1、 高考物理预测专题1:力和物体的平衡从近几年高考试题发展趋势来看，2012年高考中本专题可能会以下列题型出现:1选择题。它可能把胡克定律、摩擦力的判断与计算、力的合成与分解、共点力作用(包括电场力、磁场力等)下物体的平衡条件的应用等知识有机整合成一道选择题。2实验题。本专题实验可以考查“探究力的等效和替代的平行四边形定则”、“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”、“探究影响摩擦力的大小的因素”等。3计算题。要计算题中可能会求物体在各种情况下的稳定速度。另外“弹簧模型”也是高考的一个热点，它可以把胡克定律与牛顿定律、动量能量相结合，考查学生综合应用的能力。一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共
2、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 1-1 所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为 G，悬绳与竖直墙壁的夹角为 ，悬绳对工人的拉力大小为 F1 ，墙壁对工人的弹力大小为 F2 ， 则AF 1= sinBF 2=G tanC若缓慢减小悬绳的长度，F 1 与 F2 的合力变大D若缓慢减小悬绳的长度，F 1 减小，F 2 增大 答案：B2. 如图 1-2 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
3、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，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（ ）A2B3C2D3答案：D3. 如图 1-3 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 边也长一些答案：C图 1-1图 1-24如图 1-4 所示，一辆汽车沿水平面向右运
4、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 N不变，F f逐渐增大BF T不变，F N逐渐增大，F f逐渐增大CF T逐渐增大，F N不变，F f逐渐增大DF T逐渐减小，F N逐渐增大，F f逐渐增大答案：B5. 风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备。某兴趣小组为了检验一飞机模型的性能，对该模型进行了模拟风洞实验，该实验的示意图如图，其中 AB 代表飞机模型的截面，OL 为飞机模型的牵引绳。已知飞机模型重为 G，风向水平，当牵引绳水平时，飞机模型恰好静止在空中，此时飞机模
5、型截面与水平面的夹角为 ，则作用于飞机模型上的风力大小为A cosGBG cosC sinDGsin答案：A6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（ ）答案：D7. 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
6、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. tan32cot32tancot风向 BL O图 1-5答案：B8. 如图 1-8 所示，倾角为 的斜面体 C 置于水平面上，B 置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与 A 相连接，连接 B 的一段细绳与斜面平行，A、B、C 都处于静止状态则 ( )AB 受到 C 的摩擦力一定不为零BC 受到水平面的摩擦力一定为零C水平面对 C 的支持力与 B、C 的总重力大小相等D若将细绳剪断，B 物体依然静止在斜面上，水平面对 C 的摩擦力为零答案：D9. 如图 3 所示，一倾角
7、为 45的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力 F，且 F 过球心，下列说法正确的是 ( )A球一定受墙的弹力且水平向左B球可能受墙的弹力且水平向左C球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上答案：BC10. 如图 7 所示，A 、B 两球用劲度系数为 k1 的轻弹簧相连， B 球用长为 L 的细线悬于 O 点，A 球固定在 O 点正下方，且 O、A 间的距离恰为 L，此时绳子所受的拉力为 F1，现把 A、B间的弹簧换成劲度系数为 k2 的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为 F2，则 F1与 F2 的大小关系为（ ）AF 1F 2BF 1F 2
8、C F1F 2D因 k1、k 2 大小关系未知，故无法确定答案：C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 Mg 。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= 。gqmg2图 1-8图 1-9图 1-1013在“探究力的等效和替
9、代的平行四边形定则”实验中，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_C_。（填
10、入相应的字母）14为了测量两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？(1)因纸质量较小，两者间摩擦力也小，不易测量。纸贴在木板上，可增大正压力，从而增大滑动摩擦力，便于测量。（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
11、。你设计的改进方案是：参考方案：只要将测力计的一端与木块A相连接，测力计的另一端与墙壁或竖直挡板之类的固定物相连用手通过轻绳拉动木板B，读出并记下测力计的读数 F，测出木块A的质量m.；根据你的方案做实验，结果动摩擦因数 的表达式是： ；MgF 根据你的方案要添加的器材有弹簧测力计。三、计算题（本题共 5 小题，共 70 分。解答应写出必要的文字说明、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，
12、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.15解：(1)当水平拉力 F0 时，轻绳处于竖直位置时，绳子张力最小 T1=G 当水平拉力 F2 G 时，绳子张力最大 因此轻绳的张力范围是 GGT5)2(2 5（2）设在某位置球处于平衡位置由平衡条件得所以 即 ，得图象如图所示。cosTcs116. 在如图所示的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为 30。用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放
13、在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向 60。现同时释放甲乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动。已知乙物体的质量为 m1，若取重力加速度 g10m/s 2。求：甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力。16. 解：设甲物体的质量为 M，所受的最大静摩擦力为 f，则当乙物体运动到最高点时，绳子上的弹力最小，设为 T1， 对乙物体 cos1mgT此时甲物体恰好不下滑，有： 得： 1sinTfMg cossinmgfMg当乙物体运动到最低点时，设绳子上的弹力最大，设为 T2对乙物体由动能定理： 2co1mvl
14、又由牛顿第二定律： lgT22此时甲物体恰好不上滑，则有： 得：2sinTf)co3(sinmfMg可解得： )(5.si2kg .7)1(Ngf17三根不可伸长的相同的轻绳，一端系在半径为 r0的环 1 上，彼此间距相等，绳穿过半径为 r0的第 2 个圆环，另一端同样地系在半径为 2r0的环 3 上，如图 1-38 所示，环 1 固定在水平面上，整个系统处于平衡状态.试求第 2 个环中心与第 3 个环中心之间的距离.(三个环都是用相同的金属丝制作的，摩擦不计)17解析： 因为环 2 的半径为环 3 的 2 倍，环 2 的周长为环 3 的 2 倍，三环又是用同种金属丝制成的，所以环 2 的质量
15、为环 3 的 2 倍。设 m 为环 3 的质量，那么三根绳承担的力为 3mg，于是，环 1 与环 3 之间每根绳的张力 FT1=mg。没有摩擦，绳的重量不计，故每根绳子沿其整个长度上的张力是相同的（如图所示） FT1= FT2=mg。对环 3，平衡时有：3 FT1-mg-3 FT2cos=0 ，由此 cos环 2 中心与环 3 中心之距离： ，200cos1cotrx即 05rx18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。1321TFx20r18解析：热钢板靠滚子的摩擦力进入滚子之间，根据摩擦力和压力的关系，便可推知钢板的厚度以钢板和滚子接触的部分为研究对象，其受力情况如图所示，钢板能进入滚子之间，则在水平方向有: (式中 )，所以由两式可得：sincoNfNftan设滚子的半径为 R，再由图中的几何关系可得，将此式代入得 b (d+a)- 代入数据ab22)(tan 21d得 b0.75cm即钢板在滚子间匀速移动时，钢板进入流子前厚度的最大值为 0.75cm.fNAR
