人教版高中物理必修一难题分析--静力学.doc

高中物理学习材料

（鼎尚**整理制作）

难题分析--静力学

1.如图所示，a、b两个质量相同的球用线连接，a球用线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的 （ B ）

C A D B

2．L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板P 的受力个数为(c)

A． 3 B．4 C．5 D．6

2、如图所示，在水平力作用下，木块A、B保持静止。若木块

A与B 的接触面是水平的，且F≠0。则关于木块B的受力个数可能是c

A . 3 个或4个 B . 3 个或5 个 C . 4 个或5 个 D . 4 个或6 个

3、如图所示，在倾角为

a的传送带上有质量均为、的三个木

块1、2,3,中问均用原长为L,劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块 与传送带间的动摩擦因数均为拜，其中木块1被与传送带平行 的细线拉住，传送带按图示方向匀速运行，三个木块处于平衡状态．下列结论正确的是：b A.2,3两木块之问的距离等于

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B.2,3两木块之问的距离等于

C. 1,2两木块之间的距离等于2,3两木块之间的距离

D.如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离都将增大

4、如图，在水平板的左端有一固定挡板，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。已知滑块与板的动摩擦因素及最大静摩擦因素均为

3/3。现将板的右端缓慢抬起（板与水平面的夹角为），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（ c ）

3、如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30角，则每根支架中承受的压力大小为（D） （A）mg（B）

133232mg（D）mg mg（C）6934 如图，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2l。现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加

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力的最小值为（ C ） （A）mg （B）

311 mg （C） mg （D） mg 324

5..如图甲所示，在圆柱体上放一小物块P，圆柱体绕水平轴O缓慢转动，从A转至A′的过程，物块与圆柱体保持相对静止，则图乙反映的是该过程中 （ ）

A．重力随时间变化的规律 B．支持力随时间变化的规律 C．摩擦力随时间变化的规律 D．合外力随时间变化的规律

解。若要得到支持力和摩擦力随时间变化的图象，应如何找它们的函数表达式? 答案 取P为研究对象受力分析，根据平衡条件得到支持力和摩擦力的表达式，然后分析函数式的特点．

解析 取小物块P为研究对象，受力分析如图所示．设物体P与O点的连线与竖直方向夹角为θ，由平衡条件可得

Ff=mgsinθ，FN=mgcosθ

当θ减小时，Ff减小，FN增大；当θ增大时，Ff增大，FN减小，所以F—t图象反映的是支持力随时间变化的规律．

答案 B

画出摩擦力随时间变化的图象?

6．如图所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3， 中间分别用一原长均为L，劲度系数均为k的轻弹簧连接起来．已知木块与传送带间的动摩擦因数为μ． 现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送

带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，2、3两 木块之间的距离是（已知重力加速度为g） （ ）

A．L+μ（m1+m2）g/k

B．L+μm2g/k

C．L+μ（m1+m2+m3）g/k D．L+μm3g/k

解析 取m3为研究对象，受力分析如右图所示． 由受力平衡得F=kx=μm3g，x=

m3gk，2、3两木块之间的距离为L+x=L+

m3gk．

【拓展探究2】上例中1、3两木块之间的距离为多少?

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解析 取2、3两木块整体为研究对象，受力分析如右图所示． F′=Ff′

kx′=μ（m2+m3）g x′=

(m2m3)gk

因此1、3两木块之间的距离为2L+x′+x=2L+

(m2m3)gk

答案 2L+

(m2m3)gk

7：如图所示，倾角θ=30°的粗糙斜面上放

一物体，物体重为G，静止在斜面上。现用与斜面底边平 行的力F=G/2推该物体，物体恰好在斜面内做匀速直线运 动，则物体与斜面间的动摩擦因数μ等于多少？物体匀速 运动的方向如何？

解析：物体在重力、推力、斜面给的支持力和摩擦力 四个力的作用下做匀速直线运动，所以受力平衡。但这四 个力不在同一平面内，不容易看出它们之间的关系。我们 把这些力分解在两个平面内，就可以将空间问题变为平面 问题，使问题得到解决。

将重力沿斜面、垂直于斜面分解。我们从上面、侧面 观察，图13—1—甲、图13—1—乙所示。

如图13—1—甲所示，推力F与重力沿斜面的分力G1的合力F′为：

FF2G122G 2F′的方向沿斜面向下与推力成α角， 则 tanG11F45

这就是物体做匀速运动的方向

物体受到的滑动摩擦力与F′平衡，即 fF所以摩擦因数：2G/2

f2G/26 FNGcos303【例4】如图有一半径为r = 0.2m的圆柱体绕竖直轴OO′以ω = 9rad/s的角 速度匀速转动．今用力F将质量为1kg的物体A压在圆柱侧面，使其以v0 = 2.4m/s的速度匀速下降．若物体A与圆柱面的摩擦因数μ = 0.25，求力F的大小．（已知物体A在水平方向受光滑挡板的作用，不能随轴一起转动．）

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【解析】在水平方向圆柱体有垂直纸面向里的速度，A相对圆柱体有纸垂直纸面向外的速度为υ′，υ′ = ωr = 1.8m/s；在竖直方向有向下的速度υ0 = 2.4m/s

A相对于圆柱体的合速度为υ=

υ0+υ′ = 3m/s

υ04 = υ5

mg

= 12.5N cosθ

２２

合速度与竖直方向的夹角为θ，则cosθ =

A做匀速运动，竖直方向平衡，有Ff cosθ = mg，得Ff = 另Ff =μFN，FN =F，故F =

Ff = 50N

8．建筑工地上的黄沙堆成圆锥形，而且不管如何堆其角度是不变的。若测出其圆锥底的周长为12．5m，高为1．5m，如图所示。

（1）试求黄沙之间的动摩擦因数。

（2）若将该黄沙靠墙堆放，占用的场地面积至少为多少？

解：（1）沙堆表面上的沙粒受到重力、弹力和摩擦力的作用而静止，则mgsinFfmgcos

所以tanh2h0.75，37（称为摩擦角） Rl

（2）因为黄沙是靠墙堆放的，只能堆成半个圆锥状，由于体积不变，不变，要使占场地面积最小，则取Rx为最小，所以有hxRx，根据体积公式，该堆黄沙的体积为1113，解得 Rx32R，占地VR2hR3，因为靠墙堆放只能堆成半个圆锥，故VRx348面积至少为SxRx2=234m2≈9．97m2

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