【创新设计】（江苏专用）高考物理二轮复习专题精讲 第1讲 力与物体的平衡.doc

第1讲力与物体的平衡一、单项选择题1(2013江苏南通二模，1)某同学用频闪相机拍摄了运动员跳远比赛时助跑中某点、起跳点、最高点、落地点四个位置的照片，简化图如图2417所示则运动员起跳瞬间消耗的体能最接近()图2417a4 j b40 j c400 j d4 000 j解析运动员的质量约为50 kg，跳远过程中最高点距地面约为0.6 m，速度为v，则由机械能守恒有：emghmv2，最高点处可忽略v，则emgh50100.6 j300 j，故选c.答案c2(2013株洲市重点中学联考)a、b两物体的质量之比mamb21，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其vt图象如图2418所示那么，a、b两物体所受摩擦阻力之比fafb 与a、b两物体克服摩擦阻力做的功之比wawb分别为()图2418a21,41 b41,21c14,12 d12,14解析由a和vt图线知aaab21由fma知fafb41由vt图线下包围的面积等于位移大小知xaxb12由wfx知wawb21，故b正确答案b3用竖直向上大小为30 n的力f，将2 kg的物体由沙坑表面静止抬升1 m时撤去力f，经一段时间后，物体落入沙坑，测得落入沙坑的深度为20 cm.若忽略空气阻力，g取10 m/s2.则物体克服沙坑的阻力所做的功为()a20 j b24 j c34 j d54 j解析用竖直向上大小为30 n的力f，将2 kg的物体由沙坑表面静止抬升1 m时，由动能定理，fhmghmv2，撤去力f后由动能定理，mg(dh)w0mv2，联立解得wmg(dh)fhmghfhmgd301 j2100.2 j34 j选项c正确答案c4(2013江苏盐城二模，9)在倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块a、b，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为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，当物块b刚要离开c时，物块a运动的距离为d，速度为v.则此时()图2419a物块b满足m2g sin kdb物块a加速度为c物块a重力的功率为m2gvd弹簧弹性势能的增加量为fdm1gd sin m1v2解析设a静止时弹簧的压缩量为x1，则有：m1g sin kx1，设b刚要离开c时弹簧伸长量为x2，则有：m2g sin kx2，dx1x2，可见a项错对物块a有：fm1g sin kx2m1a，整理可得a，故b项错误物块a重力的功率为m1g sin v，故c错由功能关系可知，d项正确答案d5如图2420所示，足够长的水平传送带以稳定的速度v0匀速向右运动，某时刻在其左端无初速地放上一个质量为m的物体，经一段时间，物体的速度达到，这个过程因物体与传送带间的摩擦而产生的热量为q1，物体继续加速，再经一段时间速度增加到v0，这个过程中因摩擦而产生的热量为q2.则q1q2的值为()图2420a31 b13c11 d与大小有关解析设物体与传送带之间的动摩擦因数为，物体在加速运动过程中，由牛顿第二定律得f合mgma，ag，物体从静止到和从到v0所用的时间t相同，物体对地的位移分别为x1和x2，传送带对地的位移分别为s1和s2，物体相对传送带的位移分别为x1和x2，则x1at2t，x2tat2t，s1s2v0t，x1s1x1，x2s2x2x1，q1mgx1，q2mgx2q1，选项a正确答案a二、多项选择题6质量为1 kg的物体静止于光滑水平面上t0时刻起，物体受到向右的水平拉力f作用，第1 s内f2 n，第2 s内f1 n下列判断正确的是()a2 s末物体的速度是3 m/sb2 s内物体的位移为3 mc第1 s末拉力的瞬时功率最大d第2 s末拉力的瞬时功率最大解析由牛顿第二定律得第1 s和第2 s内的加速度分别为2 m/s2和1 m/s2，第1 s末和第2 s末的速度分别为v1a1t12 m/s，v2v1a2t23 m/s，则选项a正确；2 s 内的位移xt23.5 m，则选项b错误；第1 s末拉力的瞬时功率p1fv14 w，第2 s末拉力的瞬时功率p2fv23 w，则选项c正确，d错误答案ac7在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出，在空中运动过程中所受空气阻力大小恒为f，水平距离为s，落地速率为v，那么，在小球运动过程中()a重力所做的功为mghb小球克服空气阻力所做的功为fc小球落地时，重力的瞬时功率为mgvd小球的重力势能和机械能都逐渐减少解析小球下落过程中，受到重力和空气阻力，重力为恒力，重力做功为mgh，选项a正确；空气阻力大小虽不变，但方向在不断改变，所以为变力，它做的功等于空气阻力的大小乘以路程，而不是乘以位移，选项b错误；小球落地时，小球速度方向与重力方向间有夹角，重力的功率等于重力乘以速度的竖直分量，选项c错误；小球在下落过程中，高度逐渐减小，所以重力势能逐渐减少，空气阻力做负功，将一部分机械能转化为内能，所以机械能也逐渐减少，选项d正确答案ad8(2013大纲卷，20)如图2421所示，一固定斜面倾角为30，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物块上升的最大高度为h，则此过程中，物块的()图2421a动能损失了2mgh b动能损失了mghc机械能损失了mgh d机械能损失了mgh解析运动过程中有摩擦力做功，考虑动能定理和功能关系物块以大小为g的加速度沿斜面向上做匀减速运动，运动过程中f合mg，由受力分析知摩擦力fmg，当上升高度为h时，位移s2h，由动能定理得ek2mgh；由功能关系知ewfmgsmgh，选项a、c正确答案ac9如图2422所示，穿在水平直杆上质量为m的小球开始时静止现对小球沿杆方向施加恒力f0，垂直于杆方向施加竖直向上的力f，且f的大小始终与小球的速度成正比，即fkv(图中未标出)已知小球与杆间的动摩擦因数为，小球运动过程中未从杆上脱落，且f0mg.下列说法正确的是()图2422a小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动直到静止b小球的最大加速度为c恒力f0的最大功率为d小球在加速运动过程中合力对其做功为m2解析刚开始，f0，a，之后v增大，a逐渐增大，当fkvmg时，加速度达到最大，即am；当速度继续增大，fkvmg时，a不断减小，当(fmg)f0，即(kvmg)f0时，a0，速度达到最大，所以vm，此后小球做匀速运动根据以上分析，选项a错，b正确pmf0vm，选项c正确根据动能定理可得小球在加速运动过程中合力对其做功为wm2，d项正确答案bcd10(2013东北三校一模，20)如图2423所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点，小球2恰好运动到自身轨道的最高点，这两点高度相同，此时两小球速度大小相同若两小球质量均为m，忽略空气阻力的影响，则下列说法正确的是()图2423a此刻两根线拉力大小相同b运动过程中，两根线上拉力的差值最大为2mgc运动过程中，两根线上拉力的差值最大为10mgd若相对同一零势能面，小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能解析已知小球质量为m，当两小球运动到题中图示位置时，设两球速度大小为v，此时两根细线的拉力分别为f1和f2，f1mgm，f2mgm，故选项a错误易知小球1在最高点时细线的拉力f1最小，设此时速度大小为v1，则有f1mgm，再由机械能守恒定律有：mv2mv2mgl；小球2在最低点时细线的拉力f2最大，设此时速度大小为v2，则有f2mgm，再由机械能守恒定律有：mvmv22mgl，联立解得，运动过程中两根线上拉力的差值最大为f2f12mgm2mg8mg10mg，故选项c正确，b错误取题中图示位置为零势能面，由机械能守恒定律知选项d正确答案cd三、非选择题11(2013天津卷，10)质量为m4 kg的小物块静止于水平地面上的a点，现用f10 n的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在b点，a、b两点相距x20 m，物块与地面间的动摩擦因数0.2，g取10 m/s2，求：(1)物块在力f作用过程发生位移x1的大小；(2)撤去力f后物块继续滑动的时间t.解析设物块受到的滑动摩擦力为f1，则f1mg根据动能定理，对物块由a到b整个过程，有fx1f1x0代入数据解得：x116 m(2)设刚撤去力f时物块的速度为v，此后物块的加速度为a，滑动的位移为x2，则x2xx1由牛顿第二定律得：f1ma由v2v2ax得v22ax2由vv0at得vat代入数据解得：t2 s答案(1)16 m(2)2 s12如图2424所示，质量为m0.1 kg的小物块置于平台末端a点，平台的右下方有一个表面光滑的斜面体，在斜面体的右边固定一竖直挡板，轻质弹簧拴接在挡板上，弹簧的自然长度为x00.3 m，斜面体底端c距挡板的水平距离为d21 m，斜面体的倾角为45，斜面体的高度h0.5 m现给小物块一大小为v02 m/s的初速度，使之在空中运动一段时间后，恰好从斜面体的顶端b无碰撞地进入斜面，并沿斜面运动，经过c点后再沿粗糙水平面运动，过一段时间开始压缩轻质弹簧小物块速度减为零时，弹簧被压缩了x0.1 m已知小物块与水平面间的动摩擦因数0.5，设小物块经过c点时无能量损失，重力加速度g取10 m/s2，求：图2424(1)平台与斜面体间的水平距离d1；(2)小物块在斜面上的运动