高中物理力与物体的平衡习题解析与专题训练(附答案)[1].doc

力与物体的平衡例题解析力的合成与分解1. 物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，则这三个力可能选取的数值为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：物体在F1、F2、F3作用下而做匀速直线运动，则三个力的合力必定为零，只有B选项中的三个力的合力可能为零，故选B.答案：B2. 一组力作用于一个物体，其合力为零.现把其中的一个大小为20 N的力的作用方向改变90而大小不变，那么这个物体所受力的合力大小是_.解析：由于物体所受的合力为零，则除20 N以外的其他力的合力大小为20 N，方向与20 N的力方向相反.若把20 N的力的方向改变90，则它与其余力的合力垂直，由平行四边形定则知物体所受力的合力大小为20 N.答案：20 N3. 如图1215所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受的摩擦力Ff与拉力F的合力方向应该是图1215A.水平向右B.竖直向上C.向右偏上D.向左偏上解析：对物块进行受力分析如图所示：除F与Ff外，它还受竖直向下的重力G及竖直向上的支持力FN，物块匀速运动，处于平衡状态，合力为零.由于重力G和支持力FN在竖直方向上，为使这四个力的合力为零，F与Ff的合力必须沿竖直方向.由平行四边形定则可知，F与Ff的合力只能竖直向上.故B正确. 答案：B4.如图1216所示，物体静止于光滑水平面M上，力F作用于物体O点，现要使物体沿着O方向做加速运动（F和O都在M水平面内）.那么，必须同时再加一个力，这个力的最小值是图1216A.FcosB.FsinC.FtanD.Fcot解析：为使物体在水平面内沿着O做加速运动，则F与的合力方向应沿着O，为使最小，应与O垂直，如图所示.故的最小值为=Fsin，B选项正确.答案：B5 .某运动员在单杠上做引体向上的动作，使身体匀速上升.第一次两手距离与肩同宽，第二次两手间的距离是肩宽的2倍.比较运动员两次对单杠向下的作用力的大小，其结果为_.解析：由于运动员匀速上升，运动员两次所受单杠的作用力都等于他的重力，故他对单杠向下的作用力都是mg.答案：mg6. 一根轻质细绳能承受的最大拉力是G，现把一重为G的物体系在绳的中点，两手先并拢分别握住绳的两端，然后缓慢地左右对称分开.为使绳不断，两绳间的夹角不能超过A.45B.60C.120D.135解析：当两绳间的夹角为120时，两绳的拉力等于G；若两绳的夹角大于120，两绳的拉力大于G；若两绳间的夹角小于120，两绳的拉力小于G，故选C.答案：C7. 刀、斧、凿、刨等切削工具的刃都叫做劈，劈的截面是一个三角形，如图1217所示，使用劈的时候，在劈背上加力F，这个力产生的作用效果是使劈的两侧面推压物体，把物体劈开.设劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度是d，劈的侧面的长度是L.试求劈的两个侧面对物体的压力F1、F2.图1217解析：根据力F产生的作用效果，可以把力F分解为两个垂直于侧面的力、，如图所示，由对称性可知，=.根据力三角形OF与几何三角形ACB相似可得= 所以=F由于F1=，F2=，故F1=F2=F.答案：F1=F2=F8. 如图1218所示，保持不变，将B点向上移，则BO绳的拉力将图1218A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小解析：对结点O受力分析如图甲所示.由于结点O始终处于平衡状态，合力为零，故F1、FB、FA经过平移可构成一个矢量三角形，其中F1=mg，其大小和方向始终不变；FA方向也不变，大小可变；FB的大小、方向都在变.在绳向上偏移的过程中，可能作出一系列矢量三角形如图乙所示，显而易见在FB变化到与FA垂直前，FB是逐渐变小的，然后FB又逐渐变大.同时看出FA是逐渐变小的，故C正确.应用此方法可解决许多相关动态平衡问题.甲乙答案：C9.用细绳AC和BC吊起一重物，两绳与竖直方向的夹角如图1219所示，AC能承受的最大拉力为150 N，BC能承受的最大拉力为100 N.为使绳子不断裂，所吊重物的质量不得超过多少?图1219解析：重物受到的三个力的方向已确定.当AC、BC中有一条绳的拉力达到最大拉力时，设FAC已达到FAC150 N，已知FBCFACtan3086.6 N100 N. G= N172 N.G172 N时，FAC150 N，而FBC100 N，AC要断.所以G172 N，m17.2 kg.答案：m17.2 kg10.（2003年高考新课程理科综合，19）如图1220所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球和O点的连线与水平线的夹角为=60.两小球的质量比为图1220A.B.C.D.解析：由FN与FT水平方向合力为零可知，FN=FT；竖直方向有2FT cos30=m1g，又FT =m2 g，从而得2m2 g=m1 g，解得=.答案：A11.如图1221所示，重为G的均匀链条，两端用等长的轻绳连接，接在等高的地方，绳与水平方向成角.试求：（1）绳子的张力；（2）链条最低点的张力.图1221解析：（1）如图所示，设两端绳的拉力均为F1，则有2F1sin=GF1=.（2）设链条最低点的张力为F2，则有F2=F1cos=Gcot.答案：（1） （2）Gcot12. 水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B.一轻绳的一端C固定在墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10 kg的重物，CBA=30，如图1222 所示.则滑轮受到绳子的作用力为（g取10 m/s2）图1222A.50 NB.50 NC.100 ND.200 N解析：滑轮所受绳子的作用力是滑轮两侧绳子拉力的合力.根据定滑轮的特点，两侧绳的拉力均为F=mg=100 N.由于两侧绳的夹角为120，所以，它们的合力也等于100 N，C选项正确.答案：C13.（2003年辽宁大综合，36）如图1223所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90，两底角为和；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块.已知所有接触面都是光滑的.现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于图1223A.Mg+mgB.Mg+2mgC.Mg+mg（sin+sin）D.Mg+mg（cos+cos）解析：以楔形木块为研究对象，它受到重力、支持力、两木块的压力，根据平衡条件得FN=Mg+mgcos2+mgcos2由于+=90，故cos2+cos2=1，所以楔形木块对地面的压力为FN=Mg+mg正确选项为A.答案：A14.如图1224所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，BC水平，AC边竖直，ABC=，AB及AC两边上分别套有细线连着的铜环，当它们静止时，细线跟AB所成的角的大小为（细线长度小于BC）图1224A.=B.C.D.解析：若铜环Q质量为零，则它仅受线的拉力和铁丝AC的弹力，它们是一对平衡力.由于铁丝对Q环的弹力垂直于AC，则细线必定垂直于AC，此时=，由于Q环的质量大于零，故.同样的道理，若铜环P的质量为零，则=，而铜环P的质量大于零，则，故.选项D正确.答案：D15.（2004年天津理综，17）中子内有一个电荷量为+e的上夸克和两个电荷量为e的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图1225所示.图1226给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是图1225图1226解析：电荷量为e的下夸克所受的另一个电荷量为e的下夸克给它的静电力，为电荷量为+e的上夸克给它静电力的，则由受力图及相应的几何知识可得到，两个电荷量为e的下夸克所受的静电力的合力均竖直向上，电荷量为+e的上夸克所受的静电力的合力竖直向下，故B选项正确.答案：B16.有点难度哟！如图1227所示，在倾角=60的斜面上放一个质量为m的物体，用k=100 N/m 的轻质弹簧平行斜面吊着.发现物体放在PQ间任何位置都处于静止状态，测得AP=22 cm，AQ=8 cm，则物体与斜面间的最大静摩擦力等于多少？图1227解析：物体位于Q点时，弹簧必处于压缩状态，对物体的弹力FQ沿斜面向下；物体位于P点时，弹簧已处于拉伸状态，对物体的弹力FP沿斜面向上，P、Q两点是物体静止于斜面上的临界位置，此时斜面对物体的静摩擦力都达到最大值Fm，其方向分别沿斜面向下和向上.根据胡克定律和物体的平衡条件得：k（l0l1）+mgsin=Fmk（l2l0）=mgsin+Fm解得Fm=k（l2l1）=1000.14 N=7 N.答案：7 N17.有点难度哟！压榨机如图1228所示，B为固定铰链，A为活动铰链.在A处作用一水平力F，C就以比F大得多的力压D.已知L=0.5 m，h=0.1 m，F=200 N，C与左壁接触面光滑，求D受到的压力.图1228解析：根据水平力产生的效果，它可分解为沿杆的两个分力F1、F2，如图a所示.则F1F2=而沿AC杆的分力F1又产生了两个效果：对墙壁的水平推力F3和对D的压力F4，如图b所示，则F4=F1sin=Ftan而tan=故F4= N=500 N.答案：500 N18(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 解析：设斧头所受的重力与向下的压力的合力为F，按照力的作用效果将力F分解为F1和F2如图1-3所示。由几何关系可知： ，所以。显然BC边越短，AB边越长，越容易劈开木柴。 答案：C。 点拨：将一个已知力进行分解，从理论上讲可以有无数个解，但实际求解时常用两种方法：正交分解和将力按照效果进行分解。19.(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、mB，弹簧的劲度系数为k , C为一固定挡板。系统处于静止状态。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)。解析：用x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知 用x2表示B 刚要离开C时弹簧的伸长量，则： 由题意得： d=x1 + x2 解得：d= 点拨：两个用弹簧相连的物体，在相对运动过程中，发生的相对位移大小等于弹簧形变量的变化。因此求出初末两个状态时弹簧的形变量是解决这类问题的关键。20(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（ ）A4mg B3mg C2mg Dmg解析：设绳中张力为T，对物块Q和P分别受力分析如图1-6所示。因为它都做匀速运动，所以所受合外力均为零。对Q有：T=f1=mg对P有：f2=2mg F= f2+T+ f1 解得：F=4mg答案：A点拨：当两物体间相对滑动时产生的摩擦为滑动摩擦，其方向与两者间的相对运动方向相反，大小与该接触面的正压力成正比。21.（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. 解析：对AB这一系统受力分析，如图1-8所示，若设B与斜面之间动摩擦因数为，它们的质量为m，对该系统受力分析，由摩擦定律与平衡条件得：由此可得：答案：B点拨：把小物块A和B看做整体，进行受力分析，然后抓住整体受力特点，根据滑动摩擦定律写出AB整体受到的摩擦力大小，列平衡方程，是突破多物体参与的平衡问题的关键，这类题能很好考查考生基础知识的掌握与基本能力，复习时应引起注意。22(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( )AF1sinF2cosmg sin，F2mgBF1cosF2sinmg sin，F2mgCF1sinF2cosmg sin，F2mgDF1cosF2sinmg sin，F2mg 解析：物体受力分析如图1-8所示，以斜面方向和垂直于斜面方向建立直角坐标系，将这些力正交分解。由物体平衡条件可知：F1cosF2sinmg sin，而物体要静止在斜面上，必须满足F2mg答案：B点拨：当物体受力个数较多时，可根据具体情况合理地建立坐标系，将物体所受的所有外力进行正交分解，然后对两个方向分别列式求解。这是解与力学相关问题的基本方法。应训练掌握。23 .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）解析：滑块m的受力如图1-10所示，建立直角坐标系，将力F正交分解，由物体平衡条件可知：在竖直方向上：FNmgFsin 图1-9在水平方向上：Fcos=FfFN由以上两式解得：Fcosmg+Fsin因为力F很大，所以上式可以写成：FcosFsin故应满足的条件为arccot答案：arccot点拨：解决平衡物体中的临界问题常用的方法是假设法，其解题步骤是一是明确研究对象，二是画出研究对象的受力图，三是假设可发生的临界条件，四是列出满足所发生的临界现象的平衡方程。24 (07北京模拟)木块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 本题简介：本题考查了胡克定律，静摩擦，物体平衡条件。难度：较易 解析：未加F时，木块A在水平面内受弹簧的弹力F1及静摩擦力FA作用，且F1FAkx8N，木块B在水平面内受弹簧弹力F2和静摩擦力FB作用，且F2FBkx8N，在木块B上施加F1N向右拉力后，由于F2FGB，故木块B所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小FF2F9N，木块A的受力情况不变。 答案：C反思：摩擦力是高考中的一个热点，同时也是学习中的一个难点。求解摩擦力时，首先要判断该处是滑动摩擦还是静摩擦，而静摩擦力的大小由物体所受外力和运动状态决定的。所以在解题时要特别注意的。25.（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. 2MD.0解析：依题意可知，气球在下降过程中处于平衡状态，由平衡条件得： ，在气球上升过程中，速率与下降过程中相等，所以阻力仍为f，则平衡条件得：减少的质量：，由以上各式联合可得：答案：A反思：本题是匀速直线运动的变力作用下的平衡问题，从题中找出物理情景从一种向另一种转换时的联系，向另一个过程迁移，列平衡方程就能使问题得以突破。26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AT B2T C4T D8T 解析：以A球为研究对象，其受到重力G、B对A的库仑力F、绳的拉力T，如图1-11所示。因三力的方向不具有特殊的几何关系，若用正交分解法，很难有结果，此时就改变思路，变正交分解为力的合成，注意观察，不难发现图中悬线形成的结构三角形和力的矢量三角形相似，由共点力平衡条件得：以及，解得解得T=mg、，当A球质量变为m并使它在距B球处于平衡时，同理可得：T=mg 和，而由库仑定律容易得到A球前后所受库仑力之比为将F、F代入上式可得：m=8m，所以绳子拉力T=mg=8mg=8T 答案：D 反思：本题涉及重力、弹力、库仑力、库仑定律和共点力作用下物体的平衡条件。考查学生的理解、分析、推理和综合运用知识的能力。这是一道学科内综合的试题，充分体现了目前理科综合的命题特点。纵观近几年有关力的平衡的考题，将力的合成与分解、物体的平衡条件中后续的电场力、磁场力等综合在一起进行考查，已经成为一个新的命题热点。解决本题的关键是正确分析先后两种情况下小球的受力情况，再设法寻找力的矢量三角形和结构三角形的相似，利用相似三角形法求解。27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，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 解析：物体相对钢板具有向左的速度分量v1和侧向的速度分量v2，故相对钢板的合速度v的方向如图1-13所示，滑动摩擦力的方向与v的方向相反。根据平衡条件可得: Ffcosmg从上式可以看出：钢板的速度V1越大，拉力F越小。答案：C反思：滑动摩擦力的方向总是与相对运动方向相反。解决此类问题的关键是找出相对运动方向，从而判断出所受的滑动摩擦力的方向，方能正确求解。28（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（Mm）g B（Mm）gF C（Mm）gFsin D（Mm）gFsin解析：对楔形物块与小物块这一系统受力分析，受到重力，支持力，拉力F，系统各物体均平衡，则整个系统也处于平衡状态。由对力F正交分解后，由平衡条件得：，则FN=（Mm）gFsin；支持力与压力是作用力与反作用力，所以答案为D。答案：D反思：整体法是将两个或者两个以上的物体作为一个整体进行分析的方法，而隔离法是将某个物体单独隔离出来进行分析的方法，整体法、隔离法是分析物体平衡问题的常用方法，通常两种方法结合使用。29.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（ ）解析：由左手定则，金属棒MN的安培力方向是垂直纸面向里，因此金属棒对竖直金属导轨ABCD的正压力在数值上等于金属棒MN的安培力F，设匀强磁场的磁感应强度为B、棒MN长为L，则有：N=F=BIL=kBLt开始阶段滑动摩擦力较小，即fG，物体将做减速运动，当速度减小到零时，物体由运动状态转变为静止状态，所以物体受到的滑动摩擦力也“突变”为静摩擦力，由平衡条件可得此时该以后的静摩擦力大小为f=G。 答案：C反思：本题涉及重力、弹力、摩擦力、安培力和左手定则等知识点，重点是对摩擦力的分析。考查理解、分析、推理和综合的能力，以及图像的分析和应用图像表达物理过程和规律的能力。解决本题的关键是先正确理解静摩擦力和滑动摩擦力的特点，特别是静摩擦力的大小会随着运动趋势的强弱而在0Fm(最大静摩擦力)之间变化，与物体的正压力无直接关系，一般可利用平衡条件或牛顿运动定律来求其大小，再结合题述过程判断出是哪一类摩擦力，运用相应的方法求解，这里尤其要注意摩擦由“动”到“静”的瞬间“突变”问题。30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F1、F2各如何变化？解析：由于挡板是缓慢转动的，可以认为每个时刻小球都处于静止状态，因此所受合力为零。应用三角形定则，G、F1、F2三个矢量应组成封闭三角形，其中G的大小、方向始终保持不变；F1的方向不变；F2的起点在G的终点处，而终点必须在F1所在的直线上，由作图1-18可知，挡板逆时针转动90过程，F2矢量也逆时针转动90，因此F1逐渐变小，F2先变小后变大。（当F2F1，即挡板与斜面垂直时，F2最小）反思：这类平衡问题是一个物体受到三个力（或可等效为三个力）而平衡，这三个力的特点：其中一个力的大小和方向是确定的，另一个力方向始终不改变，第三个力的大小和方向都可改变。运用图解法处理问题，显得直观、简捷，思路明了，有助于提高思维能力，简化解题过程。 31（2007年江苏）如图19所示，带电量分别为4q和q的小球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）解析：（1）设C在AB连线的延长线上距离B为l处达到平衡，带电量为Q 库仑定律 和平衡条件得 解得 所以，C的平衡位置在B右侧l = d处。 （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，由于q受的电场力背离平衡位置，所以q将由静止开始背离平衡位置做加速运动，不可能回到平衡位置。 （3）环C带电q，平衡位置不变，将环C向右拉离平衡位置一小位移x，选取向右为矢量的正方向 C受的回复力为 利用近似关系化简得，所以小环C将做简谐运动。答案：（1）C的平衡位置在B右侧l = d处 （2）不能回到平衡位置 （3），小环C将做简谐运动。反思：本题是平衡问题与简谐运动相联系的试题，是在原来熟悉的平衡模型的基础上添加条件进行拓展改编辑成的，在复习时要注重加强一题拓展的训练。32.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，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，你认为更利于操作的方案是_。理由是_。解析：要探究摩擦力的大小与接触面积大小是否有关，必须用控制变量法。因此要在保持其它条件相同的情况下，改变接触面积的大小，测出相应的摩擦力的大小，才能判断滑动摩擦力是否与接触面积有关。方案甲中，物体只有做匀速运动时，弹簧秤的读数才等于物体所受的摩擦力的大小，而操作中很难做到。而方案乙中，物体处于静止状态，所受的摩擦力的大小总等于弹簧秤的读数。 答案：(1) 作出假设 ；(2) C (3) 乙； 乙方案中物体处于静止状态，弹簧秤的读数就等于物体所受的摩擦力的大小。 反思：本题考查了摩擦力大小的决定因素、控制变量法的物理思想，还着重考查了学生的实验探究能力。实验探究是新课标的一个重要思想，值得我们注意。专题训练测试题：（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 （ ）图1-23mMFN2.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，圆环套子在粗糙水平杆MN上，现用水平力F拉绳上一点，使物体处于图中实线位置，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，Ff保持不变, FN逐渐增大BF逐渐增大，Ff逐渐增大, FN保持不变CF逐渐减小，Ff逐渐增大, FN逐渐减小DF逐渐减小，Ff逐渐减小, FN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，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（ ）A2B3C2D34完全相同的直角三角形滑块A、B如图1-25所示叠放，设A、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. B. C. D. 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.要使绳子不断，悬挂重物的重力最多为（ ）A100N B.150N C. D.200N 6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（ ）AF1 BF2 CF3 DF47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（ ）AFT不变，FN不变，Ff逐渐增大BFT不变，FN逐渐增大，Ff逐渐增大CFT逐渐增大，FN不变，Ff逐渐增大DFT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（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，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)18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。专题训练参考答案：一、选择题（本题共10小题，每题4分，共40分）1解析：当较小时物块与木板间的摩擦力为静摩擦力，摩擦力大小与物块重力沿板方向的分力大小相等，其大小为：，按正弦规律变化；当较大时物块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，摩擦力大小为：，按余弦规律变化，故选B答案：B2.解析：物体缓慢下降过程中，细绳与竖直方向的夹角不断减小，可把这种状态推到无限小，即细绳与竖直方向的夹角为零；由平衡条件可知时，所以物体缓慢下降过程中，F逐渐减小，Ff逐渐减小。故选D。3 OAB绝缘手柄FTG解析： 由于二者间的电场力是作用力与反用力，若以B为研究对象，绝缘手柄对B球的作用力未知，陷入困境，因此以A为研究对象。设A带电量为q，B带电量为Q，AB间距离为a,OB间距离为h ,由库仑定律得，由三角形OAB得，以B球为研究对象，受力如图3所示，由平衡条件得，由以上三式得，所以，故正确选项为D。4mgNF解析：设两三角形滑块的质量均为m，对整体有：滑块B受力如图所示，则对B有：，可解得： 5解析：在增加重力时，不知哪根绳子先断.故我们选择O点为研究对象，先假设OA不会被拉断，OB绳上的拉力先达最大值，则：，由拉密定理得：解得：，OA将被拉断.前面假设不成立.再假设OA绳子拉力先达最大值，此时，由拉密定理得：解得：，故OB将不会断.此时，,故悬挂重物的重力最多只能为，所以C正确，答案C。6解析：物体受力平衡时，无论如何建立直角坐标系，两个方向上的合力均为零。若以OA和垂直于