2022年高考物理 藝體生文化課百日沖刺 專題2 力與平衡

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1、2022年高考物理 藝體生文化課百日沖刺 專題2 力與平衡 命題 規(guī)律 考查內(nèi)容 力的合成與分解 受力分析 共點(diǎn)力平衡 整體法與隔離法 考查熱度 ☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 考查題型 選擇題、填空題 選擇題、填空題、計(jì)算題 選擇題 所占分值 4—6分 4—10分 4—6分 命題 趨勢 1. 考查對力的合成與分解的理解，其中正交分解是高頻考點(diǎn) 2. 考查共點(diǎn)力作用下物體的平衡，類型為斜面上、曲面上物體的平衡，與繩子或彈簧有關(guān)的共點(diǎn)力平衡 3. 考查整體法和隔離法在平衡中的應(yīng)用。 【高頻考點(diǎn)聚焦】 【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】 1.平行四邊形定則與三角形定

2、則：兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的① 就代表合力的大小和方向．這個(gè)法則叫做平行四邊形定則，如圖甲所示。 求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力、的合力，可以把表示、的線段② 順次相接地畫出，把、的另外兩端連接起來，則此連線就表示合力的大小和方向，如圖乙所示。三角形定則與平行四邊形定則的實(shí)質(zhì)是一樣的． 2.力的合成 求幾個(gè)力的合力的過程或求合力的方法，叫做力的合成．合力與幾個(gè)分力間是③ 關(guān)系， （1）合力的最大值：兩力同向時(shí)合力最大：，方向與兩力同向； （2）合力的最小值：兩力方向相反時(shí)，合力最小：，方向與兩力中較大的力同向；

3、 ③合力的范圍：兩力成某一角度θ時(shí)， . 3.力的分解 力的分解的概念：求一個(gè)力的分力叫做力的分解. 力的分解是力的合成的④ 運(yùn)算．同樣遵守⑤ 定則．把一個(gè)已知力F作為平行四邊形的對角線，那么與力F共點(diǎn)的平行四邊形的兩個(gè)鄰邊，就表示力F的兩個(gè)分力、． 4.受力分析：把指定物體（研究對象）在特定的物理情景中所受到的所有外力找出來，并畫出受力圖，這就是受力分析。受力分析的順序：先找重力，再找接觸力（彈力、摩擦力），最后分析其他力（電磁力、浮力等）。 ① 對角線 ②首尾 ③等效替代 ④逆 ⑤平行四邊形 【核心考點(diǎn)講練

4、】 1.求合力的常用方法 （1）作圖法：根據(jù)平行四邊形定則用作圖法求兩個(gè)力的合力時(shí)，必須嚴(yán)格作出力的圖示，再由圖量出合力的大小和方向： ①分力、合力的作用點(diǎn)相同． ②分力、合力的比例要一致，力的標(biāo)度要適當(dāng)． ③虛線、實(shí)線要分清，表示分力和合力的兩條鄰邊和對角線要畫實(shí)線，并加上箭頭，平行四邊形的另兩條邊畫虛線 ． ④求合力時(shí)既要求出合力的大小，還要求出合力的方向，用量角器量出合力與某一分力間的夾角． ⑤當(dāng)分力的個(gè)數(shù)多于兩個(gè)時(shí)，可先利用平行四邊形定則求出其中兩個(gè)力的合力，再將這個(gè)合力依次與其他分力進(jìn)行合成，最終求出所有分力的合力． （2）計(jì)算法：根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖，由圖根

5、據(jù)幾何知識(shí)算出合力的大小和方向． 如圖所示，兩個(gè)相互垂直的分力、的合成． 由幾何知識(shí)，合力的大?。较颍? 2.力的效果分解法 按效果分解力是力的分解的常用方法之一，是解決實(shí)際問題的有效方法，兩分力相互垂直時(shí)，應(yīng)用此法尤其簡單。如圖所示，力F的作用效果有兩個(gè)：沿ac方向向右下方拉緊繩子，力為，沿bc方向向左下方拉緊繩子，力為，而這兩個(gè)力恰好是相互垂直的，解直角三角形即可得到兩個(gè)分力的大小。通常情況下按效果分解力的步驟是： (1)根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)實(shí)際分力的方向； (2)再根據(jù)兩個(gè)實(shí)際分力的方向畫出平行四邊形； (3)最后由平行四邊形和數(shù)學(xué)知識(shí)求出兩分力的大?。? 3．正交

6、分解法 (1)定義：將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法． (2)建立坐標(biāo)軸的原則：一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)，在靜力學(xué)中，以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標(biāo)軸上). (3)方法：物體受到多個(gè)力作用、、…求合力F時(shí)，可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解． x軸上的合力： y軸上的合力： 合力大小： 合力方向：與x軸夾角為θ，則． 4.受力分析的三個(gè)判斷依據(jù)： （1）從力的概念判斷，尋找對應(yīng)的施力物體。 （2）從力的性質(zhì)判斷，尋找產(chǎn)生的原因。 （3）從力的效果判斷，尋找是否產(chǎn)生形變或改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（是靜止、勻速運(yùn)動(dòng)還是有加速度）。 【典例1】 【xx廣

7、東高考】如圖7所示，三條繩子的一端都系在細(xì)直桿頂端，另一端都固定在水平面上，將桿豎直緊壓在地面上，若三條繩長度不同，下列說法正確的有 A.三條繩中的張力都相等 B.桿對地面的壓力大于自身重力 C.繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零 D.繩子拉力的合力與桿的重力是一對平衡力 【解析】本題考查了受力平衡和力學(xué)相關(guān)知識(shí)．選繩子和桿的結(jié)點(diǎn)為研究對象，由受力平衡，三條繩子張力在水平面上分力的合力為零．由于三條繩子長度不同．繩子方向也不確定．所以不能確定三條繩子中的張力是否相同．選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 選擇桿為研究對象，桿受到自己所重力、繩子的拉力和地面向上的支持力，根據(jù)平衡

8、條件有地面對桿的支持力等于重力G 加上繩子拉力在豎直向下分力之和，大于桿的重力，根據(jù)牛頓第三定律，桿對地面的壓力等于地面對桿的支持力，選項(xiàng)B、C正確；繩子拉力的合力和桿的重力方向均豎直向下，不可能是平衡力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【答案】BC 【典例2】 【xx山東高考】某同學(xué)通過下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)步驟： ①將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向。 ②如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時(shí)，將橡皮筋兩端的位置記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)F，測量并記錄O1、O2間的距離（即橡皮筋的長度l）。每

9、次將彈簧秤示數(shù)改變0.50N，測出所對應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示： F(N) 0 0.50 1.00 1.05 2.00 2.50 l (cm) l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 ③找出②中F=2.50N時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新記為、，橡皮筋的拉力記為。 ④在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示。用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時(shí)拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到O點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB。 完成下列作圖和填空： （1）利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)紙上（見

10、答題卡）畫出F—l圖線，根據(jù)圖線求得l0=_____cm。 （2）測得OA=6.00cm，OB=7.60cm，則FOA的大小為________N。 （3）根據(jù)給出的標(biāo)度，在答題卡上作出FOA和FOB的合力的圖示。 （4）通過比較與________的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 【解析】（1）做出F-l圖像，求得直線的截距即為l0，可得l0=10.00cm ； （1） 可計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)為；若OA=6.00cm，OB=7.60cm，則彈簧的彈力；則此時(shí)； （2） （3）如圖； （4）通過比較F’和FOO’的大小和方向，可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論. 【答案】（1）10.00；（

11、2）1.80；（3）如圖；（4）FOO’ 【解題技巧點(diǎn)撥】1.受力分析的技巧是只找物體受的力，不找對其它物體施加的力，注意找力的時(shí)候按照重力、彈力、摩擦力、其它力的順序；當(dāng)有的力不確定是否存在時(shí)，可以先假設(shè)存在，分析與題意是否矛盾。2.力的合成與分解問題，要充分利用三角形的邊的關(guān)系。 ◇考點(diǎn)2 共點(diǎn)力平衡 【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】 1.共點(diǎn)力 力的① 相交于一點(diǎn)或力的作用線的延長線交于一點(diǎn)，這樣的力叫共點(diǎn)力．作用線的交點(diǎn)一般在物體上，有時(shí)交點(diǎn)在物體之外． 2.平衡狀態(tài) 平衡狀態(tài)是指物體保持靜止或 ② 的狀態(tài)． 3.共點(diǎn)力平衡的條件 在共點(diǎn)力作用下物體的平衡

12、條件是③ 為零，即或， 4.共點(diǎn)力平衡條件下的推論： 推論l：若干力作用于物體使物體平衡．則其中任意一個(gè)力必與其余的力的④ 等大、反向． 推論2：三個(gè)力作用于物體使物體平衡．若三個(gè)力彼此不⑤ ，則這三個(gè)力必共點(diǎn)(作用線交于同一點(diǎn))． 推論3：三個(gè)力作用于物體使物體平衡，則這三個(gè)力的作用線必構(gòu)成封閉的⑥ ． ①作用線 ②勻速直線運(yùn)動(dòng) ③合力 ④合力 ⑤平行 ⑥ 三角形 【核心考點(diǎn)講練】 1.解共點(diǎn)力平衡問題的一般步驟 （1）選取研究對象，研究對象可以是某一個(gè)物體，也可以是保持相對靜止的若干個(gè)物體的集合。 （2）對所選研究對象進(jìn)

13、行受力分析，并畫出受力圖。將研究對象從周圍的物體中隔離出來，進(jìn)而分析周圍物體有哪些對它施加了力的作用。 （3）對研究對象所受力進(jìn)行處理一般情況下需要建立合適的直角坐標(biāo)系，用正交分解法處理。 （4）建立平衡方程，若各力作用在同一直線上，可直接用的代數(shù)式冽方程，若幾個(gè)力不在同一直線上，可用與聯(lián)立列出方程組。 （5）解方程，必要時(shí)對結(jié)果進(jìn)行討論。 2.共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用 （1）三力平衡的基本解題方法 力的合成、分解法：即分析物體的受力，把某兩個(gè)力進(jìn)行合成，將三力轉(zhuǎn)化為二力，構(gòu)成一對平衡力，二是把重力按實(shí)際效果進(jìn)行分解，將三力轉(zhuǎn)化為四力，構(gòu)成兩對平衡力. （2）多力平衡的基本

14、解題方法：正交分解法 利用正交分解方法解體的一般步驟：①明確研究對象；②進(jìn)行受力分析；③建立直角坐標(biāo)系，建立坐標(biāo)系的原則是讓盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上，將不在坐標(biāo)軸上的力正交分解； ④x方向，y方向分別列平衡方程求解. 【典例1】 【xx山東高考】如圖，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時(shí)A恰好不滑動(dòng)，B剛好不下滑。已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為 A． B． C． D． 【解析】物體AB整體在水平方向運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可得：；對物體B在豎直

15、方向平衡有：；聯(lián)立解得：，選項(xiàng)B正確。 【答案】B 【典例2】 45o 45o （xx廣東高考）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為45°，日光保持水平，所受重力為G，左右兩繩的拉力大小分別為 A．G和G B．和 C．和 D．和 【解析】日光燈受重力G及二根繩子拉力T作用而處于平衡狀態(tài)，則有,故，B選項(xiàng)正確。 【答案】B 【解題技巧點(diǎn)撥】若物體受三個(gè)力處于平衡狀態(tài)，且三力之間有一個(gè)角是直角時(shí)，可優(yōu)先考慮合成法或按效果分解的方法，若矢量三角形中沒有直角，計(jì)算時(shí)需要應(yīng)用正交分解的方法。 ◇考點(diǎn)3 整

16、體法與隔離法 【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】 整體法與隔離法：整體法和隔離法是力學(xué)分析的常用方法．當(dāng)① 中的各物體② 相同時(shí)，就可以將整個(gè)系統(tǒng)看成一個(gè)③ 。 ①系統(tǒng) ②運(yùn)動(dòng)狀態(tài) ③整體 【核心考點(diǎn)講練】 整體法和隔離法的選擇： 當(dāng)物理情景中涉及物體較多時(shí)，就要考慮采用整體法和隔離法。 ①整體法 同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件即可采用整體法。 ②隔離法 物體必須從系統(tǒng)中隔離出來，獨(dú)立地進(jìn)行受力分析，列出方程。 【典例1】 【xx海南高考】如圖，物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過系在a上的細(xì)線懸掛于固定點(diǎn)O；整

17、個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，將物塊a的加速度記為a1，S1和S2相對原長的伸長分別為△l1和△l2，重力加速度大小為g，在剪斷瞬間 A.a1=3g B.a1=0 C. △l1=2△l2 D. △l1=△l2 【答案】AC 【典例2】 O1 O m m M 擋板 擋板 O2 【xx山東高考】如圖所示，兩相同輕質(zhì)硬桿、可繞其兩端垂直紙面的水平軸、、轉(zhuǎn)動(dòng)，在O點(diǎn)懸掛一重物M，將兩相同木塊m緊壓在豎直擋板上，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)保持靜止。表示木塊與擋板間摩擦力的大小，表示木塊與擋板間正壓力的大小。若擋板間的距離稍

18、許增大后，系統(tǒng)仍靜止且、始終等高，則(　　) A．變小 B．不變 C．變小 D．變大 【解析】把重物M和兩木塊m看成整體受力分析可得，豎直方向合力為零，始終木塊與擋板間摩擦力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；擋板間的距離稍許增大后，對結(jié)點(diǎn)O受力分析可得，輕桿彈力增大，對木塊受力分析得木塊與擋板間正壓力增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。 【答案】B 【解題技巧點(diǎn)撥】求來自系統(tǒng)之外的力時(shí)，一般用整體法，求系統(tǒng)內(nèi)物體間的作用力時(shí)，必須用隔離法，兩種方法均可用時(shí)，一般情況下先考慮整體法。 專題熱點(diǎn)集訓(xùn)2 力與平衡 （45分鐘） 一、選擇題 1.【xx上海 】兩個(gè)共點(diǎn)力、大小不同，它們的合

19、力大小為F，則 (A) 、同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍 (B) 、同時(shí)增加10N，F(xiàn)也增加10N (C) 增加10N，減少10N，F(xiàn)一定不變 (D)若、中的一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大 2【xx上海 8】如圖，質(zhì)量的兩物體A、B疊放在一起，靠著豎直墻面。讓它們由靜止釋放，在沿粗糙墻面下落過程中，物體B的受力示意圖是 3.(xx·廣東高考)如圖所示,水平地面上堆放著原木,關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向,下列說法正確的是(　　) A.M處受到的支持力豎直向上 B.N處受到的支持力豎直向上 C.M處受到的靜摩擦力沿MN方向 D.N處受到的靜摩擦力沿水平方向 4.（xx浙

20、江）．如圖所示，與水平面夾角為30°的固定斜面上有一質(zhì)量的物體。細(xì)繩的一端與物體相連，另一端經(jīng)摩擦不計(jì)的定滑輪與固定的彈簧秤相連．物體靜止在斜面上，彈簧秤的示數(shù)為4.9 N．關(guān)于物體受力的判斷(取)，下列說法正確的是(　　) 30o A．斜面對物體的摩擦力大小為零 B．斜面對物體的摩擦力大小為4.9 N，方向豎直向上 C．斜面對物體的支持力大小為 N，方向豎直向上 D．斜面對物體的支持力大小為4.9 N，方向垂直斜面向上 5.【xx新課標(biāo)Ⅱ 】如圖，在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用，F(xiàn)平行于斜面向上。若要物塊在斜面上保持靜止，F(xiàn)的取值應(yīng)有一定范圍，已知其最大值和最小值分別為和

21、（）.由此可求出 A．物塊的質(zhì)量 B.斜面的傾角 C.物塊與斜面間的最大靜摩擦力 C.物塊對斜面的正壓力 6.【xx北京 】傾角為a、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上。下列結(jié)論正確的是 A.木塊收到的摩擦力大小是 B.木塊對斜兩體的壓力大小是 C.桌面對斜面體的摩擦力大小是 D.桌面對斜面體的支持力大小是 7.(xx·山東高考)如圖,用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn),制成一簡易秋千,某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段,但仍保持等長且懸掛點(diǎn)不變。木板靜止時(shí), 表示木板所受合力的大

22、小, 表示單根輕繩對木板拉力的大小,則維修后(　　) A. 不變, 變大 B. 不變, 變小 C. 變大, 變大 D. 變小, 變小 8.【xx山東 】如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30o，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長量之比為 A． B. C. 1:2 D. 2:1 9.(xx·上海高考)如圖,光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi),A端與水平面相切。穿在軌道上的小球在拉力F作用下,緩慢地由A向B運(yùn)動(dòng),F始終沿軌道的切線方向,軌道對球的彈力為N。

23、在運(yùn)動(dòng)過程中(　　) A.F增大,N減小 B.F減小,N減小 C.F增大,N增大 D.F減小,N增大 10.(xx·海南高考)如圖,一不可伸長的光滑輕繩,其左端固定于O點(diǎn),右端跨過位于點(diǎn)的固定光滑軸懸掛一質(zhì)量為M的物體; 段水平,長度為L;繩上套一可沿繩滑動(dòng)的輕環(huán)?，F(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一鉤碼,平衡后,物體上升L。則鉤碼的質(zhì)量為(　　) A. B. C. D. 11．(xx年高考江蘇卷) 如圖所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對稱楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為α，重力加速度為g.若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì)，則

24、石塊側(cè)面所受彈力的大小為( ) A. B. C. D. 12.【xx天津 】如圖所示，小球用細(xì)繩系住，繩的另一端固定于O點(diǎn)?，F(xiàn)用水平力F緩慢推動(dòng)斜面體，小球在斜面上無摩擦地滑動(dòng)，細(xì)繩始終處于直線狀態(tài)，當(dāng)小球升到接近斜面頂端時(shí)細(xì)繩接近水平，此過程中斜面對小球的支持力以及繩對小球的拉力的變化情況是 A．保持不變，不斷增大 B．不斷增大，不斷減小 C．保持不變，先增大后減小 D．不斷增大，先減小后增大 二．綜合題 13【xx安徽高考】在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在木板上一

25、點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端，用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使得橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示，請將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整： ①用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O； ②記錄兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線； ③只用一個(gè)彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測力計(jì)的示數(shù)F3，_________； ④按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3； ⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1、F2的合力F； ⑥比較________________的一致程度，若有較大差異，對其原

26、因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再進(jìn)行試驗(yàn)。 14【xx新課標(biāo)II】某學(xué)生用圖（a）瑣事的實(shí)驗(yàn)裝置測量物塊與斜面的懂摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，物塊下滑過程中所得到的只帶的一部分如圖（b）所示，圖中標(biāo)出了5個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離。 （1）物塊下滑是的加速度a = m/s2；打點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)物塊的速度V = m/s; （2）已知重力加速度大小為g，求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還需測量的物理量是 （填正確答案標(biāo)號） A 物塊的質(zhì)量 B 斜面的高度 C 斜面的傾角 拖把頭 θ 拖桿 13（xx新課標(biāo)） 拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具（如圖）

27、。設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可以忽略；拖把頭與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)μ，重力加速度為g，某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時(shí)，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為θ。 （1）若拖把頭在地板上勻速移動(dòng)，求推拖把的力的大小。 （2）設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運(yùn)動(dòng)的水平推力與此時(shí)地板對拖把的正壓力的比值為λ。已知存在一臨界角，若，則不管沿拖桿方向的推力多大，都不可能使拖把從靜止開始運(yùn)動(dòng)。求這一臨界角的正切。 專題熱點(diǎn)集訓(xùn)2 力與平衡 參考答案與解析 1.【解析】在矢量三角形中容易看出，、同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍，選項(xiàng)A正確。、同時(shí)增加10N，F(xiàn)不一定增加10N，選項(xiàng)B

28、錯(cuò)誤；增加10N，減少10N，F(xiàn)可能變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。若、中的一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大，選項(xiàng)D正確。 【答案】AD 2.【解析】兩物體A、B疊放在一起，在沿粗糙墻面下落過程中，由于物塊與豎直墻面之間沒有壓力，沒有摩擦力，二者一起做自由落體運(yùn)動(dòng)，AB之間沒有彈力作用，物體B的受力示意圖是圖A。 【答案】A 3.【解析】選原木P的支撐點(diǎn)M、N處彈力垂直于接觸面,M處的支持力豎直向上,N處受到的支持力垂直MN斜向上,故A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)誤;M處受到的靜摩擦力沿水平方向,C項(xiàng)錯(cuò)誤;N處受到的靜摩擦力沿MN方向,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】A 4.【解析】由彈簧秤的示數(shù)為4.9 N可知細(xì)繩對物體的拉力大

29、小也為4.9 N，剛好等于物體的重力沿斜面向下的分力，因此物體在重力、繩子的拉力和斜面的支持力下能夠保持平衡狀態(tài)，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由平衡條件，斜面對物體的支持力，方向垂直斜面向上，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 【答案】A 5.【解析】設(shè)物塊受到的最大靜摩擦力為f，對物塊受力分析可知，若f的方向沿斜面向下，有①；若f的方向沿斜面向上，有②，由最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力可知③，由①②可求得f的值，而物塊的質(zhì)量m、斜面的傾角無法求出，故物塊對斜面的正壓力（）也無法求出。本題選C。 【答案】C 6.【解析】隔離木塊分析，可知木塊受重力、斜面體的支持力N和靜摩擦力f三個(gè)力的作用而靜止，將重力沿斜

30、面方向和垂直斜面方向分解可知，故A錯(cuò)誤，由牛頓第三定律可知木塊對斜兩體的壓力大小是，故B錯(cuò)誤。以木塊和斜面體整體為研究對象，整體受重力和桌面的支持力兩個(gè)力的作用而靜止，合力為零，根據(jù)平衡條件可知，水平方向沒有其他外力，則桌面對斜面體沒有摩擦力，故C錯(cuò)誤D正確． 【答案】D 7.【解析】由于木板始終處于靜止?fàn)顟B(tài),因此木板所受合力為零,故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤;對木板進(jìn)行受力分析如圖所示,由平衡條件得:,當(dāng)輕繩被剪短后,θ增大,減小,則F2增大,故選項(xiàng)A正確, B錯(cuò)誤。 【答案】A 8.【解析】將兩小球看做一個(gè)整體，對整體受力分析，可知整體受到重力、A、C的拉力共3個(gè)力的作用，由于彈簧處于平

31、衡狀態(tài)，將輕彈簧A的拉力沿豎直方向和水平方向分解可知水平方向上滿足，故，又三個(gè)彈簧的勁度系數(shù)相同，據(jù)胡克定律可知彈簧A、C的伸長量之比為2:1。 【答案】D 9.【解析】設(shè)小球受到的彈力N與豎直方向的夾角為α,則在小球運(yùn)動(dòng)的過程中α增大。小球受三個(gè)力:重力、拉力F和彈力N,則、,所以拉力F增大,彈力N減小。 【答案】A 10.【解析】平衡后,物體上升L,說明環(huán)下移后,將繩子拉過來的長度為L,取環(huán)重新平衡的位置為A點(diǎn),則,幾何位置如圖,由幾何知識(shí)易知,選項(xiàng)D正確。 【答案】D 11．【解析】對石塊受力分析如圖，建立如圖所示坐標(biāo)系，由平衡條件得：，解得. 【答案】A 12.【解

32、析】本題考察物體的受力分析、共點(diǎn)力的動(dòng)態(tài)平衡問題。物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下達(dá)到平衡狀態(tài)，其中一個(gè)力的大小和方向均不發(fā)生變化時(shí):一個(gè)力的方向不變，另一個(gè)力方向改變，利用力的三角形法則； 另外兩個(gè)力中，另外兩個(gè)力方向均改變，利用力的三角形與幾何三角形相似。 對小球進(jìn)行受力分析如圖所示，則題干描述的動(dòng)態(tài)過程可通過力的三角形邊長的變化替代。 圖中黑線代表小球的重力，藍(lán)色代表細(xì)繩中的拉力，紅色代表斜面彈力. 【答案】D 13【解析】③需要記錄拉力的方向。⑥應(yīng)該比較平行四邊形定則做出的合成力F和實(shí)際值F1的大小和方向是否一樣。 【答案】③沿此時(shí)細(xì)繩的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線

33、 ⑥F和F3 14【解析】（1）根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可知：加速度；打點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)物塊的速度 （2）由牛頓第二定律得：加速度，所以求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還需測量的物理量是斜面的傾角。 【答案】（1）3.25；1.79；(2)C 15【解析】（1）設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把。將推拖把的力沿豎直和水平方向分解，按平衡條件有 ① ② 式中N和f分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力。按摩擦

34、定律有 ③ 聯(lián)立①②③式得 ④ （2）若不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開始運(yùn)動(dòng)，應(yīng)有 ⑤ 這時(shí)，①式仍滿足。聯(lián)立①⑤式得 ⑥ 現(xiàn)考察使上式成立的θ角的取值范圍。注意到上式右邊總大于零，且當(dāng)F無限大時(shí)極限為零，有 ⑦ 使上式成立的θ角滿足，這里是題中所定義的臨界角，即當(dāng)時(shí)，不管拖桿方向用多大的力都推不動(dòng)拖把。臨界角的正切為 ⑧ 【答案】（1） （2）λ