高中物理受力图的处理方法大全.docx

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高中物理受力图的处理方法大全

2010年高中物理受力图的处理方法大全

要点一、三力共点平衡，

1、静态问题，

1）、有直角随意合成二力，必为直角三角形；

2）、无直角，但有等大二力，则将此二力合成，必为菱形，两对角线垂直平分，对角线又是角分线。

2、动态问题

1）、若既有最稳定力，又有次稳定力，则图解；

2）、否则，三角形相似。

1、（10分）在“探究合力与分力的关系”实验中

（1）如图所示，用A、B两个测力计拉橡皮条的D端（O端固定）当D端达E处时（α+β）=90°；然后保持Ａ的读数不变，当α角由图中所示的值逐渐变小时，要使D端仍处在E处，可采用的办法是（）

A．增大B的读数，减小β角；B．减小B的读数，减小β角；

C．减小B的读数，增大β角；D．增大B的读数，增大β角.

（2）如图所示是A、B两位同学在做本实验时得到的结果，可以判定其中___同学的实验结果比较符合实验事实，理由是。

1、

（1）B（4分）

（2）A；用一个弹簧称时拉力方向与橡皮筋伸出方向一致（6分）

2、如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态．如果保持绳子A端位置不变，将B端分别移动到不同的位置。

下列判断正确的是（AD）

A．B端移到B1位置时，绳子张力不变

B．B端移到B2位置时，绳子张力变小

C．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大

D．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小

3.2008年南京一中高三第三次模拟1．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一竖直放置的光滑档板MN。

在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止，如图所示是这个装置的截面图。

现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止。

则在此过程中，下列说法正确的是（D）

A．MN对Q的弹力逐渐减小

B．地面对P的支持力逐渐增大

C．Q所受的合力逐渐增大

D．地面对P的摩擦力逐渐增大

4.广东省汕头市2008年模拟考试9．在如图所示装置中，两物体质量分别为m1、m2，悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径，不计一切摩擦，整个装置处于静止状态．由图可知（AC）

A．α一定等于βB．m1一定大于m2

C．m1一定小于2m2D．m1可能大于2m2

5.西安市重点中学2008届4月份理综试题3、如图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图．使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上．撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力为F2，以下说法正确的是（D）

（A）F1增大，F2减小　　　　（B）F1减小，F2增大

（C）F1、、F2均增大　　　　　　（D）F1、F2均减小

要点二、三力以上不同线共点平衡，一般用正交分解。

1.上海黄浦区08年1月期终测评10．如图所示，人的质量为M，物块的质量为m，且M>m，若不计绳与滑轮的摩擦，则当人拉着绳向右跨出一步后，人和物仍保持静止，则下列说法中正确的是（BD）

A．地面对人的摩擦力减小

B．地面对人的摩擦力增大

C．人对地面的作用力不变

D．人对地面的作用力增大

2.2008届启东市第一次调研测试4．如图所示，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，mA=1kg，mB=2kg，mC=3kg，物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计．若要用力将C物拉动，则作用在C物上水平向左的拉力最小为（取g=10m/s2）（B）

A．6NB．8NC．10ND．12N

要点三、物受同线各力而生加速度

1、（07杭州模拟）一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，绳的一端系一质量m=15kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m1=10kg的猴子，从绳子另一端沿绳向上爬，如图6所示。

不计滑轮摩擦，在重物不离开地面条件下，猴子向上爬的最大加速度为（g=10m/s2）（B）

A．25m/s2B．5m/s2

C．10m/s2D．15m/s2

强调：

画出受力图，旁边标明加速度的方向。

要点四、二力不同线产生加速度，一般直接合成即可，合力必与

加速度同向。

要点五、二力以上不同线产生加速度，一般用正交分解。

一）、正交分解重在选轴：

原则1、未知量、待求量尽量不分解；

原则2、需分解的量越少越好

1、07华阳.如图56所示，为现在超市中常见的一种电梯，人站上电梯后随电梯一起匀速运动的过程中（C）

A．电梯对人的摩擦力水平向右

B．电梯对人的支持力做功为零

C．人所受合力的冲量为零

D．人的机械能守恒

二）、碰到圆周运动，一般是沿半径和垂直于半径正，沿半径方向的合力提供向心力；碰到单摆或者类单摆，一般也是沿半径和垂直于半径正交分解，沿半径方向的合力提供向心力，垂直于半径方向的合力提供回复力。

对于匀圆，合力全部用来提供向心力；对于直线型的振动，合力全部用来提供回复力。

仅在场力作用下的圆周运动，必为匀圆。

1、如图1-3-36所示，一个质量为m的带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，那么该液滴（B）

A．一定带正电，且沿逆时针方向转动

B．一定带负电，且沿顺时针方向转动

C．一定带负电，绕行方向不明

D．带什么电，绕行方向不确定

2、在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直

方向的轴O在匀强磁场中作逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖

直向下，其俯视图如图5所示，若小球运动到A点时，绳子突然断开，关

于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是（A）

Ａ．小球作顺时针匀速圆周运动，半径不变

Ｂ．小球作顺时针匀速圆周运动，周期一定不变

Ｃ．小球仍作逆时针匀速圆周运动，速度增大

Ｄ．小球仍作逆时针匀速圆周运动，但半径减小

（强调：

洛仑兹力不做功。

）

3、江苏南通市2008届第三次调研测试14．（15分）如图Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴，Oy轴为竖直方向，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．现有一质量为m、电量为q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出（不计空气阻力，重力加速度为g）．求：

（1）若在整个空间加一匀强电场E1，使小球在xOz平面内做匀速圆周运动，求场强E1和小球运动的轨道半径；

（2）若在整个空间加一匀强电场E2，使小球沿Ox轴做匀速直线运动，求E2的大小；

（3）若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场，求该小球从坐标原点O抛出后，经过y轴时的坐标y和动能Ek；

解：

（15分）

（1）由于小球在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，则

解得

（2分）

方向沿y轴正向（1分）

解得

（2分）

（2）小球做匀速直线运动，受力平衡，则

（3分）

解得

（1分）

（3）小球在复合场中做螺旋运动，可以分解成水平面内的匀速圆周运动和沿y轴方向的匀加速运动．

做匀加速运动的加速度

（1分）

从原点O到经过y轴时经历的时间

（1分）

（1分）

解得

（1分）

由动能定理得

（1分）

解得

（1分）

4.广州市重点中学07～08学年度第三次质检15．（13分）10月24日，“中国嫦娥一号”告别“故乡”发射升空，开始出使月球的旅程。

它首先被送入近地点200公里、远地点约5.1万公里、运行周期约为16小时的地球同步转移轨道,在此轨道上运行总计数10小时之后，嫦娥一号卫星进行第１次近地点加速，将自己送入周期为24小时的停泊轨道上，在停泊轨道飞行３天后，嫦娥一号实施第２次近地点加速，将自己送入远地点高度12.8万公里、周期为48小时的大椭圆轨道，10月31日，嫦娥一号实施第３次近地点加速,进入远地点高度为38万公里的奔月轨道，开始向着月球飞去。

11月5日，来到月球面前的高速飞行的嫦娥一号卫星放缓了自己的脚步，开始第一次“刹车”制动，以使自己被月球捕获，之后，经过第二次、第三次的制动，嫦娥一号卫星绕月运行的椭圆轨道逐步变为轨道周期127分钟、轨道高度200公里的环月轨道。

月球的半径为1.7×106m，则月球表面的重力加速度为多少？

地球表面的重力加速度约为月球表面重力加速度的几倍？

（地球表面g=9.8m/s2）

解：

嫦娥一号绕月球作圆周运动，由万有引力提供向心力，设轨道半径为r，月球半径为R，则

（2分）

其中

（1分）

r=h+R（1分）

设月球表面重力加速度为g′，对月球上质量为m′的物体，有

（3分）

联立以上各式，可得

（2分）

代入数据，可解得g′=1.6m/s2（2分）

地球表面重力加速度为月球表面重力加速度的倍数为

（2分）

要点六、碰到连接体，尽量整体入手（整体运用力的平衡条件或者牛二，不需分析内力）

1、（07杭州）如图72所示，用细线拴住两个相同的小球，球的质量均为m，用外力作用于细线的中点，使两球以加速度a竖直向上加速运动时，两细线之间的夹角为2θ，此时两球之间的作用力为_________。

1、T=m（g+a）tgθ90、60°

2、如图44,在倾角为α的固定光滑斜面上,有一用绳子栓着的长木板,木板上站着一个人,已知人的质量是木板质量的2倍。

当绳子突然断开时，人立即沿着板向上跑，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（B）

Ａ．gsinαＢ．3gsinα

Ｃ．gsinαＤ．gsinα

3、如图所示，斜面体M的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上。

弹簧的一端固定在墙面上，另一端与放在斜面上的物块m相连，弹簧的轴线与斜面平行。

若物块在斜面上做简谐运动，斜面体保持静止，则地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象应是下图中的哪一个？

C

要点七、加速度等大且沿绳的细绳连接体，可整体入手，等效为具有共同加速度的连接体，沿绳与垂直于绳正交分解，取沿绳方向运用牛二。

1、（07泥河、钱桥联考）如图7所示，不计绳的质量为及绳与滑轮的摩擦，物体A的质量为M，水平面光滑，当在绳B端挂一质量为m的物体时，物体A的加速度为a1，当在绳B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时，A的加速度为a2，则a1与a2的大小关系是（C）

A．a1＝a1B．a1＞a2

C．a1＜a2D．无法确定

要点八、物具有竖直方向的加速度或者加速度分量，可利用超失

重规律：

视重=实重+超重部分（向上的加速度大小*对应的质量）-失重部分（向下的加速度大小*对应的质量）

条件为：

单物或者系统在竖直方向只受重力和秤之弹力；

说明：

若无秤，则需假想出秤。

1、（07济南市）、如图5所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为（B）

A、（M+m）gB、（M+m）g-ma

C、（M+m）g+maD、（M-m）g

2、07联考.如图57所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面，现将一个重4N的物体放在斜面上，让它自由滑下，那么测力计因4N物体的存在，而增加的读数是（D）

A．4NB．2

NC．0ND．3N

3、（8分）如图13是电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m的重锤（重锤可视为质点）绕转轴O匀速转动，重锤转动半径为R。

电动机连同打夯机底座的质量为M,重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度为g。

（1）重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？

（2）若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？

3、（8分）解：

（1）重锤在竖直平面内做匀速圆周运动，当重锤运动通过最高点时，打夯机底座受连接杆竖直向上的作用力达到最大。

此时重锤所受的重力mg和连接杆对重锤向下的拉力T1提供重锤的向心力，根牛顿第二定律

T1+mg=mw2R。

…………1分

连接杆对打夯机底座向上的拉力T1′=T1。

…………1分

当T′=Mg时，打夯机底座刚好离开地面，…………1分

解得ω=

。

…………1分

（2）当重锤通过最低位置时，重锤所受的重力mg和连接杆的拉力T2的合力提供重锤的向心力，根据牛顿第二定有：

T2-mg=mw2R。

…………1分

连接杆对打夯机底座的作用力T2′的方向向下，且T2′=T2。

设打夯机受到地面的支持力N，根据牛顿第二定律，

N=Mg+T2’，…………1分

联立以上各式解得N=2（M+m）g。

…………1分

根据牛顿第三定律，打夯机对地面压力的大小N′=N=2（M+m）g。

…………1分

4．一艘宇宙飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，在该飞船的密封舱内，下列实验能够进行的是（C）

解析：

飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，飞船内的一切物体都处于完全失重状态，与重力有关的现象现象都消失，故正确选项为C。

要点九、受力不共面

一般运用正交分解，选一条轴，选一个与该轴相垂直的平面。

1、在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的简易滑轨：

两根圆柱形木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞瓦放在两木构成的滑轨上，瓦将沿滑轨滑到低处。

在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔碎，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行的是D

A．减少每次运送瓦的块数B．增多每次运送瓦的块数

C．减小两杆之间的距离D．增大两杆之间的距离

2.南京一中07—08学年上学期第一次阶段性测试15．（12分）如图所示，长方形斜面体倾角为37°，其长为0.8m，宽为0.6m．一重为20N的木块原先在斜面体上部，当对它施加平行于AB边的恒力F时，刚好可使木块沿对角线AC匀速下滑，求木块与斜面间的动摩擦因数µ和恒力F的大小．

解：

画出物体在斜面内的受力图，如图所示，由于物体沿斜面向下做匀速直线运动，由平衡条件可知，重力沿斜面向下的分力mgsin37°与水平推力F的合力与木块受到的滑动摩擦力构成平衡力，由几何关系可得

物体受到的滑动摩擦力为

由滑动摩擦定律得

3.山东泰安市07年第一轮质量检测3．如图所示，一物块受到一个水平力F作用静止于斜面上，此力F的方向与斜面底边平行，如果将力F撤消，下列对物块的描述正确的是（BD）

A．木块将沿斜面下滑

B．木块受到的摩擦力变小

C．木块立即获得加速度

D．木块所受的摩擦力方向改变

要点十：

碰到类平抛，一般采用正交分解；有洛伦兹力作用的曲线运动不可能是类平抛。

1、江苏省盐城市07-08学年度第二次调研考试13．如图所示,AB为竖直墙壁，A点和P点在同一水平面上。

空间存在着竖直方向的匀强电场。

将一带电小球从P点以速度v向A抛出，结果打在墙上的C处。

若撤去电场，将小球从P点以初速v/2向A抛出，也正好打在墙上的C点。

求：

（1）第一次抛出后小球所受电场力和重力之比

（2）小球两次到达C点时速度之比

解：

（1）设AC=h、电场力为FQ，根据牛顿第二定律得：

FQ+mg=ma①

第一次抛出时，

…………②（1分）

第二次抛出时，

…………③（1分）

由②、③两式得a=4g…………④（1分）

所以，FQ：

G=3:

1…………⑤（1分）

（2）第一次抛出打在C点的竖直分速度

…………⑥（1分）

第二次抛出打在C点的竖直分速度

…………⑦（1分）

第一次抛出打在C点的速度

…………⑧（1分）

第二次抛出打在C点的速度

…………⑨（1分）

所以v1：

v2=2：

1…………⑩（1分）

要点十一、恒力功，看位移；洛伦兹力不作功；电场力的功可由WAB=qUAB求解；滑动摩擦力的功看路程

1、如图所示，木块M上表面是水平的，当木块m置于M上，并与M一起沿光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中（ABD）

A．重力对木块m做正功

B．木块M对木块m的支持力做负功

C．木块M对木块m的摩擦力做负功

D．木块m所受合外力对m做正功。

2、2008年高考广东理科基础16、空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图所示，

在相等的时间间隔内（C）

A．重力做的功相等

B．电场力做的功相等

C．电场力做的功大于重力做的功

D．电场力做的功小于重力做的功

3、2008年高考江苏卷14、（16分）在场强为B的水平匀强磁场中，一质量为m、带正电q的小球在O静止释放，小球的运动曲线如图所示．已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍，重力加速度为g．求：

⑴小球运动到任意位置P（x，y）的速率v；

⑵小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym；

⑶当在上述磁场中加一竖直向上场强为E（

）的匀强电场时，小球从O静止释放后获得的最大速率vm．

解：

⑴洛伦兹力不做功，由动能定理得：

①

解得：

②

⑵设在最大距离ym处的速率为vm，根据圆周运动有：

③

且由②知

④

由③④及

得：

⑤

⑶小球运动如图所示

由动能定理得：

⑥

由圆周运动得：

⑦

且由⑥⑦及

解得：

4、南京师大物理之友电学综合

（二）11、如图所示，在O点处放置一个正电荷。

在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q。

小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆（图中实线表示）相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，∠BOC=30°，A距离OC的竖直高度为h。

若小球通过B点的速度为v，则下列说法中正确的是（BD）

A．小球通过C点的速度大小是

B．小球通过C点的速度大小是

C．小球由A到C电场力做功是

-mgh

D．小球由A到C机械能的损失是

解：

B、C两点电势相等，B→C电场力不做功。

由动能定理，B→C,

1/2mvC2-1/2mv2=mgRsin30°

∴vC2=v2+gR

小球由A到C机械能的损失即克服电场力做功是

ΔE=mgh-1/2mvC2=mg（h-R/2）-1/2mv2

5、上海虹口区2007学年度第一学期期终教学检测24、（15分）如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5L。

槽内有两个质量均为m的小球A和B，球A带电量为+2q，球B带电量为－3q，两球由长为2L的轻杆相连，组成一带电系统。

最初A和B分别静止于左板的两侧，离板的距离均为L。

若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布），求：

⑴球B刚进入电场时，带电系统的速度大小。

⑵带电系统从开始运动到速度第一次为零时球A相对右板的位置。

（3）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间。

解：

⑴设球B刚进入电场时，带电系统的速度为v1，由动能定理有：

…………………………………………2分

求得：

………………………………………………1分

（2）设带电系统的速度为0时，假设A球仍在电场中，并设B球在电场中的位移为x，

由动能定理有

…………………………………………1分

求得

…………………………………………………1分

所以带电系统速度第一次为零时，球A、B应分别在右极板两侧。

设A球达到右极板时速度为v2

…………………………1分

求得：

…………………………………………………1分

接下来，只有B球受到电场力，设带电系统的速度为0时，A球相对右极板的位移为x。

由动能定理有

………………………………………………2分

解得：

…………………………………………………………1分

（3）设球B从静止到刚进入电场的时间为t1，则：

解得：

……………………………………………………1分

球B进入电场后，带电系统的加速度为a2，由牛顿第二定律：

……………………………………1分

显然，带电系统做匀减速运动。

设球A刚达到右极板时的速度为v2，减速所需时间为t2，则有：

求得：

……………………………………………1分

球A离电场后，带电系统继续做减速运动，设加速度为a3，再由牛顿第二定律：

设球A从离开电场到静止所需的时间为t3，则有：

求得：

……………………………………………1分

可知，带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为：

…………………………………1分

6、江苏泰州市07～08学年度第二学期期初联考17．（本题15分）如图所示，水平细杆MN、CD，长度均为L。

两杆间距离为h，M、C两端与半圆形细杆相连，半圆形细杆与MN、CD在同一竖直平面内，且MN、CD恰为半圆弧在M、C两点处的切线。

质量为m的带正电的小球P，电荷量为q，穿在细杆上，已知小球P与两水平细杆间的动摩擦因数为μ，小球P与半圆形细杆之间的摩擦不计，小球P与细杆之间相互绝缘。

（1）若整个装置处在方向与之垂直、磁感应强度为B的匀强磁场中，如图（甲）所示。

小球P以一定的初速度v0从D端出发，沿杆滑到M点以后恰好在细杆MN上匀速运动。

求：

①小球P在细杆MN上滑行的速度；

②小球P滑过DC杆的过程中克服摩擦力所做的功；

（2）撤去磁场，在MD、NC连线的交点Ｏ处固定一电荷量为Q的负电荷，如图（乙）所示，使小球P从D端出发沿杆滑动，滑到N点时速度恰好为零。

（已知小球所受库仑力始终小于重力）求：

①小球P在水平细杆MN或CD上滑动时所受摩擦力的最大值和最小值；

②小球P从D端出发时的初速度。

解：

（1）①根据到M点以后恰好做匀速运动，可知小球P所受洛仑兹力与重力平衡，即

，则

…………………………………………………2’

②根据动能定理，小球P在沿DCM滑动过程中：

……………………………………………………2’

……………………………………………………………………1’

…………………………………………………1’

（2）①小球在O点正下方时摩擦力最小，fmin＝Nmin＝（mg－4kQq/h2），…2’

小球在O点正上方时摩擦力最大，fmax＝Nmax＝（mg＋4kQq/h2）。

…2’

②利用对称性及微元法：

Wf＝（mg－Fy）s＋（mg＋Fy）s＝2mgs，

所以Wf＝W1＋W2＋＝2mgL，…………………………………………2’

又因为小球P在D点和N点电势能相等，所以从D到N，

………1’

则

mv02＝mgh＋2mgL……………………………………………………………1’

v0＝

………………………………………………………………1’