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1、 专题一 力、物体的平衡 学科网学科网【考点定位】纵观 2009 年高考考纲和近几年高考试题，物体的平衡是历年高考的重要知识点之一，备受命题者的青睐和关注。考题多以力学背景呈现。平衡问题涉及到了力学、热学、电学等部分知识。解决此类问题，一是要认清物体平衡状态的特征和受力环境是分析平衡问题的关键；二是要学会利用力学平衡的结论（比如：合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法、假设法等）来解答。三是要养成迅速处理大计算量和辨析图形几何关系的能力。 学科网【考点 PK】 学科网考点1、力的概念 重力 弹力 学科网【例1】下列说法中，正确的是（ ） 学科网A竖直向上抛出的物体，物体竖直上升，是因为受了一
2、个竖直向上的升力作用 学科网B放在斜面上的物体会沿斜面下滑，是因为受了一个下滑力作用 学科网C放在水中的木块浮于水面，是因为受了浮力作用 学科网D施力物体同时也是受力物体 学科网考点 2 、摩擦力 学科网【例2】下列说法，正确的是（ ） 学科网A受静摩擦力作用的物体一定是静止的 学科网B静摩擦力一定是阻力 学科网C在压力一定的条件下，静摩擦力的大小是可以变化的，但有一个限度 学科网D滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动 学科网【解析】 静摩擦力存在于相对静止的两个物体的接触面间，物体可以是运动的.在压力一定的条件下，它的大小随着其他力及物体运动状态的变化，取零和最大值之间的某个值.静摩擦力、滑动
3、摩擦力总是阻碍物体间的相对运动趋势或相对运动，而对物体对地的运动，有时是动力，有时是阻力。所以CD正确。 学科网考点 3 、力的合成和分解 物体的平衡 学科网【例3】水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的上端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10 kg的重物，CBA=30，如图A-1-3-3(a)所示，则滑轮受到绳子的作用力为(取g=10m/s 2)（ ） 学科网A50N 学科网B50 N学科网3C100N 学科网D100 N学科网3【解析】滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力T 1和T 2的合力.因同一根绳张力处处相等，都等于物体的重量，即T 1=T2=G
4、= 100N.用平行四边形定则作图(b)，可知合力F=100N，所以滑轮受绳的作用力为100N，方向与水平方向成30角斜向下.选C。 学科网学科网【2009 高考试题解析】 学科网1、 （09 上海）44.自行车的设计蕴含了许多物理知识，利用所学知识完成下表 学科网自行车的设计 目的（从物理知识角度）车架用铝合金、钛合金代替钢架 减轻车重车胎变宽自行车后轮外胎上的花纹【答案】减小压强（提高稳定性） ；增大摩擦（防止打滑；排水） 学科网【解析】车轮越宽，与地面接触面积越大，减小压强，同时越不容易侧滑，提高稳定性；轮胎外胎上印有花纹，类似齿轮一样，能很好的咬合地面，增大摩擦力，防止打滑，有花纹的槽
5、口更方便排水。 学科网【考点定位】考查摩擦力的影响因素，解决实际问题的能力。 学科网2（09 上海）7右图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在 O点，另一端和运动员相连。运动员从 O点自由下落，至 B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的 C点到达最低点 D，然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程， 下列表述正确的是经过 B点时，运动员的速率最大 学科网图 1-3-3经过 C点时，运动员的速率最大 学科网从 点到 D点，运动员的加速度增大 学科网从 点到 点，运动员的加速度不变 学科网A B C D 学科网3、 （09 北京）18如图所示，将质量为 m 的滑块放在倾角为 的固定斜面上。 学
6、科网滑块与斜面之间的动摩擦因数为 。若滑块与斜面之间的最大 学科网静摩擦力和滑动摩擦力 学科网大小相等，重力加速度为 g，则 学科网A将滑块由静止释放，如果 tan ，滑块将下滑 学科网B给滑块沿斜面向下的初速度，如果 tan ，滑块将减速下滑 学科网C用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果 =tan，拉力大小应是2mgsinD用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果 =tan ，拉力大小应是 mgsin【答案】C 学科网【解析】对物体进行受力分析结合运动状态分析，A 答案中最大静摩擦大于重力沿斜面得分力大，不会滑动。而 B 答案中此时物体受到向上的摩擦力重力得分力大于摩擦力，向下做
7、加速运动。由平衡和受力分析可知 C 答案正确 学科网【考点定位】考查了力和运动的关系，受力分析 摩擦力等考点 学科网5（09 海南）1两个大小分别为 和 （ ）的力作用在同一质点上，它们的1F21F含力的大小 满足 学科网FA F B F 学科网121212C F D 学科网1221 21【答案】C 学科网【解析】两个力合成，合力大于两分力之差而小于两分力之和，考虑到 F2F 1，故F1F 2FF1F 2，C 正确。 学科网【考点定位】本题考查力的合成与分解，合力与分力的关系，属于简单试题。 学科网6（09 浙江）16如图所示在外绝缘水平面上放置 3 个电荷均为 q（q0 ）的相同小球，小球之
8、间用劲度系数均为 k0的轻质弹簧绝缘连接，当三个小球处于静止状态时，每根弹簧长度是 l。已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为（ ） 学科网A. B. C. D. 学科网205lq20lkq2045lkq205lkq7（09 山东）16.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为 m的小滑块，在水平力 F 的作用下静止 P 点。设滑块所受支持力为 F2。OF 与水平方向的夹角为 。下列关系正确的是 学科网A. B.Ftan0 学科网tanmgC. D.FN=mgtan0 学科网NF【答案】A 学科网【解析】受力分析如图所示，由平衡条件可知， ，A 项正
9、确。B 项错误；tanmgF，C、D 项错误。 学科网sinmgFN【考点定位】考查共点力作用下物体的平衡 学科网8（09 江苏）2用一根长 1m 的轻质细绳将一副质量为 1kg 的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为 ，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（ 取10Ng） 学科网210m/sl lq qq k0 k0题 17 图A B C D 学科网3m22m123m4【答案】A 学科网【解析】设两根绳子之间的夹角为 2，绳子张力为 T，由共点力平衡条件可知2TmaxcosG，即 210cos10，60 ，每根绳子长度为 L0.5m ，则挂钉之间的距离为 S2Lsin m，A
10、对。 学科网32【考点定位】考查共点力的平衡，属于简单题。 学科网9（09 海南）3两刚性球 a 和 b 的质量分别为 和 、直径分剐为 和 （ambadb） 。将 a、b 依次放入一竖直放置、内径为 d（ ）的平底圆筒内，abd aab如图所示。设 a、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为 和 ，筒底所受的压力1f2大小为 F。已知重力加速度大小为 g。若所有接触都是光滑的，则 学科网A ， B ， 学科网ab()m12fab()Fmg12fC ， D ， 学科网aaggfaagf10（09 天津）1物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力 F，A 中 F 垂直于斜
11、面向上。B 中 F 垂直于斜面向下， C 中 F 竖直向上，D 中 E 竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是： 学科网学科网【答案】D 学科网【解析】A、B 两图力 F 垂直于斜面，无沿斜面作用效果，故不影响静摩擦力，A、B项错误；未加力时，木块有下滑趋势，静摩擦力沿斜面向上，C 图中加入向上的力后，减少了下滑趋势，摩擦力将减小，C 项错误；D 图中力 F 方向向下，增加了下滑趋势，摩擦力增大，D 项正确。 学科网【考点定位】考查静摩擦力和平衡知识 学科网11（09 浙江）14如图所示，质量为 m 的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之的动摩擦因数为 ，斜
12、面的倾角为 30 ，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为（ ） 学科网A mg 和 mg B mg 和 mg 学科网23123C mg 和 mg D mg 和 mg 学科网12（09 上海）23 （12 分）如图，质量均为 m 的两个小球 A、B 固定在弯成 120角的绝缘轻杆两端，OA 和 OB 的长度均为 l，可绕过 O 点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动，空气阻力不计。设 A 球带正电， B 球带负电，电量均为 q，处在竖直向下的匀强电场中。开始时，杆 OB 与竖直方向的夹角 060，由静止释放，摆动到 90的位置时，系统处于平衡状态，求： 学科网学科网O l l q q A E B
13、 （1）匀强电场的场强大小 E； 学科网（2）系统由初位置运动到平衡位置，重力做的功 Wg 和静电力做的功 We； 学科网（3）B 球在摆动到平衡位置时速度的大小 v。 学科网【解析】 学科网（1）力矩平衡时：（mgqE）lsin90 （mgqE）l sin（12090） ， 学科网题 14 图即 mgqE （mgqE） ，得：E ； 学科网12 mg3q（2）重力做功：W gmgl（cos30 cos60 ）mglcos60 （ 1）mgl， 学科网静电力做功：W eqEl（cos30 cos60 ）qEl cos60 mgl， 学科网（3）小球动能改变量 Ek= mv2W gW e（ 1）
14、mgl， 学科网1得小球的速度：v 。 学科网【考点定位】本题考查了力矩平衡，功的计算，和动能定理的应用。综合性较强。属于较难的题目。 学科网13（09 广东） 1.某缓冲装置可抽象成图 4 所示的简单模型图中 K1、K 2 为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧下列表述正确的是 学科网A缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等C垫片向右移动时两弹簧的长度保持相等D垫片向右移动时两弹簧的弹性势能发生改变【2008 高考试题解析】1.(08 山东理综 16) 用轻弹簧竖直悬挂质量为 m 的物体,静止时弹簧伸长量为 L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为 2m 的物体,系统静止时弹簧伸长量也为 L.斜面倾角为 300,如图所示.则物体所受摩擦力 A.等于零 B.大小为 mg21,方向沿斜面向下C.大小为 3,方向沿斜面向上 D.大小为 mg,方向沿斜面向上答案：A解析:竖直悬挂时 mg=kL 沿斜面拉 2m 物体时,设物体受摩擦力为 f,方向沿斜面向下,则 kL =2mgsin 30+f 由得 f=0.2.（08 全国16）如右图,一固定斜面上两个质量相同的小物块 A 和 B 紧挨着匀速下滑,A 与 B 的接触面光滑.已知 A 与斜面之间的动摩擦因数是 B 与斜面之间动摩擦因数的 2倍,斜面倾角为 .B 与斜面之间的动摩擦因数是 ( )A.
