高中物理力與物體的平衡習(xí)題解析與專題訓(xùn)練附答案1

1、力與物體的平衡例題解析力的合成與分解1. 物體受共點力F1、F2、F3作用而做勻速直線運動，則這三個力可能選取的數(shù)值為A.15 N、5 N、6 NB.3 N、6 N、4 NC.1 N、2 N、10 ND.1 N、6 N、8 N解析：物體在F1、F2、F3作用下而做勻速直線運動，則三個力的合力必定為零，只有B選項中的三個力的合力可能為零，故選B.答案：B2. 一組力作用于一個物體，其合力為零.現(xiàn)把其中的一個大小為20 N的力的作用方向改變90而大小不變，那么這個物體所受力的合力大小是_.解析：由于物體所受的合力為零，則除20 N以外的其他力的合力大小為20 N，方向與20 N的力方向相反.若把2

2、0 N的力的方向改變90，則它與其余力的合力垂直，由平行四邊形定則知物體所受力的合力大小為20 N.答案：20 N3. 如圖1215所示，物塊在力F作用下向右沿水平方向勻速運動，則物塊受的摩擦力Ff與拉力F的合力方向應(yīng)該是圖1215A.水平向右B.豎直向上C.向右偏上D.向左偏上解析：對物塊進行受力分析如圖所示：除F與Ff外，它還受豎直向下的重力G及豎直向上的支持力FN，物塊勻速運動，處于平衡狀態(tài)，合力為零.由于重力G和支持力FN在豎直方向上，為使這四個力的合力為零，F(xiàn)與Ff的合力必須沿豎直方向.由平行四邊形定則可知，F(xiàn)與Ff的合力只能豎直向上.故B正確. 答案：B4.如圖1216所示，物體靜

3、止于光滑水平面M上，力F作用于物體O點，現(xiàn)要使物體沿著O方向做加速運動（F和O都在M水平面內(nèi)）.那么，必須同時再加一個力，這個力的最小值是圖1216A.FcosB.FsinC.FtanD.Fcot解析：為使物體在水平面內(nèi)沿著O做加速運動，則F與的合力方向應(yīng)沿著O，為使最小，應(yīng)與O垂直，如圖所示.故的最小值為=Fsin，B選項正確.答案：B5 .某運動員在單杠上做引體向上的動作，使身體勻速上升.第一次兩手距離與肩同寬，第二次兩手間的距離是肩寬的2倍.比較運動員兩次對單杠向下的作用力的大小，其結(jié)果為_.解析：由于運動員勻速上升，運動員兩次所受單杠的作用力都等于他的重力，故他對單杠向下的作用力都是m

4、g.答案：mg6. 一根輕質(zhì)細繩能承受的最大拉力是G，現(xiàn)把一重為G的物體系在繩的中點，兩手先并攏分別握住繩的兩端，然后緩慢地左右對稱分開.為使繩不斷，兩繩間的夾角不能超過A.45B.60C.120D.135解析：當(dāng)兩繩間的夾角為120時，兩繩的拉力等于G；若兩繩的夾角大于120，兩繩的拉力大于G；若兩繩間的夾角小于120，兩繩的拉力小于G，故選C.答案：C7. 刀、斧、鑿、刨等切削工具的刃都叫做劈，劈的截面是一個三角形，如圖1217所示，使用劈的時候，在劈背上加力F，這個力產(chǎn)生的作用效果是使劈的兩側(cè)面推壓物體，把物體劈開.設(shè)劈的縱截面是一個等腰三角形，劈背的寬度是d，劈的側(cè)面的長度是L.試求劈

5、的兩個側(cè)面對物體的壓力F1、F2.圖1217解析：根據(jù)力F產(chǎn)生的作用效果，可以把力F分解為兩個垂直于側(cè)面的力、，如圖所示，由對稱性可知，=.根據(jù)力三角形OF與幾何三角形ACB相似可得= 所以=F由于F1=，F(xiàn)2=，故F1=F2=F.答案：F1=F2=F8. 如圖1218所示，保持不變，將B點向上移，則BO繩的拉力將圖1218A.逐漸減小B.逐漸增大C.先減小后增大D.先增大后減小解析：對結(jié)點O受力分析如圖甲所示.由于結(jié)點O始終處于平衡狀態(tài)，合力為零，故F1、FB、FA經(jīng)過平移可構(gòu)成一個矢量三角形，其中F1=mg，其大小和方向始終不變；FA方向也不變，大小可變；FB的大小、方向都在變.在繩向上偏

6、移的過程中，可能作出一系列矢量三角形如圖乙所示，顯而易見在FB變化到與FA垂直前，F(xiàn)B是逐漸變小的，然后FB又逐漸變大.同時看出FA是逐漸變小的，故C正確.應(yīng)用此方法可解決許多相關(guān)動態(tài)平衡問題.甲乙答案：C9.用細繩AC和BC吊起一重物，兩繩與豎直方向的夾角如圖1219所示，AC能承受的最大拉力為150 N，BC能承受的最大拉力為100 N.為使繩子不斷裂，所吊重物的質(zhì)量不得超過多少?圖1219解析：重物受到的三個力的方向已確定.當(dāng)AC、BC中有一條繩的拉力達到最大拉力時，設(shè)FAC已達到FAC150 N，已知FBCFACtan3086.6 N100 N. G= N172 N.G172 N時，F(xiàn)

7、AC150 N，而FBC100 N，AC要斷.所以G172 N，m17.2 kg.答案：m17.2 kg10.（2003年高考新課程理科綜合，19）如圖1220所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的.一根細線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，質(zhì)量為m1的小球和O點的連線與水平線的夾角為=60.兩小球的質(zhì)量比為圖1220A.B.C.D.解析：由FN與FT水平方向合力為零可知，F(xiàn)N=FT；豎直方向有2FT cos30=m1g，又FT =m2 g，從而得2m2 g=m1 g，解得=.答案：A11.如圖1221所示，重為

8、G的均勻鏈條，兩端用等長的輕繩連接，接在等高的地方，繩與水平方向成角.試求：（1）繩子的張力；（2）鏈條最低點的張力.圖1221解析：（1）如圖所示，設(shè)兩端繩的拉力均為F1，則有2F1sin=GF1=.（2）設(shè)鏈條最低點的張力為F2，則有F2=F1cos=Gcot.答案：（1） （2）Gcot12. 水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一小滑輪B.一輕繩的一端C固定在墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量m=10 kg的重物，CBA=30，如圖1222 所示.則滑輪受到繩子的作用力為（g取10 m/s2）圖1222A.50 NB.50 NC.100 ND.200 N解析：滑輪所受繩子的作用力是滑

9、輪兩側(cè)繩子拉力的合力.根據(jù)定滑輪的特點，兩側(cè)繩的拉力均為F=mg=100 N.由于兩側(cè)繩的夾角為120，所以，它們的合力也等于100 N，C選項正確.答案：C13.（2003年遼寧大綜合，36）如圖1223所示，一質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上，它的頂角為90，兩底角為和；a、b為兩個位于斜面上質(zhì)量均為m的小木塊.已知所有接觸面都是光滑的.現(xiàn)發(fā)現(xiàn)a、b沿斜面下滑，而楔形木塊靜止不動，這時楔形木塊對水平桌面的壓力等于圖1223A.Mg+mgB.Mg+2mgC.Mg+mg（sin+sin）D.Mg+mg（cos+cos）解析：以楔形木塊為研究對象，它受到重力、支持力、兩木塊的壓力，根據(jù)平衡條件得

10、FN=Mg+mgcos2+mgcos2由于+=90，故cos2+cos2=1，所以楔形木塊對地面的壓力為FN=Mg+mg正確選項為A.答案：A14.如圖1224所示，用光滑的粗鐵絲做成一直角三角形，BC水平，AC邊豎直，ABC=，AB及AC兩邊上分別套有細線連著的銅環(huán)，當(dāng)它們靜止時，細線跟AB所成的角的大小為（細線長度小于BC）圖1224A.=B.C.D.解析：若銅環(huán)Q質(zhì)量為零，則它僅受線的拉力和鐵絲AC的彈力，它們是一對平衡力.由于鐵絲對Q環(huán)的彈力垂直于AC，則細線必定垂直于AC，此時=，由于Q環(huán)的質(zhì)量大于零，故.同樣的道理，若銅環(huán)P的質(zhì)量為零，則=，而銅環(huán)P的質(zhì)量大于零，則，故.選項D正確

11、.答案：D15.（2004年天津理綜，17）中子內(nèi)有一個電荷量為+e的上夸克和兩個電荷量為e的下夸克，一簡單模型是三個夸克都在半徑為r的同一圓周上，如圖1225所示.圖1226給出的四幅圖中，能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是圖1225圖1226解析：電荷量為e的下夸克所受的另一個電荷量為e的下夸克給它的靜電力，為電荷量為+e的上夸克給它靜電力的，則由受力圖及相應(yīng)的幾何知識可得到，兩個電荷量為e的下夸克所受的靜電力的合力均豎直向上，電荷量為+e的上夸克所受的靜電力的合力豎直向下，故B選項正確.答案：B16.有點難度喲！如圖1227所示，在傾角=60的斜面上放一個質(zhì)量為m的物體，用k=100

12、N/m 的輕質(zhì)彈簧平行斜面吊著.發(fā)現(xiàn)物體放在PQ間任何位置都處于靜止?fàn)顟B(tài)，測得AP=22 cm，AQ=8 cm，則物體與斜面間的最大靜摩擦力等于多少？圖1227解析：物體位于Q點時，彈簧必處于壓縮狀態(tài)，對物體的彈力FQ沿斜面向下；物體位于P點時，彈簧已處于拉伸狀態(tài)，對物體的彈力FP沿斜面向上，P、Q兩點是物體靜止于斜面上的臨界位置，此時斜面對物體的靜摩擦力都達到最大值Fm，其方向分別沿斜面向下和向上.根據(jù)胡克定律和物體的平衡條件得：k（l0l1）+mgsin=Fmk（l2l0）=mgsin+Fm解得Fm=k（l2l1）=1000.14 N=7 N.答案：7 N17.有點難度喲！壓榨機如圖122

13、8所示，B為固定鉸鏈，A為活動鉸鏈.在A處作用一水平力F，C就以比F大得多的力壓D.已知L=0.5 m，h=0.1 m，F(xiàn)=200 N，C與左壁接觸面光滑，求D受到的壓力.圖1228解析：根據(jù)水平力產(chǎn)生的效果，它可分解為沿桿的兩個分力F1、F2，如圖a所示.則F1F2=而沿AC桿的分力F1又產(chǎn)生了兩個效果：對墻壁的水平推力F3和對D的壓力F4，如圖b所示，則F4=F1sin=Ftan而tan=故F4= N=500 N.答案：500 N18(06廣東模擬)如圖1-2所示是山區(qū)村民用斧頭劈柴的剖面圖，圖中BC邊為斧頭背，AB、AC邊是斧頭的刃面。要使斧頭容易劈開木柴，則（ ）ABC邊短一些，AB邊

14、也短一些BBC邊長一些，AB邊短一些CBC邊短一些，AB邊長一些DBC邊長一些，AB邊也長一些 解析：設(shè)斧頭所受的重力與向下的壓力的合力為F，按照力的作用效果將力F分解為F1和F2如圖1-3所示。由幾何關(guān)系可知： ，所以。顯然BC邊越短，AB邊越長，越容易劈開木柴。 答案：C。 點撥：將一個已知力進行分解，從理論上講可以有無數(shù)個解，但實際求解時常用兩種方法：正交分解和將力按照效果進行分解。19.(05全國卷)如圖1-4所示，在傾角為的光滑斜面上有兩個用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、B 。它們的質(zhì)量分別為mA、mB，彈簧的勁度系數(shù)為k , C為一固定擋板。系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉

15、物塊A 使之向上運動，求從開始到物塊B 剛要離開C時物塊A 的位移d。(重力加速度為g)。解析：用x1表示未加F時彈簧的壓縮量，由胡克定律和牛頓定律可知 用x2表示B 剛要離開C時彈簧的伸長量，則： 由題意得： d=x1 + x2 解得：d= 點撥：兩個用彈簧相連的物體，在相對運動過程中，發(fā)生的相對位移大小等于彈簧形變量的變化。因此求出初末兩個狀態(tài)時彈簧的形變量是解決這類問題的關(guān)鍵。20(06全國卷)如圖1-5所示，位于水平桌面上的物塊P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是，兩物塊的質(zhì)量都是m，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上

16、的摩擦都不計，若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動，則F的大小為（ ）A4mg B3mg C2mg Dmg解析：設(shè)繩中張力為T，對物塊Q和P分別受力分析如圖1-6所示。因為它都做勻速運動，所以所受合外力均為零。對Q有：T=f1=mg對P有：f2=2mg F= f2+T+ f1 解得：F=4mg答案：A點撥：當(dāng)兩物體間相對滑動時產(chǎn)生的摩擦為滑動摩擦，其方向與兩者間的相對運動方向相反，大小與該接觸面的正壓力成正比。21.（08全國卷II）如圖1-7所示, 一固定斜面上兩個質(zhì)量相同的小物塊A和B緊挨著勻速下滑, A與B的接觸面光滑. 已知A與斜面之間的動摩擦因數(shù)是B與斜面之間動摩擦因數(shù)的2倍, 斜

17、面傾角為. B與斜面之間的動摩擦因數(shù)是A. B. C. D. 解析：對AB這一系統(tǒng)受力分析，如圖1-8所示，若設(shè)B與斜面之間動摩擦因數(shù)為，它們的質(zhì)量為m，對該系統(tǒng)受力分析，由摩擦定律與平衡條件得：由此可得：答案：B點撥：把小物塊A和B看做整體，進行受力分析，然后抓住整體受力特點，根據(jù)滑動摩擦定律寫出AB整體受到的摩擦力大小，列平衡方程，是突破多物體參與的平衡問題的關(guān)鍵，這類題能很好考查考生基礎(chǔ)知識的掌握與基本能力，復(fù)習(xí)時應(yīng)引起注意。22(07廣東)如圖1-7所示，在傾角為的固定光滑斜面上，質(zhì)量為m的物體受外力F1和F2的作用，F(xiàn)1方向水平向右，F(xiàn)2方向豎直向上。若物體靜止在斜面上，則下列關(guān)系正

18、確的是( )AF1sinF2cosmg sin，F(xiàn)2mgBF1cosF2sinmg sin，F(xiàn)2mgCF1sinF2cosmg sin，F(xiàn)2mgDF1cosF2sinmg sin，F(xiàn)2mg 解析：物體受力分析如圖1-8所示，以斜面方向和垂直于斜面方向建立直角坐標(biāo)系，將這些力正交分解。由物體平衡條件可知：F1cosF2sinmg sin，而物體要靜止在斜面上，必須滿足F2mg答案：B點撥：當(dāng)物體受力個數(shù)較多時，可根據(jù)具體情況合理地建立坐標(biāo)系，將物體所受的所有外力進行正交分解，然后對兩個方向分別列式求解。這是解與力學(xué)相關(guān)問題的基本方法。應(yīng)訓(xùn)練掌握。23 .在機械設(shè)計中常用到下面的力學(xué)原理，如圖1-

19、9所示，只要使連桿AB與滑塊m所在平面間的夾角大于某個值，那么，無論連桿AB對滑塊施加多大的作用力，都不可能使之滑動，且連桿AB對滑塊施加的作用力越大，滑塊就越穩(wěn)定，工程力學(xué)上稱這為“自鎖”現(xiàn)象。為使滑塊能“自鎖”應(yīng)滿足什么條件？（設(shè)滑塊與所在平面間的動摩擦因數(shù)為）解析：滑塊m的受力如圖1-10所示，建立直角坐標(biāo)系，將力F正交分解，由物體平衡條件可知：在豎直方向上：FNmgFsin 圖1-9在水平方向上：Fcos=FfFN由以上兩式解得：Fcosmg+Fsin因為力F很大，所以上式可以寫成：FcosFsin故應(yīng)滿足的條件為arccot答案：arccot點撥：解決平衡物體中的臨界問題常用的方法是

20、假設(shè)法，其解題步驟是一是明確研究對象，二是畫出研究對象的受力圖，三是假設(shè)可發(fā)生的臨界條件，四是列出滿足所發(fā)生的臨界現(xiàn)象的平衡方程。24 (07北京模擬)木塊A、B分別重50 N和60 N，它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25；夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm,彈簧的勁度系數(shù)為400N/m，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動?，F(xiàn)用F=1 N的水平拉力作用在木塊B上.如圖1-9所示.力F作用后（ ）A木塊A所受摩擦力大小是12.5 NB木塊A所受摩擦力大小是11.5 NC木塊B所受摩擦力大小是9 ND木塊B所受摩擦力大小是7 N 本題簡介：本題考查了胡克定律，靜摩擦，物體平衡條件。難度：較易 解

21、析：未加F時，木塊A在水平面內(nèi)受彈簧的彈力F1及靜摩擦力FA作用，且F1FAkx8N，木塊B在水平面內(nèi)受彈簧彈力F2和靜摩擦力FB作用，且F2FBkx8N，在木塊B上施加F1N向右拉力后，由于F2FGB，故木塊B所受摩擦力仍為靜摩擦力，其大小FF2F9N，木塊A的受力情況不變。 答案：C反思：摩擦力是高考中的一個熱點，同時也是學(xué)習(xí)中的一個難點。求解摩擦力時，首先要判斷該處是滑動摩擦還是靜摩擦，而靜摩擦力的大小由物體所受外力和運動狀態(tài)決定的。所以在解題時要特別注意的。25.（08江蘇）一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降，若氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運動過程中所受阻力僅與速率有關(guān)，重力加速度為

22、g.現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升，則需從氣球籃中減少的質(zhì)量為A2(M) B. M C. 2MD.0解析：依題意可知，氣球在下降過程中處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得： ，在氣球上升過程中，速率與下降過程中相等，所以阻力仍為f，則平衡條件得：減少的質(zhì)量：，由以上各式聯(lián)合可得：答案：A反思：本題是勻速直線運動的變力作用下的平衡問題，從題中找出物理情景從一種向另一種轉(zhuǎn)換時的聯(lián)系，向另一個過程遷移，列平衡方程就能使問題得以突破。26如圖1-10所示，A、B是帶有等量的同種電荷的兩小球，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長度是L，懸線上端都固定在同一點O，B球懸線豎直且被固定，A球在力的作用下，偏離B球的地方靜止

23、平衡，此時A受到繩的拉力為F，現(xiàn)在保持其他條件不變，用改變A球質(zhì)量的方法，使A球在距B為處平衡，則A球受到的繩的拉力為原來的AT B2T C4T D8T 解析：以A球為研究對象，其受到重力G、B對A的庫侖力F、繩的拉力T，如圖1-11所示。因三力的方向不具有特殊的幾何關(guān)系，若用正交分解法，很難有結(jié)果，此時就改變思路，變正交分解為力的合成，注意觀察，不難發(fā)現(xiàn)圖中懸線形成的結(jié)構(gòu)三角形和力的矢量三角形相似，由共點力平衡條件得：以及，解得解得T=mg、，當(dāng)A球質(zhì)量變?yōu)閙并使它在距B球處于平衡時，同理可得：T=mg 和，而由庫侖定律容易得到A球前后所受庫侖力之比為將F、F代入上式可得：m=8m，所以繩子

24、拉力T=mg=8mg=8T 答案：D 反思：本題涉及重力、彈力、庫侖力、庫侖定律和共點力作用下物體的平衡條件?？疾閷W(xué)生的理解、分析、推理和綜合運用知識的能力。這是一道學(xué)科內(nèi)綜合的試題，充分體現(xiàn)了目前理科綜合的命題特點。縱觀近幾年有關(guān)力的平衡的考題，將力的合成與分解、物體的平衡條件中后續(xù)的電場力、磁場力等綜合在一起進行考查，已經(jīng)成為一個新的命題熱點。解決本題的關(guān)鍵是正確分析先后兩種情況下小球的受力情況，再設(shè)法尋找力的矢量三角形和結(jié)構(gòu)三角形的相似，利用相似三角形法求解。27如圖1-12所示，質(zhì)量為m的工件置于水平放置的鋼板C上，二者間的動摩擦因數(shù)為，由于光滑導(dǎo)槽A、B的控制，工件只能沿水平導(dǎo)槽運動

25、，現(xiàn)在使鋼板以速度v1向右運動，同時用力F拉動工件(F方向與導(dǎo)槽平行)使其以速度v2沿導(dǎo)槽運動，則F的大小為（ ）A.等于mg B.大于mg C.小于mg D.不能確定 解析：物體相對鋼板具有向左的速度分量v1和側(cè)向的速度分量v2，故相對鋼板的合速度v的方向如圖1-13所示，滑動摩擦力的方向與v的方向相反。根據(jù)平衡條件可得: Ffcosmg從上式可以看出：鋼板的速度V1越大，拉力F越小。答案：C反思：滑動摩擦力的方向總是與相對運動方向相反。解決此類問題的關(guān)鍵是找出相對運動方向，從而判斷出所受的滑動摩擦力的方向，方能正確求解。28（08海南）如圖所示，質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上，其斜面的

26、傾角為斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與斜面之間存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑在小物塊運動的過程中，楔形物塊始終保持靜止地面對楔形物塊的支持力為( )A（Mm）g B（Mm）gF C（Mm）gFsin D（Mm）gFsin解析：對楔形物塊與小物塊這一系統(tǒng)受力分析，受到重力，支持力，拉力F，系統(tǒng)各物體均平衡，則整個系統(tǒng)也處于平衡狀態(tài)。由對力F正交分解后，由平衡條件得：，則FN=（Mm）gFsin；支持力與壓力是作用力與反作用力，所以答案為D。答案：D反思：整體法是將兩個或者兩個以上的物體作為一個整體進行分析的方法，而隔離法是將某個物體單獨隔離出來進行分析的方法，整體法、隔離法

27、是分析物體平衡問題的常用方法，通常兩種方法結(jié)合使用。29.如圖1-16所示，在方向豎直向下的勻強磁場中，有兩根豎直放置的平行金屬導(dǎo)軌ABCD。導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為m的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)從t=0時刻起，給棒通以圖示方向的電流，且電流強度與時間成正比，即I=kt，其中k為恒量。若金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直，則在下圖所示的表示棒所受的摩擦力隨時間變化的四幅圖中，正確的是（ ）解析：由左手定則，金屬棒MN的安培力方向是垂直紙面向里，因此金屬棒對豎直金屬導(dǎo)軌ABCD的正壓力在數(shù)值上等于金屬棒MN的安培力F，設(shè)勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B、棒MN長為L，則有：N=F=BIL=kBLt開始階段滑動摩

28、擦力較小，即fG，物體將做減速運動，當(dāng)速度減小到零時，物體由運動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)，所以物體受到的滑動摩擦力也“突變”為靜摩擦力，由平衡條件可得此時該以后的靜摩擦力大小為f=G。 答案：C反思：本題涉及重力、彈力、摩擦力、安培力和左手定則等知識點，重點是對摩擦力的分析?？疾槔斫?、分析、推理和綜合的能力，以及圖像的分析和應(yīng)用圖像表達物理過程和規(guī)律的能力。解決本題的關(guān)鍵是先正確理解靜摩擦力和滑動摩擦力的特點，特別是靜摩擦力的大小會隨著運動趨勢的強弱而在0Fm(最大靜摩擦力)之間變化，與物體的正壓力無直接關(guān)系，一般可利用平衡條件或牛頓運動定律來求其大小，再結(jié)合題述過程判斷出是哪一類摩擦力，運用相應(yīng)的

29、方法求解，這里尤其要注意摩擦由“動”到“靜”的瞬間“突變”問題。30如圖1-17所示，重G的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間。若擋板逆時針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在該過程中，斜面和擋板對小球的彈力的大小F1、F2各如何變化？解析：由于擋板是緩慢轉(zhuǎn)動的，可以認為每個時刻小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此所受合力為零。應(yīng)用三角形定則，G、F1、F2三個矢量應(yīng)組成封閉三角形，其中G的大小、方向始終保持不變；F1的方向不變；F2的起點在G的終點處，而終點必須在F1所在的直線上，由作圖1-18可知，擋板逆時針轉(zhuǎn)動90過程，F(xiàn)2矢量也逆時針轉(zhuǎn)動90，因此F1逐漸變小，F(xiàn)2先變小后變大。（當(dāng)F2F1，即擋板與斜面垂直時

30、，F(xiàn)2最?。┓此迹哼@類平衡問題是一個物體受到三個力（或可等效為三個力）而平衡，這三個力的特點：其中一個力的大小和方向是確定的，另一個力方向始終不改變，第三個力的大小和方向都可改變。運用圖解法處理問題，顯得直觀、簡捷，思路明了，有助于提高思維能力，簡化解題過程。 31（2007年江蘇）如圖19所示，帶電量分別為4q和q的小球A、B固定在水平放置的光滑絕緣細桿上，相距為d，若桿上套一帶電小環(huán)C，帶電體A、B和C均可視為點電荷。 （1）求小環(huán)C的平衡位置； （2）若小環(huán)C帶電量為q，將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x（|x|d）后靜止釋放，試判斷小環(huán)C能否回到平衡位置。（回答“能”或“不能”即可） （3）

31、若小環(huán)C帶電量為q，將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x（|x|d）后靜止釋放，試證明小環(huán)C將作簡揩運動。 （提示：當(dāng)a1時，則）解析：（1）設(shè)C在AB連線的延長線上距離B為l處達到平衡，帶電量為Q 庫侖定律 和平衡條件得 解得 所以，C的平衡位置在B右側(cè)l = d處。 （2）.若小環(huán)C帶電量為q，將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x（|x|d）后靜止釋放，由于q受的電場力背離平衡位置，所以q將由靜止開始背離平衡位置做加速運動，不可能回到平衡位置。 （3）環(huán)C帶電q，平衡位置不變，將環(huán)C向右拉離平衡位置一小位移x，選取向右為矢量的正方向 C受的回復(fù)力為 利用近似關(guān)系化簡得，所以小環(huán)C將做簡諧運動。答案：（1）

32、C的平衡位置在B右側(cè)l = d處 （2）不能回到平衡位置 （3），小環(huán)C將做簡諧運動。反思：本題是平衡問題與簡諧運動相聯(lián)系的試題，是在原來熟悉的平衡模型的基礎(chǔ)上添加條件進行拓展改編輯成的，在復(fù)習(xí)時要注重加強一題拓展的訓(xùn)練。32.科學(xué)探究活動通常包括以下環(huán)節(jié)：提出問題，作出假設(shè)，制訂計劃設(shè)計實驗，進行實驗收集證據(jù)，分析論證，評估交流等。一位同學(xué)學(xué)習(xí)了滑動摩擦力后，懷疑滑動摩擦力可能與接觸面積有關(guān),于是他準(zhǔn)備用實驗探究這個問題。(1)這位同學(xué)認為：滑動摩擦力的大小與接觸面積成正比，這屬于科學(xué)探究活動中的_環(huán)節(jié)。(2)為完成本實驗，需要自己制作木塊，他應(yīng)制作的木塊是下列選項中的_A各面粗糙程度相同的

33、正方體木塊B各面粗糙程度不相同的正方體木塊C各面粗糙程度相同，長寬高各不相等的長方體木塊D各面粗糙程度不相同,長寬高各不相等的長方體木塊(3)為了測量木塊與木板之間的滑動摩擦力，他設(shè)計了兩種方案，如圖1-20甲和乙所示，甲是將長木板固定在水平面上，用彈簧測力計水平拉動木板上的木塊；乙是用彈簧測力計水平拉住木塊，他水平拉動木塊下的木板，你認為更利于操作的方案是_。理由是_。解析：要探究摩擦力的大小與接觸面積大小是否有關(guān)，必須用控制變量法。因此要在保持其它條件相同的情況下，改變接觸面積的大小，測出相應(yīng)的摩擦力的大小，才能判斷滑動摩擦力是否與接觸面積有關(guān)。方案甲中，物體只有做勻速運動時，彈簧秤的讀數(shù)

34、才等于物體所受的摩擦力的大小，而操作中很難做到。而方案乙中，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受的摩擦力的大小總等于彈簧秤的讀數(shù)。 答案：(1) 作出假設(shè) ；(2) C (3) 乙； 乙方案中物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧秤的讀數(shù)就等于物體所受的摩擦力的大小。 反思：本題考查了摩擦力大小的決定因素、控制變量法的物理思想，還著重考查了學(xué)生的實驗探究能力。實驗探究是新課標(biāo)的一個重要思想，值得我們注意。專題訓(xùn)練測試題：（時間120分鐘 滿分150分） 一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的

35、或不答的得0分。）1. 如圖1-21所示長木板L的一端固定在鉸鏈上，木塊放在木板上，開始木板成水平位置當(dāng)木板向下轉(zhuǎn)動，角逐漸增大的過程中，摩擦力 的大小隨角變化最有可能的是圖1-22中 （ ）圖1-23mMFN2.如圖1-23所示，輕繩的一端系在質(zhì)量為物體上，另一端系在一個輕質(zhì)圓環(huán)上，圓環(huán)套子在粗糙水平桿MN上，現(xiàn)用水平力F拉繩上一點，使物體處于圖中實線位置，然后改變F的大小使其緩慢下降到圖中虛線位置，圓環(huán)仍在原來的位置不動，則在這一過程中，水平拉力F、環(huán)與桿的摩擦力Ff和環(huán)對桿的壓力FN的變化情況是：（ ）AF逐漸增大，F(xiàn)f保持不變, FN逐漸增大BF逐漸增大，F(xiàn)f逐漸增大, FN保持不變C

36、F逐漸減小，F(xiàn)f逐漸增大, FN逐漸減小DF逐漸減小，F(xiàn)f逐漸減小, FN保持不變3. 如圖1-23所示，懸掛在O點的一根不可伸長的絕緣細線下端有一個帶電量不變的小球A，在兩次實驗中，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球B，當(dāng)B到達懸點O的正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向的角度為，若兩次實驗中B的電量分別為q1和q2，分別為30和45，則q2/q1為（ ）A2B3C2D34完全相同的直角三角形滑塊A、B如圖1-25所示疊放，設(shè)A、B接觸的斜面光滑，A與桌面的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)在B上施加一水平推力F，恰好使A、B保持相對靜止且一起勻速運動，則A對桌面的動摩擦因數(shù)跟斜面傾角的

37、關(guān)系為 （ ）A. B. C. D. 與無關(guān)5如圖1-26所示，繩子AO的最大承受力為150N，繩子BO的最大承受力為100N，繩子OC強度足夠大.要使繩子不斷，懸掛重物的重力最多為（ ）A100N B.150N C. D.200N 6如圖1-27所示，用兩根細線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點O，并用第三根細線連接A、B兩小球，然后用某個力F作用在小球A上，使三根細線均處于直線狀態(tài)，且OB細線恰好沿豎直方向，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則該力可能為圖中的（ ）AF1 BF2 CF3 DF47如圖1-28所示，一輛汽車沿水平面向右運動，通過定滑輪將重物A緩慢吊起，在吊起重物的過程中，關(guān)于繩子的拉

38、力FT、汽車對地面的壓力FN和汽車受到的摩擦力Ff的說法中正確的是（ ）AFT不變，F(xiàn)N不變，F(xiàn)f逐漸增大BFT不變，F(xiàn)N逐漸增大，F(xiàn)f逐漸增大CFT逐漸增大，F(xiàn)N不變，F(xiàn)f逐漸增大DFT逐漸減小，F(xiàn)N逐漸增大，F(xiàn)f逐漸增大8. 圖1-29中為一“濾速器”裝置示意圖。a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔O進入a、b兩板之間。為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強磁場，使所選電子仍能夠沿水平直線OO運動，由O射出。不計重力作用?？赡苓_到上述目的的辦法是A使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向里B使a板電勢低于b板，磁

39、場方向垂直紙面向里C使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向外D使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向外9對如圖1-30所示的皮帶傳動裝置，下列說法中正確的是( ) AA輪帶動B輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn) BB輪帶動A輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)CC輪帶動D輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn)DD輪帶動C輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn)10(08成都模擬)如圖所示,一根輕彈簧上端固定在O點，下端拴一個鋼球P，球處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對球施加一個方向向右的外力F，使球緩慢偏移，在移動中的每個時刻，都可以認為鋼球處于平衡狀態(tài)。若外力F的方向始終水平，移動中彈簧與豎直方向的夾角90。且彈簧的伸長量不超過其彈性限度，則圖中給出的彈簧伸長量x與cos的函數(shù)關(guān)系

40、圖像2中，最接近的是（ ） 二、填空和實驗題(本題共 小題，共32分，把正確的答案填在下面的橫線上，或按要求答題。）11. 如圖6所示，在兩塊相同的豎直木板之間，夾有質(zhì)量均為的塊相同的磚，用兩大小均為的水平力壓緊木板，使磚靜止，則第與第塊磚間的摩擦力為 。12如圖1-32所示，質(zhì)量為m，帶點量為-q的微粒以速度v與水平成450進入勻強電場和勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。如微粒在電場、磁場、重力場作用下做勻速直線運動，則電場強度E= ，磁感應(yīng)強度B= 。13在“探究力的等效和替代的平行四邊形定則”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細繩，細繩的另一端都有繩套（如圖1-33

41、）。實驗中需用兩個彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條。某同學(xué)認為在此過程中必須注意以下幾項：兩根細繩必須等長。橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上。在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行。D同一次實驗中，O點位置允許變動。E實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤的拉力的大小和方向，把橡皮條的節(jié)點拉到O點。F實驗中，把橡皮條的節(jié)點拉到O點時，兩彈簧秤之間的夾角應(yīng)取900不變，以便于算出合力的大小其中正確的是_。（填入相應(yīng)的字母）14為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計了一個實驗：如圖1-34所示，在木塊A和木板B上貼上待測的紙，B木板水平固定，

42、砂桶通過細線與木塊A相連，調(diào)節(jié)砂桶中砂的多少，使A勻速向左運動。測出砂桶和砂的總質(zhì)量m，以及貼紙木塊A的質(zhì)量M，則兩紙間的動摩擦因數(shù)=m/M。（1）該同學(xué)為什么要把紙貼在木塊A和木板B上，而不直接測量兩張紙間的滑動摩擦力？（2）在實際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運動較困難，請你對這個實驗作一改進來克服這一困難。你設(shè)計的改進方案是：；根據(jù)你的方案做實驗，結(jié)果動摩擦因數(shù)的表達式是：； 根據(jù)你的方案要添加的器材有 。三、計算題（本題共5小題，共70分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）15如圖1-35所示，一根

43、輕繩上端固定在O點，下端拴一個重為G的鋼球A，球處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對球施加一個方向向右的外力F，使球緩慢偏移，在移動中的每一刻，都可以認為球處于平衡狀態(tài).如果外力F方向始終水平，最大值為2G，試分析：(1)輕繩張力T的大小取值范圍.(2)在圖1-36中畫出輕繩張力(T)與cos的關(guān)系圖象.16如圖1-37所示，在豎直平面內(nèi)固定有兩條平行的金屬導(dǎo)軌ab、cd，導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.80T，與導(dǎo)軌相連的電源電動勢E=3.0V，內(nèi)阻r=0.5，水平放置的導(dǎo)體棒MN的電阻R=1.5，兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好，且能沿導(dǎo)軌無摩擦滑動,電路中其他電阻不計。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S與1接通

44、時，導(dǎo)體棒剛好保持靜止?fàn)顟B(tài)，求：（1）磁場的方向；（2）當(dāng)開關(guān)S與2接通后，導(dǎo)體棒MN在運動過程中，單位時間（1s）內(nèi)掃過的最大面積。設(shè)導(dǎo)軌足夠長。17三根不可伸長的相同的輕繩，一端系在半徑為r0的環(huán)1上，彼此間距相等，繩穿過半徑為r0的第2個圓環(huán)，另一端同樣地系在半徑為2r0的環(huán)3上，如圖1-38所示，環(huán)1固定在水平面上，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).試求第2個環(huán)中心與第3個環(huán)中心之間的距離.(三個環(huán)都是用相同的金屬絲制作的，摩擦不計)18如圖1-39所示，一臺軋鋼機的兩個滾子,直徑各為d=50cm,以相反方向旋轉(zhuǎn),滾子間距離為a=0.5cm,如果滾子和熱鋼間的動摩擦因數(shù)為0.1,試求進入滾子前鋼板

45、的最大厚度。專題訓(xùn)練參考答案：一、選擇題（本題共10小題，每題4分，共40分）1解析：當(dāng)較小時物塊與木板間的摩擦力為靜摩擦力，摩擦力大小與物塊重力沿板方向的分力大小相等，其大小為：，按正弦規(guī)律變化；當(dāng)較大時物塊與木板間的摩擦力為滑動摩擦力，摩擦力大小為：，按余弦規(guī)律變化，故選B答案：B2.解析：物體緩慢下降過程中，細繩與豎直方向的夾角不斷減小，可把這種狀態(tài)推到無限小，即細繩與豎直方向的夾角為零；由平衡條件可知時，所以物體緩慢下降過程中，F(xiàn)逐漸減小，F(xiàn)f逐漸減小。故選D。3 OAB絕緣手柄FTG解析： 由于二者間的電場力是作用力與反用力，若以B為研究對象，絕緣手柄對B球的作用力未知，陷入困境，因

46、此以A為研究對象。設(shè)A帶電量為q，B帶電量為Q，AB間距離為a,OB間距離為h ,由庫侖定律得，由三角形OAB得，以B球為研究對象，受力如圖3所示，由平衡條件得，由以上三式得，所以，故正確選項為D。4mgNF解析：設(shè)兩三角形滑塊的質(zhì)量均為m，對整體有：滑塊B受力如圖所示，則對B有：，可解得： 5解析：在增加重力時，不知哪根繩子先斷.故我們選擇O點為研究對象，先假設(shè)OA不會被拉斷，OB繩上的拉力先達最大值，則：，由拉密定理得：解得：，OA將被拉斷.前面假設(shè)不成立.再假設(shè)OA繩子拉力先達最大值，此時，由拉密定理得：解得：，故OB將不會斷.此時，,故懸掛重物的重力最多只能為，所以C正確，答案C。6解析：物體受力平衡時，無論如何建立直角坐標(biāo)系，兩個方向上的合力均為零。若以O(shè)A和垂