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1、 1 / 9 高中物理总复习之非平衡态 1.2.1 知识体系知识体系 非平衡态，a0 直线 F =ma 圆周 F向mv2/rm2rmr(2/T)2mv 1.2.2 例题精讲例题精讲 1为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢 慢加速，再匀速运转一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示那么下列说法中正确的是（ ） A 顾客始终受到三个力的作用 B 顾客始终处于超重状态 C 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下 D 顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下 解答： 解：在慢慢加速的过程中，受力如图，物体加速度与速度同方向，
2、合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦 力与接触面平行水平向右，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛顿第三定律，它的反作 用力即人对电梯的作用方向指向向左下，由于加速向右上方，处于超重状态； 在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，顾客与电梯间的摩擦力等于零，顾客对扶 梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下； 故选 C 2如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动下列各种情况中，体重计的示数最大的是（ ） A 电梯匀减速上升，加速度的大小为 1.0m/s2 B 电梯匀加速上升，加速度的大小为 1.0m/s2 C 电梯匀减速下降，加速度的大小为 0.5m/s2 D 电
3、梯匀加速下降，加速度的大小为 0.5m/s2 解答： 解：A、电梯减速上升，加速度向下，由牛顿第二定律 mgF=ma 解得 F=m（ga）=9N 2 / 9 B、电梯匀加速上升，加速度向上，由牛顿第二定律 Fmg=ma 解得 F=m（g+a）=11N C、电梯匀减速下降，加速度向上，由牛顿第二定律 Fmg=ma 解得 F=m（g+a）=10.5N D、电梯匀加速下降，加速度向下，由牛顿第二定律 mgF=ma 解得 F=m（ga）=9.5N 故选 B 3如图所示，杂技演员在表演“水流星”节目时，用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当 杯子运动到最高点时杯里的水也不流出来下列说法
4、中正确的是（ ） A 在最高点时，水对杯底一定有压力 B 在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零 C 在最低点时，细绳对杯子的拉力充当向心力 D 在最低点时，杯中的水不只受重力作用 解答： 解： A、B 在最高点时，对水和杯子整体，恰好到达最高点时，细绳的拉力为零，完全由重力提供向心力，它们 的加速度为 g，根据牛顿第二和第三定律得知，水对杯底恰好没有压力 设此时杯子的速度为 v，则对整体：Mg=M，v=0，即在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零，故 A 错误，B 正确 C、D 在最低点时，对整体，由重力和细绳拉力的合力提供向心力，对于水而言，受到重力和杯子的支持力， 故 C 错误，D 正确 故
5、选：BD更多过关测试题，更多精彩内容敬请关注 4如图所示，两根长度不同的细线分别系有两个小球，小球质量分别为 m1、m2，细线的上端都系于 O 点当两个 小球在同一水平面上做匀速圆周运动时， L1跟竖直方向成60 角， L2跟竖直方向成30 角 则下列结论正确的是 （ ） A 两小球所受绳的拉力之比 F1：F2=m1：m2 B 两小球所受绳的拉力之比 F1：F2=m1：m2 C 小球 m1运动的周期小于 m2运动的周期 3 / 9 D 两小球做匀速圆周运动的周期相等 解答： 解：A、对任一小球研究设细线与竖直方向的夹角为 ，竖直方向受力平衡，则： Fcos=mg 解得：F= 所以细线 L1和
6、细线 L2所受的拉力大小之比，故 A 正确，B 错误； C、小球所受合力的大小为 mgtan，根据牛顿第二定律得： mgtan=mLsin2， 得：=两小球 Lcos 相等，所以角速度相等，根据 T=可知，周期相等，故 C 错误，D 正确； 故选：AD更多过关测试题，更多精彩内容敬请关注 4 / 9 1.2.3 过关测试过关测试 1如图所示，两根相互垂直的细线把质量为 m 的小球悬挂在图示 P 位置并保持静止，这时沿 OP 方向的细线与竖 直方向的夹角为 ，细线中的拉力大小为 FTP；现在剪断细线 NP，当小球摆到位置 Q（图中未画出）时，OQ 与竖 直方向夹角也为 下列说法正确的是（ ）
7、A 剪断细线 NP 的瞬间，小球处于平衡状态 B 剪断细线 NP 前、后的瞬间，细线 OP 中的拉力都为 FTP=mgcos C 小球在 Q 点时的加速度为重力加速度 g D 小球运动到最低点时处于超重状态 2如图所示，当小车向右加速运动时，物块 M 相对车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时（ ） A M 受静摩擦力增大 B M 对车厢壁的压力增大 C M 仍相对于车厢静止 D M 受静摩擦力不变 3一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定，有质量不相等的小球 A 和 B 沿着筒的内壁在水平 面内作匀速圆周运动，如图所示，A 的运动半径较大，则（ ） A A 球的线速度必小于
8、 B 球的线速度 B A 球的角速度必小于 B 球的角速度 C A 球需要的向心力等于 B 球需要的向心力 D A 球对筒壁的压力可能等于 B 球对筒壁的压力 4如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为 O，最低点为 C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可 视为质点）A 和 B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A 球的轨迹平面高于 B 球的轨迹平面，A、B 两 球与 O 点的连线与竖直线 OC 间的夹角分别为 =53和 =37，以最低点 C 所在的水平面为重力势能的参考平面，则（；） （ ） A A、B 两球所受支持力的大小之比为 4：3 B A、B 两球运动的周期之比为 4：3
9、 C A、B 两球的动能之比为 16：9 D A、B 两球的机械能之比为 112：51 5 / 9 5如图所示，质量相等的 A、B 两个物块放在匀速转动的水平圆盘上，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列关系 中正确的是（ ） A 它们所受的摩擦力 FAFB B 它们的线速度 VAVB C 它们的运动周期 TA=TB D 它们的角速度 AB 6如图所示，杂技演员在表演“水流星”节目时，用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当 杯子运动到最高点时杯里的水也不流出来下列说法中正确的是（ ） A 在最高点时，水对杯底一定有压力 B 在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零 C 在最低点时，细绳
10、对杯子的拉力充当向心力 D 在最低点时，杯中的水不只受重力作用 7一物体放置在倾角为 的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为 a，如图所示在物体始终相对于斜 面静止的条件下（ ） A 当 一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越小 B 当 一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越大 C 当 a 一定时， 越大，斜面对物体的正压力越大 D 当 a 一定时， 越大，斜面对物体的摩擦力越小 8 （2009惠州二模）如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰，做匀速 圆周运动图中 a、b 两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托，在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹不考
11、 虑车轮受到的侧向摩擦，下列说法中正确的是（ ） A 在 a 轨道上运动时角速度较大 B 在 a 轨道上运动时线速度较大 C 在 a 轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大 D 在 a 轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大 6 / 9 9 （2006广州模拟）一物体放置在倾角为 的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为 a，如图所示在 物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（ ）更多过关测试题，更多精彩内容敬请关注 A 当 一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越小 B 当 一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越大 C 当 a 一定时， 越大，斜面对物体的正压力越小 D 当
12、 a 一定时， 越大，斜面对物体的摩擦力越小 10如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动下列各种情况中，体重计的示数最大的是（ ） A 电梯匀减速上升，加速度的大小为 1.0m/s2 B 电梯匀加速上升，加速度的大小为 1.0m/s2 C 电梯匀减速下降，加速度的大小为 0.5m/s2 D 电梯匀加速下降，加速度的大小为 0.5m/s2 7 / 9 参考答案及解析：参考答案及解析： 1 解答： 解：AB、在剪断细线 NP 前，P 点小球受力如下，根据平衡条件，由几何知识分析可知，FTP=mgcos； 剪断细线 NP 的瞬间，小球速度仍为零，所以向心加速度为零，受力情况和 Q 受力相
13、似，则沿绳子方向： T=mgcos， 垂直绳子方向：mgsin=ma，得：a=gsin，故剪断细线 NP 的瞬间，小球不处于平衡状态，A 错误 B 正确； C、小球在 Q 点时：mgsin=ma，得：a=gsin，故 C 错误； D、小球运动到最低点时具有向上的向心加速度，具有向上的加速度故处于超重，故 D 正确； 故选：BD 2 解答： 解：以物块为研究对象，分析受力，作出力图如图 A、根据牛顿第二定律得，摩擦力 f=Mg，保持不变故 A 错误，D 正确 B、C 小车的加速度增大时，弹力 N=ma 增大，物块受到的最大静摩擦力增大，物块不可能沿壁下滑故 BC 正确 故选 BCD 3 解答：
14、解：A、以小球为研究对象，对小球受力分析，小球受力如图所示，由牛顿第二定律得：mgtan=， 解得：v=，A 的轨道半径大，则 A 的线速度较大故 A 错误 B、根据 = 得：=，A 的轨道半径大，则角速度小故 B 正确 C、小球所受的向心力 Fn=mgtan，因为两球的质量不等，则两球的向心力不等故 C 错误 D、由受力分析图可知，球受到的支持力为：FN=，因为质量不等，所以两球对筒壁的压力不等故D 错误 故选：B 4 解答： 解：A、根据平行四边形定则得，N=，则故 A 正确 B、根据，r=Rsin，解得 v=，T=2则，则动能之比为 64：27故 B、C 错误 8 / 9 D、根据得，动
15、能，重力势能 EP=mgR（1cos） ，则机械能E=，则故 D 正确 故选 AD 5 解答： 解：A、对两物块进行受力分析知：水平方向只受静摩擦力，故由静摩擦力提供向心力，则 f=m2r，由于 A、 B 在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相等，又因为 RARB，故 fAfB，故 A 正确，D 错误； B、由 v=r，A=B，RARB，可知：vAvB，故 B 错误； C、根据 T=，A=B，可知：TA=TB，故 C 正确； 故选：AC更多过关测试题，更多精彩内容敬请关注 6 解答： 解： A、B 在最高点时，对水和杯子整体，恰好到达最高点时，细绳的拉力为零，完全由重力提供向心力，它们 的加速度为 g，根据牛顿第二和第三定律得知，水对杯底恰好没有压力 设此时杯子的速度为 v，则对整体：Mg=M，v=0，即在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零，故 A 错误，B 正确 C、D 在最低点时，对整体，由重力和细绳拉力的合力提供向心力，对于水而言，受到重力和杯子的支持力， 故 C 错误，D 正确 故选：BD 7 解
