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1、方法点拨(1)运动学公式中所含 x、v、a 等物理量都是矢量,应用公式时要先选定正方向,明确已知量的正负,再由结果的正负判断未知量的方向(2)应用平均速度公式往往会使解题过程变的非常简捷(3)多过程问题可通过画 vt 图象分析,不同运动过程的连接点的速度是连接两个运动的纽带,是解题关键1(矢量性)一小球以 3 m/s 的初速度沿一光滑斜面向上做加速度恒定为 4 m/s2、方向沿斜面向下的匀变速直线运动,起始点为 A,小球运动到 A 点沿斜面下方 2 m 处的 B 点时的速度及所用的时间为()A5 m/s2 sB5 m/s2 sC5 m/s0.5 sD5 m/s0.5 s2(推论公式的应用)一小
2、球(可视为质点)沿斜面匀加速滑下,依次经过 A、B、C 三点,如图1 所示已知 AB18 m,BC30 m,小球经过 AB 和 BC 两段所用的时间均为 2 s,则小球在经过 A、B、C 三点时的速度大小分别是()图 1A6 m/s,9 m/s,12 m/sB6 m/s,12 m/s,18 m/sC3 m/s,4 m/s,5 m/sD3 m/s,5 m/s,7 m/s3(推论公式的应用)一物体以初速度 v0做匀减速运动,第 1 s 内通过的位移 x13 m,第 2 s内通过的位移 x22 m,又经过位移 x3物体的速度减小为零,则下列说法中不正确的是()A初速度 v0的大小为 2.5 m/sB
3、加速度 a 的大小为 1 m/s2C位移 x3的大小为 1.125 mD位移 x3内的平均速度大小为 0.75 m/s4(逆向思维)“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,它是目前世界上下潜能力最强的潜水器假设某次海试活动中,“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮,从上浮速度为 v 时开始计时,此后“蛟龙号”匀减速上浮,经过时间 t 上浮到海面,速度恰好减为零,则“蛟龙号”在 t0(t0t)时刻距离海平面的深度为()A.vt2Bvt0(1t02t)C.vt202tD.vtt022t5(多过程问题)为了研究汽车的启动和制动性能,现用甲、乙两辆完全相同的汽车在平直公路上分别进行实验 让甲车以
4、最大加速度 a1加速到最大速度后匀速运动一段时间再以最大加速度 a2制动,直到停止;乙车以最大加速度 a1加速到最大速度后立即以加速度a22制动,直到停止实验测得甲、乙两车的运动时间相等,且两车运动的位移之比为 54.则 a1a2的值为()A21B12C43D45答案精析答案精析1B2B根据xaT2,可得 axT2BCABT2301822m/s23 m/s2.根据 vt2vxt,可得 vBAC2T183022m/s12 m/s.根据 vv0at,可得 vCvBaT(1232)m/s18 m/s.vAvBaT(1232)m/s6 m/s.小球通过 A、B、C 三点时的速度大小分别是 vA6 m/
5、s,vB12 m/s,vC18 m/s,所以选项 B 正确3A由xaT2可得加速度 a1 m/s2,B 正确第 1 s 末的速度 v1x1x22T2.5 m/s,得初速度 v0v1at13.5 m/s,A 错误物体速度由 2.5 m/s 减小到零所需时间 t2va2.5 s,则经过位移 x3的时间 t3为 1.5 s,且 x312at231.125 m,C 正确位移 x3内的平均速度vx3t30.75 m/s,D 正确4D根据题意得:“蛟龙号”上浮时的加速度大小 avt,根据逆向思维,可知“蛟龙号”在 t0时刻距离海平面的深度 h12a(tt0)2vtt022t,故 A、B、C 错误,D 正确
6、5B作出甲、乙两车的速度时间图象,如图所示,设甲车匀速运动的时间为 t1,总时间为 t2,因为两车的位移之比为 54,则有(t1t22vm)(t22vm)54,解得 t1t214,乙车以最大加速度 a1加速到最大速度后立即以加速度a22制动,直到停止,根据速度时间图线的斜率表示加速度,可知乙车匀减速运动的时间是甲车匀减速运动时间的 2 倍,则甲车匀速运动的时间和匀减速运动的时间相等,可知甲车匀加速运动的时间和匀减速运动的时间之比为 21,加速度 a1a2为 12,B 正确方法点拨(1)自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线运动(2)竖直上抛运动是初速度竖直向上,加速度大小为 g 的匀变速直线
7、运动,可全过程应用匀变速直线运动 vt 关系公式、xt 关系公式等,但要注意 v0、a、x 等物理量的正负号(3)竖直上抛运动也可分成上升、下降阶段分段处理,注意应用两段的对称性1(自由落体运动规律应用)(多选)一根轻质细线将 2 个薄铁垫圈 A、B 连接起来,一同学用手固定 B,此时 A、B 间距为 3L,A 距地面为 L,如图 1 所示由静止释放 A、B,不计空气阻力,从开始释放到 A 落地历时 t1,A 落地前瞬间速率为 v1,从 A 落地到 B 落在 A 上历时 t2,B 落在 A 上前瞬间速率为 v2,则()图 1At1t2Bt1t2Cv1v212Dv1v2133(竖直上抛运动规律应
8、用)在足够高的空中某点竖直上抛一物体,抛出后第 5 s 内物体的位移大小是 4 m,设物体抛出时的速度方向为正方向,忽略空气阻力的影响,g 取 10 m/s2.则关于物体的运动,下列说法正确的是()A物体上升的时间可能为 4.9 sB第 5 s 内的平均速度一定为4 m/sC4 s 末的瞬时速度可能为 10 m/sD10 s 内位移可能为100 m4小球做自由落体运动,与地面发生碰撞,反弹后速度大小与落地速度大小相等若从释放小球时开始计时,且不计小球与地面发生碰撞的时间,则小球运动的速度图线可能是图中的()5(多选)某物体以 30 m/s 的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g 取 10 m/s2
9、.5 s 内物体的()A路程为 65 mB位移大小为 25 m,方向向上C速度改变量的大小为 10 m/sD平均速度大小为 13 m/s,方向向上答案精析答案精析1BC对 A 有 L12gt21,且 v1gt1,对 B 有 3LL12g(t1t2)2,且 v2g(t1t2),联立解得t1t2,v1v212,B、C 正确2C将上抛运动转化成自由落体来处理,则根据运动的对称性可知,小球从最高点到落回到 O 点的时间是T22,则有从最高点到 O 点的距离为 h12g(T22)2,同理从最高点到 P 点的距离满足 hH12g(T12)2,联立解得 g8HT22T21,故选 C.4D小球与地面碰撞时,速
10、度大小不变,但方向发生突变,A、B 图中速度没有突变,故选项 A、B 错误;由 C 图象可以看出,速度先减小到零,再反向增加到原来的值(竖直上抛运动),然后反弹(速度大小不变、方向突变),再重复这种运动,是竖直上抛运动,故选项 C错误;由 D 图象可以看出,速度先增加(自由落体运动),然后反弹(速度大小不变、方向突变),再减小到零(竖直上抛运动中的上升过程),再重复这种运动,故选项 D 正确5AB解法 1:分阶段法物体上升的时间 t上v0g3010s3 s,物体上升的最大高度 h1v202g302210m45 m物体从最高点自由下落 2 s 的高度 h212gt2下121022m20 m 运动
11、过程如图所示,则总路程为 65 m,A 正确.5s 末物体离抛出点的高度为 25 m,即位移大小为 25 m,方向竖直向上,B 正确.5 s 末物体的速度 vgt下102 m/s20 m/s,方向竖直向下,取竖直向上为正方向,则速度改变量vvv020 m/s30 m/s50 m/s,即速度改变量的大小为 50 m/s,方向向下,C 错误 平均速度vh1h2t255m/s5 m/s,方向向上,D 错误解法 2:全过程法由竖直上抛运动的规律可知:物体经 3 s 到达最大高度 h145 m 处将物体运动的全过程视为匀减速直线运动,则有 v030 m/s,ag10 m/s2,故 5 s 内物体的位移
12、hv0t12at225 m0,说明物体 5 s 末在抛出点上方 25 m 处,故路程为 65 m,位移大小为 25 m,方向向上,A、B 正确速度的变化量vat50 m/s,C 错误.5 s 末物体的速度 vv0at20 m/s,所以平均速度vv0v25 m/s0,方向向上,D 错误方法点拨(1)xt 图象描述了位移的大小和方向、速度的大小和方向及出发点等信息,注意 xt 图象不是运动轨迹(2)vt 图象能描述物体运动的速度大小和方向,加速度大小和方向,位移大小和方向,但没有出发点(3)遇到特殊图象根据图象形状确定纵坐标与横坐标的函数关系,写出函数关系式,转化为常见的形式,从而确定运动情况1(
13、xt 图象)(多选)一条东西方向的平直公路边上有两块路牌 A、B,A 在西 B 在东,一辆匀速行驶的汽车自东向西经过 B 路牌时,一只小鸟恰自 A路牌向 B 匀速飞去,小鸟飞到汽车正上方立即折返,以原速率飞回 A,过一段时间后,汽车也行驶到 A.以向东为正方向,它们的位移时间图象如图 1所示,图中 t22t1,由图可知()图 1A小鸟的速率是汽车速率的两倍B第一次相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是 31C小鸟飞行的总路程是汽车的 1.5 倍D小鸟和汽车在 0t2时间内位移相等2(vt 图象)一物体以某一初速度冲上光滑且足够长的斜面,并做直线运动,则下列描述该物体在斜面上运动的速度时间图象可能正确
14、的是()图 23(特殊图象)t0 时刻一质点开始做初速度为零的直线运动,时间 t 内相对初始位置的位移为 x.如图 2 所示,xt与 t 的关系图线为一条过原点的倾斜直线则 t2 s 时质点的速度大小为()A8 m/sB6 m/s2C4 m/sD2 m/s4(at 图象)一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规律如图 3 所示,取物体开始运动的方向为正方向,则下列关于物体运动的 vt 图象正确的是()图 35如图 4 是一做匀变速直线运动的质点的位移时间图象,P(t1,x1)为图象上一点PQ 为过 P 点的切线,与 x 轴交于点 Q(0,x2)则下列说法正确的是()At1时刻,质点的
15、速率为x1t1Bt1时刻,质点的速率为x1x2t1图 4C质点的加速度大小为x1x2t21D0t1时间内,质点的平均速度大小为2x1x2t16如图 5 所示为甲、乙两物体从同一地点沿同一方向的直线运动的 vt 图象和 xt 图象(速度与位移的正方向相同),则下列说法中正确的是()图 5At0 时甲、乙两物体运动方向相同B物体甲先做加速度增大的减速运动,tt1时开始做匀减速运动,tt2时刻后做匀速运动C物体乙先做减速运动,tt1时开始做反方向的匀加速运动,tt2时刻后做匀速运动Dtt1时物体甲开始反向运动,而物体乙的运动方向不变7运动质点的 vx 图象如图 6 所示,图线为顶点在坐标原点、开口向
16、右的一条抛物线,则下列判断不正确的是()图 6A质点做初速度为零的匀加速直线运动B质点的加速度大小为 5 m/s2C质点在 3 s 末的速度大小为 30 m/sD质点在 03 s 内的平均速度大小为 7.5 m/s8某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后,绘出了沿直线运动的物体的位移 x、速度 v、加速度 a 随时间变化的图象如图所示,若该物体在 t0 时刻初速度为零,则下列图象中该物体在 t4 s 内位移一定不为零的是()9 有一质点从 x 轴的坐标原点开始沿 x 轴做直线运动,其速度随时间变化的图象如图 7 所示,下列四个选项中 a 表示质点运动的加速度,x 表示质点的位移,其中正确的
17、是()图 710(多选)如图 8 所示是滑块在水平面上做直线运动的 vt 图象下列判断正确的是()图 8A在 t1 s 时,滑块的加速度为零B在 46 s 时间内,滑块的平均速度为 3 m/sC在 37 s 时间内,滑块的平均速度为 3 m/sD在 t6 s 时,滑块的加速度大小为 4 m/s211(多选)甲、乙两辆玩具车在同一平直路面上行驶,其运动的位移时间图象如图 9 所示,则下列说法中正确的是()图 9A甲车先做匀减速直线运动,后做匀速直线运动B乙车在 010 s 内平均速度大小为 0.8 m/sC在 010 s 内,甲、乙两车相遇两次D若乙车做匀变速直线运动,则图线上 P 点所对应的瞬
18、时速度大小一定大于 0.8 m/s12(多选)在某次军事演习中,空降兵从悬停在高空的直升机上跳下,当下落到距离地面适当高度时打开降落伞,最终安全到达地面,空降兵从跳离飞机到安全到达地面过程中在竖直方向上运动的 vt 图象如图 10 所示,则以下判断中正确的是()图 10A空降兵在 0t1时间内做自由落体运动B空降兵在 t1t2时间内的加速度方向竖直向上,大小在逐渐减小C空降兵在 0t1时间内的平均速度v12v2D空降兵在 t1t2时间内的平均速度v12v2,选项 C 错误;若在 t1t2时间内空降兵做匀变速直线运动,在此段时间内平均速度为12(v1v2),其对应的位移比实际运动对应的位移大,故
19、空降兵在 t1t2时间内的平均速度vv甲,两车不可能再次相遇,A 错误若 t12t1,则由 vt 图线与时间轴所围面积的意义及三角形相似的知识可知,t32t1时一定再次相遇,且图中阴影部分的面积即为原来的距离 d,所以 d34S,B 错误,C 正确同理,若 t14t1,则 t74t1时一定再次相遇,且 d716S,D 错误3BB 物体减速到零所需的时间 t0vBa0102s5 s在 5 s 内 A 物体的位移 xAvAt45 m20 mB 物体的位移 xBvB02t10025 m25 m则在 5 s 时两物体相距xxB7 mxA(25720)m12 m则 A 追上 B 所需的时间为 ttxvA
20、5 s124s8 s4B根据 vt 图象的斜率表示加速度,由题图甲车的速度图象可知,甲车刹车的加速度的大小为 avt1.0 m/s2,选项 A 错误;在 t20 s 时,两车速度相等,间距最小为零,此时两车的速度 vv0at25 m/s1.020 m/s5 m/s,根据速度图象的面积表示位移可知,在 020 s 时间内,甲车的位移为 x甲12(255)20 m300 m,乙车的位移为 x乙12(155)20 m200 m,两车开始刹车时的距离为 xx甲x乙300 m200 m100 m,选项 B 正确;在 020 s 时间内,两车间距在减小,在 2030 s 时间内,两车间距在增大,选项 C
21、错误;甲车的刹车位移 x甲122525 m312.5 m,乙车的刹车位移为 x乙121530 m225 m,两车都停下来后相距xx乙100 mx甲225 m100 m312.5m12.5 m,选项 D 错误5C由图可知 a 车初速度等于 2v0,在 0t1时间内发生的位移为 x,则 b 车的位移为x3,若 a、b 在 t1时相遇,则 x0 xx323x,A 错误;若a、b 在t12时刻相遇,则图中阴影部分为对应距离 x0,即 x03423xx2,由图象中的对称关系可知下次相遇时刻为 t1t1232t1,C 正确,B 错误;若 a、b 在 t1时相遇,之后 vbva,两车不可能再次相遇,D 错误
22、6C在 t50 s 时,自行车位移 x1450 m200 m,由于自行车追上汽车,所以汽车位移等于自行车位移,即汽车位移为 200 m,选项 A 错误若汽车运动 20 s,其位移只有100 m,所以汽车要运动 40 s,位移才能达到 200 m,由此可得汽车运动的加速度大小为 a0.25 m/s2,选项 B 错误,C 正确两者速度相等时,间距最大,选项 D 错误7C在 04 s 内,甲车做匀加速直线运动,而乙车做加速度逐渐减小的加速直线运动,选项 A 错误;在 at 图象中,图线与时间轴围成的面积等于物体的速度变化,因两车的初速度为零,故面积的大小等于两车的速度大小,即 t2 s 时甲车速度为
23、 3 m/s,乙车速度为4.5 m/s,选项 C 正确;两车沿相同方向由静止开始运动,由 at 图象可知,4 s 时两车的速度相等,此时两车的间距最大,选项 B、D 错误8D乙物体的位移一直为正,并且在增大,所以乙物体一直朝着正方向运动,做直线运动,A 错误;甲从坐标原点出发,乙从 x0处开始出发,不是从同一地点出发,B 错误;图象的斜率表示物体运动的速度,两者在相遇时,斜率不同,所以两者的运动速度不同,C 错误;从第一次相遇到第二次相遇,两者发生的位移相同,所用时间相同,根据公式vxt可得两者的平均速度相同,D 正确9见解析解析设泥石流到达坡底的时间为 t1,速率为 v1,则 x1v0t11
24、2a1t21,v1v0a1t1代入数据得 t120 s,v116 m/s而汽车在 t219 s 的时间内发生的位移为 x212a2t2290.25 m,速度为 v2a2t29.5 m/s假设再经时间 t3,泥石流追上汽车,则有v1t3x2v2t312a2t23代入数据并化简得 t2326t33610,因F2,则 FF1F2,F1增大时,F 增大F2增大且小于 F1时,F 减小,所以 D 正确2 D根据胡克定律知,每根橡皮条的弹力 Fk(2LL)kL.设橡皮条最长时两根橡皮条的夹角为,根据几何关系知,sin214.根据平行四边形定则知,弹丸被发射过程中所受的最大弹力 F合2Fcos2152kL,
25、故 D 正确3 D如图所示,将重力 G 分解到沿 BA 方向的拉 AB 杆的力 F1和沿 AC 方向的压 AC 杆的力 F2,即得 F1Gtan,由牛顿第三定律知螺旋杆 AB 的拉力大小为Gtan.4D物体刚好运动时,A、B 间的摩擦力等于最大静摩擦力,对物体 A 受力分析,由平衡条件得 mAgsin 30mAgcos 30F拉,解得 F拉16 N,对整体分析,由平衡条件得(mAmB)gsin 30F2F拉,解得 F17 N故选项 D 正确,A、B、C 错误5B老鹰沿虚线由 M 到 N 做减速运动,合外力与初速度的方向相反,由受力分析可知,空气的阻力与重力的合力方向与初速度反向,因此空气对老鹰
26、的作用力可能是题图中的 F2,B 正确6C两绳结点 O 受三个拉力作用,处于平衡状态由平衡条件可知,三力可平移构成一闭合三角形若,则两绳张力大小相等,A 项正确;若,由几何关系可知,AO 绳中张力较大,B 项正确;若、同时增大,即两绳夹角减小,两绳中张力都会减小,C 项错;若不变,则当两绳垂直时,即2时,BO 绳中张力最小,D 项正确7 DOABC是一个棱长为L的正四面体,O为ABC的中心,由几何关系知OA33L,由勾股定理得 OO OA2AO223L,则 FTsinOAO13F,解得 FT66F,D 正确8A柔软轻绳上套有光滑小铁环,两侧轻绳中拉力相等将大圆环在竖直平面内绕 O 点顺时针缓慢
27、转过一个微小角度,A、B 两点之间的水平距离减小,光滑小铁环两侧轻绳间夹角 2减小,由 2Fcos mg 可知,轻绳中拉力 F 减小,轻绳对 A、B 两点的拉力 FA和 FB都变小,选项 A 正确9D利用整体法,拉力 F 等于两球的总重力,A 项错误;设两根轻绳的夹角为,以 a 球为研究对象,FTmgcos2,所以,轻绳越长,夹角越小,轻绳对球的拉力 FT越小,但大于重力 G,B、C 项错误;两球之间的弹力为 mgtan2,细绳越短,夹角越大,弹力越大,D 项正确10D由于钢索、电杆与东西方向的电缆在同一竖直平面内,F1、F2和 F3的合力一定不是竖直向下,选项 A 错误;地面对电杆的作用力方
28、向一定不是竖直向上,选项 B 错误;F1、F2和 F3在水平面内的合力不可能为 0,在水平面内合力的方向偏向北方一侧,选项 C 错误,D正确方法点拨(1)受力分析是否正确可从三个方面检验:各力的施力物体、受力物体;判断能否保持原来的运动状态;换角度(整体或隔离)分析是否矛盾(2)三力平衡一般用合成法,合成后力的问题转换成三角形问题(3)多力平衡一般用正交分解法(4)遇到多个有相互作用的物体时一般先整体后隔离1(受力分析)如图 1 所示,轻绳一端连接放置在水平地面上的物体 Q,另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球 P 连接,P、Q 始终处于静止状态,则()AQ 可能受到两个力的作用图 1BQ
29、可能受到三个力的作用CQ 受到的轻绳拉力与重力的合力方向水平向左DQ 受到的轻绳拉力与重力的合力方向指向左下方2(受力分析)如图 2 所示,放在粗糙水平地面上的斜劈 C 上叠放了 A、B 两个物体,B 的上表面水平,三者均保持静止状态关于 A、B、C 的受力情况,下列说法中正确的是()图 2A物体 A 可能受到三个力的作用B物体 B 一定受到四个力的作用C物体 B 对 C 的作用力可能与斜劈表面夹角为 90D地面可能对 C 有摩擦力作用3(整体法、隔离法)(多选)如图 3 所示,在恒力 F 作用下,a、b 两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是()Aa 一定受到
30、 4 个力Bb 可能受到 4 个力图 3Ca 与墙壁之间一定有弹力和摩擦力Da 与 b 之间一定有摩擦力4(状态法)如图 4 所示,A、B 两物体叠放在一起,用手托住,让它们静止靠在墙边,然后释放,使它们同时沿竖直墙面下滑,已知 mAmB,不计空气阻力,则物体 B()A只受一个重力图 4B受到重力、摩擦力各一个C受到重力、弹力、摩擦力各一个D受到重力、摩擦力各一个,弹力两个5(共点力平衡问题)(多选)如图 5 所示,A、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为 60和 45,A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是()图 5AA、B 的质量之比为
31、 1 3BA、B 所受弹簧弹力大小之比为 3 2C悬挂 A、B 的细线上拉力大小之比为 21D快速撤去弹簧的瞬间,A、B 的瞬时加速度大小之比为 1 36(多选)如图 6 所示,在倾斜的滑杆上套一个质量为 m 的圆环,圆环通过轻绳拉着一个质量为 M 的物体,在圆环沿滑杆向下滑动的过程中,悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向则()A环只受三个力作用图 6B环一定受四个力作用C物体做匀速运动D悬绳对物体的拉力小于物体的重力7如图 7 所示,光滑斜面的倾角为37,一个可以看成质点的小球在轻质细线的拉力作用下静止在斜面上,细线与斜面间的夹角也为 37,若小球的重力为 G,sin 370.6,cos 370.
32、8,则手对细线的拉力等于()AGB.G2图 7C.3G4D.4G58如图 8 所示,一根轻杆两端各固定一个质量均为 m 的相同小球,两根细绳悬挂在天花板上,虚线为竖直线,30,60,则轻杆对 A 球的作用力为()AmgB.3mg图 8C.33mgD.32mg9(多选)如图 9 所示,斜劈 A 静止放在水平地面上,木桩 B 固定在水平地面上,平行斜面的轻弹簧连接斜劈 A 上的物体 m 与木桩 B,物体 m 和斜劈 A 均保持静止,不计 m 与 A 之间的摩擦则下列说法正确的是()图 9A地面对斜劈 A 的摩擦力水平向左B地面对斜劈 A 没有摩擦力C移去弹簧,物体 m 将向下运动,斜劈 A 仍保持
33、静止D移去弹簧,物体 m 将向下运动,斜劈 A 将向右平动10如图 10(a)所示,两段等长轻质细绳将质量分别为 m、2m 的小球 A、B(均可视为质点)悬挂在 O 点,小球 A 受到水平向右的恒力 F1的作用,小球 B 受到水平向左的恒力 F2的作用,当系统处于静止状态时,出现了如图(b)所示的状态,小球 B 刚好位于 O 点正下方则 F1与 F2的大小关系正确的是()图 10AF14F2BF13F2C2F13F2D2F15F211(多选)如图 11,质量为 M 的斜面体 A 放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为 m 的小球 B 置于斜面上,整个系统处于静止状态已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角
34、均为30.不计小球与斜面间的摩擦,则()A轻绳对小球的作用力大小为33mg图 11B斜面体对小球的作用力大小为2mgC斜面体对水平面的压力大小为(Mm)gD斜面体对水平面的摩擦力大小为36mg12如图 12 所示,内壁光滑的球体半径为 R,一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为mA、mB的小球 A、B.将轻杆置于球体内部后,最终静止在图示位置不动,球心 O 与杆在同一竖直平面内,过球心 O 竖直向下的半径与杆的交点为 M,OMR2.下列判断正确的是()AmAmBB球体内壁对 A 球的支持力 FNA2mAg图 12C轻杆对 B 球的支持力一定小于 B 球的重力D若增大 mA,角会增大13如图 1
35、3 所示,固定的半球面右侧是光滑的,左侧是粗糙的,O 点为球心,A、B 为两个完全相同的小物块(可视为质点),小物块 A 静止在球面的左侧,受到的摩擦力大小为 F1,对球面的压力大小为 FN1;小物块 B 在水平力 F2作用下静止在球面的右侧,对球面的压力大小为 FN2,已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为,则()图 13AF1F2sin21BF1F2sin 1CFN1FN2cos21DFN1FN2sin21答案精析答案精析1D小球 P 静止,所以轻绳对小球 P 和物体 Q 有拉力作用,若物体 Q受到的拉力的竖直分力等于重力,则物体 Q 对地面无压力,但这种情况下Q 不可能静止,因此拉力
36、的竖直分力一定小于重力,物体 Q 必受到竖直向上的支持力,又物体 Q 有相对地面向左的运动趋势,故一定受水平向右的静摩擦力作用,即物体 Q 受四个力作用,受力分析如图所示,A、B 项错;由平衡条件可知,拉力与重力的合力与支持力和静摩擦力的合力方向相反,即方向指向左下方,D 项对,C 项错2B物体 A 受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用,二力平衡,A 错误;物体 B受到重力、A 对 B 的压力、C 对 B 的支持力和摩擦力共四个力的作用,B 正确;对 A、B 整体,其受到竖直向下的重力和 C 对其的作用力(支持力和摩擦力的合力),由平衡条件可知,C 对 B 的作用力一定竖直向上,根据牛顿第
37、三定律,物体 B 对 C 的作用力一定竖直向下,C错误;对 A、B、C 整体,其受重力和支持力作用而处于平衡状态,故不受地面的摩擦力作用,D 错误3AD将 a、b 看成整体,其受力图如图甲所示,a 与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用;对物体 b 进行受力分析,如图乙所示,b 受到 3 个力作用,所以 a 受到 4 个力作用分别是重力 Ga、恒力 F、b 对 a 的压力 FN和 b 对 a 的静摩擦力 Ff,故选项 A、D 正确,选项 B、C 错误4A物体 A、B 将一起做自由落体运动,所以 A、B 之间无相互作用力,物体 B 与墙面有接触而无挤压,所以与墙面无弹力,当然也没有摩擦力,所以物体 B
38、只受重力,选 A.5CD弹簧对 A、B 的弹力大小相等,设为 kx,对 A、B 分别进行受力分析,由平衡条件可知 mAgkxtan 60,FAkxcos 60,mBgkxtan 45,FBkxcos 45,联立解得 A、B 两物体质量之比为 mAmBtan 60tan 45 31,FAFBcos 45cos 60 21,在撤去弹簧的瞬间,A、B 的瞬时加速度 aAaBmBmA1 3,故 C、D 正确6BC7C对小球受力分析,小球受到细线的拉力 F、斜面的支持力和小球的重力作用,在沿斜面方向上,Fcos 37Gsin 37,解得 FGtan 3734G,故 C 正确8A对 A 球受力分析,受到重
39、力、拉力和杆的作用力,如图所示,根据共点力的平衡条件判断,轻杆对 A 球的作用力与重力大小相等,A 项正确9AC以斜劈 A 为研究对象,受重力、地面的支持力、物体垂直斜面向下的压力,斜劈 A静止,故还受到地面对其水平向左的摩擦力,A 正确,B 错误有弹簧时,以物体 m 为研究对象,受重力、支持力和弹簧的推力,三力平衡可知弹簧处于压缩状态;现移去弹簧,物体m 受力不平衡,将沿斜面下滑,但斜劈 A 的受力不变,故斜劈 A 仍保持静止,C 正确,D 错误10DA 受到水平向右的力 F1,B 受到水平向左的力 F2,以整体为研究对象,分析受力如图,设 OA 绳与竖直方向的夹角为,则由平衡条件得 tan
40、 F1F22mgmg,以 B 球为研究对象,受力如图 设 AB 绳与竖直方向的夹角为,则由平衡条件得 tan F22mg,由几何关系得,解得 2F15F2,D 项正确 11AD小球处于平衡状态,支持力垂直于斜面且与竖直方向成 30角,小球与斜面间没有摩擦力,将轻绳的拉力 FT和斜面对小球的支持力 FN进行正交分解可得:FTsin 30FNsin 30,FTcos 30FNcos 30mg,故斜面体和轻绳对小球的作用力均为33mg,A 正确,B 错误;对小球和斜面体整体进行受力分析可得 C 错误,D 正确12B根据题图可知,小球 A 的质量大于小球 B 的质量,即 mAmB,选项 A 错误;对小
41、球 A、B 进行受力分析,如图所示,由几何关系可得 mAgR2FNAR,解得 FNA2mAg,选项 B 正确;同理,对于小球 B 可得 mBgR2FNBR,解得 FNB2mBg,可知选项 C 错误;若增大小球 A 的质量 mA,角会减小,选项 D 错误13C分别对 A、B 两个相同的小物块受力分析如图,A 受到重力、沿球面斜向上的摩擦力 F1、垂直于球面斜向上的支持力,它的大小等于它对球面的压力 FN1,故 F1mgsin,FN1mgcos;B 受到重力、作用力F2及球面对它的支持力,其大小等于它对球面的压力 FN2,故 F2mgtan,FN2mgcos,所以 F1F2sin tan cos
42、1,A、B 项错误;FN1FN2cos 1cos cos21,C 项正确,D 项错误方法点拨(1)三力动态平衡、极值问题常用图解法、相似三角形法(2)多力动态平衡、极值问题常用解析法(3)多物体的平衡问题常用整体法、隔离法(4)涉及到摩擦力的要注意静摩擦力与滑动摩擦力的转换1(三力平衡)如图 1 所示,一定质量的物体通过轻绳悬挂,结点为 O.人沿水平方向拉着 OB 绳,物体和人均处于静止状态若 OB 绳中的拉力方向不变,人缓慢向左移动一小段距离,则下列说法正确的是()AOA 绳中的拉力先减小后增大图 1BOB 绳中的拉力不变C人对地面的压力逐渐减小D地面对人的摩擦力逐渐增大2(多物体平衡)如图
43、 2 所示,用细线相连的质量分别为 2m、m 的小球 A、B在拉力 F 作用下,处于静止状态,且细线 OA 与竖直方向的夹角保持30不变,则拉力 F 的最小值为()A.3 32mgB.2 312mg图 2C.322mgD.32mg3(多力平衡)如图 3 所示,一个质量为 m 的物块静止在倾角为的斜面上现物块受到与斜面成角的力 F 作用处于静止状态若增大力 F,物块和斜面始终保持静止状态则()图 3A物块受到斜面的摩擦力变小B物块对斜面的压力变小C斜面受地面的摩擦力大小不变D斜面对地面的压力大小不变4(相似三角形法)如图 4 所示,不计重力的轻杆 OP 能以 O 点为圆心在竖直平面内自由转动,P
44、 端用轻绳 PB 挂一重物,另用一根轻绳通过光滑定滑轮系住 P 端 在力 F 的作用下,当杆 OP 和竖直方向的夹角(0)缓慢增大时,力 F 的大小应()A逐渐增大图 4B恒定不变C逐渐减小D先增大后减小5如图 5 所示,斜面体 A 静置于粗糙水平面上,小球 B 置于光滑的斜面上,用一轻绳拴住 B,轻绳左端固定在竖直墙面上 P 处初始时轻绳与斜面平行,若将轻绳左端从 P 处缓慢沿墙面上移到 P处,斜面体始终处于静止状态,则在轻绳移动过程中()图 5A轻绳的拉力逐渐减小B斜面体对小球的支持力逐渐减小C斜面体对水平面的压力逐渐增大D斜面体对水平面的摩擦力逐渐增大6如图 6 所示,等腰直角斜劈 A
45、的直角边靠在粗糙的竖直墙壁上,一根不可伸长的轻绳一端固定在竖直墙上,另一端与半径不可忽略的光滑球 B 连接轻绳与水平方向成 30角,现将轻绳上端点沿竖直墙缓慢向上移动,A 始终处于静止状态则()图 6A绳上拉力逐渐增大B竖直墙对 A 的摩擦力先减小后增大C竖直墙对 A 的摩擦力可能为零D竖直墙对 A 的支持力逐渐减小7一铁球通过 3 段轻绳 OA、OB、OC 悬挂在天花板上的 A 点,轻绳 OC 拴接在轻质弹簧测力计上第一次,保持结点 O 位置不变,某人拉着轻质弹簧测力计从水平位置缓慢转动到竖直位置,如图 7 甲所示,弹簧测力计的示数记为 F1.第二次,保持轻绳 OC 垂直于 OA,缓慢移动轻
46、绳,使轻绳 OA 从竖直位置缓慢转动到如图乙所示位置,弹簧测力计的示数记为 F2.则()图 7AF1先增大后减小,F2逐渐减小BF1先增大后减小,F2逐渐增大CF1先减小后增大,F2逐渐减小DF1先减小后增大,F2逐渐增大8如图 8 所示,质量均为 m10 kg 的 A、B 两物体放在粗糙的水平木板上,中间用劲度系数为 k5102N/m 的弹簧连接,刚开始时 A、B 两物体处于平衡状态,弹簧的压缩量为x5 cm.已知两物体与木板间的动摩擦因数均为32,重力加速度 g10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力现将木板的右端缓慢抬起,木板形成斜面,在木板缓慢抬起过程中,以下说法正确的是()图 8A
47、A 先开始滑动,A 刚开始滑动时木板的倾角30BA 先开始滑动,A 刚开始滑动时木板的倾角60CB 先开始滑动,B 刚开始滑动时木板的倾角30DB 先开始滑动,B 刚开始滑动时木板的倾角609如图 9 所示,三根细绳共系于 O 点,其中绳 OA 在竖直方向上,OB 水平并跨过光滑的定滑轮悬挂一个重物,OC 的 C 点固定在地面上,整个装置处于静止状态若将绳 OC 加长从而使 C 点左移,同时保持 O 点位置不变,装置仍然保持静止状态,则绳 OA 上拉力 FT1和绳OC 上的拉力 FT2与改变前相比()图 9AFT1、FT2都减小BFT1、FT2都增大CFT1增大,FT2减小DFT1减小,FT2
48、增大10如图 10 所示,倾角为的斜面体 C 置于水平地面上,一条细线一端与斜面上的物体 B 相连,另一端绕过质量不计的定滑轮 D 与物体 A 相连,定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O 点,细线与竖直方向成角,A、B、C 始终处于静止状态,下列说法正确的是()图 10A若仅增大 A 的质量,B 对 C 的摩擦力一定减小B若仅增大 A 的质量,地面对 C 的摩擦力一定增大C若仅增大 B 的质量,悬挂定滑轮的细线的拉力可能等于 A 的重力D若仅将 C 向左缓慢移动一点,角将增大11.如图 11 所示,质量均为 m 的木块 A 和 B,用一个劲度系数为 k 的轻质弹簧连接,最初系统静止,现在用力缓
49、慢拉 A 直到 B 刚好离开地面,则这一过程 A 上升的高度为()A.mgkB.2mgk图 11C.3mgkD.4mgk12如图 12 所示,在水平板左端有一固定挡板,挡板上连接一轻质弹簧紧贴弹簧放一质量为 m 的滑块,此时弹簧处于自然长度已知滑块与水平板的动摩擦因数为33(最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等)现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为,最后直到板竖直,此过程中弹簧弹力的大小 F 随夹角的变化关系可能是()图 1213(多选)如图 13 所示,固定在竖直平面内的半径为 R 的光滑圆环的最高点C 处有一个光滑的小孔,一质量为 m 的小球套在圆环上,一根细线的一端拴着这个小球,细线的
50、另一端穿过小孔 C,手拉细线使小球从 A 处沿圆环向上移动 在移动过程中手对细线的拉力 F 和轨道对小球的弹力 FN的大小变化情况是()图 13A缓慢上移时,F 减小,FN不变B缓慢上移时,F 不变,FN减小C缓慢上移跟匀速圆周运动相比,在同一位置 B 点的拉力相同D缓慢上移跟匀速圆周运动相比,在同一位置 B 点的弹力相同答案精析答案精析1D对结点 O 受力分析,如图所示,结点 O 受到方向始终竖直向下的拉力(大小等于物体的重力 mg),OA 绳中的拉力 FA(大小、方向均变化),OB 绳中的拉力 FB(大小变化、方向不变)处于静止状态若 OB 绳中的拉力方向不变,人缓慢向左移动一小段距离,由