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力与运动(2)经典考题

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2011届高考黄冈中学物理冲刺讲解、练习题、预测题02:第1专题 力与运动(2)经典考题       

在本专题中,正交分解、整体与隔离相结合是最重要也是最常用的思想方法,是高考中考查的重点.力的独立性原理、运动图象的应用次之,在高考中出现的概率也较大.

1.有一个直角支架AOBAO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑.AO上套有小环POB上套有小环Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图1-20 甲所示).现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是[1998年高考·上海物理卷](  )

图1-20甲

A.N不变,T变大       B.N不变,T变小

C.N变大,T变大                   D.N变大,T变小

【解析】Q环的受力情况如图1-20乙所示,由平衡条件得:Tcos θmg

P环向左移动后θ变小,T=变小.

    

图1-20乙       图1-20丙

P环的受力情况如图1-20丙所示,由平衡条件得:

NPmgTcos θ=2mgNPθ角无关.

故选项B正确.

[答案] B

【点评】①本例是正交分解法、隔离法的典型应用,以后的许多考题都由此改编而来.

②求解支持力N时,还可取PQ组成的整体为研究对象,将整体受到的外力正交分解知竖直方向有:NQ=2mg

2.如图1-21甲所示,在倾角为α的固定光滑斜面上有一块用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫的质量的2倍.当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度为[2004年高考·全国理综卷Ⅳ](  )

图1-21甲

A.sin α                   B.gsin α

C.gsin α                  D.2gsin α

【解析】绳子断开后猫的受力情况如图1-21乙所示,由平衡条件知,木板对猫有沿斜面向上的摩擦力,有:

fmgsin α

图1-21乙        图1-21丙

再取木板为研究对象,其受力情况如图1-21丙所示.由牛顿第二定律知:

2mgsin αf′=2ma

解得:agsin α

[答案] C

【点评】①猫脚与木块之间的摩擦力使猫保持平衡状态.

②还可取猫、木板组成的整体为研究对象,由牛顿第二定律:3mgsin α=2ma求解,但这一方法高中不作要求.

3.如图1-22所示,某货场需将质量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,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物由轨道顶端无初速度滑下,轨道半径R=1.8 m.地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板AB,长度均为l=2 m,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μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2.(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10 m/s2)

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