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第1頁(共1頁)2024-2025學(xué)年上學(xué)期福建高一物理期末卷3一.選擇題(共4小題,滿分16分,每小題4分)1.(4分)(2019秋?遼寧期中)2010年1月4日,在中國海軍護(hù)航編隊“巢湖”艦、“千島湖”艦護(hù)送下“河北錦繡”“銀河”等13艘貨輪順利抵達(dá)亞丁灣預(yù)定海域。此次護(hù)航總航程4500海里。若所有船只運動速度相同,則下列說法錯誤的是()A.“4500海里”指的是護(hù)航艦艇的路程大小 B.研究艦隊平均速率時可將“千島湖”艦看作質(zhì)點 C.以“千島湖”艦為參照物,“巢湖”艦一定是靜止的 D.根據(jù)題中數(shù)據(jù)可求出此次航行過程中的平均速度2.(4分)(2022秋?沭陽縣期中)一運動員做了一個罕見而困難的一字馬動作而爆紅網(wǎng)絡(luò)。如圖所示,她在走廊里用腿支撐墻,使自己靜止于兩墻之間(全身離地有一定高度)。下列說法正確的是()A.墻壁受到的腳對它的壓力是墻壁發(fā)生形變產(chǎn)生的 B.腳受到的墻壁對它的支持力是墻壁發(fā)生形變產(chǎn)生的 C.墻壁對運動員的摩擦力大小會隨腳對墻壁的壓力增大而變大 D.若換一雙鞋底更粗糙的運動鞋,則人受到的墻壁對她的摩擦力變大3.(4分)(2021秋?贛縣區(qū)校級月考)如圖所示,兩底角分別為37°和53°的光滑三角劈固定在水平地面上,三角劈頂端裝有一光滑定滑輪。質(zhì)量均為1kg的物塊P、Q用跨過滑輪的輕繩連接,不計滑輪質(zhì)量和一切摩擦,斜面足夠長,已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,sin53°=0.8。同時由靜止釋放P、Q后,輕繩的拉力大小為()A.5N B.6N C.7N D.8N4.(4分)(2017秋?麗水期末)課本必修一“科學(xué)漫步﹣﹣用動力學(xué)方法測質(zhì)量”介紹了一種太空環(huán)境中測量物體質(zhì)量的方法:在太空中,用雙子星號飛船m1去接觸已熄火的火箭組m2,接觸后開動飛船推進(jìn)器,使飛船和火箭組一起加速(如圖所示),推進(jìn)器的平均推力F=895N,推進(jìn)器開動時間t=7s內(nèi),火箭組和飛船的速度變化量為Δv=0.91m/s,已知飛船的質(zhì)量m1=3400kg。則根據(jù)以上信息,可判斷()A.飛船與火箭組之間的作用力為895N B.飛船與火箭組之間的作用力為442N C.火箭組的加速度約為0.26m/s2 D.火箭組的質(zhì)量m2約為3485kg二.多選題(共4小題,滿分24分,每小題6分)(多選)5.(6分)(2019秋?水富市校級期中)跳傘運動員從高空懸停的直升機上跳下,運動員沿豎直方向運動的v﹣t圖象如圖所示,下列說法正確的是()A.10~15s運動員做加速度逐漸減小的減速運動 B.10s末運動員的速度方向改變 C.15s末開始運動員處于靜止?fàn)顟B(tài) D.運動員在0~10s的平均速度大于10m/s(多選)6.(6分)(2020?三元區(qū)校級開學(xué))如圖所示,光滑圓柱A和半圓柱B緊靠著靜置于水平地面上,二者半徑均為R。A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為m2,B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ?,F(xiàn)給A施加一拉力F,使A緩慢移動,運動過程中拉力F與圓心連線O1O2的夾角始終為60°保持不變,直至A恰好運動到B的最高點,整個過程中B保持靜止,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為gA.拉力F逐漸減小 B.A、B間彈力逐漸增大 C.A、B間彈力的最大值Fmax=23D.動摩擦因數(shù)的最小值μmin=(多選)7.(6分)(2021秋?新洲區(qū)期末)如圖所示,質(zhì)量為m的開孔小球,套在與水平面成45°的、固定的光滑桿OA上,小球被水平繩拉著處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)剪斷繩子,下列說法正確的是(已知重力加速度為g)()A.剪斷繩子前繩子拉力大小為mg B.剪斷繩子后OA桿對球的作用力大小為2mg C.剪斷繩子后球的加速度大小為g D.剪斷繩子后球的加速度大小為22(多選)8.(6分)(2022?湯原縣校級模擬)如圖所示,與水平地面的夾角為θ=37°的傳送帶以恒定速率v=8m/s逆時針轉(zhuǎn)動,其上端固定一距離地面高度為H=11.4m的平臺。現(xiàn)將質(zhì)量m=2kg的煤塊(可視為質(zhì)點)輕放在傳送帶底端(此時記為t=0時刻),同時平臺上的人通過一根輕繩用恒力F=24N沿傳送帶方向向上拉煤塊,在t=2s時撤去拉力。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,已知煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則下列說法正確的是()A.t=0時煤塊的加速度大小為4m/s2 B.t=1s或t=2.5s時煤塊與傳送帶的速度大小相等 C.傳送帶上劃痕的長度為8m D.煤塊與傳送帶之間由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為28J三.填空題(共8小題,滿分60分)9.(3分)重400N的物塊放在水平地面上,受水平推力F=200N,物塊和地面間靜摩擦系數(shù)為0.4,動摩擦系數(shù)為0.3,則物塊受到的摩擦力為N。10.(3分)(2021秋?新邵縣校級期中)如圖所示,細(xì)線的上端系在墻上的A點,下端連一光滑小球B(視為質(zhì)點),14圓柱體靜置于粗糙水平地面上,細(xì)線恰好與14圓柱體相切于B?,F(xiàn)對14圓柱體施加一水平向右的拉力,使之沿地面緩慢向右移動,直至小球B到達(dá)C點則在該過程中,細(xì)線的拉力,地面對14圓柱體的支持力11.(3分)現(xiàn)有一小球從離月球表面120m的空中自由下落,若月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的16,地球表面的重力加速度大小g取10m/s2,則小球在空中下落的時間為s;小球下落到一半高度時速度的大小為m/s;小球自開始下落計時,最后3s內(nèi)下落的高度為m12.(6分)(2018秋?桂林期末)某學(xué)生做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗,實驗時把彈簧豎直懸掛起來,在下端掛鉤碼,每增加一只鉤碼均記下對應(yīng)的彈簧伸長的長度x,數(shù)據(jù)記錄如表所示。鉤碼個數(shù)01234567彈力F/N01.02.03.04.05.06.07.0彈簧伸長的長度x/cm02.003.986.027.979.9511.8014.00(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖甲中作出F﹣x圖線;(2)根據(jù)F﹣x圖線可以求得彈力和彈簧伸長的關(guān)系式為F=x(式中各物理量均采用國際單位);(3)一位同學(xué)做此實驗時得到如圖乙所示的F﹣x圖線,說明此同學(xué)可能出現(xiàn)了哪種錯誤?13.(6分)(2021秋?鞍山期末)某實驗小組的同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置微“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗。(1)該實驗小組同學(xué)在做“探究加速度與外力關(guān)系”的實驗時。通過得到的數(shù)據(jù)描繪出了加速度隨外力變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。附有滑輪的長木板水平放置.發(fā)現(xiàn)圖象與橫軸有一交點,該交點橫坐標(biāo)的物理意義是;造成這一現(xiàn)象的原因是。(2)在做“探究加速度與質(zhì)量關(guān)系”的實驗時,正確操作后,該實驗小組的同學(xué)用打點計時器打出的紙帶的一段如圖丙,該紙帶上相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未標(biāo)出,打點計時器使用交流電的頻率是50Hz,則小車的加速度大小是m/s2。當(dāng)打點計時器打B點時小車的速度是m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)14.(11分)(2021秋?昭通期末)如圖所示,一輕質(zhì)光滑定滑輪(質(zhì)量、大小均不計)用細(xì)線懸掛在天花板上,物體B用細(xì)線通過定滑輪與物體A連接,物體A靜止在水平地面上,連接物體A的細(xì)線與水平方向的夾角為α=30°,已知物體A、B的質(zhì)量相等均為m=1kg,重力加速度為g=10m/s2,求:(1)地面對物體A的摩擦力;(2)懸掛定滑輪的細(xì)線的拉力。15.(12分)(2018秋?官渡區(qū)期末)水平地面上有一物體,在F=6N的水平拉力作用下由靜止開始運動,當(dāng)t=2s時撤去拉力F,該物體的速度﹣時間圖象如圖所示。求:(1)物體與地面間的動摩擦因數(shù);(2)物體的質(zhì)量。16.(16分)(2022秋?忻州月考)如圖所示,質(zhì)量M=0.5kg的長木板靜止在水平地面上,質(zhì)量m=1kg的小滑塊(視為質(zhì)點)以v0=2.4m/s的速度從長木板的左端滑上長木板,滑塊始終未從長木板上滑落。已知滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.5,長木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,取重力加速度大小g=10m/s2,求:(1)長木板的最小長度L;(2)從小滑塊滑上長木板到最后靜止的過程中,小滑塊運動的總位移x。
2024-2025學(xué)年上學(xué)期福建高一物理期末典型卷3參考答案與試題解析一.選擇題(共4小題,滿分16分,每小題4分)1.(4分)(2019秋?遼寧期中)2010年1月4日,在中國海軍護(hù)航編隊“巢湖”艦、“千島湖”艦護(hù)送下“河北錦繡”“銀河”等13艘貨輪順利抵達(dá)亞丁灣預(yù)定海域。此次護(hù)航總航程4500海里。若所有船只運動速度相同,則下列說法錯誤的是()A.“4500海里”指的是護(hù)航艦艇的路程大小 B.研究艦隊平均速率時可將“千島湖”艦看作質(zhì)點 C.以“千島湖”艦為參照物,“巢湖”艦一定是靜止的 D.根據(jù)題中數(shù)據(jù)可求出此次航行過程中的平均速度【考點】平均速度(定義式方向);質(zhì)點;位移、路程及其區(qū)別與聯(lián)系.【專題】應(yīng)用題;信息給予題;定量思想;歸納法;直線運動規(guī)律專題;理解能力.【答案】D【分析】正確理解位移和路程,平均速度與平均速率、參考系、質(zhì)點的概念是解答本題的關(guān)鍵【解答】解:A、總航程是指護(hù)航艦艇所經(jīng)過的軌跡的長度,所以“4500海里”是路程大小,故A說法正確;B、在研究艦隊的平均速率時,完全可以忽略“千島湖”艦的形狀及大小,所以可以把它看作質(zhì)點,故B說法正確;C、因為題目當(dāng)中明確說出了所有船只的速度相同,所以各個艦船之間是保持相對靜止的,故C說法正確;D、平均速度時位移與時間間隔的比值,題目當(dāng)中并沒有給出始末位置的距離,也沒有說出所用時間,所以無法計算出平均速度,故D說法錯誤。因為本題選擇錯誤的故選:D?!军c評】判斷物體能不能看作質(zhì)點,關(guān)鍵還是看所研究的問題與物體的形狀大小有沒有關(guān)系,看某段距離是位移還是路程,關(guān)鍵是看直線距離,還是軌跡長度。2.(4分)(2022秋?沭陽縣期中)一運動員做了一個罕見而困難的一字馬動作而爆紅網(wǎng)絡(luò)。如圖所示,她在走廊里用腿支撐墻,使自己靜止于兩墻之間(全身離地有一定高度)。下列說法正確的是()A.墻壁受到的腳對它的壓力是墻壁發(fā)生形變產(chǎn)生的 B.腳受到的墻壁對它的支持力是墻壁發(fā)生形變產(chǎn)生的 C.墻壁對運動員的摩擦力大小會隨腳對墻壁的壓力增大而變大 D.若換一雙鞋底更粗糙的運動鞋,則人受到的墻壁對她的摩擦力變大【考點】判斷是否存在摩擦力;彈力的概念及其產(chǎn)生條件.【專題】定性思想;推理法;彈力的存在及方向的判定專題;推理論證能力.【答案】B【分析】根據(jù)彈力產(chǎn)生原因分析AB項,對運動員受力分析,然后根據(jù)運動員的受力情況應(yīng)用平衡條件分析答題?!窘獯稹拷猓篈B、根據(jù)彈力產(chǎn)生原因可知,腳受到的墻壁對它的支持力是墻壁發(fā)生形變產(chǎn)生的,墻壁受到的腳對它的壓力是腳發(fā)生形變產(chǎn)生的,故A錯誤,B正確;C、運動員處于平衡狀態(tài),在豎直方向,由平衡條件可知:f1+f2=G,即墻壁對她的摩擦力大小等于他的重力大小,故C錯誤;D、墻壁對她的摩擦力大小等于他的重力大小,由于運動員的重力不變,若換一雙鞋底更粗糙的運動鞋,人受到的墻壁對她的摩擦力仍然等于重力不變,故D錯誤。故選:B?!军c評】對運動員正確受力分析是解題的前提與關(guān)鍵,應(yīng)用平衡條件即可解題。3.(4分)(2021秋?贛縣區(qū)校級月考)如圖所示,兩底角分別為37°和53°的光滑三角劈固定在水平地面上,三角劈頂端裝有一光滑定滑輪。質(zhì)量均為1kg的物塊P、Q用跨過滑輪的輕繩連接,不計滑輪質(zhì)量和一切摩擦,斜面足夠長,已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,sin53°=0.8。同時由靜止釋放P、Q后,輕繩的拉力大小為()A.5N B.6N C.7N D.8N【考點】作用力與反作用力;彈力的概念及其產(chǎn)生條件;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】定量思想;方程法;牛頓運動定律綜合專題;理解能力.【答案】C【分析】分別對物塊P、物塊Q根據(jù)牛頓第二定律列方程求解加速度和細(xì)線拉力大小?!窘獯稹拷猓涸O(shè)輕繩上的拉力大小為T,物塊P沿斜面向上加速運動的加速度大小為a,物塊Q沿斜面下滑的加速度大小也為a;對物塊P根據(jù)牛頓第二定律可得:T﹣mgsin37°=ma,對物塊Q根據(jù)牛頓第二定律可得:mgsin53°﹣T=ma,聯(lián)立解得:T=7N,故C正確、ABD錯誤。故選:C。【點評】本題主要是考查了牛頓第二定律的知識;利用牛頓第二定律答題時的一般步驟是:確定研究對象、進(jìn)行受力分析、利用牛頓第二定律建立方程進(jìn)行解答。4.(4分)(2017秋?麗水期末)課本必修一“科學(xué)漫步﹣﹣用動力學(xué)方法測質(zhì)量”介紹了一種太空環(huán)境中測量物體質(zhì)量的方法:在太空中,用雙子星號飛船m1去接觸已熄火的火箭組m2,接觸后開動飛船推進(jìn)器,使飛船和火箭組一起加速(如圖所示),推進(jìn)器的平均推力F=895N,推進(jìn)器開動時間t=7s內(nèi),火箭組和飛船的速度變化量為Δv=0.91m/s,已知飛船的質(zhì)量m1=3400kg。則根據(jù)以上信息,可判斷()A.飛船與火箭組之間的作用力為895N B.飛船與火箭組之間的作用力為442N C.火箭組的加速度約為0.26m/s2 D.火箭組的質(zhì)量m2約為3485kg【考點】牛頓第二定律的簡單應(yīng)用;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】定量思想;整體法和隔離法;牛頓運動定律綜合專題;分析綜合能力.【答案】D【分析】根據(jù)加速度的定義式a=Δv【解答】解:火箭組和飛船整體運動的加速度為:a=Δvt=0.917對火箭組和飛船整體,由牛頓第二定律得:F=(m1+m2)a解得:m2≈3485kg對火箭組,根據(jù)牛頓第二定律得:F1=m2a,可得箭組對飛船的作用力為:F1=453N,故ABC錯誤,D正確。故選:D?!军c評】本題給出了許多的信息,解決本題的關(guān)鍵是把握有用的信息,然后對飛船和整體分析,運用牛頓第二定律和運動學(xué)公式進(jìn)行處理。二.多選題(共4小題,滿分24分,每小題6分)(多選)5.(6分)(2019秋?水富市校級期中)跳傘運動員從高空懸停的直升機上跳下,運動員沿豎直方向運動的v﹣t圖象如圖所示,下列說法正確的是()A.10~15s運動員做加速度逐漸減小的減速運動 B.10s末運動員的速度方向改變 C.15s末開始運動員處于靜止?fàn)顟B(tài) D.運動員在0~10s的平均速度大于10m/s【考點】根據(jù)v﹣t圖像的物理意義對比多個物體的運動情況.【專題】定性思想;推理法;圖析法;運動學(xué)中的圖象專題;推理論證能力.【答案】AD【分析】根據(jù)v﹣t圖象,圖象的斜率表示加速度,可知10~15s運動員做加速度逐漸減小的減速運動;10s末運動員的速度方向仍然為正方向;15s末開始運動員處于勻速直線運動狀態(tài);和勻速直線運動圖象做對比,由v=【解答】解:A、圖象的斜率表示加速度,10~15s斜率絕對值逐漸減小,說明10~15s運動員做加速度逐漸減小的減速運動。故A正確。B、10s末運動員的速度方向仍然為正方向。故B錯誤。C、15s末,圖象的加速度為零,運動員做勻速直線運動,速度不為零。故C錯誤。D、如圖所示,0~10s內(nèi),做勻速直線運動時的平均速度v=202m/s=10m/s,而運動員在0~10s內(nèi)的位移大于做勻速直線運動的位移,由v=St知,時間相同,位移S越大,平均速度就越大,所以運動員在0~故選:AD。【點評】本題考查了勻變速直線運動的速度圖象、平均速度公式等知識點。v﹣t圖象的面積表示位移,利用v=(多選)6.(6分)(2020?三元區(qū)校級開學(xué))如圖所示,光滑圓柱A和半圓柱B緊靠著靜置于水平地面上,二者半徑均為R。A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為m2,B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ?,F(xiàn)給A施加一拉力F,使A緩慢移動,運動過程中拉力F與圓心連線O1O2的夾角始終為60°保持不變,直至A恰好運動到B的最高點,整個過程中B保持靜止,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為gA.拉力F逐漸減小 B.A、B間彈力逐漸增大 C.A、B間彈力的最大值Fmax=23D.動摩擦因數(shù)的最小值μmin=【考點】共點力的平衡問題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;摩擦力專題;共點力作用下物體平衡專題;理解能力;推理論證能力;分析綜合能力.【答案】ACD【分析】以A球為研究對象,分析其受力情況,A球受到三個力,三個力的合力始終為零,運用三角形定則作出矢量合成圖,分析出A、B間彈力最大的條件,并求得最大彈力,再對B分析受力,知道水平地面對B的支持力增大,靜摩擦力減小,只要初狀態(tài)不滑動,以后B就不會滑動,由摩擦力公式求解?!窘獯稹拷猓篈BC、以A為研究對象,A受到重力mg、拉力F、B對A的彈力FN,由題意知,三個力的合力始終為零,矢量三角形如圖所示。在FN轉(zhuǎn)至豎直的過程中,A、B間的彈力先增大后減小,拉力F逐漸減小,當(dāng)夾角θ=30°(F水平向右)時,A、B間彈力最大且最大值為Fmax=mgcos30°=mg3D、對B受力分析可得,豎直方向水平地面的支持力FN′=12mg+FNcosθ,可知,水平地面對B的支持力逐漸增大。水平方向的靜摩擦力f=FNsinθ,可知靜摩擦力逐漸減小,所以只要初狀態(tài)不滑動,以后B就不會滑動,即f=μminFN′,初狀態(tài)時,圓柱A對圓柱B的彈力FN=mg,代入數(shù)據(jù)解得μmin=3故選:ACD。【點評】解決本題的關(guān)鍵是運用三角形定則作出矢量三角形,應(yīng)用圖解法分析力的變化,對地面對B的摩擦力也可以根據(jù)整體法分析其變化。(多選)7.(6分)(2021秋?新洲區(qū)期末)如圖所示,質(zhì)量為m的開孔小球,套在與水平面成45°的、固定的光滑桿OA上,小球被水平繩拉著處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)剪斷繩子,下列說法正確的是(已知重力加速度為g)()A.剪斷繩子前繩子拉力大小為mg B.剪斷繩子后OA桿對球的作用力大小為2mg C.剪斷繩子后球的加速度大小為g D.剪斷繩子后球的加速度大小為22【考點】牛頓第二定律的簡單應(yīng)用;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;牛頓運動定律綜合專題;推理論證能力.【答案】AD【分析】對小球受力分析,在剪斷繩子前,小球處于平衡狀態(tài),根據(jù)共點力平衡求得拉力,剪斷繩子后,小球沿桿向下做加速運動,根據(jù)牛頓第二定律求得加速度?!窘獯稹拷猓篈、對小球受力分析如圖所示,根據(jù)共點力平衡可得:Fcos45°﹣mgsin45°=0,解得:F=mg,故A正確;B、剪斷繩子后,小球受到重力,桿對小球的支持力,則N=mgsin45°=22mg,故OA桿對球的作用力大小為CD、對球受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可得:mgcos45°=ma,解得a=22g,故C故選:AD?!军c評】本題主要考查了牛頓第二定律和共點力平衡,正確的受力分析是解決問題的前提,明確小球所處的狀態(tài)是解決問題的關(guān)鍵。(多選)8.(6分)(2022?湯原縣校級模擬)如圖所示,與水平地面的夾角為θ=37°的傳送帶以恒定速率v=8m/s逆時針轉(zhuǎn)動,其上端固定一距離地面高度為H=11.4m的平臺。現(xiàn)將質(zhì)量m=2kg的煤塊(可視為質(zhì)點)輕放在傳送帶底端(此時記為t=0時刻),同時平臺上的人通過一根輕繩用恒力F=24N沿傳送帶方向向上拉煤塊,在t=2s時撤去拉力。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,已知煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則下列說法正確的是()A.t=0時煤塊的加速度大小為4m/s2 B.t=1s或t=2.5s時煤塊與傳送帶的速度大小相等 C.傳送帶上劃痕的長度為8m D.煤塊與傳送帶之間由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為28J【考點】水平傳送帶模型;常見力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;牛頓運動定律綜合專題;推理論證能力;模型建構(gòu)能力.【答案】BD【分析】在拉力作用下,根據(jù)牛頓第二定律求得煤塊的加速度,根據(jù)運動學(xué)公式求得達(dá)到傳送帶速度所需時間,達(dá)到共同速度后,根據(jù)牛頓第二定律求得煤塊的加速度,結(jié)合運動學(xué)公式求得發(fā)生的相對位移,撤去外力后,根據(jù)牛頓第二定律求得加速度,利用運動學(xué)公式求得發(fā)生的相對位移,利用Q=fΔx求得產(chǎn)生的熱量。【解答】解:A、規(guī)定沿傳送帶向上的方向為正方向,煤塊剛放到傳送帶上時,對煤塊根據(jù)牛頓第二定律可得F+μmgcosθ﹣mgsinθ=ma1代入數(shù)據(jù)解得a1=8m/sBC、當(dāng)煤塊與傳送帶共速時,有v=a1t1解得t1=1s在0﹣1s內(nèi)煤塊的位移為x煤相對于傳送帶向下滑動的位移為Δx1=vt1﹣x1=8×1m﹣4m=4m煤塊與傳送帶共速之后,對煤塊根據(jù)牛頓第二定律可得F﹣μmgcosθ﹣mgsinθ=ma2解得a拉力的作用時間為t2=2s﹣t1=2s﹣1s=1st=2s時煤塊的速度為v2=v+a2t2=(8+4×1)m/s=12m/s1﹣2s內(nèi)煤塊的位移為x2=vt2+煤塊相對于傳送帶向上滑動的位移為Δx2=x2﹣vt2,解得Δx2=2m之后撤去拉力,對煤塊根據(jù)牛頓第二定律可得﹣μmgcosθ﹣mgsinθ=ma3解得a當(dāng)煤塊減速到又與傳送帶共速時有v=v2+a3t3解得t3=0.5s2﹣3s時間內(nèi)煤塊運動的位移為x3=v2-v煤塊相對于傳送帶向上滑動的位移為Δx3=x3﹣vt3,解得Δx3=1m煤塊運動的總位移為x=x1+x2+x3解得x=19m根據(jù)H可知此時煤塊恰好運動到傳送帶頂端,綜上可得,煤塊與傳送帶共速的時刻為t=1s或t=2.5s,劃痕的長度只有4m,故B正確,C錯誤;D、煤塊相對傳送帶滑動的總路程為Δx=Δx1+Δx2+Δx3解得Δx=7m因此煤塊與傳送帶之間由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為Q=μmgcosθΔx,解得Q=28J,故D正確;故選:BD?!军c評】本題主要考查了牛頓第二定律和運動學(xué)公式,關(guān)鍵是抓住煤塊在傳送上的運動過程即可。三.填空題(共8小題,滿分60分)9.(3分)重400N的物塊放在水平地面上,受水平推力F=200N,物塊和地面間靜摩擦系數(shù)為0.4,動摩擦系數(shù)為0.3,則物塊受到的摩擦力為120N。【考點】判斷是否存在摩擦力.【專題】定量思想;推理法;摩擦力專題;推理論證能力.【答案】120。【分析】根據(jù)靜摩擦力公式求解最大靜摩擦力,比較水平推力與最大靜摩擦力的關(guān)系,判斷物塊靜止還是運動,根據(jù)滑動摩擦力公式求解滑動摩擦力。【解答】解:物塊與地面間的最大靜摩擦力為fm=μG=0.4×400N=160N水平推力F=200N>fm=160N則物塊相對地面運動,所受摩擦力為滑動摩擦力,摩擦力大小為f=μ′G=0.3×400N=120N故答案為:120?!军c評】本題考查摩擦力的計算,解題關(guān)鍵是要先判斷推力與最大靜摩擦力的關(guān)系,進(jìn)而得到物塊的運動情況,再求解摩擦力即可。10.(3分)(2021秋?新邵縣校級期中)如圖所示,細(xì)線的上端系在墻上的A點,下端連一光滑小球B(視為質(zhì)點),14圓柱體靜置于粗糙水平地面上,細(xì)線恰好與14圓柱體相切于B?,F(xiàn)對14圓柱體施加一水平向右的拉力,使之沿地面緩慢向右移動,直至小球B到達(dá)C點則在該過程中,細(xì)線的拉力減小,地面對14【考點】共點力的平衡問題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】定性思想;推理法;共點力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】對小球受力分析,畫出受力圖,根據(jù)平行四邊形定則分析細(xì)線拉力的變化;以14【解答】解:對小球受力分析如圖所示;小球受到了重力、彈力和繩子的拉力,設(shè)小球的質(zhì)量為m,小球受到的支持力為N,拉力為T。根據(jù)共點力平衡可知,彈力和繩子的拉力的合力跟重力等大反向,在14圓柱體向右移動的過程中,小球為位置升高,∠C′OB減小,而∠OC′B增大,結(jié)合平行四邊形定則(如圖)可知,支持力N增大,繩子的拉力T由圖可知,在14圓柱體向右移動的過程中,繩子的拉力沿水平方向與豎直方向的分力都減??;以小球與14圓柱體為研究對象,則整體受到重力、繩子的拉力、地面得支持力以及地面得摩擦力,設(shè)14圓柱體的質(zhì)量為M,則沿豎直方向根據(jù)平衡條件可得:N′=Mg+mg﹣T豎直故答案為:減小;增大?!军c評】本題主要是考查了共點力的平衡問題,解答此類問題的一般步驟是:確定研究對象、進(jìn)行受力分析、利用平行四邊形法則進(jìn)行力的合成或者是正交分解法進(jìn)行力的分解,然后在坐標(biāo)軸上建立平衡方程進(jìn)行解答。注意整體法和隔離法的應(yīng)用。11.(3分)現(xiàn)有一小球從離月球表面120m的空中自由下落,若月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的16,地球表面的重力加速度大小g取10m/s2,則小球在空中下落的時間為12s;小球下落到一半高度時速度的大小為102m/s;小球自開始下落計時,最后3s內(nèi)下落的高度為52.5m【考點】自由落體運動的規(guī)律及應(yīng)用.【專題】定量思想;控制變量法;自由落體運動專題;理解能力.【答案】12;102;52.5。【分析】求出月球上的重力加速度,根據(jù)位移—時間公式計算出時間;根據(jù)速度—位移公式計算出末速度;先求出前9s內(nèi)的位移,則全程的位移減去前9s的位移即最后3s內(nèi)的下落高度?!窘獯稹拷猓盒∏蜃鲐Q直方向的勻變速直線運動,取豎直向下為正方向,由公式H=其中a=代入數(shù)據(jù)解得t=12s或﹣12s(舍去)由公式2as=vt2其中v0=0,s=聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得vt=102m/s前9s內(nèi)小球下落的高度h9=12at'2則最后3s內(nèi)小球下落的高度h'=H﹣h9聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得h'=52.5m故答案為:12;102;52.5?!军c評】本題以月球上的自由落體為考查背景,要熟悉自由落體的相關(guān)公式,計算過程中要注意代入正確的重力加速度。12.(6分)(2018秋?桂林期末)某學(xué)生做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗,實驗時把彈簧豎直懸掛起來,在下端掛鉤碼,每增加一只鉤碼均記下對應(yīng)的彈簧伸長的長度x,數(shù)據(jù)記錄如表所示。鉤碼個數(shù)01234567彈力F/N01.02.03.04.05.06.07.0彈簧伸長的長度x/cm02.003.986.027.979.9511.8014.00(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖甲中作出F﹣x圖線;(2)根據(jù)F﹣x圖線可以求得彈力和彈簧伸長的關(guān)系式為F=50x(式中各物理量均采用國際單位);(3)一位同學(xué)做此實驗時得到如圖乙所示的F﹣x圖線,說明此同學(xué)可能出現(xiàn)了哪種錯誤?【考點】探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系.【專題】實驗題;定量思想;推理法;彈力的存在及方向的判定專題.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】(1)根據(jù)描點法可得出對應(yīng)的F﹣x圖象;(2)根據(jù)胡克定律進(jìn)行分析,明確圖象斜率表示勁度系數(shù);(3)根據(jù)圖象分析,同時注意胡克定律的應(yīng)用條件【解答】解:(1)根據(jù)描點法可得出對應(yīng)的F﹣x圖象,如圖所示(2)根據(jù)胡克定律可知,圖象的斜率表示勁度系數(shù),則可知:k=70.14N/m(3)圖可知,當(dāng)力達(dá)到某一值時,圖象發(fā)生了彎曲,說明此時已超出了彈簧的彈性限度;故答案為:(1)如圖所示:(2)50(3)彈簧伸長量已超出了彈簧的彈性限度【點評】本題考查彈力與彈簧形變量之間的關(guān)系實驗;解題的關(guān)鍵在于明確實驗原理,根據(jù)相應(yīng)規(guī)律得出表達(dá)式,能量守恒的應(yīng)用,然后討論即可13.(6分)(2021秋?鞍山期末)某實驗小組的同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置微“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗。(1)該實驗小組同學(xué)在做“探究加速度與外力關(guān)系”的實驗時。通過得到的數(shù)據(jù)描繪出了加速度隨外力變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。附有滑輪的長木板水平放置.發(fā)現(xiàn)圖象與橫軸有一交點,該交點橫坐標(biāo)的物理意義是小車與長木板之間的滑動摩擦力Ff;造成這一現(xiàn)象的原因是未平衡摩擦力或平衡不足。(2)在做“探究加速度與質(zhì)量關(guān)系”的實驗時,正確操作后,該實驗小組的同學(xué)用打點計時器打出的紙帶的一段如圖丙,該紙帶上相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未標(biāo)出,打點計時器使用交流電的頻率是50Hz,則小車的加速度大小是0.39m/s2。當(dāng)打點計時器打B點時小車的速度是3.8m/s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【考點】探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系.【專題】比較思想;推理法;牛頓運動定律綜合專題;實驗探究能力.【答案】(1)小車與長木板之間的滑動摩擦力為Ff、未平衡摩擦力或平衡不足;(2)3.8、0.39【分析】當(dāng)傳感器的示數(shù)為F0時,小車開始滑動,則小車所受的滑動摩擦力大小為F0,造成這一現(xiàn)象的原因是沒有平衡摩擦力;根據(jù)逐差公式求加速度,根據(jù)勻變速直線運動的中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度求打下B點的速度?!窘獯稹拷猓海?)小車受細(xì)繩的拉力和長木板的滑動摩擦力,則由牛頓第二定律得F﹣f=ma,解得:a=F-Ffm=1m×F?Ffm,當(dāng)a=0時,F(xiàn)=F(2)由題意可,相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為T=5×0.02s=0.1s,由于勻變速直線運動的中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度,所以vB=xAC根據(jù)逐差公式求加速度a=xBD-故答案為:(1)小車與長木板之間的滑動摩擦力為Ff、未平衡摩擦力或平衡不足;(2)3.8、0.39【點評】實驗問題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決,第1題考查的是力學(xué)問題,把長木板的一端墊得過低,使得傾角偏小,處理數(shù)據(jù)時從圖象的截距可以看出原因,這些我們都要從學(xué)過的力學(xué)知識中解決。紙帶的處理是運用勻變速直線運動的兩個推論去完成的。14.(11分)(2021秋?昭通期末)如圖所示,一輕質(zhì)光滑定滑輪(質(zhì)量、大小均不計)用細(xì)線懸掛在天花板上,物體B用細(xì)線通過定滑輪與物體A連接,物體A靜止在水平地面上,連接物體A的細(xì)線與水平方向的夾角為α=30°,已知物體A、B的質(zhì)量相等均為m=1kg,重力加速度為g=10m/s2,求:(1)地面對物體A的摩擦力;(2)懸掛定滑輪的細(xì)線的拉力?!究键c】共點力的平衡問題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】定量思想;方程法;共點力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】(1)地面對物體A的摩擦力大小為53N,方向水平向左;(2)懸掛定滑輪的細(xì)線的拉力大小為103N,方向與豎直方向成30°角?!痉治觥浚?)對物體B受力分析,根據(jù)平衡條件求解懸掛B的細(xì)線拉力,對物體A受力分析,根據(jù)平衡條件求解地面對A的摩擦力;(2)對輕質(zhì)定滑輪根據(jù)平衡條件求解懸掛定滑輪的細(xì)線的拉力。【解答】解:(1)對物體B受力分析可知,懸掛B的細(xì)線拉力F=mg=1×10N=10N對物體A受力分析,受到重力、支持力、拉力和摩擦力,如圖所示。正交分解可知,地面對A的摩擦力f=Fcosα=10×32N=5方向水平向左;(2)定滑輪兩邊的細(xì)線夾角為60°,由于定滑輪兩邊細(xì)線拉力大小相等,則兩邊細(xì)線拉力合力方向與每一條細(xì)線的夾角為30°。對輕質(zhì)定滑輪受力分析可知,懸掛定滑輪的細(xì)線的拉力T=2Fcos30°=2×10×32N=拉力的方向與豎直方向成30°角。答:(1)地面對物體A的摩擦力大小為53N,方向水平向左;(2)懸掛定滑輪的細(xì)線的拉力大小為103N,方向與豎直方向成30°角。【點評】本題主要是考查了共點力的平衡問題,解答此類問題的一般步驟是:確定研究對象、進(jìn)行受力分析、利用平行四邊形法則進(jìn)行力的合成或者是正交分解法進(jìn)行力的分解,然后在坐標(biāo)軸上建立平衡方程進(jìn)行解答。15.(12分)(2018秋?官渡區(qū)期末)水平地面上有一物體,在F=6N的水平拉力作用下由靜止開始運動,當(dāng)t=2s時撤去拉力F,該物體的速度﹣時間圖象如圖所示。求:(1)物體與地面間的動摩擦因數(shù);(2)物體的質(zhì)量?!究键c】牛頓第二定律的簡單應(yīng)用;根據(jù)v﹣t圖像的物理意義對比多個物體的運動情況.【專題】計算題;定量思想;推理法;牛頓運動定律綜合專題;分析綜合能力.【答案】(1)物體與地面間的動摩擦因數(shù)是0.4;(2)物體的質(zhì)量是1kg?!痉治觥浚?)由圖示v﹣t圖象求出撤去拉力后物體的加速度,然后應(yīng)用牛頓第二定律求出物體與地面間的動摩擦因數(shù)。(2)根據(jù)圖示v﹣t圖象求出在拉力作用下物體的加速度,然后應(yīng)用牛頓第二定律求出物體的質(zhì)量。【解答】解:(1)由圖示v﹣t圖象可知,撤去外力后物體的加速度大?。篴2=Δv'Δt'對物體,由牛頓第二定律得:μmg=ma2代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.4(2)由圖示v﹣t圖象可知,在F作用下物體的加速度大?。篴1=ΔvΔt對物體,由牛頓第二定律得:F﹣μmg=ma1代入數(shù)據(jù)解得:m=1kg答:(1)物體與地面間的動摩擦因數(shù)是0.4;(2)物體的質(zhì)量是1kg?!军c評】本題考查了速度﹣時間圖線與牛頓第二定律的綜合應(yīng)用,知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運動學(xué)的橋梁,知道圖線的斜率表示加速度,應(yīng)用牛頓第二定律即可解題。16.(16分)(2022秋?忻州月考)如圖所示,質(zhì)量M=0.5kg的長木板靜止在水平地面上,質(zhì)量m=1kg的小滑塊(視為質(zhì)點)以v0=2.4m/s的速度從長木板的左端滑上長木板,滑塊始終未從長木板上滑落。已知滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.5,長木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,取重力加速度大小g=10m/s2,求:(1)長木板的最小長度L;(2)從小滑塊滑上長木板到最后靜止的過程中,小滑塊運動的總位移x。【考點】無外力的水平板塊模型;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.【專題】定量思想;方程法;牛頓運動定律綜合專題;分析綜合能力;模型建構(gòu)能力.【答案】(1)長木板的最小長度為0.24m;(2)從小滑塊滑上長木板到最后靜止的過程中,小滑塊運動的總位移為1.36m。【分析】(1)根據(jù)牛頓第二定律恰好二者相對滑動過程中滑塊、長木板的加速度大小,根據(jù)速度—時間關(guān)系求解達(dá)到共速經(jīng)過的時間,再根據(jù)位移公式求解長木板的最小長度;(2)求出從開始到共速小滑塊的位移;根據(jù)牛頓第二定律求解二者一起減速運動的加速度大小,再根據(jù)速度—位移關(guān)系求解共速后減速到零的位移,由此得到小滑塊運動的總位移?!窘獯稹拷猓海?)二者相對滑動過程中,設(shè)滑塊加速度大小為a1、長木板的加速度大小為a2,根據(jù)牛頓第二定律可得:a1=μ2mgm=μ2g=0.5×對長木板:μ2mg﹣μ1(M+m)g=Ma2,解得:a2=7m/s2設(shè)經(jīng)過t時間共速,共同速度大小為v,則有:v=v0﹣a1t=a2t,解得:t=0.2s,v=1.4m/s;長木板的最小長度L=v0+v2t-v(2)從開始到共速,小滑塊的位移:x1=v0+v2二者一起減速運動的加速度大小為:a=μ1g=0.1×10m/s2=1m/s2共速后減速到零的位移為:x2=v22a小滑塊運動的總位移x=x1+x2=0.38m+0.98m=1.36m。答:(1)長木板的最小長度為0.24m;(2)從小滑塊滑上長木板到最后靜止的過程中,小滑塊運動的總位移為1.36m?!军c評】對于牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題,關(guān)鍵是弄清楚物體的運動過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運動學(xué)的計算公式求解加速度,再根據(jù)題目要求進(jìn)行解答;知道加速度是聯(lián)系力和運動的橋梁。
考點卡片1.質(zhì)點【知識點的認(rèn)識】(1)定義:用來代替物體的有質(zhì)量的點.①質(zhì)點是用來代替物體的具有質(zhì)量的點,因而其突出特點是“具有質(zhì)量”和“占有位置”,但沒有大小,它的質(zhì)量就是它所代替的物體的質(zhì)量.②質(zhì)點沒有體積或形狀,因而質(zhì)點是不可能轉(zhuǎn)動的.任何轉(zhuǎn)動的物體在研究其自轉(zhuǎn)時都不可簡化為質(zhì)點.③質(zhì)點不一定是很小的物體,很大的物體也可簡化為質(zhì)點.同一個物體有時可以看作質(zhì)點,有時又不能看作質(zhì)點,要具體問題具體分析.(2)物體可以看成質(zhì)點的條件:如果在研究的問題中,物體的形狀、大小及物體上各部分運動的差異是次要或不起作用的因素,就可以把物體看做一個質(zhì)點.(3)突出主要因素,忽略次要因素,將實際問題簡化為物理模型,是研究物理學(xué)問題的基本思維方法之一,這種思維方法叫理想化方法.質(zhì)點就是利用這種思維方法建立的一個理想化物理模型.【命題方向】(1)第一類??碱}型是對具體事例進(jìn)行分析:在物理學(xué)研究中,有時可以把物體看成質(zhì)點,則下列說法中正確的是()A.研究乒乓球的旋轉(zhuǎn),可以把乒乓球看成質(zhì)點B.研究車輪的轉(zhuǎn)動,可以把車輪看成質(zhì)點C.研究跳水運動員在空中的翻轉(zhuǎn),可以把運動員看成質(zhì)點D.研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn),可以把地球看成質(zhì)點分析:當(dāng)物體的形狀、大小對所研究的問題沒有影響時,我們就可以把它看成質(zhì)點,根據(jù)把物體看成質(zhì)點的條件來判斷即可.解答:A、研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)時,不能把乒乓球看成質(zhì)點,因為看成質(zhì)點的話,就沒有旋轉(zhuǎn)可言了,所以A錯誤.B、研究車輪的轉(zhuǎn)動是,不能把車輪看成質(zhì)點,因為看成質(zhì)點的話,就沒有轉(zhuǎn)動可言了,所以B錯誤.C、研究跳水運動員在空中的翻轉(zhuǎn)時,不能看成質(zhì)點,把運動員看成質(zhì)點的話,也就不會翻轉(zhuǎn)了,所以C錯誤.D、研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)時,地球的大小對于和太陽之間的距離來說太小,可以忽略,所以可以把地球看成質(zhì)點,所以D正確.故選D.點評:考查學(xué)生對質(zhì)點這個概念的理解,關(guān)鍵是知道物體能看成質(zhì)點時的條件,看物體的大小體積對所研究的問題是否產(chǎn)生影響,物體的大小體積能否忽略.(2)第二類常考題型是考查概念:下列關(guān)于質(zhì)點的說法中,正確的是()A.質(zhì)點是一個理想化模型,實際上并不存在,所以,引入這個概念沒有多大意義B.只有體積很小的物體才能看作質(zhì)點C.凡輕小的物體,皆可看作質(zhì)點D.如果物體的形狀和大小對所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素時,即可把物體看作質(zhì)點分析:物體可以看成質(zhì)點的條件是物體的大小體積對所研究的問題是否產(chǎn)生影響,同一個物體在不同的時候,有時可以看成質(zhì)點,有時不行,要看研究的是什么問題.解答:A、質(zhì)點是一個理想化模型,實際上并不存在,引入這個概念可以簡化我們分析的問題,不是沒有意義,所以A錯誤;B、體積大的物體也可以看做質(zhì)點,比如地球,所以B錯誤;C、輕小的物體,不一定可以看做質(zhì)點,要看它的形狀對分析的問題有沒有影響,所以C錯誤;D、如果物體的形狀和大小對所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素時,即可把物體看作質(zhì)點,所以D正確.故選:D.點評:考查學(xué)生對質(zhì)點這個概念的理解,關(guān)鍵是知道物體能看成質(zhì)點時的條件,看物體的大小體積對所研究的問題是否產(chǎn)生影響,物體的大小體積能否忽略.【解題方法點撥】理想模型及其在科學(xué)研究中的作用在自然科學(xué)的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意義.第一,引入“理想模型”的概念,可以使問題的處理大為簡化而又不會發(fā)生大的偏差.把現(xiàn)實世界中,有許多實際的事物與這種“理想模型”十分接近.在一定的場合、一定的條件下,作為一種近似,可以把實際事物當(dāng)作“理想模型”來處理,即可以將“理想模型”的研究結(jié)果直接地應(yīng)用于實際事物.例如,在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)的運動的時候,由于地球與太陽的平均距離(約為14960萬公里)比地球的半徑(約為6370公里)大得多,地球上各點相對于太陽的運動可以看做是相同的,即地球的形狀、大小可以忽略不計.在這種場合,就可以直接把地球當(dāng)作一個“質(zhì)點”來處理.在研究炮彈的飛行時,作為第一級近似,可以忽略其轉(zhuǎn)動性能,把炮彈看成一個“質(zhì)點”;作為第二級近似,可以忽略其彈性性能,把炮彈看成一個“剛體”.在研究一般的真實氣體時,在通常的溫度和壓強范圍內(nèi),可以把它近似地當(dāng)作“理想氣體”,從而直接地運用“理想氣體”的狀態(tài)方程來處理.第二,對于復(fù)雜的對象和過程,可以先研究其理想模型,然后,將理想模型的研究結(jié)果加以種種的修正,使之與實際的對象相符合.這是自然科學(xué)中,經(jīng)常采用的一種研究方法.例如:“理想氣體”的狀態(tài)方程,與實際的氣體并不符合,但經(jīng)過適當(dāng)修正后的范德瓦爾斯方程,就能夠與實際氣體較好地符合了.第三,由于在“理想模型”的抽象過程中,舍去了大量的具體材料,突出了事物的主要特性,這就更便于發(fā)揮邏輯思維的力量,從而使得“理想模型”的研究結(jié)果能夠超越現(xiàn)有的條件,指示研究的方向,形成科學(xué)的預(yù)見.例如:在固體物理的理論研究中,常常以沒有“缺陷”的“理想晶體”作為研究對象.但應(yīng)用量子力學(xué)對這種“理想晶體”進(jìn)行計算的結(jié)果,表明其強度竟比普通金屬材料的強度大一千倍.由此,人們想到:既然“理想晶體”的強度應(yīng)比實際晶體的強度大一千倍,那就說明常用金屬材料的強度之所以減弱,就是因為材料中有許多“缺陷”的緣故.如果能設(shè)法減少這種“缺陷”,就可能大大提高金屬材料的強度.后來,實踐果然證實了這個預(yù)言.人們沿著這一思路制造出了若干極細(xì)的金屬絲,其強度接近于“理想晶體”的強度,稱之為“金胡須”.總之,由于客觀事物具有質(zhì)的多樣性,它們的運動規(guī)律往往是非常復(fù)雜的,不可能一下子把它們認(rèn)識清楚.而采用理想化的客體(即“理想模型”)來代替實在的客體,就可以使事物的規(guī)律具有比較簡單的形式,從而便于人們?nèi)フJ(rèn)識和掌握它們.2.位移、路程及其區(qū)別與聯(lián)系【知識點的認(rèn)識】(1)位移表示質(zhì)點在空間的位置的變化,用有向線段表示,位移的大小等于有向線段的長度,位移的方向由初位置指向末位置.(2)路程是質(zhì)點在空間運動軌跡的長度.在確定的兩位置間,物體的路程不是唯一的,它與質(zhì)點的具體運動過程有關(guān).(3)位移與路程是在一定時間內(nèi)發(fā)生的,是過程量,二者都與參考系的選取有關(guān).位移和路程的區(qū)別:①位移是矢量,大小只跟運動起點、終點位置有關(guān),跟物體運動所經(jīng)歷的實際路徑無關(guān).②路程是標(biāo)量,大小跟物體運動經(jīng)過的路徑有關(guān).如圖所示,物體從A運動到B,不管沿著什么軌道,它的位移都是一樣的.這個位移可以用一條有方向的(箭頭)線段AB表示.【命題方向】關(guān)于位移和路程,下列說法中正確的是()A.沿直線運動的物體位移和路程是相等的B.質(zhì)點沿不同的路徑由A到B,路程可能不同而位移一定相同C.質(zhì)點通過一段路程,其位移可能為零D.質(zhì)點運動的位移的大小可能大于路程分析:位移的大小等于初末位置的距離,方向由初位置指向末位置.路程是運動軌跡的長度.解答:A、沿單向直線運動的物體位移大小和路程是相等。而位移是矢量,路程是標(biāo)量,所以不能相等,故A錯誤;B、路程不相等,但位移可能相同,比如從A地到B地,有不同的運行軌跡,但位移相同,故B正確;C、物體通過一段路程,位移可能為零。比如圓周運動一圈,故C正確;D、質(zhì)點運動的位移的大小不可能大于路程,最大等于路程,故D錯誤。故選:BC。點評:解決本題的關(guān)鍵知道路程和位移的區(qū)別,路程是標(biāo)量,位移是矢量,有大小有方向.【解題方法點撥】①位移是描述物體位置變化大小和方向的物理量,它是運動物體從初位置指向末位置的有向線段.位移既有大小又有方向,是矢量,大小只跟運動起點、終點位置有關(guān),跟物體運動所經(jīng)歷的實際路徑無關(guān).②路程是物體運動所經(jīng)歷的路徑長度,是標(biāo)量,大小跟物體運動經(jīng)過的路徑有關(guān).③位移和路程都屬于過程量,物體運動的位移和路程都需要經(jīng)歷一段時間.④就大小而言,一般情況下位移的大小小于路程,只有在單方向的直線運動中,位移的大小才等于路程.3.平均速度(定義式方向)【知識點的認(rèn)識】1.定義:平均速度是描述作變速運動物體運動快慢的物理量.一個作變速運動的物體,如果在一段時間t內(nèi)的位移為s,則我們定義v=s2.平均速度和平均速率的對比:平均速度=【命題方向】例1:一個朝著某方向做直線運動的物體,在時間t內(nèi)的平均速度是v,緊接著t2內(nèi)的平均速度是vA.vB.23vC.34vD.分析:分別根據(jù)v=解:物體的總位移x=vt+v2×t2=5vt4,則這段時間內(nèi)的平均速度v=故選D.點評:解決本題的關(guān)鍵掌握平均速度的定義式v=【解題思路點撥】定義方向意義對應(yīng)平均速度運動質(zhì)點的位移與時間的比值有方向,矢量粗略描述物體運動的快慢某段時間(或位移)平均速率運動質(zhì)點的路程與時間的比值無方向,標(biāo)量粗略描述物體運動的快慢某段時間(或路程)4.自由落體運動的規(guī)律及應(yīng)用【知識點的認(rèn)識】1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始豎直下落的運動叫做自由落體運動.2.公式:v=gt;h=12gt2;v2=3.運動性質(zhì):自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動.4.物體做自由落體運動的條件:①只受重力而不受其他任何力,包括空氣阻力;②從靜止開始下落.重力加速度g:①方向:總是豎直向下的;②大?。篻=9.8m/s2,粗略計算可取g=10m/s2;③在地球上不同的地方,g的大小不同.g隨緯度的增加而增大(赤道g最小,兩極g最大),g隨高度的增加而減?。久}方向】自由落體運動是常見的運動,可以看作是勻變速直線運動的特例,高考命題常以新情境來考查,而且經(jīng)常與其他知識綜合出題.單獨考查的題型一般為選擇題或計算題,綜合其它知識考查的一般為計算題,難度一般中等或偏易.例1:關(guān)于自由落體運動,下列說法中正確的是()A.在空氣中不考慮空氣阻力的運動是自由落體運動B.物體做自由運動時不受任何外力的作用C.質(zhì)量大的物體,受到的重力大,落到地面時的速度也大D.自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動分析:自由落體運動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落加速度為g的勻加速直線運動運動,加速度g與質(zhì)量無關(guān).解答:A、自由落體運動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落的運動,故A錯誤;B、物體做自由運動時只受重力,故B錯誤;C、根據(jù)v=gt可知,落到地面時的速度與質(zhì)量無關(guān),故C錯誤;D、自由落體運動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落加速度為g的勻加速直線運動運動,故D正確.故選:D.點評:把握自由落體運動的特點和規(guī)律,理解重力加速度g的變化規(guī)律即可順利解決此類題目.例2:一個小石子從離地某一高度處由靜止自由落下,某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該愛好者用直尺量出軌跡的實際長度,如圖所示.已知曝光時間為11000s,則小石子出發(fā)點離AA.6.5cmB.10mC.20mD.45m分析:根據(jù)照片上痕跡的長度,可以知道在曝光時間內(nèi)物體下落的距離,由此可以估算出AB段的平均速度的大小,在利用自由落體運動的公式可以求得下落的距離.解答:由圖可知AB的長度為2cm,即0.02m,曝光時間為11000s,所以AB段的平均速度的大小為v=x由自由落體的速度位移的關(guān)系式v2=2gh可得,h=v22g=故選:C.點評:由于AB的運動時間很短,我們可以用AB段的平均速度來代替A點的瞬時速度,由此再來計算下降的高度就很容易了,通過本題一定要掌握這種近似的方法.【解題思路點撥】1.自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,所以,勻變速直線運動公式也適用于自由落體運動.2.該知識點的3個探究結(jié)論:(1)物體下落快慢不是由輕重來決定的,是存在空氣阻力的原因.(2)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動,叫做自由落體運動.“自由”的含義是物體只受重力作用、且初速度為零.(3)不同物體從同一高度做自由落體運動,它們的運動情況是相同的.5.根據(jù)v-t圖像的物理意義對比多個物體的運動情況【知識點的認(rèn)識】1.定義:v﹣t圖像表示的是物體速度隨時間變化的關(guān)系。2.圖像實例:3.各參數(shù)的意義:(1)斜率:表示加速度;(2)縱截距:表示初速度;(3)交點:表示速度相等。4.v﹣t曲線分析:①表示物體做初速度為零的勻加速直線運動;②表示物體沿正方向做勻速直線運動;③表示物體沿正方向做勻減速直線運動;④交點的縱坐標(biāo)表示三個物體此時的速度相同;⑤t1時刻物體的速度為v1,陰影部分的面積表示物體0~t1時間內(nèi)的位移。5.本考點是v﹣t圖像考法的一種,即根據(jù)v﹣t圖像的物理意義分析多個物體的運動的情況?!久}方向】甲、乙兩汽車在同一條平直公路上同向運動,其速度—時間圖像分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t1時刻并排行駛,下列說法正確的是()A.t1時刻到t2時刻這段時間,甲車一直在乙車之前B.t2時刻甲、乙兩車再次并排行駛C.t1時刻到t2時刻這段時間,甲車的加速度先減小后增大,乙車的加速度大小先增大后減小D.t1時刻到t2時刻這段時間,兩車的加速度都先減小后增大分析:在v﹣t圖像中,斜率表示加速度,面積表示位移,定性地判斷兩車的加速度和位移的關(guān)系即可。解答:A、由圖可知,t1時刻到t2時刻這段時間內(nèi),甲車的速度始終大于乙車的速度,因為兩車在t1時刻并排行駛,所以t1時刻到t2時刻的這段時間內(nèi),甲車一直在乙車前面,故A正確;B、t2時刻甲乙兩車速度相等,同A選項的分析可知,在t1~t2時間內(nèi),甲車一直在乙車前面,故B錯誤;CD、v﹣t圖像斜率表示加速度,可知在t1時刻到t2時刻這段時間,甲車的加速度先減小后增大,乙車的加速度也是先減小后增大,故C錯誤,D正確。故選:AD。點評:本題主要考查了v﹣t圖像,理解斜率表示加速度,面積表示位移,可定性地分析兩車的運動情況即可。【解題思路點撥】圖像類問題是從數(shù)學(xué)的角度描述了物體的運動規(guī)律,能夠比較直觀地反映位移、速度的大小和方向隨時間的變化情況。針對此類問題,可以首先根據(jù)圖像還原物體的運動情景,再結(jié)合斜率、截距、面積等數(shù)學(xué)概念進(jìn)行分析。6.彈力的概念及其產(chǎn)生條件【知識點的認(rèn)識】1.彈力(1)定義:發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對跟它接觸的物體產(chǎn)生的力叫彈力.(2)彈力的產(chǎn)生條件:①彈力的產(chǎn)生條件是兩個物體直接接觸,②并發(fā)生彈性形變.(3)彈力的方向:力垂直于兩物體的接觸面.①支撐面的彈力:支持力的方向總是垂直于支撐面,指向被支持的物體;壓力總是垂直于支撐面指向被壓的物體.點與面接觸時彈力的方向:過接觸點垂直于接觸面.球與面接觸時彈力的方向:在接觸點與球心的連線上.球與球相接觸的彈力方向:垂直于過接觸點的公切面.②彈簧兩端的彈力方向:與彈簧中心軸線重合,指向彈簧恢復(fù)原狀的方向.其彈力可為拉力,可為壓力.③輕繩對物體的彈力方向:沿繩指向繩收縮的方向,即只為拉力.(4)彈力的大小對有明顯形變的彈簧,彈力的大小可以由胡克定律計算.對沒有明顯形變的物體,如桌面、繩子等物體,彈力大小由物體的受力情況和運動情況共同決定.①胡克定律可表示為(在彈性限度內(nèi)):F=kx,還可以表示成△F=k△x,即彈簧彈力的改變量和彈簧形變量的改變量成正比.式中k叫彈簧的勁度系數(shù),單位:N/m.k由彈簧本身的性質(zhì)決定(與彈簧的材料、粗細(xì)、直徑及原長都有關(guān)系).②“硬”彈簧,是指彈簧的k值較大.(同樣的力F作用下形變量△x較?。蹘追N典型物體模型的彈力特點如下表.項目輕繩輕桿彈簧形變情況伸長忽略不計認(rèn)為長度不變可伸長可縮短施力與受力情況只能受拉力或施出拉力能受拉或受壓,可施出拉力或壓力同桿力的方向始終沿繩不一定沿桿沿彈簧軸向力的變化可發(fā)生突變同繩只能發(fā)生漸變【知識點的應(yīng)用及延伸】彈力有無及方向的判斷問題:怎樣判斷彈力的有無?解答:(1)對于形變明顯的情況(如彈簧)可由形變直接判斷.(2)對于接觸處的形變不明顯,判斷其彈力的有無可用以下方法.①拆除法即解除所研究處的接觸,看物體的運動狀態(tài)是否改變.若不變,則說明無彈力;若改變,則說明有彈力.②分析主動力和運動狀態(tài)來判斷是否有彈力.分析主動力就是分析沿彈力所在方向上,除彈力以外其他力的合力.看該合力是否滿足給定的運動狀態(tài),若不滿足,則存在彈力;若滿足,則不存在彈力.【命題方向】(1)第一類??碱}型是對概念的考查:關(guān)于彈力,下列說法中正確的是()A.相互接觸的物體之間一定有彈力作用B.不接觸的物體之間也可能有彈力作用C.壓力和支持力的方向都垂直物體的接觸面D.壓力和支持力的方向都平行于物體的接觸面分析:知道彈力產(chǎn)生的條件:1、物體要相互接觸2、物體要發(fā)生彈性形變.清楚彈力的方向.解答:解:A、彈力產(chǎn)生的條件是:1、物體要相互接觸2、物體要發(fā)生彈性形變.兩個條件同時滿足物體間才會產(chǎn)生彈力.故A錯誤.B、根據(jù)A選項分析,故B錯誤.C、壓力和支持力的方向都垂直物體的接觸面,指向被壓和被支持的方向,故C正確.D、壓力和支持力的方向都垂直物體的接觸面,故D錯誤.故選C.點評:要注意支持力、壓力屬于彈力.壓力和支持力的方向都垂直物體的接觸面.(2)第二類常考題型是對具體事例進(jìn)行分析:如圖,球A放在斜面上,被豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài),關(guān)于球A所受的彈力,正確的()A.球A僅受一個彈力作用,彈力方向垂直斜面向上B.球A受兩個彈力作用,一個水平向左,一個垂直斜面向下C.球A受兩個彈力作用,一個水平向右,一個垂直斜面向上D.球A受三個彈力作用,一個水平向右,一個垂直斜面向上,一個豎直向下分析:小球處于靜止?fàn)顟B(tài),對擋板和斜面接觸擠壓,擋板和斜面都產(chǎn)生彈性形變,它們對小球產(chǎn)生彈力,彈力的方向垂直于接觸面.解答:解:由于小球?qū)醢搴托泵娼佑|擠壓,擋板和斜面都產(chǎn)生彈性形變,它們對小球產(chǎn)生彈力,而且彈力的方向垂直于接觸面,所以擋板對小球的彈力方向水平向右,斜面對小球的彈力方向垂直于斜面向上.故選C點評:支持力是常見的彈力,其方向垂直于接觸面并且指向被支持物.基礎(chǔ)題,比較容易.【解題方法點撥】這部分知識難度中等、也有難題,在平時的練習(xí)中、階段性考試中會單獨出現(xiàn),選擇、填空、計算等等出題形式多種多樣,在高考中不會以綜合題的形式考查的,但是會做為題目的一個隱含條件考查.彈力的有無及方向判斷比較復(fù)雜,因此在確定其大小和方向時,不能想當(dāng)然,應(yīng)根據(jù)具體的條件或計算來確定.7.判斷是否存在摩擦力【知識點的認(rèn)識】1.考點意義:有很多題目會綜合考查摩擦力的相關(guān)知識,不區(qū)分靜摩擦力和滑動摩擦力,所以設(shè)置本考點。2.對于是否存在摩擦力可以按以下幾個方法判斷:①條件法:根據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件進(jìn)行判斷。a、接觸面粗糙;b、兩物體間存在彈力;c、有相對運動或相對運動的趨勢。②假設(shè)法:假設(shè)有或者沒有摩擦力,判斷物體運動狀態(tài)是否會改變?!久}方向】如圖,長方體甲乙疊放在水平地面上.水平力F作用在甲上,使甲乙一起向右做勻速直線運動()A、甲、乙之間一定有摩擦力B、水平地面對乙沒有摩擦力C、甲對乙的摩擦力大小為F,方向水平向右D、水平地面對乙的摩擦力大小為F.方向水平向右分析:首先對甲、乙的整體進(jìn)行分析,根據(jù)平衡力的知識得出乙與地面間的摩擦力;以甲為研究對象,進(jìn)行受力分析,得出甲與乙之間的摩擦力.解答:A、以甲為研究對象,由于做勻速直線運動,所以受力平衡,水平方向受向右的拉力F,所以受乙對其向左的摩擦力,故A正確;B、以甲、乙的整體為研究對象,由于受向右的拉力作用,所以還受向左的摩擦力作用,B錯誤;C、由A知,甲受乙對其向左的摩擦力,根據(jù)力的作用的相互性,所以甲對乙向右的摩擦力作用,故C正確;D、由B知,水平地面對乙的摩擦力大小為F,方向水平向左,故D錯誤。故選:AC。點評:本題關(guān)鍵正確選擇研究對象,然后再根據(jù)兩物體及整體處于平衡狀態(tài),由平衡條件分析受力情況即可.【解題思路點撥】對物體受力的判斷常采用的方法之一就是假設(shè)法,假設(shè)物體受或不受某力會使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化,那么假設(shè)不成立。8.力的合成與分解的應(yīng)用【知識點的認(rèn)識】本考點針對比較復(fù)雜的題目,題目涉及到力的合成與分解的綜合應(yīng)用?!久}方向】假期里,一位同學(xué)在廚房里協(xié)助媽媽做菜,對菜刀發(fā)生了興趣.他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣,刀刃前部的頂角小,后部的頂角大(如圖所示),下列有關(guān)刀刃的說法合理的是()A、刀刃前部和后部厚薄不勻,僅是為了打造方便,外形美觀,跟使用功能無關(guān)B、在刀背上加上同樣的壓力時,分開其他物體的力跟刀刃厚薄無關(guān)C、在刀背上加上同樣的壓力時,頂角越大,分開其他物體的力越大D、在刀背上加上同樣的壓力時,頂角越小,分開其他物體的力越大分析:根據(jù)力的平行四邊形定則可知,相同的壓力下,頂角越小,分力越大;相同的頂角下,壓力越大,分力越大.解答:把刀刃部分抽象后,可簡化成一個等腰三角劈,設(shè)頂角為2θ,背寬為d,側(cè)面長為l,如圖乙所示當(dāng)在劈背施加壓力F后,產(chǎn)生垂直側(cè)面的兩個分力F1、F2,使用中依靠著這兩個分力分開被加工的其他物體。由對稱性知,這兩個分力大小相等(F1=F2),因此畫出力分解的平行四邊形,實為菱形,如圖丙所示。在這個力的平行四邊形中,取其四分之一考慮(圖中陰影部分),根據(jù)它跟半個劈的直角三角形的相似關(guān)系,由關(guān)系式,得F1=F2由此可見,刀背上加上一定的壓力F時,側(cè)面分開其他物體的力跟頂角的大小有關(guān),頂角越小,sinθ的值越小,F(xiàn)1和F2越大。但是,刀刃的頂角越小時,刀刃的強度會減小,碰到較硬的物體刀刃會卷口甚至碎裂,實際制造過程中為了適應(yīng)加工不同物體的需要,所以做成前部較薄,后部較厚。使用時,用前部切一些軟的物品(如魚、肉、蔬菜、水果等),用后部斬劈堅硬的骨頭之類的物品,俗話說:“前切后劈”,指的就是這個意思。故D正確。故選:D。點評:考查力的平行四邊形定則,體現(xiàn)了控制變量法,同時學(xué)會用三角函數(shù)來表示力與力的關(guān)系.【解題思路點撥】對力的合成與力的分解的綜合應(yīng)用問題,要首先熟練掌握力的合成和力的分解的相關(guān)內(nèi)容,再選擇合適的合成和分解方法進(jìn)行解題。9.共點力的平衡問題及求解【知識點的認(rèn)識】1.共點力(1)定義:如果一個物體受到兩個或更多力的作用,這些力共同作用在物體的在同一點上,或者雖不作用在同一點上,但它們的延長線交于一點,這幾個力叫作共點力。(2)力的合成的平行四邊形定則只適用于共點力。2.共點力平衡的條件(1)平衡狀態(tài):物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。(2)平衡條件:在共點力作用下物體平衡的條件是合力為0。3.對共點力平衡條件的理解及應(yīng)用合外力等于0,即F合=0→正交分解法Fx合=0Fy合=0,其中Fx合和Fy4.平衡條件的推論(1)二力平衡:若物體在兩個力作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個力一定等大、反向。(2)三力平衡:若物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個力的合力與第三個力等大、反向。(3)多力平衡:若物體在n個共點力作用下處于平衡狀態(tài),則其中任意一個力必定與另外(n﹣1)個力的合力等大、反向。5.解答共點力平衡問題的三種常用方法6.平衡中的臨界、極值問題a.臨界問題(1)問題特點:①當(dāng)某物理量發(fā)生變化時,會引起其他幾個物理量的變化。②注意某現(xiàn)象“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。(2)分析方法:基本方法是假設(shè)推理法,即先假設(shè)某種情況成立,然后根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識進(jìn)行論證、求解。b.極值問題(1)問題界定:物體平衡的極值問題,一般指在力的變化過程中涉及力的最大值和最小值的問題。(2)分析方法:①解析法:根據(jù)物體平衡的條件列出方程,在解方程時,采用數(shù)學(xué)知識求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。②圖解法:根據(jù)物體平衡的條件作出力的矢量圖,畫出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)行動態(tài)分析,確定最大值或最小值。7.“活結(jié)”與“死結(jié)”、“活桿”與“死桿”模型(1)“活結(jié)”與“死結(jié)”模型①“活結(jié)”一般是由輕繩跨過光滑滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實際上是同一根繩,所以由“活結(jié)”分開的兩段繩上彈力的大小一定相等,兩段繩合力的方向一定沿這兩段繩夾角的平分線。②“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨立的繩,因此由“死結(jié)”分開的兩段繩上的彈力不一定相等。(2)“活桿”與“死桿”模型①“活桿”:指輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接,當(dāng)輕桿處于平衡狀態(tài)時,輕桿所受到的彈力方向一定沿著桿,否則會引起輕桿的轉(zhuǎn)動。如圖甲所示,若C為轉(zhuǎn)軸,則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動中,彈力方向始終沿桿的方向。②“死桿”:若輕桿被固定,不發(fā)生轉(zhuǎn)動,則輕桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向。如圖乙所示,水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端B裝有一個小滑輪,繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑輪后懸掛重物m?;唽K的作用力應(yīng)為圖丙中兩段繩中拉力F1和F2的合力F的反作用力,即AB桿彈力的方向不沿桿的方向?!久}方向】例1:在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖中,滑輪光滑且所受的重力忽略不計,滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一質(zhì)量為m的重物。當(dāng)滑輪和重物都靜止不動時,甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為θ,乙圖中木桿P豎直。假設(shè)甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷正確的是()A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD分析:對滑輪受力分析,受兩個繩子的拉力和桿的彈力;滑輪一直保持靜止,合力為零,故桿的彈力與兩個繩子的拉力的合力等值、反向、共線。解答:由于兩個繩子的拉力大小等于重物的重力,大小不變,即四個選項中繩子的拉力是大小相等的,根據(jù)平行四邊形定則知兩個力的夾角越小,則合力越大,即滑輪兩邊繩子的夾角越小,繩子拉力的合力越大,故丁圖中繩子拉力合力最大,則桿的彈力最大,丙圖中夾角最大,繩子拉力合力最小,則桿的彈力最小,甲圖和乙圖中的夾角相同,則繩子拉力合力相等,則桿的彈力相等,所以甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小順序為:FD>FA=FB>FC,故B正確,ACD錯誤。故選:B。本題考查的是力的合成與平衡條件在實際問題中的應(yīng)用,要注意桿的彈力可以沿著桿的方向也可以不沿著桿方向,結(jié)合平衡條件分析是關(guān)鍵。例2:如圖所示,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。則()A.兩繩對日光燈拉力的合力大小等于GB.兩繩的拉力和重力不是共點力C.兩繩的拉力大小均為22D.兩繩的拉力大小均為G分析:兩繩的拉力和重力是共點力,根據(jù)合力為零分析AB選項;根據(jù)對稱性可知,左右兩繩的拉力大小相等,分析日光燈的受力情況,由平衡條件求解繩子的拉力大小。解答:B.對日光燈受力分析如圖:兩繩拉力的作用線與重力作用線的延長線交于一點,這三個力是共點力,故B錯誤;A.由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向,故A正確;CD.由于兩個拉力的夾角成直角,且都與豎直方向成45°角,則由力的平行四邊形定則可知:G=F12+F22,F(xiàn)1=F2,解得:F1=F故選:AC。點評:本題主要是考查了共點力的平衡,解答本題的關(guān)鍵是:確定研究對象、進(jìn)行受力分析、進(jìn)行力的合成,利用平衡條件建立方程進(jìn)行解答。例3:如圖,三根長度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點,A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l?,F(xiàn)在C點上懸掛一個質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點上可施加力的最小值為()A.mgB.33C.12D.14分析:根據(jù)物體的受力平衡,依據(jù)幾何關(guān)系求解即可。解答:依題得,要想CD水平,則各繩都要緊繃,根據(jù)幾何關(guān)系可知,AC與水平方向的夾角為60°,結(jié)點C受力平衡,則受力分析如圖所示因此CD的拉力為T=mg?tan30°D點受CD繩子拉力大小等于T,方向向左。要使CD水平,則D點兩繩的拉力與外界的力的合力為零,則CD繩子對D點的拉力可分解為沿BD繩的F1以及另一分力F2。由幾何關(guān)系可知,當(dāng)F2與BD垂直時,F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小,因此有F2min=T?sin60°=1故ABD錯誤,C正確。故選:C。點評:本題考查的是物體的受力平衡,解題的關(guān)鍵是當(dāng)F2與BD垂直時,F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小。例4:如圖甲所示,細(xì)繩AD跨過固定的水平輕桿BC右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M1的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻壁上,另一端G通過細(xì)繩EG拉住,EG與水平方向的夾角為30°,在輕桿的G點用細(xì)繩GF懸掛一質(zhì)量為M2的物體(都處于靜止?fàn)顟B(tài)),求:(1)細(xì)繩AC的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比;(2)輕桿BC對C端的支持力;(3)輕桿HG對G端的支持力。分析:(1)根據(jù)力的分解及幾何關(guān)系解答。(2)圖甲中對滑輪受力分析,運用合成法求解細(xì)繩AC段的張力FAC與輕桿BC對C端的支持力;(3)乙圖中,以C點為研究對象,根據(jù)平衡條件求解細(xì)繩EG段的張力F2以及輕桿HG對G端的支持力。解答:下圖(a)和下圖(b)中的兩個物體M1、M2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡的條件,首先判斷與物體相連的細(xì)繩,其拉力大小等于物體的重力;分別取C點和G點為研究對象,進(jìn)行受力分析如圖(a)和右圖(b)所示,根據(jù)平衡規(guī)律可求解。(1)上圖(a)中輕繩AD跨過定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體,物體處于平衡狀態(tài),輕繩AC段的拉力FTAC=FCD=M1g;上圖(b)中由于FTEGsin30°=M2g得FEG=2M2g所以FTAC:FTEG=M1:2M2。(2)上圖(a)中,根據(jù)FAC=FCD=M1g且夾角為120°故FNC=FAC=M1g,方向與水平方向成30°,指向斜右上方。(3)上圖(b)中,根據(jù)平衡方程有FNG=M2gtan30°答:(1)輕繩AC段的張力FAC與細(xì)繩EG的張力FEG之比為M1(2)輕桿BC對C端的支持力為M1g,指向斜右上方;(3)輕桿HG對G端的支持力大小為3M2g方向水平向右。點評:本題首先要抓住定滑輪兩端繩子的特點,其次要根據(jù)平衡條件,以C、G點為研究對象,按力平衡問題的一般步驟求解?!窘忸}思路點撥】1.在分析問題時,注意“靜止”和“v=0”不是一回事,v=0,a=0時,是靜止,是平衡狀態(tài)2.解答共點力平衡問題的一般步驟(1)選取研究對象,對于有相互作用的兩個或兩個以上的物體構(gòu)成的系統(tǒng),應(yīng)明確所選研究對象是系統(tǒng)整體還是系統(tǒng)中的某一個物體(整體法或隔離法)。(2)對所選研究對象進(jìn)行受力分析,并畫出受力分析圖。(3)對研究對象所受的力進(jìn)行處理,對三力平衡問題,一般根據(jù)平衡條件畫出力合成時的平行四邊形。對四力或四力以上的平衡問題,一般建立合適的直角坐標(biāo)系,對各力按坐標(biāo)軸進(jìn)行分解。(4)建立平衡方程,對于四力或四力以上的平衡問題,用正交分解法列出方程組。3.臨界與極值問題的分析技巧(1)求解平衡中的臨界問題和極值問題時,首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過程分析,找出平衡中的臨界點和極值點。(2)臨界條件必須在變化中尋找,不能停留在一個狀態(tài)來研究
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