1、1/30第一章 力、物体的平衡第一部分 五年高考题荟萃2009 年高考新题1.（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。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静摩擦力合滑动摩擦力大小相等，重力加速度为 g，则 （ C ）A将滑块由静止释放，如果 tan ，滑块将下滑B给滑块沿斜面向下的初速度，如 果 tan ，滑块将减速下滑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解析：对处于斜面上的物块受力分析，要使物块沿斜面下滑则 m
2、gsinmgcos，故bd)。将 a、b 球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内，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 1f和 2，筒底所受的压力大小为 F已知重力加速度大小为 g。若所以接触都是光滑的，则 （ A ）A ab12Fmgf B a12 bmgfC f D , f10.（09江苏物理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 10N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g取 210/s） （ A ）A 3m B 2m4/30C 1m2 D 3m4解析：熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一
3、些规律，是解决本题的根本；一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大。题中当绳子拉力达到 F=10N 的时候，绳子间的张角最大，即两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图。绳子与竖直方向的夹角为 ，绳子长为 L0=1m,则有 cos2mg，两个挂钉的间距离 sin20L，解得 23Lm，A 项正确。11.（09广东理科基础4）建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0kg 的工人站在地面上，通过定滑轮将 20.0kg 的建筑材料以 0500ms 2 的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩
4、擦，则工人对地面的压力大小为(g 取 lOms 2) （ B ）A510 N B490 N C890 N D910 N 解析：对建筑材料进行受力分析。根据牛顿第二定律有 agF,得绳子的拉力大小等于 F=210N,然后再对人受力分析由平衡的知识得 NM,得 FN=490N,根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力为 490N.B 对。12.(09广东文科基础58)如图 8 所示，用一轻绳系一小球悬于 O 点。现将小球拉至水平位置，然后释放，不计阻力。小球下落到最低点的过程中，下列表述正确的是 （ A ）A小球的机械能守恒 B小球所受的合力不变C小球的动能不断减小 D小球的重力势能增加13.（09山
5、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 FN。OF 与水平方向的夹角为 0。下列关系正确的是 （ A ）A tangFBFmgtan C NDF N=mgtan解析：对小滑块受力分析如图所示，根据三角形定则可得 tanmg， siNF，所以 A 正确。考点：受力分析，正交分解或三角形定则提示：支持力的方向垂直于接触面，即指向圆心。正交分解列式求解也可。14.（09山东22）图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30，质量为 M 的木箱与轨道的动摩擦因数为 36。木箱在轨道端时，自
6、动5/30装货装置将质量为 m 的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。下列选项正确的是 （ BC ）AmMBm2MC木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度D在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能解析：受力分析可知，下滑时加速度为 cosg，上滑时加速度为 cosg，所以 C 正确。设下滑的距离为 l，根据能量守恒有()coscosinmMglgml，得 m2M 。也可以根据除了重力、弹性力做功以外，还有其他力(非重力、弹性力 )做的功之和
7、等于系统机械能的变化量， B 正确。在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，所以 D 不正确。考点：能量守恒定律，机械能守恒定律，牛顿第二定律，受力分析提示：能量守恒定律的理解及应用。15.（09安徽17）为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是 ( C )A. 顾客始终受到三个力的作用B. 顾客始终处于超重状态C. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D. 顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直
8、向下解析：在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向左，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛顿第三定律，它的反作用力即人对电梯的作用方向指向向左下；在匀速运动的过程中，顾客与电梯间的摩擦力 等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下。16.（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间的动摩擦因数为 ，斜面的倾角为o30，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为 （ A ）A 2mg 和 1mg B 21mg 和 3mgC mg 和 mg D mg 和 mg解析：受力如图所示， mg0gFoN23cs， mgfo2130sin
9、。FNmgfa6/3017.（09浙江16）如图所示，在光滑绝缘水平面上放置 3 个电荷量均为 q0的相同小球，小球之间用劲度系数均为 0k的轻质弹簧绝缘连接。当 3 个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为 0l 已知静电力常量为 ，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为 （ C ）A 205lkq B 20lkq C204lD 20l解析：第三个小球受三个力的作用它们的关系是 202lqKxkl，得 2045lkqx 20045lkKqxl18.（09全国25） (18 分) 如图所示，倾角为 的斜面上静止放置三个质量均为 m的木箱，相邻两木箱的距离均为 l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱
10、使之上滑，逐一与其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变，最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面间的动摩擦因数为 ,重力加速度为 g.设碰撞时间极短，求（1）工人的推力；（2）三个木箱匀速运动的速度；（3）在第一次碰撞中损失的机械能。答案：（1） sin3cosmg；（2） ()L；（3） sics。解析：(1)当匀速时,把三个物体看作一个整体受重力、推力 F、摩擦力 f 和支持力.根据平衡的知识有 cos3inmgF；(2)第一个木箱与第二个木箱碰撞之前的速度为 V1,加速度F23F137/30)cos(sin2cosin1 gmgFa 根据运动学公式或动
11、能定理有 )s(i2LV,碰撞后的速度为 V2根据动量守恒有 21mV,即碰撞后的速度为 coing,然后一起去碰撞第三个木箱,设碰撞前的速度为V3。从 V2 到 V3 的加速度为 2)cos(sin2cosin2 gmgFa ,根据运动学公式有 L23,得 )(i3LV,跟第三个木箱碰撞根据动量守恒有 43m,得 cossng就是匀速的速度；(3)设第一次碰撞中的能量损失为 E,根据能量守恒有 221mVEV,带入数据得 )cos(singLE。19.（09山东24） （15 分）如图所示，某货场而将质量为 m1=100 kg 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，
12、现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，轨道半径 R=1.8 m。地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板 A、B，长度均为l=2m，质量均为 m2=100 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 =0.2。 （最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取 g=10 m/s2）（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 4 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 1=0。5，求货物滑到木板 A 末端时的速度和在木板 A 上运动的时间。解析：（1）设货物滑到圆轨道末端
13、是的速度为 0v，对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得， 210mgRv设货物在轨道末端所受支持力的大小为 NF,根据牛顿第二定律得，201NvFmgR联立以上两式代入数据得 30N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 3000N，方向竖直向下。（2）若滑上木板 A 时，木板不动，由受力分析得 1212()mgg若滑上木板 B 时，木板 B 开始滑动，由受力分析得 联立式代入数据得 10.6。8/30（3） 10.5，由式可知，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 1a，由牛顿第二定律得 11mga设货物滑到木板 A 末端是的
14、速度为 v，由运动学公式得 20vl联立式代入数据得 14/ms设在木板 A 上运动的时间为 t，由运动学公式得 101vat联立式代入数据得 0.s。考点：机械能守恒定律、牛顿第二定律、运动学方程、受力分析20.（09安徽22） （14 分）在 2008 年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为 15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重
15、力加速度取 210m/sg。当运动员与吊椅一起正以加速度 21m/sa上升时，试求（1）运动员竖直向下拉绳的力；（2）运动员对吊椅的压力。答案：440N，275N解析：解法一:(1）设运动员受到绳向上的拉力为 F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是 F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示，则有：amgm-2F人人人人 N40由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力 （2）设吊椅对运动员的支持力为 FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有：amg-FN人人75由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为 275N解法二:设运动员和吊椅的质量分别为 M 和 m；运动员竖直向下的拉力
16、为 F，对吊椅的压力大小为 FN。根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为 F，吊椅对运动员的支持力为 FN。分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律 ag-NmFFF(m 人 +m 椅 )gaFm 人 g a FN9/30由得 NF4027521.（09上海物理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
17、的位置时，系统处于平衡状态，求： （1）匀强电场的场强大小 E；（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；（3）B 球在摆动到平衡位置时速度的大小 v。解析：（1）力矩平衡时：（mg qE）lsin90 （mgqE）lsin（12090） ，即 mgqE （mgqE） ，得：E ；12 mg3q（2）重力做功：W gmgl（cos30 cos60 ）mglcos60 （ 1）mgl，静电力做功：W eqEl（cos30 cos60 ）qEl cos60 mgl，（3）小球动能改变量 Ek= 12mv2W gW e（ 1）mgl，得小球的速度：v 。22.（09
18、宁夏理综33） （10 分）液压千斤顶是利用密闭容器内的液体能够把液体所受到的压强行各个方向传递的原理制成的。图为一小型千斤顶的结构示意图。大活塞的直径 D1=20cm，小活塞 B 的直径D2=5cm，手柄的长度 OC=50cm，小活塞与手柄的连接点到转轴 O 的距离 OD=10cm。现用此千斤顶使质量 m=4103kg 的重物升高了h=10cm。g 取 10m/s2，求（i）若此千斤顶的效率为 80%，在这一过程中人做的功为多少？（ii）若此千斤顶的效率为 100%，当重物上升时，人对手柄的作用力 F 至少要多大？解析：（i）将重物托起 h 需要做的功1mgW 设人对手柄做的功为 2，则千斤
19、顶的效率为1210/30代入数据可得 325.01WJ (i i)设大活塞的面积为 S, 小活塞的面积为 2S，作用在小活塞上的压力为 1F,当于斤顶的效率为 100%时，有 12mgF 21SD当 1F和 F 都与杠杆垂直时，手对杠杆的压力最小。利用杠杆原理，有OC 由式得F=500N 2008 年高考题一、选择题1. (08 北京理综 20)有一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断.例如从解的物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果、实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性.举例如下:如图所示.质量
20、为 M、倾角为 的滑块 A 放于水平地面上,把质量为 m 的滑块B 放在 A 的斜面上,忽略一切摩擦,有人求得 B 相对地面的加速度 a = ,式中 g 为重力加速度.对于上述解,某同学首先分析了等号右侧量的单位,没发现问题.他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断,所得结论都是“解可能是对的”.但是,其中有一项是错误的.请你指出该项 （ ）A.当 =0时,该解给出 a=0,这符合常识,说明该解可能是对的B.当 90时,该解给出 a=g,这符合实验结论,说明该解可能是对的C.当 M m 时,该解给出 a =gsin ,这符合预期的结果,说明该解可能是对的 D.当 m M 时,该解给出 a = sin,这符合预期的结果,说明该解可能是对的答案 D解析 B 沿斜面下滑的 过 程中,B 的加速度大小 ag,选项 D 中 a= singg,这与实际情况不符,故正确答案为 D.2.(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2siniMmgFN
