1、专题（一）各种性质的力和物体的平衡1力是物体间的相互作用，力是矢量，力的合成和分解。例题 1(06 广东模拟) 如图 1-2 所示是山区村民用斧头劈柴的剖面图，图中 BC 边为斧头背，AB、AC 边是斧头的刃面。要使斧头容易劈开木柴，则（ ）ABC 边短一些， AB 边也短一些BBC 边长一些，AB 边短一些CBC 边短一些，AB 边长一些DBC 边长一些， AB 边也长一些2形变和弹力、胡克定律例题 2.(05 全国卷) 如图 1-4 所示，在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块 A、B 。 它们的质量分别为 mA、m B，弹簧的劲度系数为 k , C 为一固 定挡板。系统处于静
2、止状态。现开始用一恒力 F 沿斜面方 向拉物块 A 使之向上运动，求从开始到物块 B 刚要离开 C 时物块 A 的位移d。( 重力加速度为 g)。3静摩擦 最大静摩擦 滑动摩擦 滑动摩 擦定律例题 3(06 全国卷)如图 1-5 所示，位于 水平桌面上的物块 P，由跨过定滑轮的轻绳与物块 Q 相连，从滑轮到 P 和到 Q 的两段绳都是水平的。已 知 Q 与 P 之间以及 P 与桌面之间的动摩擦因数都是 ， 两物块的质量都是 m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都 不计，若用一水平向右的力 F 拉 P 使它做匀速运动，则 F 的大小为（ ）A4 mg B3 mg C2 mg D mg4. 滑动摩擦定律
3、和多物体参与平衡问题例题 4.（08 全国卷 II）如图 1-7 所示, 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. B. C. D. tan32cot3tancot5共点力作用下物体的平衡例题 5(07 广东) 如图 1-7 所示，在倾角为 的固定光滑斜面上，质量为 m 的物体受外力 F1和 F2 的作用， F1 方向水平向右， F2 方向竖直 向上。若物体静止在斜面上，则下列关系正确的是( )AF 1sinF 2c
4、osmg sin，F 2mgBF 1cosF 2sinmg sin ，F 2mgCF 1sinF 2cosmg sin ，F 2mgDF 1cosF 2sinmg sin，F 2mg6.平衡问题中的临界问题例题 6.在机械设计中常用到下面的力学原理，如图 1-9 所示，只要使连杆 AB 与滑块 m 所在平面间的夹角 大于某个值，那么，无论连杆 AB 对滑块施加 多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆 AB 对滑块施加的作用力越大， 滑块就越稳定，工程力学上称这为“自锁”现象。为使滑块能“自锁” 应 满足什么条件？（设滑块与所在平面间的动摩擦因数为 ）四、热点分析例题 1 (07 北京模拟)木块
5、 A、B 分别重 50 N 和 60 N，它 们与水平地面之间的动摩擦因数均为 0.25；夹在 A、B 之间的轻弹簧被压缩了 2cm,弹簧的劲度系数为400N/m，系统置于水平地面上静止不动。现 用 F=1 N 的水平拉力作用在木块 B 上.如图 1-9 所示.力 F 作 用后（ ）A木块 A 所受摩擦力大小是 12.5 NB木块 A 所受摩擦力大小是 11.5 NC木块 B 所受摩擦力大小是 9 ND木块 B 所受摩擦力大小是 7 N例题 2.（08 江苏）一质量为 M 的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力 F 始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速 率有关，重力加速度为 g.现欲使该
6、气球以同样速率匀速上升，则需从气球篮中 减少的质量为A2(M ) B. M C. 2M D.02Fg2g例题 3如图 1-10 所示，A、B 是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是 m，它们的悬线长度是 L，悬线上端都固定在同一点 O，B 球悬线竖直且被固定，A 球在力的作用下，偏离 B 球 的地方静止平衡，此时 A 受到绳的拉力为 F，现在保持其他条件不变，用改变 A 球质量的方法，使 A 球在距 B 为 处平衡，则 A 球受到的绳的拉力为原来的21AT B2T C4T D8T五、能力突破例 1如图 1-12 所示，质量为 m 的工 件置于水平放置的钢板 C 上，二者间的动摩擦因数为
7、，由于光滑导槽 A、B 的控制，工件只能沿水平导槽运 动，现在使钢板以速度 v1 向右运动，同时用力 F 拉动工 件(F 方向与导槽平行)使其以速度 v2 沿导槽运动，则 F 的大小为（ ）A.等于 mg B.大于 mg C.小于 mg D.不能确定 例题 2（08 海南）如图所示，质量为 M 的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为斜面上有一质量为 m 的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦用恒力 F 沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑在小物块运动的过程中，楔形物块 始终保持静止地面对楔形物块的支持力为( )A （M m）g B （Mm）gF C （Mm）gFsin D （Mm）gF sin例题
8、 3.如图 1-16 所示，在方向竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行金属导轨ABCD。导轨上放有质量为 m 的金属棒 MN，棒与导轨间的动摩擦因数为 。现从 t=0 时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即 I=kt，其中 k 为恒量。若金属棒与导轨始终垂直，则在下图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是（ ）例题4如图1-17所示，重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。若挡板逆时针缓慢转到水平位置，在该过程中，斜面 和挡板对小球的弹力的大小F 1、F 2各如何变化？例题 5 （2007 年江苏）如图 19 所示，带电量分别为 4q 和q 的小球
9、 A、B 固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距 为 d，若杆上套一带电小环C，带电体 A、B 和 C 均可视为 点电荷。（1）求小环 C 的平衡位置；（2）若小环 C 带电量为 q，将小环拉离平衡位置一小位移 x（|x|d）后静止释放，试判断小环 C 能否回到平衡位置。 （回答“能”或“不能”即可）（3）若小环 C 带电量为q，将小环拉离平衡位置一小位移 x（|x|d）后静止释放，试证明小环 C 将作简揩运动。（提示：当 a1 时，则 na1)(）例题 6.科学探究活动通常包括以下环节：提 出问题，作出假设，制订计划设计实验，进行实验收集证据， 分析论证，评估交流等。一位同学学习了滑动摩擦力后
10、，怀 疑滑动摩擦力可能与接触面积有关,于是他准备用实验探究 这个问题。(1)这位同学认为：滑动摩擦力的大小与接 触面积成正比，这属于科学探究活动中的_环节。(2)为完成本实验，需要自己制作木块，他应制作的木块是下列选项中的_A各面粗糙程度相同的正方体木块B各面粗糙程度不相同的正方体木块C各面粗糙程度相同，长宽高各不相等的长方体木块D各面粗糙程度不相同,长宽高各不相等的长方体木块(3)为了测量木块与木板之间的滑动摩擦力，他设计了两种方案，如图 1-20 甲和乙所示，甲是将长木板固定在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木板上的木块；乙是用弹簧测力计水平拉住木块，他水平拉动木块下的木板，你认为更利于操作
11、的方案是_。理由是_。专题专练：（时间 120 分钟 满分 150 分） 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分。 ）1. 如图1-21 所示长木板L的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板成水平位置当木板向下转动，角逐渐增大的过程中，摩擦力 的大小随 角变化最有可能的是图1-22中 （ fF）2.如图 1-23 所示，轻绳的一端系在质量为 物体上，另一端系在一个轻质圆环上，圆环套m子在粗糙水平杆 MN 上，现用水平力 F 拉绳上一点，使物体处
12、于图中实线位置，然后改变 F 的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置 不动，则在这一过程中，水平拉力 F、环与杆的摩擦力 Ff 和环对杆的压 力 FN 的变化情况是：（ ）AF 逐渐增大，F f 保持不变, F N 逐渐增大BF 逐渐增大，F f 逐渐增大, F N 保持不变CF 逐渐减小，F f 逐渐增大, F N 逐渐减小DF 逐渐减小，F f 逐渐减小, F N 保持不变3. 如图 1-23 所示，悬挂在 O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球 A，在两次实 验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球 B，当 B 到达悬点 O 的正下方并与 A 在同一水平线上，
13、A 处 于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为 ，若两次实验中 B 的电量分别为 q1 和 q2， 分别为 30和 45，则 q2/q1 为（ ）A2B3C 2D34完全相同的直角三角形滑块 A、B 如图 1-25 所示叠放，设图 1-23mMFNA、B 接触的斜面光滑，A 与桌面的动摩擦因数为 ，现在 B 上施加一水平推力 F，恰好使 A、B保持相对静止且一起匀速运动，则 A 对桌面的动摩擦因数 跟斜面倾角 的关系为 （ ）A. tanB. 2C. 1taD. 与 无关5如图 1-26 所示，绳子 AO 的最大承受力为 150N，绳子 BO 的最大承受力为 100N，绳子OC 强度足够大.要
14、使绳子不断，悬挂重物的重力最多为（ ）A100N B.150N C. D.200N103N6如图 1-27 所示，用两根细线把 A、B 两小球悬挂在天花板上的同一点 O，并用第三根细线连接 A、B 两小球，然后用某个力 F 作用在小球 A 上，使三根细线均处于直线状态，且 OB 细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态。则该力可能为图中的（ ）AF 1 BF 2 CF 3 DF 47如图 1-28 所示，一辆汽车沿水平面向右运动，通过定滑轮将重物 A 缓慢吊起，在吊起重物的过程中，关于绳子的拉力 FT、汽车对地面的压力 FN 和汽车受到的摩擦力 Ff 的说法中正确的是（ ）AF T 不变， F
15、N 不变，F f 逐渐增大BF T 不变，F N 逐渐增大， Ff 逐渐增大CF T 逐渐增大，F N 不变， Ff 逐渐增大DF T 逐渐减小， FN 逐渐增大， Ff 逐渐增 大8. 图 1-29 中为一“滤速器”装置示意 图。a、b 为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的 电子沿水平方向经小孔 O 进入 a、b 两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在 a、b 间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线 OO运动，由 O射出。不计重力作用。可能达到上述目的的办法是A使 a 板电势高于 b 板，磁场方向垂直纸面向里B使 a 板电势低于 b 板，磁
16、场方向垂直纸面向里C使 a 板电势高于 b 板，磁场方向垂直纸面向外D使 a 板电势低于 b 板，磁场方向垂直纸面向外9对如图1-30所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是( ) AA轮带动B轮沿逆时针方向旋转 BB轮带动 A轮沿逆时针方向旋转CC轮带动 D轮沿顺时针方向旋转DD轮带动C轮沿顺时针方向旋转10(08 成都模拟)如图所示,一根轻弹簧上端固定在 O 点，下端 拴一个钢球 P，球处于静止状态。现对球施加一个方向向右的外力 F，使球缓慢 偏移，在移动中的每个时刻，都可以认为钢球处于平衡状态。若外力 F 的方向 始终水平，移动中弹簧与竖直方向的夹角 90 。 且弹簧的伸长量不超过其弹 性
17、限度，则图中给出的弹簧伸长量 x 与 cos 的函数关系图像 2 中，最接近的 是（ ）二、填空和实验题(本题共 小题，共 32 分，把正确的答案填在下面的横线上，或按要求答题。）11. 如图 6 所示，在两块相同的竖直木板之间，夹 有质量均为 的块相同的砖，用两大小均为的水平力压紧木板，使砖 静止，则第与第块砖间的摩擦力为 。12如图 1-32 所示，质量为 m，带点量为-q 的微粒 以速度 v 与水平成450 进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。如微粒在电场、磁场、重力场作用下做匀速直线运动，则电场强度 E= ，磁感应强度 B= 。13在“探究力的等效和替代的平行四边形定则”实验
18、中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图 1-33）。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：两根细绳必须等长。橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。D同一次实验中，O 点位置允许变动。E实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的拉力的大小和方向，把橡皮条的节点拉到 O 点。F实验中，把橡皮条的节点拉到 O 点时，两弹簧秤之间的夹角应取 900 不变，以便于算出合力的大小其中正确的是_。（填入相应的字母）14为了测量两
19、张纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：如图 1-34 所示，在木块A 和木板 B 上贴上待测的纸，B 木板水平固定，砂桶通过细线与木块 A 相连，调节砂桶中砂的多少，使 A 匀速向左运动。测出砂桶和砂的总质量 m，以及贴纸木块 A 的质量 M，则两纸间的动摩擦因数 =m/M。（1）该同学为什么要把纸贴在木块 A 和木板 B 上，而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力？（2）在实际操作中，发现要保证木块 A 做匀速运动较困 难，请你对这个实验作一改进来克服这一困难。你设计的改进方案是：；根据你的方案做实验，结果动摩擦因数 的表达式是： ； 根据你的方案要添加的器材有 。三、计算题（解答应写出必要
20、的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 ）15如图 1-35 所示，一根轻绳上端固定在 O 点，下端拴一个重为 G 的钢球 A，球处于静止状态.现对球施加一个方向向右的外力 F，使球缓慢偏移，在移动中的每一刻，都可以认为球处于平衡状态.如果外力 F 方向始终水平，最大值为 2G，试分析：(1)轻绳张力 T 的大小取值范围.(2)在图 1-36 中画出轻绳张力( T)与 cos 的关系图象. 16如图 1-37 所示，在竖直平面内固定有两条平行的金属导轨 ab、cd ，导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度 B=0.80T，与导轨相连的电源电动势 E=3.0V，内阻 r=0.5，水平放置的导体棒 MN 的电阻 R=1.5，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动,电路中其他电阻不计。当单刀双掷开关S 与 1 接通时，导体棒刚好保持静止状态，求：（1）磁场的方向；（2）当开关 S 与 2 接通后，导体棒 MN 在运动过程中，单位时间（1s ）内扫过的最大面积。设导轨足够长。17如图 1-39 所示，一台轧钢机的两个滚子,直径各为 d=50cm,以相反方向旋转,滚子间距离为a=0.5cm,如果滚子和热钢间的动摩擦因数为 0.1,试求进入滚子前钢板的最大厚度。
