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1、2011届高考黄冈中学物理冲刺讲解、练习题、预测题02：第1专题力与运动（2）经典考题在本专题中，正交分解、整体与隔离相结合是最重要也是最常用的思想方法，是高考中考查的重点力的独立性原理、运动图象的应用次之，在高考中出现的概率也较大1有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡(如图120 甲所示)现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是1998年高考上海物理卷(
2、)图120甲AN不变，T变大BN不变，T变小CN变大，T变大 DN变大，T变小【解析】Q环的受力情况如图120乙所示，由平衡条件得：Tcos mgP环向左移动后变小，T变小 图120乙 图120丙P环的受力情况如图120丙所示，由平衡条件得：NPmgTcos 2mg，NP与角无关故选项B正确答案B【点评】本例是正交分解法、隔离法的典型应用，以后的许多考题都由此改编而来求解支持力N时，还可取P、Q组成的整体为研究对象，将整体受到的外力正交分解知竖直方向有：NQ2mg2如图121甲所示，在倾角为的固定光滑斜面上有一块用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫已知木板的质量是猫的质量的2倍当绳子突然断开时
3、，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变则此时木板沿斜面下滑的加速度为2004年高考全国理综卷()图121甲Asin Bgsin Cgsin D2gsin 【解析】绳子断开后猫的受力情况如图121乙所示，由平衡条件知，木板对猫有沿斜面向上的摩擦力，有：fmgsin 图121乙 图121丙再取木板为研究对象，其受力情况如图121丙所示由牛顿第二定律知：2mgsin f2ma解得：agsin 答案C【点评】猫脚与木块之间的摩擦力使猫保持平衡状态还可取猫、木板组成的整体为研究对象，由牛顿第二定律：3mgsin 2ma求解，但这一方法高中不作要求3如图122所示，某货场需将质量m1100 kg
4、的货物(可视为质点)从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物由轨道顶端无初速度滑下，轨道半径R1.8 m地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为l2 m，质量均为m2100 kg，木板上表面与轨道末端相切货物与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数20.2(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g10 m/s2)2009年高考山东理综卷 学科网图122(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力(2)若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求1应满足的条件(3)若10.5，求货物滑到木板A末端时的速度和在
5、木板A上运动的时间【解析】(1)设货物滑到圆轨道末端时的速度为v0，对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得：mgRm1v设货物在轨道末端所受支持力的大小为FN，根据牛顿第二定律得，FNm1gm1联立以上两式并代入数据得FN3000 N根据牛顿第三定律，货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小为3000 N，方向竖直向下(2)若滑上木板A时，木板不动，由受力分析得：1m1g2(m12m2)g若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得：1m1g2(m1m2)g联立并代入数据得0.410.6(3)10.5，由上问可得，货物在木板A上滑动时，木板不动，设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1，由牛
6、顿第二定律得1m1gm1a1设货物滑到木板A末端时的速度为v1，由运动学公式得：vv2a1l联立并代入数据得v14 m/s设在木板A上运动的时间为t，由运动学公式得：v1v0a1t联立并代入数据得t0.4 s答案(1)3000 N，方向竖直向下(2)0.410.6(3)0.4 s【点评】象这样同时考查受力分析、动力学、运动学的题型在2010届高考中出现的可能性最大4如图123甲所示，P、Q为某地区水平地面上的两点，在P点正下方一球形区域内储藏有石油假定区域周围岩石均匀分布，密度为；石油密度远小于，可将上述球形区域视为空腔如果没有这一空腔，则该地区重力加速度(正常值)沿竖直方向；当存在空腔时，该
7、地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离重力加速度在原竖直方向(即PO方向)上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”为了探寻石油区域的位置和石油储量，常利用P点附近重力加速度反常现象已知引力常数为G学科网图123甲(1)设球形空腔体积为V，球心深度为d(远小于地球半径)，x，求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常(2)若在水平地面上半径L的范围内发现：重力加速度反常值在与k(k1)之间变化，且重力加速度反常的最大值出现在半径为L的范围的中心，如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积2009年高考全国理综卷【解析】(1)由牛顿第二定律得：a
8、故重力加速度gG假设空腔处存在密度为的岩石时，对Q处物体的引力产生的重力加速度为gG由力的独立原理及矢量的合成定则知，球形区域为空腔时Q点处的物体的重力加速度的矢量关系如图123乙所示图123乙即故加速度反常ggcos (2)由(1)解可得，重力加速度反常g的最大值和最小值分别为：(g)max，(g)min由题设有(g)maxk、(g)min联立以上各式得，地下球形空腔球心的深度和空腔的体积分别为：d，V答案(1) (2) 【点评】对于本题大部分同学不知如何入手，其原因在于对力的独立性原理及矢量(加速度)的合成与分解理解不够深刻和熟练本考题使大部分同学陷入一个思维误区，总在思考g，而不去思考g
9、也是自由落体的加速度g，遵循矢量的平行四边形定则能力演练学科网一、选择题(104分)1如图所示，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，A和B以相同的速度在水平地面C上做匀速直线运动(空气阻力不计)由此可知，A、B间的动摩擦因数1和B、C间的动摩擦因数2有可能是()A10，20B10，20C10，20 D10，20【解析】本题中选A、B整体为研究对象，由于A、B在推力F的作用下做匀速直线运动，可知地面对B的摩擦力一定水平向左，故20；对A进行受力分析可知，水平方向不受力，1可能为零，故正确答案为BD答案BD2如图所示，从倾角为、高h1.8 m的斜面顶端A处水平抛出一石子，石子
10、刚好落在这个斜面底端的B点处石子抛出后，经时间t距斜面最远，则时间t的大小为(取g10 m/s2)()A0.1 sB0.2 sC0.3 sD0.6 s【解析】由题意知，石子下落的时间t00.6 s又因为水平位移xhcot 故石子平抛的水平初速度v0当石子的速度方向与斜面平行时，石子距斜面最远即tan 解得：t0.3 s答案C3在轻绳的两端各拴一个小球，一人用手拿着上端的小球站在3楼的阳台上，放手后让小球自由下落，两小球相继落地的时间差为T如果站在4楼的阳台上，同样放手让小球自由下落，则两小球相继落地的时间差将()A不变 B增大 C减小 D无法判断【解析】两小球都做自由落体运动，可在同一vt图象
11、中作出速度随时间变化的关系曲线，如图所示设人在3楼的阳台上释放小球后，两球落地的时间差为t1，图中阴影部分的面积为h；若人在4楼的阳台上释放小球后，两球落地的时间差为t2，要保证阴影部分的面积也是h，从图中可以看出一定有t2t1答案C4如图甲所示，小球静止在小车中的光滑斜面A和光滑竖直挡板B之间，原来小车向左匀速运动现在小车改为向左减速运动，那么关于斜面对小球的弹力NA的大小和挡板B对小球的弹力NB的大小，以下说法正确的是()甲ANA不变，NB减小 BNA增大，NB不变CNB有可能增大 DNA可能为零【解析】小球的受力情况如图乙所示，有：乙NAcos mgNAsin NBma故NA不变，NB减
12、小答案A5小球从空中自由下落，与水平地面第一次相碰后弹到空中某一高度，其速度随时间变化的关系如图所示，则()A小球第一次反弹后的速度大小为3 m/sB小球碰撞时速度的改变量为2 m/sC小球是从5 m高处自由下落的D小球反弹起的最大高度为0.45 m【解析】第一次反弹后的速度为3 m/s，负号表示方向向上，A正确碰撞时速度的改变量v8 m/s，B错误下落的高度h150.5 m1.25 m，反弹的高度h230.30.45 m，D正确答案AD6如图甲所示，四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上，将四个质量相同的物块放在斜面顶端，因物块与斜面的摩擦力不同，四个物块运动情况不同A物块放上后匀加速
13、下滑，B物块获一初速度后匀速下滑，C物块获一初速度后匀减速下滑，D物块放上后静止在斜面上若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系是()甲AF1F2F3F4 BF1F2F3F4CF1F2F4F3 DF1F3F2F4【解析】斜面的受力情况如乙图所示，其中，f1、N分别为斜面对物块的摩擦力和支持力的反作用力乙Nmgcos f2可能向左，也可能向右或为零a图中，f1mgsin ，故FMgmgcos cos f1sin (Mm)gb图中，f1mgsin ，故FMgmgcos cos f1sin (Mm)gc图中，f1mgsin ，故FMgmgcos
14、cos f1sin (Mm)gd图中，f1mgsin ，故F(Mm)g答案C7把一钢球系在一根弹性绳的一端，绳的另一端固定在天花板上，先把钢球托起(如图所示)，然后放手若弹性绳的伸长始终在弹性限度内，关于钢球的加速度a、速度v随时间t变化的图象，下列说法正确的是()A甲为at图象 B乙为at图象C丙为vt图象 D丁为vt图象【解析】由题图可知，弹性绳处于松弛状态下降时钢球做自由落体运动，绷紧后小球做简谐运动；当小球上升至绳再次松弛时做竖直上抛运动，故vt图象为图甲，at图象为图乙答案B8如图所示，足够长的水平传送带以速度v沿顺时针方向运动，传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接，曲面上的A点距离底部的高度
