29.(08寧夏理綜30)一足夠長(zhǎng)的斜面,最高點(diǎn)為O點(diǎn).有一長(zhǎng)為l =1.00 m的木條AB,A端在斜面上,B端伸出斜面外.斜面與木條間的摩擦力足夠大,以致木條不會(huì)在斜面上滑動(dòng).在木條A端固定一個(gè)質(zhì)量為M=2.00 kg的重物(可視為質(zhì)點(diǎn)),B端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m=0.50 kg的重物.若要使木條不脫離斜面,在下列兩種情況下,OA的長(zhǎng)度各需滿足什么條件？

(Ⅰ)木條的質(zhì)量可以忽略不計(jì).　

(Ⅱ)木條質(zhì)量為m′=0.50 kg,分布均勻.　

答案　 (Ⅰ)?　 (Ⅱ)

解析　 (Ⅰ)當(dāng)木條A端剛剛離開(kāi)斜面時(shí),受力情況如圖a所示.

設(shè)斜面傾角為θ,根據(jù)力矩平衡條件,則滿足條件

　　　　　　　　　　　 ①　

木條不會(huì)脫離斜面.根據(jù)題意有

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②　

聯(lián)立①②并代入已知條件得　

? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③　

(Ⅱ)設(shè)G為木條重心,由題意可知　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④　

當(dāng)木條A端剛剛離開(kāi)斜面時(shí),受力情況如圖b所示.由(Ⅰ)中的分析可知,若滿足

　　　　 ⑤

木條就不會(huì)脫離斜面.　

聯(lián)立②④⑤并代入已知條件得　

　m

三年高考·集訓(xùn)(2005-2007)

28.(09·寧夏理綜·33)(10分)液壓千斤頂是利用密閉容器內(nèi)的液體能夠把液體所受到的壓強(qiáng)行各個(gè)方向傳遞的原理制成的。圖為一小型千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。大活塞的直徑D₁=20cm，小活塞B的直徑D₂=5cm，手柄的長(zhǎng)度OC=50cm，小活塞與手柄的連接點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸O的距離OD=10cm�，F(xiàn)用此千斤頂使質(zhì)量m=4×10³kg的重物升高了h=10cm。g取10m/s²，求

(i)若此千斤頂?shù)男�率�?0%，在這一過(guò)程中人做的功為多少？

(ii)若此千斤頂?shù)男�率�?00%，當(dāng)重物上升時(shí)，人對(duì)手柄的作用力F至少要多大？

解析：(i)將重物托起h需要做的功

　　　　 　　　　　　　　　　　�、�

設(shè)人對(duì)手柄做的功為，則千斤頂?shù)男�率�?/p>

　　　　　　　　　　　　　 ②

代入數(shù)據(jù)可得　 　　　　　　　　　�、�

(i i)設(shè)大活塞的面積為, 小活塞的面積為，作用在小活塞上的壓力為,當(dāng)于斤頂?shù)男�率�?00%時(shí)，

　　　　　　　 　　　　　　⑤

當(dāng)和F都與杠桿垂直時(shí)，手對(duì)杠桿的壓力最小。利用杠桿原理，有

　　　 　　　　　　　　　　　�、�

由④⑤⑥式得

　　　 F=500N　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑦

27.(09·上海物理·23)(12分)如圖，質(zhì)量均為m的兩個(gè)小球A、B固定在彎成120°角的絕緣輕桿兩端，OA和OB的長(zhǎng)度均為l，可繞過(guò)O點(diǎn)且與紙面垂直的水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，空氣阻力不計(jì)。設(shè)A球帶正電，B球帶負(fù)電，電量均為q，處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。開(kāi)始時(shí)，桿OB與豎直方向的夾角q₀＝60°，由靜止釋放，擺動(dòng)到q＝90°的位置時(shí)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，求：

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E；

(2)系統(tǒng)由初位置運(yùn)動(dòng)到平衡位置，重力做的功W_g和靜電力做的功W_e；

(3)B球在擺動(dòng)到平衡位置時(shí)速度的大小v。

解析：(1)力矩平衡時(shí)：(mg－qE)lsin90°＝(mg+qE)lsin(120°－90°)，

即mg－qE＝(mg+qE)，得：E＝；

(2)重力做功：W_g＝mgl(cos30°－cos60°)－mglcos60°＝(－1)mgl，

靜電力做功：W_e＝qEl(cos30°－cos60°)+qElcos60°＝mgl，

(3)小球動(dòng)能改變量DE_k=mv²＝W_g+W_e＝(－1)mgl，

得小球的速度：v＝＝。

26.(09·安徽·22)(14分)在2008年北京殘奧會(huì)開(kāi)幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探究上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過(guò)程簡(jiǎn)化。一根不可伸縮的輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖所示。設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起正以加速度上升時(shí)，試求

(1)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力；

(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力。

答案：440N，275N

解析：解法一:(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員受到繩向上的拉力為F，由于跨過(guò)定滑輪的兩段繩子拉力相等，吊椅受到繩的拉力也是F。對(duì)運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體進(jìn)行受力分析如圖所示，則有：

由牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力

(2)設(shè)吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力為F_N，對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行受力分析如圖所示，則有：

由牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力也為275N

解法二:設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m；運(yùn)動(dòng)員豎直向下的拉力為F，對(duì)吊椅的壓力大小為F_N。

根據(jù)牛頓第三定律，繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力大小為F，吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力為F_N。分別以運(yùn)動(dòng)員和吊椅為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②

由①②得　　　

25.(09·山東·24)(15分)如圖所示，某貨場(chǎng)而將質(zhì)量為m₁=100 kg的貨物(可視為質(zhì)點(diǎn))從高處運(yùn)送至地面，為避免貨物與地面發(fā)生撞擊，現(xiàn)利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道，使貨物中軌道頂端無(wú)初速滑下，軌道半徑R=1.8 m。地面上緊靠軌道次排放兩聲完全相同的木板A、B，長(zhǎng)度均為l=2m，質(zhì)量均為m₂=100 kg，木板上表面與軌道末端相切。貨物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為₁，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2。(最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，取g=10 m/s²)

(1)求貨物到達(dá)圓軌道末端時(shí)對(duì)軌道的壓力。

(2)若貨物滑上木板4時(shí)，木板不動(dòng)，而滑上木板B時(shí)，木板B開(kāi)始滑動(dòng)，求_1­應(yīng)滿足的條件。

(3)若₁=0。5，求貨物滑到木板A末端時(shí)的速度和在木板A上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

解析：(1)設(shè)貨物滑到圓軌道末端是的速度為，對(duì)貨物的下滑過(guò)程中根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，

①

設(shè)貨物在軌道末端所受支持力的大小為,根據(jù)牛頓第二定律得，②

聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)得③

根據(jù)牛頓第三定律，貨物到達(dá)圓軌道末端時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為3000N，方向豎直向下。

(2)若滑上木板A時(shí)，木板不動(dòng)，由受力分析得④

若滑上木板B時(shí)，木板B開(kāi)始滑動(dòng)，由受力分析得⑤

聯(lián)立④⑤式代入數(shù)據(jù)得⑥。

(3)，由⑥式可知，貨物在木板A上滑動(dòng)時(shí)，木板不動(dòng)。設(shè)貨物在木板A上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為，由牛頓第二定律得⑦

設(shè)貨物滑到木板A末端是的速度為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得⑧

聯(lián)立①⑦⑧式代入數(shù)據(jù)得⑨

設(shè)在木板A上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得⑩

聯(lián)立①⑦⑨⑩式代入數(shù)據(jù)得。

考點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、受力分析

24.(09·全國(guó)Ⅰ·25) (18分) 如圖所示，傾角為θ的斜面上靜止放置三個(gè)質(zhì)量均為m的木箱，相鄰兩木箱的距離均為l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑，逐一與其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起運(yùn)動(dòng)。整個(gè)過(guò)程中工人的推力不變，最后恰好能推著三個(gè)木箱勻速上滑。已知木箱與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.設(shè)碰撞時(shí)間極短，求

(1)工人的推力；

(2)三個(gè)木箱勻速運(yùn)動(dòng)的速度；

(3)在第一次碰撞中損失的機(jī)械能。

答案：(1)；

(2)；

(3)。

解析：(1)當(dāng)勻速時(shí),把三個(gè)物體看作一個(gè)整體受重力、推力F、摩擦力f和支持力.根據(jù)平衡的知識(shí)有；

(2)第一個(gè)木箱與第二個(gè)木箱碰撞之前的速度為V₁,加速度

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或動(dòng)能定理

有,碰撞后的速度為V₂根據(jù)動(dòng)量守恒有,即碰撞后的速度為,然后一起去碰撞第三個(gè)木箱,設(shè)碰撞前的速度為V₃。

從V2到V3的加速度為,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有,得,跟第三個(gè)木箱碰撞根據(jù)動(dòng)量守恒有,得就是勻速的速度；

(3)設(shè)第一次碰撞中的能量損失為,根據(jù)能量守恒有,帶入數(shù)據(jù)得。

23.(09·安徽·17)為了節(jié)省能量，某商場(chǎng)安裝了智能化的電動(dòng)扶梯。無(wú)人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會(huì)先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過(guò)程，如圖所示。那么下列說(shuō)法中正確的是　　　　　　　　 (　 C　 )

A. 顧客始終受到三個(gè)力的作用

B. 顧客始終處于超重狀態(tài)

C. 顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下

D. 顧客對(duì)扶梯作用的方向先指向右下方，再豎直向下

解析：在慢慢加速的過(guò)程中顧客受到的摩擦力水平向左，電梯對(duì)其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛頓第三定律，它的反作用力即人對(duì)電梯的作用方向指向向左下；在勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，顧客與電梯間的摩擦力 等于零，顧客對(duì)扶梯的作用僅剩下壓力，方向沿豎直向下。

22.(09·山東·22)圖示為某探究活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。斜面軌道傾角為30°，質(zhì)量為M的木箱與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為。木箱在軌道端時(shí)，自動(dòng)裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入木箱，然后木箱載著貨物沿軌道無(wú)初速滑下，與輕彈簧被壓縮至最短時(shí)，自動(dòng)卸貨裝置立刻將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，再重復(fù)上述過(guò)程。下列選項(xiàng)正確的是　　　　　　　　　 (　 BC　 )

A．m＝M

B．m＝2M

C．木箱不與彈簧接觸時(shí)，上滑的加速度大于下滑的加速度

D．在木箱與貨物從頂端滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中，減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能

解析：受力分析可知，下滑時(shí)加速度為，上滑時(shí)加速度為，所以C正確。設(shè)下滑的距離為l，根據(jù)能量守恒有，得m＝2M。也可以根據(jù)除了重力、彈性力做功以外，還有其他力(非重力、彈性力)做的功之和等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量，B正確。在木箱與貨物從頂端滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能和內(nèi)能，所以D不正確。

考點(diǎn)：能量守恒定律，機(jī)械能守恒定律，牛頓第二定律，受力分析

提示：能量守恒定律的理解及應(yīng)用。

21.(09·山東·16)如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m 的小滑塊，在水平力F的作用下靜止P點(diǎn)。設(shè)滑塊所受支持力為F_N。OF與水平方向的夾角為0。下列關(guān)系正確的是　　　　　 (　 A　 )

A．　　　　　　　　　　 B．F＝mgtan

C．　　　　　　　　　 D．F_N=mgtan

解析：對(duì)小滑塊受力分析如圖所示，根據(jù)三角形定則可得，，所以A正確。

考點(diǎn)：受力分析，正交分解或三角形定則。提示：支持力的方向垂直于接觸面，即指向圓心。正交分解列式求解也可。

20.(09·廣東文科基礎(chǔ)·58)如圖8所示，用一輕繩系一小球懸于O點(diǎn)�，F(xiàn)將小球拉至水平位置，然后釋放，不計(jì)阻力。小球下落到最低點(diǎn)的過(guò)程中，下列表述正確的是　　　　　 (　 A　 )

A．小球的機(jī)械能守恒　　　　　　　　　　 　

B．小球所受的合力不變

C．小球的動(dòng)能不斷減小　　　　　　　　　　

D．小球的重力勢(shì)能增加