,达到最大时则有m1gsin F安说 又F安ILB1, 解得最大速度vm10 m/s. (2)金属棒下滑稳定时,两板间电压UIR215 V, 因为液滴在两板间有m2gq, 所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动。当液滴恰从上板左端边缘射出时:r1d, 所以v10.5 m/s; 当液滴恰从上板右侧边缘射出时:r2, 所以v20.25 m/s 初速度v应满足的条件是:v0.25 m/s或v0.5 m/s. 【思路点拨】(1)ab向下
36、加速运动,切割磁感线产生感应电流,产生阻力,加速度减小,当ab受力平衡时速度达最大,由共点力的平衡条件可得出最大速度;(2) 要使粒子做匀速圆周运动,重力与电场力平衡;由平衡关系可求得粒子的质量;要使粒子飞出,由临界条件可知粒子的半径范围,则可由洛仑兹力充当向心力能求得初速度【物理卷(解析)2015届福建省泉州五校高三联考(201501)】4如图所示,质量为m的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为30的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为()A0B.gCgD.g【答案】【知识点】 牛顿第二定律;力的合成与分解的运用C2 B3 B4【答案解析】 B
37、解析: 木板撤去前,小球处于平衡态,受重力、支持力和弹簧的拉力,如图根据共点力平衡条件,有F-Nsin30=0Ncos30-G=0解得:N=mgF=mg木板AB突然撤去后,支持力消失,重力和拉力不变,合力等于支持力N,方向与N反向,故加速度为:a=故选B【思路点拨】木板撤去前,小球处于平衡态,根据共点力平衡条件先求出各个力,撤去木板瞬间,支持力消失,弹力和重力不变,求出合力后即可求出加速度本题关键对物体受力分析,求出各个力,撤去一个力后,先求出合力,再求加速度【理综卷(物理解析)2015届湖北省武汉市武昌区高三元月调考(201501)】16如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面
38、上,通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B,A、B均静止。则AB对A的压力大小为B细线对小球的拉力大小为CA对地面的压力大小为(M + m)g D地面对A的摩擦力大小为 【答案】【知识点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用B3、B4。【答案解析】C。解析:对AB整体受力分析,受重力和支持力,相对地面无相对滑动趋势,故不受摩擦力,根据平衡条件,支持力等于整体的重力,为(M+m)g;根据牛顿第三定律,整体对地面的压力与地面对整体的支持力是相互作用力,大小相等,故对地面的压力等于(M+m)g,C正确;地面对整体没有摩擦力,即A对地面没有摩擦力,D错;对B受力分
39、析如图,由图得到,联立得FAB=,A错;,联立得细线对小球的拉力F=,B错误,故本题只有C正确,即选择C答案。【思路点拨】本题关键是采用整体法和隔离法,受力分析后根据平衡条件列式分析;三力平衡时通常用合成法,三个以上的力通常用正交分解法先对整体受力分析,根据共点力平衡条件分析AB选项,再隔离B物体受力分析后根据平衡条件分析得出正确答案。【理综卷(物理解析)2015届湖北省荆门市高三元月调研考试(201501)】19下面四个图像依次分别表示四个物体A、B、C、D的加速度a、速度v、位移x和滑动摩擦力f随时间t变化的规律。其中物体受力可能平衡的是:ta0AAttv0BAttX0CAttf0DAt【
40、答案】【知识点】 共点力平衡的条件及其应用B3 B4【答案解析】 CD 解析: A、物体处于平衡状态时合外力为零,加速度为零,物体处于静止或匀速运动状态图A中物体有加速度且不断减小,物体处于非平衡状态故A错误B、图B物体匀减速运动,加速度恒定,物体处于非平衡状态故B错误C、图C物体做匀速运动,因此处于平衡状态,故C正确D、图D物体受摩擦力均匀减小,合外力可能为零,因此物体可能处于平衡状态,故D正确故选:CD【思路点拨】要解决本题一是掌握各种图象的物理意义,二是正确理解和应用平衡状态因此解题关键是看哪种图象描述的物体处于静止或匀速运动状态本题结合图象的特点考察了学生对平衡状态的理解情况,角度新颖
41、,思路开阔【理综卷(物理解析)2015届河北省衡水中学高三上学期五调考试(201412)word版 】15在2014年8月28日第二届南京青年奥林匹克运动会闭幕式举行现场,国际奥委会主席托马斯巴赫再次提议全场观众使用智能手机拍照“传情”,这已经成为本届青奥会最时尚的“传情”方式。若他们拿手机进行自拍时,只用两个手指捏着手机,则下列说法正确的是A手机一定只受到弹力和重力作用,处于平衡状态B手机可能受到摩擦力、弹力、重力作用,处于平衡状态C手机一定只受到摩擦力和重力作用,处于平衡状态D_手机受到摩擦力、手臂的举力、弹力、重力作用,处于平衡状态【答案】【知识点】 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与
42、分解的运用B3 B4【答案解析】 B 解析:若人捏手机时两手指是一左一右,则 手机受重力、两个手指的压力和竖直向上的摩擦力,若人捏手机时两手指是一上一下,则手机只受重力和压力,故选B【思路点拨】对手机受力分析,根据平衡条件进行验证,注意不要多力也不要漏力手臂和手机没有直接接触,不会对手机有力的作用,弹力属于接触力,要存在弹力必须先接触【理综卷(物理解析)2015届安徽省屯溪一中高三第四次月考(201412)】19.如图所示,一个质量为m的人站在台秤上,跨过光滑定滑轮将质量为的重物从高处放下,设重物以加速度加速下降(),且,则台秤上的示数为 A B C D【答案】【知识点】共点力的平衡,力的合成
43、与分解的应用。B3、B4。【答案解析】B。对重物受力分析,受重力和拉力,加速下降,根据牛顿第二定律,有:mg-T=ma 再对人受力分析,受到重力、拉力和支持力,根据共点力平衡条件,有:N+T=mg 由,解得N=(m-m)g+ma故本题选择B答案【思路点拨】本题要先对重物受力分析,受重力和拉力,加速下降,然后根据牛顿第二定律列式求出绳子的拉力;再对人受力分析,受到重力、拉力和支持力,根据平衡条件求出支持力,而台秤读数等于支持力【物理卷2015届河南省洛阳市高三第一次统一考试(201412)word版】4如图2所示,固定斜面C的倾角为,物体A放在斜面C上,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,
44、且上、下表面均与斜面平行,A、B-起沿斜面匀速下滑,则AA与B之间没有静摩擦力BA受到B的静摩擦力方向沿斜面向上CA受到斜面的滑动摩擦力大小为2mg sinDA与B之间的动摩擦因数= tan【答案】【知识点】共点力平衡的条件及其应用;静摩擦力和最大静摩擦力;力的合成与分解的运用B3 B4【答案解析】C 解析:A、对B受力分析可知,B受重力、支持力;将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力,要使B能匀速下滑,受力一定平衡,故A对B应有沿斜面向上的摩擦力,故A错误;B、由牛顿第三定律可知,A受到B的摩擦力应沿斜面向下,故B错误;C、对整体分析,并将整体重力分解,可知沿斜面方向上,重力的分力与摩擦力等大
45、反向,故A受的滑动摩擦力沿斜面向上,大小为2mgsin,故C正确;D、A与B间的摩擦力为静摩擦力,无法根据滑动摩擦力的公式求解动摩擦因数,故D错误故选:C 【思路点拨】对B物体受力分析,根据共点力平衡可以得出A受力的情况,得出AB间摩擦力的大小及方向再对整体受力分析可得出A受斜面的摩擦力情况在求摩擦力时,一定要先判断物体受到的力是动摩擦力还是静摩擦力;若为静摩擦力,可由受力平衡进行分析;但如果是滑动摩擦力,可以由滑动摩擦力的公式求出【物理卷2015届河南省洛阳市高三第一次统一考试(201412)word版】3一物体在三个共点力作用下做匀速直线运动,若突然撤去其中一个力,其余两力不变,此物体不可
46、能做 A.匀加速直线运动 B匀减速直线运动C类似于平抛运动 D匀速圆周运动【答案】【知识点】共点力平衡的条件及其应用;物体做曲线运动的条件B3 D1【答案解析】D 解析:A、有一个作匀速直线运动的物体受到三个力的作用,这三个力一定是平衡力,如果其中的一个力突然消失,剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线,这个合力恒定不变若物体的速度方向与此合力方向相同,则物体将匀加速直线运动,不符合题意故A错误;B、若剩余的两个力的合力与物体的速度方向相反,则物体做匀减速直线运动不符合题意故B错误;C、曲线运动的条件是合力与速度不共线,当其余两个力的合力与速度不共线时,物体做曲线运动;若由于合力恒定,故
47、加速度恒定,即物体做匀变速曲线运动,剩余的两个力的合力方向与原来速度方向垂直,则物体做类似于平抛运动不符合题意故C错误;D、其余两个力的合力恒定,而匀速圆周运动合力一直指向圆心,是变力,所以物体不可能做匀速圆周运动,故D正确该题选不可能的,故选:D 【思路点拨】物体受到三个力的作用,物体做匀速直线运动,这三个力是平衡力,如果其中一个力突然消失,剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线,是非平衡力,物体在非平衡力的作用下一定改变了物体的运动状态;曲线运动的条件是合力与速度不共线本题考查了曲线运动的条件以及三力平衡的知识,关键根据平衡得到其余两个力的合力恒定,然后结合曲线运动的条件分析【物理卷
48、(解析)2015届浙江省重点中学协作体高三上学期第二次适应性测试(201501)word版】23(16分)如图(a)所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于斜面、大小为F8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量m1kg,通过DIS实验,得到如图(b)所示的加速度与斜面倾角的关系图线。若物块与木板间的动摩擦因数为0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力,g取10m/s2。试问: (1)图(b)中图线与纵坐标交点ao多大?(2)图(b)中图线与轴交点坐标分别为1和2,木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方?说明在斜面倾角处于1和
49、2之间时物块的运动状态。(3)1为多大?(4)如果木板长L2m,倾角为37,物块在F的作用下由O点开始运动,为保证物块不冲出木板顶端,力F最多作用多长时间?(取sin370.6,cos370.8)【答案】【知识点】 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与位移的关系;力的合成与分解的运用A2 B3 C2【答案解析】(1)6(m/s2);(2)当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为1,当摩擦力沿斜面向上且加速度为零时木板倾角为2,这时物块处于静止状态(3)40.4;(4)3.1s 解析: (1)当木板水平放置时,物块的加速度为a0 此时滑动摩擦力f = N = mg=0.2110 = 2 N =
50、6 m/s2 (2)当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为1,当摩擦力沿斜面向上且加速 度为零时木板倾角为2,这时物块处于静止状态。(3)N1=mgcos1F1=N1=mgcos1F=mgsin1+mgcos1 联立方程8 = 10sin1+ 2cos1 解得140.4 (4)力F作用时的加速度 m/s2 撤去力F后的加速度大小 (m/s2) 设物块不冲出木板顶端,力F最长作用时间为t 则撤去力F时的速度v=a1t 位移撤去力F后运动的距离 由题意有 即 解得:t3.1s 【思路点拨】(1)纵坐标交点表示木板水平放置时的加速度,根据牛顿第二定律即可求解;(2)当摩擦力沿斜面向下且加速度为零
51、时木板倾角为1,当摩擦力沿斜面向上且加速度为零时木板倾角为2,这时物块处于静止状态;(3)当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为1,对木块进行受力分析,根据平衡条件即可求解;(4)根据牛顿第二定律分别求出有F和撤去F时的加速度,根据匀变速直线运动的基本公式求出这两个过程的位移,根据两段位移之和为L求解本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用,要求同学们能根据图象得出有效信息,难度适中【物理卷(解析)2015届四川省绵阳中学高三上学期第五次月考(201412)】11、(19分)如图所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为mA和mB的小物块A和B(可视为质点)分别带有+
52、QA和+QB的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与物块B连接,另一端连接轻质小钩。整个装置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场中。物块A,B开始时均静止,已知弹簧的劲度系数为K,不计一切摩擦及AB间的库仑力,在运动过程中物块A、B所带的电荷量不变,物块B不会碰到滑轮,物块A、B均不离开水平桌面。若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可恰使物块A对挡板P的压力为零,但不会离开P,则(1)求物块C下落的最大距离;(2)求小物块C下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量、弹簧的弹性势能变化量;(3)若C
53、的质量改为2M,求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小以及此时小物块B对水平桌面的压力。【答案】【知识点】 功能关系;共点力平衡的条件及其应用;胡克定律;能量守恒定律;电势能B2 B3 E6 E3 I2【答案解析】 (1)(2) ;(3); 解析:(1)开始时弹簧的形变量为x1,对物体B由平衡条件可得:kx1=QBE设A刚离开挡板时,弹簧的形变量为x2,对物块B由平衡条件可得:kx2=QAE故C下降的最大距离为:h=x1+x2=(2)物块C由静止释放下落h至最低点的过程中,B的电势能增加量为:Ep=QBEh=由能量守恒定律可知:物块由静止释放至下落h至最低点的过程中,c的重力势能减小量等于
54、B的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量即:Mgh=QBEh+E弹解得:E弹=故小物块C下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量为,弹簧的弹性势能变化量为E弹=(3)当C的质量为2M时,设A刚离开挡板时B的速度为V,由能量守恒定律可知:2Mgh=QBEh+E弹+(2M+mB)V2解得A刚离开P时B的速度为:V=因为物块AB均不离开水平桌面,设物体B所受支持力为NB1,所以对物块B竖直方向受力平衡:mBg=NB1+QBvB由牛顿第三定律得:NB=NB1解得:NB=故小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小为:V=此时小物块B对水平桌面的压力为:NB=【思路点拨】(1)要正确求出C下落的最大距离
55、,关键是正确分析当达到最大距离时系统中各个物体的状态,开始由于A受水平向左的电场力以及弹簧的弹力作用,A被挤压在挡板P上,当B向右运动弹簧恢复原长时,A仍然与挡板之间有弹力作用,当B继续向右运动时,弹簧被拉长,当弹簧弹力大小等于A所受电场力时,A与挡板之间弹力恰好为零,此时B、C的速度也恰好为零,即C下落距离最大,注意此时A处于平衡状态,而B、C都不是平衡状态(2)依据电场力做功即可求出小物块B的电势能的变化量,B、C一起运动过程中,初末速度均为零,B电势能增大,C重力势能减小,依据功能关系即可求出弹簧弹性势能变化量(3)对系统根据功能关系有:当小物块A刚离开挡板P时,C重力势能减小量等于B电
56、势能和弹簧弹性势能以及B、C动能变化量之和;B球在竖直方向合外力为零,因此对B球正确进行受力分析即可求出小物块对水平面的压力本题过程繁琐,涉及功能关系多,有弹性势能、电势能、重力势能等之间的转化,全面考察了学生综合分析问题能力和对功能关系的理解及应用,有一定难度对于这类题目在分析过程中,要化繁为简,即把复杂过程,分解为多个小过程分析,同时要正确分析受力情况,弄清系统运动状态以及功能关系【物理卷(解析)2015届四川省绵阳中学高三上学期第五次月考(201412)】10、(18分) 在足够大的空间中,存在水平向右的匀强电场,若用绝缘细线将质量为m的带正电q的小球悬挂在电场中,其静止时细线与竖直方向
57、夹角,现去掉细线,将该小球从电场中的某点竖直向上抛出,抛出时初速度大小为v0,如图所示,(sin37o0.6 cos37o0.8)求 电场强度的大小小球在电场内运动到最高点的速度小球从抛出到达到最小速度的过程中,电场力对小球所做的功。【答案】【知识点】 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用;动能定理的应用;电场强度B3 B4 E2 I1【答案解析】 (1);(2) v0;(3)0.12mv20 解析: :(1)小球静止在电场中时,根据力的平衡条件,有:Eq=mgtan37 解得:E=(2)小球从抛出到最高点的时间 小球运动中的加速度a=g所以,最高点的速度 (2)小球被抛出后,受到重
58、力和电场力的共同作用沿重力方向的分运动是匀减速运动,加速度为g,设t时刻速度为v1;沿电场方向的分运动是初速为零的匀加速运动,加速度为a,设t时刻速度为v2;则有:v1=v0-gtv2=ata=gt时刻小球的速度大小v满足:v2=v21+v22由以上式子得:g2t2-2v0gt+v20-v2=0解得:当t=时,vmin= v0沿电场方向的位移为:s=at2电场力做的功为:WE=Eqs= =0.12mv20【思路点拨】撤去细线,现将该小球从电场中的A点竖直向上抛出,带电小球在水平方向的匀强电场中竖直向上抛出,小球在竖直方向受到重力,在水平方向受到电场力,从而做曲线运动,因此可将曲线分解成竖直方向
59、与水平方向的两个运动利用运动学公式可求出小球速率最小值;再运用动能定理,可求出小球从抛出至达到最小速率的过程中,电场力对小球做的功考查了运动的合成与分解研究的方法,并让学生掌握运动学公式、牛顿第二定律、动能定理等规律同时让学生形成如何处理曲线的方法如果将速度按照合力方向和垂直合力方向分解,当沿合力方向的速度减为零时其速度达到最小值,也可以解出最小速度运用速度矢量合成的三角形法则也可求解【物理卷(解析)2015届山东省日照一中高三上学期第三次阶段复习质量达标检测解析(201501)】1.如图所示,不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动,P端用轻绳PB挂一重物,用一根轻绳通过滑轮系住
60、P端。在力F的作用下,当杆OP和竖直方向的夹角(00)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为g)(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;(2)P点距坐标原点O至少多高;(3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间t2小球距坐标原点O的距离s为多远?【答案】【知识点】牛顿第二定律,二力平衡,机械能守恒定律,平抛运动的知识等。B4、C2、D2、E3。【答案解析】(16分)解析(1)小球进入第一象限正交的电场和磁场后,在垂直磁场的平
61、面内做圆周运动,说明重力与电场力平衡,设小球所带电荷量为q,则有qEmg (2分)解得:q又电场方向竖直向上,故小球带正电 (1分)(2)设小球做匀速圆周运动的速度为v、轨道半径为r,由洛伦兹力提供向心力得:qBvmv2/r (2分)小球恰能通过半圆轨道的最高点并沿轨道运动,则应满足:mgmv2/R (2分)由得:r (1分) 即PO的最小距离为:y2r (1分)(3)小球由O运动到N的过程中设到达N点的速度为vN,由机械能守恒定律得:mg2Rmvmv2 (1分)由解得:vN (1分)小球从N点进入电场区域后,在绝缘光滑水平面上做类平抛运动,设加速度为a,则有:沿x轴方向有:xvNt (1分)
62、沿电场方向有:zat2 (1分)由牛顿第二定律得:aqE/m (1分)t时刻小球距O点为:s2R (2分)答案(1)正电(2) (3)2R【思路点拨】本题是复合电磁场综合考查题,设置的情境比较复杂,运动的过程较多,一定理清运动的过程和各个过程受力情况和做功情况,再选择合适的物理规律表达式列式求解。在第I象限内,带电粒子所受三个力作用,电场力与重力平衡,洛伦兹力提供向心力作匀速圆周运动;后面圆周运动中的最高点的临界点是只有重力提供向心力,这是解本题的一个闪光点。平抛运动等,要依据相应的规律求解即可。【理综卷(物理解析)2015届安徽省屯溪一中高三第四次月考(201412)】22.(14分) 如图
63、丁所示为一电流表的原理示意图质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合;当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度。(不计通电时电流产生的磁场的作用)(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?(3)若k2.0 N/m,0.20 m,0.050 m,B0.20 T,此电流表的量程
64、是多少?【答案】【知识点】力的平衡、胡克定律、安培力。B1、B4、K1。【答案解析】解析(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为x,则有mgkx (3分)由式得:x. (2分)(2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下,因此M端应接正极(4分)(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im,则有BImmgk(x) (3分)联立并代入数据得Im2.5 A (2分)答案(1)(2)M端(3)2.5 A【思路点拨】本题题意新颖,考查点巧妙,借助生活中的实际器材考查了物体平衡问题,正确进行受力分析,还要将电流表的工作原理搞清楚,引入了安培力参加计算,然后根据平衡条件列方程是解
65、题关键【理综卷(物理解析)2015届安徽省屯溪一中高三第四次月考(201412)】20如下图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左端无初速度释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为,则木块从左端运动到右端的时间不可能是:A. B. C. D.【答案】【知识点】牛顿第二定律 B4【答案解析】A。刚开始释放时,由于传送带的速度大于小物块的速度,因此,小物块在传送带上受重力mg、支持力N和滑动摩擦力f作用,显然,小物块要被加速,其加速度大小为g,但小物块最终的速度不可能超过传送带的速度,因为当两者速度相等时,相对静止,摩擦力消失,小物块将匀速运动,因此若L,则小物块一直匀加速至B端,
66、且速度刚好等于v,其运动时间为,故选项D正确;若L,则小物块一直匀加速至B端,速度小于v,其运动时间为,故选项C正确;若L,则小物块先匀加速至速度为v,再以速度v匀速运动至B端,其运动时间为,故选项B正确;小物块不可能从A匀速运动至B端,即时间不可能为,故选项A错误。故本题选择A答案。【思路点拨】本题主要考查了物体的受力分析及牛顿运动定律、匀变速直线运动规律的应用,以及分析、综合的能力问题,属于中档题。它是传送带模型考查题,求解的关键是理清物体的运动过程,要结合运动学和牛顿第二定律综合求解,要全方位的考虑才能得出正确答案。【理综卷(物理解析)2015届安徽省屯溪一中高三第四次月考(201412
67、)】23.(16分)如右图,竖直平面坐标系xOy的第一象限,有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场,大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点O相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于N.一质量为m的带电小球从y轴上(y0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为g)(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;(2)P点距坐标原点O至少多高;(3)若该小球以满足(2)中O
68、P最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间t2小球距坐标原点O的距离s为多远?【答案】【知识点】牛顿第二定律,二力平衡,机械能守恒定律,平抛运动的知识等。B4、C2、D2、E3。【答案解析】(16分)解析(1)小球进入第一象限正交的电场和磁场后,在垂直磁场的平面内做圆周运动,说明重力与电场力平衡,设小球所带电荷量为q,则有qEmg (2分)解得:q又电场方向竖直向上,故小球带正电 (1分)(2)设小球做匀速圆周运动的速度为v、轨道半径为r,由洛伦兹力提供向心力得:qBvmv2/r (2分)小球恰能通过半圆轨道的最高点并沿轨道运动,则应满足:mgmv2/R (2分)由得:r
69、(1分) 即PO的最小距离为:y2r (1分)(3)小球由O运动到N的过程中设到达N点的速度为vN,由机械能守恒定律得:mg2Rmvmv2 (1分)由解得:vN (1分)小球从N点进入电场区域后,在绝缘光滑水平面上做类平抛运动,设加速度为a,则有:沿x轴方向有:xvNt (1分)沿电场方向有:zat2 (1分)由牛顿第二定律得:aqE/m (1分)t时刻小球距O点为:s2R (2分)答案(1)正电(2) (3)2R【思路点拨】本题是复合电磁场综合考查题,设置的情境比较复杂,运动的过程较多,一定理清运动的过程和各个过程受力情况和做功情况,再选择合适的物理规律表达式列式求解。在第I象限内,带电粒子
70、所受三个力作用,电场力与重力平衡,洛伦兹力提供向心力作匀速圆周运动;后面圆周运动中的最高点的临界点是只有重力提供向心力,这是解本题的一个闪光点。平抛运动等,要依据相应的规律求解即可。【理综卷(物理解析)2015届安徽省屯溪一中高三第四次月考(201412)】22.(14分) 如图丁所示为一电流表的原理示意图质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合;
71、当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度。(不计通电时电流产生的磁场的作用)(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作,MN的哪一端应与电源正极相接?(3)若k2.0 N/m,0.20 m,0.050 m,B0.20 T,此电流表的量程是多少?【答案】【知识点】力的平衡、胡克定律、安培力。B1、B4、K1。【答案解析】解析(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为x,则有mgkx (3分)由式得:x. (2分)(2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下,因此M端应接正极(4分)(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im,则
72、有BImmgk(x) (3分)联立并代入数据得Im2.5 A (2分)答案(1)(2)M端(3)2.5 A【思路点拨】本题题意新颖,考查点巧妙,借助生活中的实际器材考查了物体平衡问题,正确进行受力分析,还要将电流表的工作原理搞清楚,引入了安培力参加计算,然后根据平衡条件列方程是解题关键【理综卷(物理解析)2015届安徽省屯溪一中高三第四次月考(201412)】20如下图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左端无初速度释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为,则木块从左端运动到右端的时间不可能是:A. B. C. D.【答案】【知识点】牛顿第二定律 B4【答案解析】A。刚开始释放
73、时,由于传送带的速度大于小物块的速度,因此,小物块在传送带上受重力mg、支持力N和滑动摩擦力f作用,显然,小物块要被加速,其加速度大小为g,但小物块最终的速度不可能超过传送带的速度,因为当两者速度相等时,相对静止,摩擦力消失,小物块将匀速运动,因此若L,则小物块一直匀加速至B端,且速度刚好等于v,其运动时间为,故选项D正确;若L,则小物块一直匀加速至B端,速度小于v,其运动时间为,故选项C正确;若L,则小物块先匀加速至速度为v,再以速度v匀速运动至B端,其运动时间为,故选项B正确;小物块不可能从A匀速运动至B端,即时间不可能为,故选项A错误。故本题选择A答案。【思路点拨】本题主要考查了物体的受
74、力分析及牛顿运动定律、匀变速直线运动规律的应用,以及分析、综合的能力问题,属于中档题。它是传送带模型考查题,求解的关键是理清物体的运动过程,要结合运动学和牛顿第二定律综合求解,要全方位的考虑才能得出正确答案。【物理卷(解析)2015届浙江省杭州二中高三第二次月考解析(201412)】19(13分)如图所示,竖直平面内放一直角杆AOB,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数0.20,杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量分别为2.0kg和1.0kg的小球A和B,A、B间用细绳相连,初始位置OA1.5m,OB2.0m。g取10m/s2,则:(1)若用水平拉力F1沿杆向右缓慢拉A,使之移动0.5m,该过程中A受到
75、的摩擦力多大?拉力F1做功多少?(2)若小球A、B都有一定的初速度,A在水平拉力F2的作用下,使B由初始位置以1.0m/s的速度匀速上升0.5m,此过程中拉力F2做功多少?A F O B 【答案】【知识点】物体受力分析、功和动能定理综合考查题。B4、E1、E2.【答案解析】(1)先对AB整体受力分析,如图所示A、B小球和细绳整体竖直方向处于平衡,A受到的弹力为: N=(mA+mB)g则A受到的摩擦力为Ff=(mA+mB)g代入数字得:Ff=6N由几何关系,sB=0.5m由能量关系,拉力F1做功为:W1=Ffs+mBgsB;代入数字得:W1=8.0J(2)设细绳与竖直方向的夹角为,因细绳不可伸长
76、,两物体沿绳子方向的分速度大小相等,所以有 vBcos=vAsin则:A的初速度m/s 末速度 m/s设拉力F2做功为W2,对系统,由能量关系得:代入数据得W2=6.8J答:(1)A受到的摩擦力为6N,力F1作功为8.0J(2)力F2作功为6.8J【思路点拨】本题要从(1)先对AB整体受力分析,受拉力F、总重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1,根据共点力平衡条件列式,求出支持力N,从而得到滑动摩擦力为恒力;最后对整体运用能量关系列式,得到拉力做的功(2)设细绳与竖直杆的夹角为,由于绳子不可伸长,运用速度的分解,有vBcos=vAsin,可求出B匀速上升0.5m过程A的初速度和末速度
77、,再由能量关系求解拉力F2做功【物理卷(解析)2015届四川省绵阳中学高三上学期第五次月考(201412)】10、(18分) 在足够大的空间中,存在水平向右的匀强电场,若用绝缘细线将质量为m的带正电q的小球悬挂在电场中,其静止时细线与竖直方向夹角,现去掉细线,将该小球从电场中的某点竖直向上抛出,抛出时初速度大小为v0,如图所示,(sin37o0.6 cos37o0.8)求 电场强度的大小小球在电场内运动到最高点的速度小球从抛出到达到最小速度的过程中,电场力对小球所做的功。【答案】【知识点】 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用;动能定理的应用;电场强度B3 B4 E2 I1【答案解析
78、】 (1);(2) v0;(3)0.12mv20 解析: :(1)小球静止在电场中时,根据力的平衡条件,有:Eq=mgtan37 解得:E=(2)小球从抛出到最高点的时间 小球运动中的加速度a=g所以,最高点的速度 (2)小球被抛出后,受到重力和电场力的共同作用沿重力方向的分运动是匀减速运动,加速度为g,设t时刻速度为v1;沿电场方向的分运动是初速为零的匀加速运动,加速度为a,设t时刻速度为v2;则有:v1=v0-gtv2=ata=gt时刻小球的速度大小v满足:v2=v21+v22由以上式子得:g2t2-2v0gt+v20-v2=0解得:当t=时,vmin= v0沿电场方向的位移为:s=at2
79、电场力做的功为:WE=Eqs= =0.12mv20【思路点拨】撤去细线,现将该小球从电场中的A点竖直向上抛出,带电小球在水平方向的匀强电场中竖直向上抛出,小球在竖直方向受到重力,在水平方向受到电场力,从而做曲线运动,因此可将曲线分解成竖直方向与水平方向的两个运动利用运动学公式可求出小球速率最小值;再运用动能定理,可求出小球从抛出至达到最小速率的过程中,电场力对小球做的功考查了运动的合成与分解研究的方法,并让学生掌握运动学公式、牛顿第二定律、动能定理等规律同时让学生形成如何处理曲线的方法如果将速度按照合力方向和垂直合力方向分解,当沿合力方向的速度减为零时其速度达到最小值,也可以解出最小速度运用速
80、度矢量合成的三角形法则也可求解【物理卷(解析)2015届山西省康杰中学等四校高三第二次联考(201501)】4在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的绝对值分别用I、U1、U2和U3表示下列说法正确的是( )A. U1/I不变,U1/I变大B. U2/I变大,U2/I不变 C. U3/I变大,U3/I变大D. 电源的输出功率变大【答案】【知识点】闭合电路的欧姆定律;欧姆定律B4 C3 D1【答案解析】B解析:因R1不变,则由欧姆定律可得,=R1保持不变;由数学规律可知,保持不变,
81、故A错误;B、因滑片向下移动,故R2的接入电阻增大,故变大;而=R1+r,故保持不变,故B正确;C、因=R1+R2,故比值增大;而=r,故比值保持不变,故C错误;D、电源的输出功率当内阻等于外阻时输出功率最大,故当R增大时,输出功率减小,故D错误.【思路点拨】由电路图可知R1与R2串联,V1测量R1两端的电压,V2测量R2两端的电压,V3测量路端电压,由欧姆定律可得出电压与电流的变化;由闭合电路的欧姆定律可分析得出电压的变化值与电流变化值的比值,由功率公式可求得功率的变化【物理卷(解析)2015届山西省康杰中学等四校高三第二次联考(201501)】3. 如图所示,倾角为的斜面体C置于水平面上,
82、B置于斜面C上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态则( )A水平面对C的支持力等于B、C的总重力BB一定受到C的摩擦力CC一定受到水平面的摩擦力D若将细绳剪断,B物体开始沿斜面向下滑动,则水平面对C的摩擦力可能为零【答案】【知识点】共点力平衡的条件及其应用;摩擦力的判断与计算B4B2【答案解析】C解析:A、把BC当做一个整体进行受力分析,在竖直方向上有:N+mAgsin=(mB+mC)g,绳子的拉力在竖直方向上的分量mAgsin不为零,所以水平面对C的支持力小于B、C的总重力故A错误;B、对B:当B受到绳子的拉力与B的重力在斜面上的分力大小
83、相等,即mBgsin=mAg时,B在斜面上没有运动趋势,此时BC间没有摩擦力故B错误;C、把BC当做一个整体进行受力分析,可知绳子的拉力在水平方向上的分量不为零,整体有向右的运动趋势,所以C受到地面的摩擦力不会为零,方向一定向左故C正确;D、若将细绳剪断,B物体在斜面上匀速下滑时,以BC为整体进行受力分析,受重力和地面的支持力作用,在水平方向没有力作用,所以水平面对C的摩擦力为零,若将细绳剪断,若B加速下滑,B受到水平向左的摩擦力,C受到B的向右的摩擦力,C有向右运动的趋势,此时C一定受到地面向左的摩擦力故D错误故选:C. 【思路点拨】充分利用整体法和隔离体法对物体进行受力分析,结合摩擦力产生
84、的条件,可判断各接触面是否存在摩擦力;把BC看做一个整体进行受力分析,可判定地面的支持力和二者重力的关系【物理卷(解析)2015届辽宁省沈阳二中高三12月月考(201412)】1如图所示,在动摩擦因数0.2的水平面上,质量m2 kg的物块与水平轻弹簧相连,物块在与水平方向成45角的拉力F作用下处于静止状态,此时水平面对物块的弹力恰好为零。g取10 m/s2,以下说法正确的是()A此时轻弹簧的弹力大小为20 NB当撤去拉力F的瞬间,物块的加速度大小为8 m/s2,方向向右C若剪断弹簧,则剪断的瞬间物块的加速度大小为8 m/s2,方向向右D若剪断弹簧,则剪断的瞬间物块的加速度为0【答案】【知识点】
85、共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用B4 B3【答案解析】A解析:A、物块受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡,根据共点力平衡得,弹簧的弹力:F=mgtan45=201=20N,故A正确;B、撤去力F的瞬间,弹簧的弹力仍然为20N,物块此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用;小球所受的最大静摩擦力为:f=mg=0.220N=4N,根据牛顿第二定律得小球的加速度为:a= = =8m/s2;合力方向向左,所以向左加速故B错误;C、D、剪断弹簧的瞬间,弹簧对物块的拉力瞬间为零,此时物块所受的合力为20N向右,则物块的加速度a=10 m/s2,故C、D错误;故选:A【思路点拨】先
86、分析撤去力F前弹簧的弹力和轻绳的拉力大小;再研究撤去F的瞬间,弹簧的弹力不变,对物块受力分析,根据牛顿第二定律求出瞬间的加速度大小; B5 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系 B6 实验:验证力的平行四边形定则【物理卷2015届河南省洛阳市高三第一次统一考试(201412)word版】15.(4分)下面是一些有关高中物理实验的描述,其中正确的是: A在“研究匀变速直线运动”实验中,不需要平衡摩擦力 B在“验证机械能守恒定律”的实验中,必须用天平测物体的质量 C在“验证力的平行四边形定则”实验中,只用一根弹簧秤无法完成 D在用橡皮筋“探究功与速度变化的关系”的实验中不需要直接求出合外力做的功E在用欧
87、姆表“10”挡测量电阻时发现指针偏转角太小,应该换“1”挡进行测量【答案】【知识点】探究功与速度变化的关系;验证力的平行四边形定则;验证机械能守恒定律B6 E4 E5【答案解析】ACD 解析:A、在“研究匀变速直线运动”实验中,只要小车做匀变速直线运动即可,不需要平衡摩擦力,故A正确B、“验证机械能守恒定律”的实验需要验证的方程是:mgh=mv2,即gh=v2,可知不需要用天平测物体的质量故B错误C、在“验证力合成的平行四边形定则”实验中,要研究两根弹簧秤的拉力与一根弹簧秤拉力的关系,所以一定要用两根弹簧秤,故C正确D、在“探究动能定理”的实验中,运用的比例法研究,橡皮筋都拉到相同的长度,这样橡皮筋对小车做的功有整数倍关系,不需要合外力做的功,故D正确;E、因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧,用“10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针偏转角度太小,则知电阻值很大,需换用大挡,即“100”挡,重新测量故E错误故选:ACD 【思路点拨】该题考查了多个实验问题,解决该实验问题首先要掌握每个实验的原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项解决本题的关键掌握各个实验的实验原理,围绕原理选择实验的器材,明确操作规程和方法,确定实验步骤,处理数据,分析实验误差等待 B7 力与平衡问题综合