【精品解析】江苏省连云港市灌云县2024-2025学年高一上学期11月期中学业质量检测物理试题

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江苏省连云港市灌云县2024-2025学年高一上学期11月期中学业质量检测物理试题
1.(2024高一上·灌云期中)2021年10月16日6时56分,神舟十三号载人飞船与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱(船)组合体,整个交会对接过程历时约6.5小时。3名航天员随后将从神舟十三号载人飞船进入天和核心舱.以下说法中正确的是(  )
A.“北京时间2021年10月16日6时56分”和“约6.5小时”都指时间间隔
B.研究神舟十三号对接于天和核心舱径向端口时,可以把神舟十三号视为质点
C.神舟十三号点火竖直向上起飞时,燃气对神舟十三号的作用力没有反作用力
D.神舟十三号点火竖直向上起飞时,若以发射塔为参考系,神舟十三号是运动的
2.(2024高一上·灌云期中)如图所示,物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,A、B、C、D为其运动轨迹上的四点,测得AB=4m,BC=8m,且物体通过AB、BC、CD所用的时间均为2s,则下列说法正确的是(  )
A.物体的加速度为2m/s2 B.CD=16m
C.物体在B点时的速度为3m/s D.OA之间的距离为2m
3.(2024高一上·灌云期中)如图所示,人用平行于地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但没有被推动,与地面仍然保持相对静止,则下列说法正确的是(  )
A.沙发受到水平推力,是因为沙发发生了形变
B.沙发对地面有压力,但地面不发生形变
C.地面对沙发的摩擦力与沙发受到的水平推力是一对平衡力
D.地面对沙发的摩擦力与人对沙发的推力是一对作用力反作用力
4.(2024高一上·灌云期中)甲、乙两物体从同一地点开始沿一直线运动,甲的图像和乙的图像如图所示,下列说法正确的是(  )
A.甲在末回到出发点,甲运动过程中,距出发点的最大距离为
B.第末到第末甲的位移大小为,乙的位移大小为
C.第内甲、乙两物体速度方向相同
D.0到内,甲、乙两物体位移大小都为零
5.(2024高一上·灌云期中)某汽车公司研发的跑车在某次刹车性能测试中,根据其在时间t内所经位移大小x得到如图所示的图像,由图中相关数据可知这辆跑车(  )
A.开始刹车时的速度大小为
B.刹车过程中的加速度大小为
C.刹车过程用时5s
D.刹车距离为50m
6.(2024高一上·灌云期中)如图所示,A、B、C三个物体叠放在水平地面上,物体B受到大小为15N、方向水平向右的力F1的作用,物体C受到大小为5N、方向水平向左的力F2的作用,三者均处于静止状态,则(  )
A.物体B对物体A的摩擦力方向水平向右
B.物体C对物体B的摩擦力方向水平向左
C.地面与物体C之间的摩擦力大小为5N
D.地面与物体C之间无摩擦力
7.(2024高一上·灌云期中)如图所示,一冰壶以速度v垂直进入三个完全相同的矩形区域做匀减速直线运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,冰壶依次进入每个矩形区域时的速度为v1、v2、v3,穿过每个矩形区域所用的时间为t1、t2、t3,则下列说法正确的是(  )
A.v1:v2:v3 =::1
B.v1:v2:v3 = t1:t2:t3 =::1
C.t1:t2:t3 = 1::
D.t1:t2:t3 = 1:2:3
8.(2024高一上·灌云期中)科技的发展正在不断地改变着我们的生活。如图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上。如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图,若手机的重力为G,表面与水平面的夹角为θ,则下列说法正确的是(  )
A.手机受到3个力的作用
B.手机受到的支持力大小为Gcosθ
C.手机受到的支持力不可能大于G
D.纳米材料对手机的作用力竖直向上
9.(2024高一上·灌云期中)一倾角为θ的斜面体C始终静止在水平地面上,斜面光滑,底面粗糙,如图所示。轻质弹簧两端分别与质量相等的A、B两球连接。B球靠在挡板上,系统处于静止状态。重力加速度大小为。当撤去挡板瞬间,下列说法正确的是(  )
A.球A的瞬时加速度沿斜面向下,大小为
B.球B的瞬时加速度沿斜面向下,大小为
C.地面对斜面体C的支持力等于球A、B和C的重力之和
D.地面对斜面体C的摩擦力方向水平向左
10.(2024高一上·灌云期中)如图所示,斜面体M静置于水平桌面上,木块m从斜面底端以初速度沿斜面上滑,速度减为零后又沿斜面下滑,木块返回出发点时速度为,已知,斜面体M一直处于静止状态,则在上述两个阶段,以下说法正确的是(  )
A.桌面对M静摩擦力方向先水平向右后水平向左
B.桌面对M的摩擦力上滑阶段比下滑阶段大
C.桌面对M的支持力的大小保持不变
D.条件不足,无法判断上述摩擦力和支持力是否变化
11.(2024高一上·灌云期中)如图所示,用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点,一根轻绳跨过滑轮,绳的一端拴在井中的水桶上,人用力拉绳的另一端,滑轮中心为O点,人所拉绳子与OA的夹角为β,拉水桶的绳子与OA的夹角为α。人拉绳沿水平面向左运动,把井中质量为m的水桶匀速提上来,人的质量为M,重力加速度为g,在此过程中,以下说法不正确的是(  )
A.α始终等于β
B.吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C.地面对人的摩擦力逐渐变大
D.地面对人的支持力逐渐变大
12.(2024高一上·灌云期中)甲、乙两实验小组分别利用传感器,弹簧测力计来探究力的合成规律,装置如图所示。
(1)甲、乙两实验小组的木板须在竖直平面内的是   (选填“甲”或“乙”),实验中必须保持O点位置不变的是   (选填“甲”或“乙”)。
(2)甲实验中测得两传感器的拉力分别为、,钩码总重力为G,下列数据不能完成实验的是   。
A.
B.
C.
D.
(3)乙实验中保持O点的位置不变,初始时,现使角不变,β角缓慢增大至90°。则此过程中,有关两弹簧测力计示数、的变化,下列说法正确的是   。
A.减小、减小
B.增大、增大
C.减小、先减小后增大
D.增大、先减小后增大
13.(2024高一上·灌云期中)以30m/s匀速行驶的汽车,刹车后做匀变速直线运动,若汽车刹车后3s的速度变为15m/s,求:
(1)汽车刹车过程的加速度;
(2)汽车刹车后8s内的位移。
14.(2024高一上·灌云期中)如图所示,直棒长,上端为、下端为,在的正下方处有一长度为,内径比直棒大得多的固定空心竖直管.手持直棒由静止释放,让棒做自由落体运动,不计空气阻力,重力加速度,求:
(1)直棒下端刚好开始进入空心管时的瞬时速度;
(2)直棒从开始下落至上端离开空心管所用的时间;
(3)直棒在空心管中运动的时间(结果可用根号表示)。
15.(2024高一上·灌云期中)如图所示,轻绳PA和PB的结点上悬挂着重力大小为4.0N的物体,绳PA与竖直方向的夹角为,绳PB水平且与重力大小为96.0N的金属块相连,金属块恰好静止在倾角为的斜面上,取,已知,,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)绳PA上的拉力大小;
(2)斜面对金属块的摩擦力大小;
(3)金属块与斜面间的动摩擦因数。
16.(2024高一上·灌云期中)如图所示,物体m1通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且与物体m2相连,整个装置处于静止状态。已知m2=4kg,m3=6kg,m2与m3间动摩擦因数μ1=0.6,m3与地面间动摩擦因数μ2=0.2,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10m/s2。
(1)若m1=1kg,整个装置处于静止状态,求轻绳OA、OB受到的拉力大小;
(2)若m1=1kg,求m3与地面间的摩擦力大小;
(3)为使整个装置保持图示结构不变,物体m1质量最大不能超过多少?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】牛顿第三定律;质点;时间与时刻;参考系与坐标系
【解析】【解答】A. “北京时间年月日时分”对应的是某一瞬间,即时刻;而“约小时”描述的是一段过程,为时间间隔 ,故A错误;
B. 当研究神舟十三号与天和核心舱进行径向端口对接时,其自身形状和姿态不可忽略,因此不能将其视为质点,故B错误。
C. 作用力与反作用力总是同时产生、同时消失,故C错误;
D.神舟十三号点火竖直向上起飞时,若以发射塔为参考系,神舟十三号是运动的,D正确;
故D正确。
【分析】1. 时刻与时间间隔
关键点:时刻:指时间轴上的一个“点”,对应一个瞬间。通常与“状态”相关,如“第几秒初”、“第几秒末”、“几点几分”、“起飞瞬间”等。
时间间隔:指时间轴上的一段“区间”,对应一个过程。通常与“过程”相关,如“几秒内”、“用了多久”、“从...到...的时间”等。
应用:“北京时间年月日时分”是一个具体的瞬间,是时刻;“约小时”是一个过程持续的时长,是时间间隔。
2. 质点模型
关键点:当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,就可以将其视为一个有质量的点(质点)。
不能只看物体的大小,而要看研究的问题。例如,研究地球公转时,地球可视为质点;研究地球自转时,则不能。
应用:研究“对接”问题时,飞船和空间站的形状、姿态、方向是问题的关键,因此不能视为质点。
3. 牛顿第三定律
关键点:作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
它们同时产生、同时消失、同时变化,不存在先后顺序。
它们分别作用在两个不同的物体上。
应用:说它们“不同时出现”是错误的。
4. 参考系与运动的相对性
关键点:描述一个物体的运动时,必须首先选定一个作为标准的物体(参考系)。
同一物体,相对于不同的参考系,运动状态可能不同。
判断物体是否运动,要看该物体与所选参考系之间的位置是否发生变化。
应用:以“发射塔”为参考系,点火起飞的飞船与塔之间的位置迅速变化,所以飞船是运动的。
2.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.根据在连续相等时间间隔内的位移差:,可得,故A错误;
BD.根据可知,匀变速运动在连续相同时间的位移差相等,则可知CD=12m,OA=0m
故BD错误;
C.B点为AC的中间时刻,因此B点的速度等于AC段的平均速度,故C正确。
故选C。
【分析】1. 匀变速直线运动的重要推论——逐差法
核心公式:,其中 是连续相等时间间隔 T 内的位移差。
题目应用:已知 和 BC 段的时间相等,直接用 求出加速度 a。
2. 匀变速直线运动的平均速度与中间时刻瞬时速度的关系
核心结论:某段时间内的平均速度等于这段时间中点时刻的瞬时速度,即 。
拓展应用:在一段连续相邻的相等时间段内,其中某一段的初、末速度已知或可求时,可利用此关系求中间时刻的速度。
题目应用:为了求 (它是 AB 时间段的末时刻,也是 BC 时间段的初时刻),更便捷的方法是认识到 B 点是 AC 这段位移的时间中点吗?不,B 点是 AC 段的时间中点吗?是的,因为 AB 和 BC 时间相等,所以 B 点是 A 到 C 这段过程的时间中点。因此,等于 段的平均速度,即。
3. 匀变速直线运动的基本公式
位移公式:;速度公式:
题目应用:在已知 AB、t 和 a 的情况下,利用位移公式反向求出 A 点的瞬时速度 。
4. 初速度为零的匀加速直线运动规律的应用
题目应用:在求出 后,利用速度公式 求出从起点 O 到 A 点的时间 ,再利用位移公式 求出OA 距离。
3.【答案】C
【知识点】形变与弹力;牛顿第三定律
【解析】【解答】A.沙发受到水平推力, 沙发受到推力是人对它的作用 ,是因为手发生了形变,故A错误;
B. 沙发对地面有压力,地面一定会发生微小形变,否则不会产生向上的弹力(支持力),故B错误;
CD.地面对沙发的摩擦力受力物体为沙发,沙发受到的水平推力受力物体为沙发,二者大小相等,方向相反,作用在一个物体上,为一对平衡力,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】这道题主要考查力的概念、受力分析、以及力与运动的关系,具体考点如下:
1. 力的定义与弹力的产生
考点:理解力是物体间的相互作用,弹力是由于物体发生弹性形变而产生的。
选项应用:A选项:考查对“谁形变,谁产生弹力”的理解。沙发受到的推力是人发生形变(或肌肉紧张)而对沙发产生的力,而不是因为沙发自身形变。
B选项:考查弹力产生的条件。地面受到压力,必然会发生(微小)形变,从而产生对沙发的支持力。
2. 平衡力与作用力、反作用力的区分(牛顿第三定律)
核心考点:这是本题的考查重点。
平衡力:作用在同一个物体上,大小相等、方向相反,且作用在同一直线上。
作用力与反作用力:作用在两个相互作用的物体上,大小相等、方向相反,且作用在同一直线上。
选项应用:C选项:地面对沙发的摩擦力与人对沙发的推力,都作用在沙发上,使沙发保持静止,因此是一对平衡力。D选项:地面对沙发的摩擦力(作用在沙发上)与沙发对地面的摩擦力(作用在地面上)才是一对作用力与反作用力。而它和人对沙发的推力(也作用在沙发上)不是相互作用力。
3. 牛顿第一定律(受力平衡与运动状态)
考点:物体在不受力或所受合力为零时,将保持静止或匀速直线运动状态。
题目应用:沙发保持静止,说明它在水平方向和竖直方向所受的合力均为零。这是判断C选项为平衡力的根本依据。
4.【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.由图可知甲在末回到出发点,甲运动过程中,距出发点的最大距离为,故A错误;
B.第末到第末甲的位移大小为,图象与坐标轴围成的面积表示位移,由图可知第末到第末乙的位移大小为零,故B错误;
C.图象的斜率表示速度,可知第内甲的速度沿负方向,乙物体速度为正值,速度沿正方向,故C错误;
D.0到内,甲、乙两物体位移大小都为零,故D正确。
故选D。
【分析】一、 考点
1、x-t 图与 v-t 图的区别
图斜率 = 速度; 图面积 = 位移,斜率 = 加速度
2、位移与路程的区别
位移是初位置到末位置的有向线段,与路径无关。
3、速度方向判断
由 图斜率正负判断速度方向;由 图纵坐标正负判断速度方向。
4、时间区间分析
注意“第n 秒内”指 到 ,不是 到 。
二、 易错点
1、混淆 x-t 图与 v-t 图
把 图当成轨迹或速度图像来分析。
2、位移计算错误
在 图中,某段时间的位移是末位置坐标减初位置坐标,不是看图线最高点。
3、速度方向判断错误
在 图中,斜率正负对应速度方向,有时会看错时间段对应的斜率。
5.【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AB.已知:测试中 时间t 内位移x 的图像是 ,x –t 图,且为直线。由
得,因此 图像是直线,斜率 ,纵截距 。从图可得,,故A正确,B错误;
CD.由公式可得,刹车过程用时,刹车距离为,故CD错误。
故选A。
【分析】一、考点分析
1、匀变速直线运动公式变形
将 两边除以 得到 。这种变形常用于处理 图像,斜率与截距对应 和 。
2、图像识别与物理量对应
纵轴 是平均速度,横轴 是时间。截距: 时 (因为 时平均速度趋于初速度)。斜率 = 。
3、刹车模型
末速度为零时,刹车时间 ,注意 。刹车距离公式 可由 推出。
二、解题技巧
遇到 图,立即写出 ,找截距和斜率。刹车问题注意实际停车时间用 计算,不要直接取图像终点时间。仔细区分“刹车过程”和“测试总过程”
6.【答案】B
【知识点】摩擦力的判断与计算;共点力的平衡
【解析】【解答】A. A 水平方向若只与 B 接触,只可能受 B 对 A 的静摩擦力 。A 静止 水平合力为 0 ,所以 A 与 B 之间无摩擦力。故A错误;
B.A 与 B 整体水平受力:向右:(作用在 B 上)向左:C 对 B 的摩擦力 (这是整体受到的水平外力,因为 A 与 B 之间无摩擦)整体静止 (向左)所以 C 对 B 的摩擦力方向 向左,大小 15 N,故B正确;
CD.因物体A、B、C整体处于静止状态,所以合力为零,对物体A、B、C组成的整体受力分析可知,地面对物体C的摩擦力大小为10N,方向水平向左,故C、D错误;
故选B。
【分析】这道题考查的核心知识点是静力平衡条件下的受力分析,特别是整体法与隔离法的灵活运用。
1. 隔离法分析单个物体的平衡
考点:当一个物体处于静止(平衡)状态时,其所受合力为零。通过隔离单个物体进行受力分析,可以判断其接触面间的力(如摩擦力)是否存在及其方向。
题目应用:选项A的判断。隔离物体A,它只与B接触。由于A没有受到任何水平外力,且处于静止状态,根据牛顿第一定律,B对A的摩擦力必须为零。如果存在摩擦力,A将无法保持平衡。
2. 整体法分析多个物体的平衡
考点:将两个或多个物体视为一个整体(系统),该系统内部物体间的相互作用力(内力)在分析整体受力时不予考虑,只需分析外部物体对系统的作用力(外力)。这可以简化问题,快速求出系统与外部环境之间的作用力。
题目应用:选项B的判断。将A和B视为一个整体。这个整体受到的外力是:向右的F1(15N)和C对B的摩擦力(外力)。根据整体平衡,C对B的摩擦力必须向左,大小为15N。
选项C和D的判断。将A、B、C三者视为一个整体。这个整体受到的外力是:向右的F1(15N)、向左的F2(5N)和地面对C的摩擦力。根据整体平衡,可计算出地面对C的摩擦力大小为10N,方向向左。
3. 牛顿第三定律(作用力与反作用力)
考点:力是物体间的相互作用。当一个物体对另一个物体施加力时,另一个物体也必然对它施加一个大小相等、方向相反的力。
题目应用:在分析力在不同物体间的传递时,会隐含地用到该定律。例如,C对B有向左的摩擦力,则B对C必有向右的摩擦力。
7.【答案】A
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AB.逆过来看:从第 3 个区域末端(速度 0)匀加速直线运动到起点,加速度大小 a 相同。
设从末端到进入第 3 个区域的距离为L,到进入第 2 个区域的距离为2L,到进入第 1 个区域的距离为 3L。由 得:进入第 3 个区域的速度(逆过程是离开第 3 个区域的初位置 ):,进入第 2 个区域的速度(逆过程 ):
进入第 1 个区域的速度(逆过程 ):,因为逆过程的速度就是正过程对应位置的速度,所以:,故A正确、B错误。
CD.根据位移时间公式,通过l、2l、3l的时间比为1::,则穿过每个矩形区域所用的时间之比为t1:t2:t3 =::1,故CD错误。
故选A。
【分析】这道题主要考查匀变速直线运动的规律及其逆向应用,具体考点如下:
1. 匀变速直线运动的速度-位移关系:核心公式:
题目应用:在逆过程(初速度为0的匀加速运动)中,利用该公式计算通过不同位移(L, 2L, 3L)时的瞬时速度之比,从而得到正过程中 的比值。
2. 逆向思维法处理匀减速直线运动
核心方法:对于末速度为零的匀减速直线运动,可以将其过程“倒过来”看作初速度为零的匀加速直线运动。这样可以利用更熟悉的初速为零的匀加速运动公式来简化计算。
题目应用:冰壶匀减速至零,逆过程为从静止开始的匀加速运动。这使得速度比和时间比的计算变得直接。
3. 匀变速直线运动的位移-时间关系
核心公式:(适用于初速度为零的情况)
题目应用:在逆过程中,利用该公式计算通过连续相等位移段所需的时间,进而求出正过程中穿过每个区域的时间之比 。
4. 初速度为零的匀加速运动的重要比例
速度比例:通过连续相等位移 时的瞬时速度之比为 。注意:本题的 定义是进入三个区域的速度,对应逆过程中通过 位移的速度,因此比例倒序为 。
时间比例:通过连续相等位移段 L 所用时间之比为 注意:本题的 正是对应这些连续相等位移段的时间。
8.【答案】D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A.手机吸附在倾斜的纳米材料表面:重力G(竖直向下),支持力N(垂直斜面向上),静摩擦力f(沿斜面向上,因为重力有使手机下滑的趋势),纳米微吸材料的吸附力 F吸 (垂直于斜面,指向斜面内部,类似额外的法向力)共4个力,故A错误;
BC.由平衡条件有,故BC错误;
D.手机受到竖直向下的重力和纳米材料的作用力,二力平衡,纳米材料对手机的作用力大小为G,方向竖直向上,故D正确。
故选D。
【分析】这道题是一道典型的静力学受力分析题,但结合了新材料的情景,考查的知识点非常明确。
1. 受力分析的基本方法
考点:准确识别研究对象(手机)所受到的所有力,不能多力也不能漏力。
题目应用:手机受到重力、支持力、摩擦力和纳米材料的吸附力,共4个力。A选项是常见的“漏力”陷阱,忽略了题目中明确说明的吸附力。
2. 共点力平衡条件及其应用
核心原理:物体处于静止(平衡)状态时,所受合力为零。即所有力在任意方向上的分力之和为零。
题目应用:沿斜面方向:静摩擦力 f 与重力沿斜面向下的分力 平衡,即 。
垂直斜面方向:支持力N 与吸附力 的合力,与重力垂直斜面向下的分力 平衡,即 。这是判断B选项正误的关键。
3. 合力的概念与计算
考点:理解并计算几个力的合力。接触面(纳米材料)对物体的作用力,是接触面所提供的所有力(支持力、摩擦力、吸附力等)的矢量之和。
题目应用:判断D选项。纳米材料对手机的作用力,是支持力N、摩擦力f 和吸附力 三者的合力。由于手机仅受重力和这个合力作用且处于平衡状态,根据二力平衡原理,此合力必然与重力大小相等、方向相反,即竖直向上。
4. 对支持力概念的深度理解
考点:支持力是弹力的一种,源于接触物体的微小形变。它必须垂直于接触面,但其大小由平衡条件决定,并不一定等于重力的一个分力,可能会被其他力(如吸附力)影响。
题目应用:判断B、C选项。由平衡方程 可知,由于吸附力 ,所以支持力 。因此支持力不可能大于G。
9.【答案】D
【知识点】牛顿第二定律;牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】AB.根据题意,设A、B两球质量均为,去掉挡板前,对A球受力分析,由平衡条件有
,去掉挡板瞬间,弹簧弹力不变,A球受力情况不变,合力为0,加速度为0,对B球有
,解得,故AB错误;
C.根据上述分析可知,去掉挡板瞬间,B球有沿斜面向下的加速度,处于失重状态,则地面对斜面体C的支持力小于球A、B和C的重力之和,故C错误;
D.去掉挡板瞬间,B球的加速度方向沿斜面向下,在水平方向上有水平向左的分加速度,对A、B和C整体分析,地面对斜面体的摩擦力不为零,方向水平向左,故D正确。
故选D。
【分析】1. 弹簧弹力的瞬时性
核心原理:弹簧弹力由形变决定,撤去某个约束的瞬间,弹簧形变未来得及改变,弹力瞬间保持不变。
题目应用:撤去挡板瞬间,弹簧伸长量不变,对 A、B 的弹力大小仍等于撤去前的大小。
2. 受力分析与牛顿第二定律的瞬时应用
考点:分析撤去挡板瞬间每个物体的受力,用 求瞬时加速度。
题目应用:A 球:之前平衡,撤去挡板后受力不变(重力分力 沿斜面向下,弹簧拉力T 沿斜面向上,且原来 ),所以 A 合力仍为零,加速度为 0。
B 球:之前受弹簧拉力T 沿斜面向下、重力分力 沿斜面向下、挡板弹力沿斜面向上使 B 平衡;撤去挡板后,挡板力消失,B 受合力为 ,沿斜面向下,加速度
3. 超重与失重现象的判断
原理:当系统中有物体具有竖直向下的加速度分量时,整体对支持面的压力小于总重力(失重)。
题目应用:B 球加速度沿斜面向下,有竖直向下的分量,因此 A、B、C 整体处于“部分失重”状态,地面对 C 的支持力小于 A、B、C 总重力。
4. 整体法求系统外力(摩擦力)
方法:对 A、B、C 整体用牛顿第二定律在水平方向的分量式。
题目应用:撤去挡板瞬间,A 加速度为 0,B 加速度沿斜面向下,可分解为 水平向左, 竖直向下。整体水平方向只受地面摩擦力f(设向左为正),则
),所以 ,方向水平向左。
5. 系统质心加速度与地面反力的关系
隐含考点:地面摩擦力提供整体质心水平加速度,地面支持力小于总重力是因为质心有竖直向下的加速度分量。
10.【答案】B
【知识点】整体法隔离法;牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】物块上滑时,下滑时,可知上滑和下滑时加速度方向均沿斜面向下,且,对物块m和斜面M的整体,由牛顿第二定律:水平方向
,则上滑和下滑时地面对斜面M的摩擦力均向右,且由于,则上滑时地面对斜面M的摩擦力大于下滑时地面对斜面M的摩擦力;竖直方向
则,则由于,可知木块m上滑时桌面对M的支持力比下滑时桌面对M的支持力小。故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】1. 连接体问题中的整体法
核心方法:当不要求计算系统内部作用力,只要求计算系统所受外部力(如地面摩擦力、支持力)时,可将多个物体(如 m 和 M)视为一个整体进行分析。
题目应用:对“木块 m + 斜面 M”整体应用牛顿第二定律,分析桌面对 M 的摩擦力和支持力。
2. 系统牛顿第二定律(整体法的矢量式)
核心原理:系统所受合外力等于系统内各物体质量与加速度的乘积的矢量和,即
题目应用:水平方向:系统水平外力只有地面摩擦力f。上滑和下滑时,m 的加速度都有水平向右的分量,因此f 方向始终向右。竖直方向:系统竖直外力有重力 和地面支持力N。
上滑和下滑时,m 的加速度都有竖直向下的分量,因此系统处于部分失重状态,且上滑时竖直向下的加速度分量更大,所以上滑时支持力更小。
3. 加速度分解与系统受力的关系
考点:将物体的加速度分解到水平和竖直方向,代入系统牛顿第二定律的分量式,判断外力大小和方向。
题目应用:设 m 的加速度大小为 a,沿斜面向下(题目给出上滑、下滑加速度均沿斜面向下),斜面倾角 θ。水平分量:(向右)竖直分量:(向下)水平方向:,竖直方向:
11.【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A.因为滑轮两边绳子的拉力始终相等,可知OA的方向始终在两绳子夹角的平分线上,即α始终等于β,故A正确,不符合题意;
B.滑轮两边绳子上的拉力始终等于小桶的重力,大小不变,随着人拉绳沿水平面向左运动,则两边绳子的夹角变大,合力减小,即吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐减小,故B错误,符合题意;
CD.地面对人的摩擦力等于绳子拉力的水平分量,即,由于随着人向左运动,则绳子与水平面的夹角θ减小,则地面对人的摩擦力逐渐变大;地面对人的支持力,则θ减小时,FN变大,故CD正确,不符合题意;
故选B。
【分析】1. 滑轮模型与绳中张力
考点:轻质滑轮两侧绳的张力大小相等。定滑轮(本题可视为定滑轮)只改变力的方向,不改变力的大小。
2. 力的平衡与几何关系
考点:同一根轻绳跨过滑轮,两侧绳拉力相等,且两段绳与竖直方向(或给定参考线)的夹角在滑轮光滑时满足几何对称关系。
题目应用:由于 OA 是竖直悬挂滑轮的绳子,人拉绳与水桶绳关于 OA 对称,因此 α = β。
3. 动态平衡分析(解析法或图解法)
考点:当人水平移动时,角度 α、β 变化,导致滑轮绳子拉力、人拉绳的力的方向变化,进而影响人的受力和滑轮绳子的拉力。
题目应用:对滑轮中心 O 点受力分析:受到吊装绳拉力 T0,两侧绳拉力 T = mg(因为水桶匀速,绳拉力等于 mg),且两拉力对称。吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大”错误。
对人受力分析:人受拉力 T = mg,与水平方向夹角 β。水平方向:,β 增大 → cosβ 减小 → f 减小。所以“地面对人的摩擦力逐渐变大”错误。
12.【答案】甲;乙;AB;B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】(1)甲实验,在实验开始前,需要调节木板使其位于竖直平面内,以保证钩码重力大小等于细绳中拉力的合力,但不需要每次实验保证O点位置不变;乙实验,在实验过程中,用一个弹簧测力计和用两个弹簧测力计分别拉橡皮绳时,必须保证O点位置不变,以保证两次实验效果相同,但未利用重力所以不需要木板竖直放置。
(2)甲实验中,三个力受力平衡满足三角形定则,则两力之和一定大于第三力,A选项不满足,B项只有在同一直线上才满足。
故选AB。
乙实验中保持O点的位置不变,可知两弹簧测力计合力保持不变;现使角不变,β角缓慢增大至90°,运用力的矢量三角形图解法,如图所示
随着角增大,由1位置转至2位置过程中,可看出增大、增大。
故选B。
【分析】一、考点总结
1、实验装置差异
甲:利用重力作为已知力,必须竖直面内。
乙:橡皮条结点位置不变,保证合力不变,木板可水平。
2、三力平衡的条件
三个共点力平衡时,任意两个力的合力与第三个力等大反向。
三个力的大小必须满足三角形不等式,否则无法构成闭合三角形。
3、动态平衡分析(力三角形法)
一个力(合力)固定,一个分力方向固定,另一个分力方向变化时,用几何作图判断两分力大小变化。
二、易错点
1、木板竖直与O点不变混淆
误以为两个实验都要木板竖直。
误以为两个实验都要每次 O 点相同(其实甲实验 O 点是动点,乙实验 O 点必须不变)。
2、三力平衡数据判断
只检查 ,忽略 的条件。
对 的情况误以为可以(其实必须能构成三角形,即两边之和大于第三边,不能取等,取等时三力共线但方向不可能同时满足平衡,除非两分力同向且与重力反向,但那样 是两分力之和,方向却相反,无法平衡)。
3、乙实验动态图解错误
误以为一个分力方向固定、另一个方向转动时,该分力会单调减小。
实际需要严格作图,本题条件下 固定且较小,增大时两分力都增大。如果 较大,可能出现 先减小后增大的情况,但题目选项只有 B 符合其设定。
13.【答案】解:(1)汽车刹车过程的加速度
即刹车的加速度大小为,负号表示方向与初速度方向相反;
(2)汽车刹车的时间
则8s内的位移等于6s的位移,有
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】一、考点
1、匀变速直线运动的速度公式: v
2、匀变速直线运动的位移公式:
3、刹车问题中的实际运动时间:汽车速度减为零后不再反向运动,需先计算刹车总时间。
4、对已停止运动过程的位移计算:实际位移按刹车总时间计算,而非题目给定的时间。
二、易错点
1、忽略刹车停止时间,直接代入给定时间计算位移
如第(2)问中,若直接代入 到位移公式,会得到错误结果,因为汽车在 时已停止。
2、加速度符号与方向
加速度为负值,表示与初速度方向相反。计算大小时可取绝对值,但代入公式时必须带符号。
3、未判断运动阶段就套用公式
必须先由 算出总刹车时间 ,再比较给定时间与 的关系。
4、位移公式使用不当
也可用 (其中 )求总位移,但同样要确保汽车已停,且注意加速度符号。
14.【答案】解:(1)根据
解得
(2)下落高度为
根据
下落时间
(3)直棒下端到达空心管上端用时,根据
解得
所以通过时间
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】一、考点
1、自由落体运动的基本公式:速度公式:;位移公式:;速度-位移关系:
2、参考点的选取与位移的确定
研究“棒开始进入空心管”时,应以棒的下端B 为参考点,计算其下落到管口的高度。
研究“棒完全离开空心管”时,应以棒的上端A 为参考点,计算其下落到管底的高度。
3、“通过某段距离的时间”的计算方法
核心方法:Δt=t2 t1 ,即用物体末端(A点)离开某位置的时刻,减去物体首端(B点)进入该位置的时刻。具体到本题:棒在管中运动的时间 = (棒上端A离开管下端的时间) - (棒下端B进入管上端的时间)。
二、易错点
1、混淆“进入”与“通过”的参考点
“棒下端B刚进入管”对应B点下落到管上端。“棒上端A离开管”对应A点下落到管下端。
错误做法:将“上端进入”或“下端离开”等错误组合作为时间段的起止点。
2、位移高度计算错误
第(2)问中,求从开始到上端A离开管的总位移,应是A点下落到管下端。总位移 (其中 是棒长,是管上端到B的初始距离, 是管长)。若混淆参考点,会漏掉棒长 。
本题数据:。
3、“通过时间”公式乱套用
最典型的错误是直接用管长 除以某个平均速度来求时间。此方法虽在匀变速直线运动中有时可用,但必须确保初速度、末速度明确,且为匀变速。而本题更直接可靠的方法是分别计算两个时刻再相减,不易出错。
4、忽略棒的自身长度
整个运动分析必须始终考虑棒是有长度的,不能当作质点处理。这是本题与普通质点自由落体题的根本区别。
15.【答案】解:(1)如图甲所示分析结点P受力,由平衡条件得,
解得,
(2)再分析的受力情况,如图乙所示,由物体的平衡条件可得

解得 ,
(3)动摩擦因数为
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;共点力的平衡
【解析】【分析】一、考点
1、共点力平衡条件
核心原理:物体静止 合力为零 正交方向合力均为零。
应用:分别对结点 P 和金属块建立平衡方程。
2、力的合成与分解
处理方法:通常使用正交分解法将力分解到两个垂直方向(如平行斜面和垂直斜面)。
应用:对结点 P,采用常规水平-竖直方向分解;对斜面上的金属块,采用平行斜面-垂直斜面方向分解。
3、连接体问题的受力传递分析
关键逻辑:先分析受力简单的物体(结点 P),求出未知力,再将其作为已知条件分析受力复杂的物体(金属块)。
4、滑动摩擦力公式与最大静摩擦力条件
公式:(滑动时)或 (静摩擦)。
本题应用:金属块静止,但题目告知“最大静摩擦力等于滑动摩擦力”,且未明确运动趋势,需通过平衡方程解出静摩擦力f,再由 求μ。
二、易错点
1、研究对象选取混乱
错误:将结点 P、物体 Q、金属块 M 混在一起分析。
正确:必须隔离分析。先分析结点 P(受三力:两绳拉力与下方物体重力),再分析金属块 M(受重力、斜面支持力、PB 绳拉力、斜面摩擦力)。
2、斜面物体受力分解方向错误
错误:对斜面上的金属块仍沿用水平-竖直方向分解,使方程复杂化。
正确:应沿平行斜面与垂直斜面方向建立坐标系分解力,使支持力 N 和摩擦力 f 分别落在坐标轴上,简化方程。
3、摩擦力方向判断与代入错误
风险:若事先错误假设摩擦力方向,会导致结果符号错误。
稳妥方法:在建立平衡方程时,先假设一个方向(如沿斜面向上),代入计算。若解得 ,则假设正确;若 ,则实际方向相反。
16.【答案】解:(1)若,整个装置处于静止状态,以点为对象,根据受力平衡可得

解得

(2)若,以和为整体,根据受力平衡可知,与地面间的摩擦力大小为
(3)与间的最大静摩擦力为
与地面间的最大静摩擦力为
为使整个装置保持图示结构不变,轻绳OB受到的最大拉力为
根据受力平衡,则物体的最大质量应满足
可得
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;共点力的平衡
【解析】【分析】(1)当装置处于静止时,利用结点O的平衡方程可以求出绳子OA和OB的拉力大小;
(2)当以和为整体,根据整体的平衡方程可以求出与地面间的摩擦力大小;
(3)当已知动摩擦因数的大小,可以求出与间的最大静摩擦力及与地面间的最大静摩擦力;结合整体的平衡方程可以求出绳子拉力的大小,进而求出物体m1质量的最大值。
1 / 1江苏省连云港市灌云县2024-2025学年高一上学期11月期中学业质量检测物理试题
1.(2024高一上·灌云期中)2021年10月16日6时56分,神舟十三号载人飞船与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱(船)组合体,整个交会对接过程历时约6.5小时。3名航天员随后将从神舟十三号载人飞船进入天和核心舱.以下说法中正确的是(  )
A.“北京时间2021年10月16日6时56分”和“约6.5小时”都指时间间隔
B.研究神舟十三号对接于天和核心舱径向端口时,可以把神舟十三号视为质点
C.神舟十三号点火竖直向上起飞时,燃气对神舟十三号的作用力没有反作用力
D.神舟十三号点火竖直向上起飞时,若以发射塔为参考系,神舟十三号是运动的
【答案】D
【知识点】牛顿第三定律;质点;时间与时刻;参考系与坐标系
【解析】【解答】A. “北京时间年月日时分”对应的是某一瞬间,即时刻;而“约小时”描述的是一段过程,为时间间隔 ,故A错误;
B. 当研究神舟十三号与天和核心舱进行径向端口对接时,其自身形状和姿态不可忽略,因此不能将其视为质点,故B错误。
C. 作用力与反作用力总是同时产生、同时消失,故C错误;
D.神舟十三号点火竖直向上起飞时,若以发射塔为参考系,神舟十三号是运动的,D正确;
故D正确。
【分析】1. 时刻与时间间隔
关键点:时刻:指时间轴上的一个“点”,对应一个瞬间。通常与“状态”相关,如“第几秒初”、“第几秒末”、“几点几分”、“起飞瞬间”等。
时间间隔:指时间轴上的一段“区间”,对应一个过程。通常与“过程”相关,如“几秒内”、“用了多久”、“从...到...的时间”等。
应用:“北京时间年月日时分”是一个具体的瞬间,是时刻;“约小时”是一个过程持续的时长,是时间间隔。
2. 质点模型
关键点:当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,就可以将其视为一个有质量的点(质点)。
不能只看物体的大小,而要看研究的问题。例如,研究地球公转时,地球可视为质点;研究地球自转时,则不能。
应用:研究“对接”问题时,飞船和空间站的形状、姿态、方向是问题的关键,因此不能视为质点。
3. 牛顿第三定律
关键点:作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
它们同时产生、同时消失、同时变化,不存在先后顺序。
它们分别作用在两个不同的物体上。
应用:说它们“不同时出现”是错误的。
4. 参考系与运动的相对性
关键点:描述一个物体的运动时,必须首先选定一个作为标准的物体(参考系)。
同一物体,相对于不同的参考系,运动状态可能不同。
判断物体是否运动,要看该物体与所选参考系之间的位置是否发生变化。
应用:以“发射塔”为参考系,点火起飞的飞船与塔之间的位置迅速变化,所以飞船是运动的。
2.(2024高一上·灌云期中)如图所示,物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,A、B、C、D为其运动轨迹上的四点,测得AB=4m,BC=8m,且物体通过AB、BC、CD所用的时间均为2s,则下列说法正确的是(  )
A.物体的加速度为2m/s2 B.CD=16m
C.物体在B点时的速度为3m/s D.OA之间的距离为2m
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】A.根据在连续相等时间间隔内的位移差:,可得,故A错误;
BD.根据可知,匀变速运动在连续相同时间的位移差相等,则可知CD=12m,OA=0m
故BD错误;
C.B点为AC的中间时刻,因此B点的速度等于AC段的平均速度,故C正确。
故选C。
【分析】1. 匀变速直线运动的重要推论——逐差法
核心公式:,其中 是连续相等时间间隔 T 内的位移差。
题目应用:已知 和 BC 段的时间相等,直接用 求出加速度 a。
2. 匀变速直线运动的平均速度与中间时刻瞬时速度的关系
核心结论:某段时间内的平均速度等于这段时间中点时刻的瞬时速度,即 。
拓展应用:在一段连续相邻的相等时间段内,其中某一段的初、末速度已知或可求时,可利用此关系求中间时刻的速度。
题目应用:为了求 (它是 AB 时间段的末时刻,也是 BC 时间段的初时刻),更便捷的方法是认识到 B 点是 AC 这段位移的时间中点吗?不,B 点是 AC 段的时间中点吗?是的,因为 AB 和 BC 时间相等,所以 B 点是 A 到 C 这段过程的时间中点。因此,等于 段的平均速度,即。
3. 匀变速直线运动的基本公式
位移公式:;速度公式:
题目应用:在已知 AB、t 和 a 的情况下,利用位移公式反向求出 A 点的瞬时速度 。
4. 初速度为零的匀加速直线运动规律的应用
题目应用:在求出 后,利用速度公式 求出从起点 O 到 A 点的时间 ,再利用位移公式 求出OA 距离。
3.(2024高一上·灌云期中)如图所示,人用平行于地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但没有被推动,与地面仍然保持相对静止,则下列说法正确的是(  )
A.沙发受到水平推力,是因为沙发发生了形变
B.沙发对地面有压力,但地面不发生形变
C.地面对沙发的摩擦力与沙发受到的水平推力是一对平衡力
D.地面对沙发的摩擦力与人对沙发的推力是一对作用力反作用力
【答案】C
【知识点】形变与弹力;牛顿第三定律
【解析】【解答】A.沙发受到水平推力, 沙发受到推力是人对它的作用 ,是因为手发生了形变,故A错误;
B. 沙发对地面有压力,地面一定会发生微小形变,否则不会产生向上的弹力(支持力),故B错误;
CD.地面对沙发的摩擦力受力物体为沙发,沙发受到的水平推力受力物体为沙发,二者大小相等,方向相反,作用在一个物体上,为一对平衡力,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】这道题主要考查力的概念、受力分析、以及力与运动的关系,具体考点如下:
1. 力的定义与弹力的产生
考点:理解力是物体间的相互作用,弹力是由于物体发生弹性形变而产生的。
选项应用:A选项:考查对“谁形变,谁产生弹力”的理解。沙发受到的推力是人发生形变(或肌肉紧张)而对沙发产生的力,而不是因为沙发自身形变。
B选项:考查弹力产生的条件。地面受到压力,必然会发生(微小)形变,从而产生对沙发的支持力。
2. 平衡力与作用力、反作用力的区分(牛顿第三定律)
核心考点:这是本题的考查重点。
平衡力:作用在同一个物体上,大小相等、方向相反,且作用在同一直线上。
作用力与反作用力:作用在两个相互作用的物体上,大小相等、方向相反,且作用在同一直线上。
选项应用:C选项:地面对沙发的摩擦力与人对沙发的推力,都作用在沙发上,使沙发保持静止,因此是一对平衡力。D选项:地面对沙发的摩擦力(作用在沙发上)与沙发对地面的摩擦力(作用在地面上)才是一对作用力与反作用力。而它和人对沙发的推力(也作用在沙发上)不是相互作用力。
3. 牛顿第一定律(受力平衡与运动状态)
考点:物体在不受力或所受合力为零时,将保持静止或匀速直线运动状态。
题目应用:沙发保持静止,说明它在水平方向和竖直方向所受的合力均为零。这是判断C选项为平衡力的根本依据。
4.(2024高一上·灌云期中)甲、乙两物体从同一地点开始沿一直线运动,甲的图像和乙的图像如图所示,下列说法正确的是(  )
A.甲在末回到出发点,甲运动过程中,距出发点的最大距离为
B.第末到第末甲的位移大小为,乙的位移大小为
C.第内甲、乙两物体速度方向相同
D.0到内,甲、乙两物体位移大小都为零
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.由图可知甲在末回到出发点,甲运动过程中,距出发点的最大距离为,故A错误;
B.第末到第末甲的位移大小为,图象与坐标轴围成的面积表示位移,由图可知第末到第末乙的位移大小为零,故B错误;
C.图象的斜率表示速度,可知第内甲的速度沿负方向,乙物体速度为正值,速度沿正方向,故C错误;
D.0到内,甲、乙两物体位移大小都为零,故D正确。
故选D。
【分析】一、 考点
1、x-t 图与 v-t 图的区别
图斜率 = 速度; 图面积 = 位移,斜率 = 加速度
2、位移与路程的区别
位移是初位置到末位置的有向线段,与路径无关。
3、速度方向判断
由 图斜率正负判断速度方向;由 图纵坐标正负判断速度方向。
4、时间区间分析
注意“第n 秒内”指 到 ,不是 到 。
二、 易错点
1、混淆 x-t 图与 v-t 图
把 图当成轨迹或速度图像来分析。
2、位移计算错误
在 图中,某段时间的位移是末位置坐标减初位置坐标,不是看图线最高点。
3、速度方向判断错误
在 图中,斜率正负对应速度方向,有时会看错时间段对应的斜率。
5.(2024高一上·灌云期中)某汽车公司研发的跑车在某次刹车性能测试中,根据其在时间t内所经位移大小x得到如图所示的图像,由图中相关数据可知这辆跑车(  )
A.开始刹车时的速度大小为
B.刹车过程中的加速度大小为
C.刹车过程用时5s
D.刹车距离为50m
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AB.已知:测试中 时间t 内位移x 的图像是 ,x –t 图,且为直线。由
得,因此 图像是直线,斜率 ,纵截距 。从图可得,,故A正确,B错误;
CD.由公式可得,刹车过程用时,刹车距离为,故CD错误。
故选A。
【分析】一、考点分析
1、匀变速直线运动公式变形
将 两边除以 得到 。这种变形常用于处理 图像,斜率与截距对应 和 。
2、图像识别与物理量对应
纵轴 是平均速度,横轴 是时间。截距: 时 (因为 时平均速度趋于初速度)。斜率 = 。
3、刹车模型
末速度为零时,刹车时间 ,注意 。刹车距离公式 可由 推出。
二、解题技巧
遇到 图,立即写出 ,找截距和斜率。刹车问题注意实际停车时间用 计算,不要直接取图像终点时间。仔细区分“刹车过程”和“测试总过程”
6.(2024高一上·灌云期中)如图所示,A、B、C三个物体叠放在水平地面上,物体B受到大小为15N、方向水平向右的力F1的作用,物体C受到大小为5N、方向水平向左的力F2的作用,三者均处于静止状态,则(  )
A.物体B对物体A的摩擦力方向水平向右
B.物体C对物体B的摩擦力方向水平向左
C.地面与物体C之间的摩擦力大小为5N
D.地面与物体C之间无摩擦力
【答案】B
【知识点】摩擦力的判断与计算;共点力的平衡
【解析】【解答】A. A 水平方向若只与 B 接触,只可能受 B 对 A 的静摩擦力 。A 静止 水平合力为 0 ,所以 A 与 B 之间无摩擦力。故A错误;
B.A 与 B 整体水平受力:向右:(作用在 B 上)向左:C 对 B 的摩擦力 (这是整体受到的水平外力,因为 A 与 B 之间无摩擦)整体静止 (向左)所以 C 对 B 的摩擦力方向 向左,大小 15 N,故B正确;
CD.因物体A、B、C整体处于静止状态,所以合力为零,对物体A、B、C组成的整体受力分析可知,地面对物体C的摩擦力大小为10N,方向水平向左,故C、D错误;
故选B。
【分析】这道题考查的核心知识点是静力平衡条件下的受力分析,特别是整体法与隔离法的灵活运用。
1. 隔离法分析单个物体的平衡
考点:当一个物体处于静止(平衡)状态时,其所受合力为零。通过隔离单个物体进行受力分析,可以判断其接触面间的力(如摩擦力)是否存在及其方向。
题目应用:选项A的判断。隔离物体A,它只与B接触。由于A没有受到任何水平外力,且处于静止状态,根据牛顿第一定律,B对A的摩擦力必须为零。如果存在摩擦力,A将无法保持平衡。
2. 整体法分析多个物体的平衡
考点:将两个或多个物体视为一个整体(系统),该系统内部物体间的相互作用力(内力)在分析整体受力时不予考虑,只需分析外部物体对系统的作用力(外力)。这可以简化问题,快速求出系统与外部环境之间的作用力。
题目应用:选项B的判断。将A和B视为一个整体。这个整体受到的外力是:向右的F1(15N)和C对B的摩擦力(外力)。根据整体平衡,C对B的摩擦力必须向左,大小为15N。
选项C和D的判断。将A、B、C三者视为一个整体。这个整体受到的外力是:向右的F1(15N)、向左的F2(5N)和地面对C的摩擦力。根据整体平衡,可计算出地面对C的摩擦力大小为10N,方向向左。
3. 牛顿第三定律(作用力与反作用力)
考点:力是物体间的相互作用。当一个物体对另一个物体施加力时,另一个物体也必然对它施加一个大小相等、方向相反的力。
题目应用:在分析力在不同物体间的传递时,会隐含地用到该定律。例如,C对B有向左的摩擦力,则B对C必有向右的摩擦力。
7.(2024高一上·灌云期中)如图所示,一冰壶以速度v垂直进入三个完全相同的矩形区域做匀减速直线运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,冰壶依次进入每个矩形区域时的速度为v1、v2、v3,穿过每个矩形区域所用的时间为t1、t2、t3,则下列说法正确的是(  )
A.v1:v2:v3 =::1
B.v1:v2:v3 = t1:t2:t3 =::1
C.t1:t2:t3 = 1::
D.t1:t2:t3 = 1:2:3
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AB.逆过来看:从第 3 个区域末端(速度 0)匀加速直线运动到起点,加速度大小 a 相同。
设从末端到进入第 3 个区域的距离为L,到进入第 2 个区域的距离为2L,到进入第 1 个区域的距离为 3L。由 得:进入第 3 个区域的速度(逆过程是离开第 3 个区域的初位置 ):,进入第 2 个区域的速度(逆过程 ):
进入第 1 个区域的速度(逆过程 ):,因为逆过程的速度就是正过程对应位置的速度,所以:,故A正确、B错误。
CD.根据位移时间公式,通过l、2l、3l的时间比为1::,则穿过每个矩形区域所用的时间之比为t1:t2:t3 =::1,故CD错误。
故选A。
【分析】这道题主要考查匀变速直线运动的规律及其逆向应用,具体考点如下:
1. 匀变速直线运动的速度-位移关系:核心公式:
题目应用:在逆过程(初速度为0的匀加速运动)中,利用该公式计算通过不同位移(L, 2L, 3L)时的瞬时速度之比,从而得到正过程中 的比值。
2. 逆向思维法处理匀减速直线运动
核心方法:对于末速度为零的匀减速直线运动,可以将其过程“倒过来”看作初速度为零的匀加速直线运动。这样可以利用更熟悉的初速为零的匀加速运动公式来简化计算。
题目应用:冰壶匀减速至零,逆过程为从静止开始的匀加速运动。这使得速度比和时间比的计算变得直接。
3. 匀变速直线运动的位移-时间关系
核心公式:(适用于初速度为零的情况)
题目应用:在逆过程中,利用该公式计算通过连续相等位移段所需的时间,进而求出正过程中穿过每个区域的时间之比 。
4. 初速度为零的匀加速运动的重要比例
速度比例:通过连续相等位移 时的瞬时速度之比为 。注意:本题的 定义是进入三个区域的速度,对应逆过程中通过 位移的速度,因此比例倒序为 。
时间比例:通过连续相等位移段 L 所用时间之比为 注意:本题的 正是对应这些连续相等位移段的时间。
8.(2024高一上·灌云期中)科技的发展正在不断地改变着我们的生活。如图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上。如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图,若手机的重力为G,表面与水平面的夹角为θ,则下列说法正确的是(  )
A.手机受到3个力的作用
B.手机受到的支持力大小为Gcosθ
C.手机受到的支持力不可能大于G
D.纳米材料对手机的作用力竖直向上
【答案】D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A.手机吸附在倾斜的纳米材料表面:重力G(竖直向下),支持力N(垂直斜面向上),静摩擦力f(沿斜面向上,因为重力有使手机下滑的趋势),纳米微吸材料的吸附力 F吸 (垂直于斜面,指向斜面内部,类似额外的法向力)共4个力,故A错误;
BC.由平衡条件有,故BC错误;
D.手机受到竖直向下的重力和纳米材料的作用力,二力平衡,纳米材料对手机的作用力大小为G,方向竖直向上,故D正确。
故选D。
【分析】这道题是一道典型的静力学受力分析题,但结合了新材料的情景,考查的知识点非常明确。
1. 受力分析的基本方法
考点:准确识别研究对象(手机)所受到的所有力,不能多力也不能漏力。
题目应用:手机受到重力、支持力、摩擦力和纳米材料的吸附力,共4个力。A选项是常见的“漏力”陷阱,忽略了题目中明确说明的吸附力。
2. 共点力平衡条件及其应用
核心原理:物体处于静止(平衡)状态时,所受合力为零。即所有力在任意方向上的分力之和为零。
题目应用:沿斜面方向:静摩擦力 f 与重力沿斜面向下的分力 平衡,即 。
垂直斜面方向:支持力N 与吸附力 的合力,与重力垂直斜面向下的分力 平衡,即 。这是判断B选项正误的关键。
3. 合力的概念与计算
考点:理解并计算几个力的合力。接触面(纳米材料)对物体的作用力,是接触面所提供的所有力(支持力、摩擦力、吸附力等)的矢量之和。
题目应用:判断D选项。纳米材料对手机的作用力,是支持力N、摩擦力f 和吸附力 三者的合力。由于手机仅受重力和这个合力作用且处于平衡状态,根据二力平衡原理,此合力必然与重力大小相等、方向相反,即竖直向上。
4. 对支持力概念的深度理解
考点:支持力是弹力的一种,源于接触物体的微小形变。它必须垂直于接触面,但其大小由平衡条件决定,并不一定等于重力的一个分力,可能会被其他力(如吸附力)影响。
题目应用:判断B、C选项。由平衡方程 可知,由于吸附力 ,所以支持力 。因此支持力不可能大于G。
9.(2024高一上·灌云期中)一倾角为θ的斜面体C始终静止在水平地面上,斜面光滑,底面粗糙,如图所示。轻质弹簧两端分别与质量相等的A、B两球连接。B球靠在挡板上,系统处于静止状态。重力加速度大小为。当撤去挡板瞬间,下列说法正确的是(  )
A.球A的瞬时加速度沿斜面向下,大小为
B.球B的瞬时加速度沿斜面向下,大小为
C.地面对斜面体C的支持力等于球A、B和C的重力之和
D.地面对斜面体C的摩擦力方向水平向左
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律;牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】AB.根据题意,设A、B两球质量均为,去掉挡板前,对A球受力分析,由平衡条件有
,去掉挡板瞬间,弹簧弹力不变,A球受力情况不变,合力为0,加速度为0,对B球有
,解得,故AB错误;
C.根据上述分析可知,去掉挡板瞬间,B球有沿斜面向下的加速度,处于失重状态,则地面对斜面体C的支持力小于球A、B和C的重力之和,故C错误;
D.去掉挡板瞬间,B球的加速度方向沿斜面向下,在水平方向上有水平向左的分加速度,对A、B和C整体分析,地面对斜面体的摩擦力不为零,方向水平向左,故D正确。
故选D。
【分析】1. 弹簧弹力的瞬时性
核心原理:弹簧弹力由形变决定,撤去某个约束的瞬间,弹簧形变未来得及改变,弹力瞬间保持不变。
题目应用:撤去挡板瞬间,弹簧伸长量不变,对 A、B 的弹力大小仍等于撤去前的大小。
2. 受力分析与牛顿第二定律的瞬时应用
考点:分析撤去挡板瞬间每个物体的受力,用 求瞬时加速度。
题目应用:A 球:之前平衡,撤去挡板后受力不变(重力分力 沿斜面向下,弹簧拉力T 沿斜面向上,且原来 ),所以 A 合力仍为零,加速度为 0。
B 球:之前受弹簧拉力T 沿斜面向下、重力分力 沿斜面向下、挡板弹力沿斜面向上使 B 平衡;撤去挡板后,挡板力消失,B 受合力为 ,沿斜面向下,加速度
3. 超重与失重现象的判断
原理:当系统中有物体具有竖直向下的加速度分量时,整体对支持面的压力小于总重力(失重)。
题目应用:B 球加速度沿斜面向下,有竖直向下的分量,因此 A、B、C 整体处于“部分失重”状态,地面对 C 的支持力小于 A、B、C 总重力。
4. 整体法求系统外力(摩擦力)
方法:对 A、B、C 整体用牛顿第二定律在水平方向的分量式。
题目应用:撤去挡板瞬间,A 加速度为 0,B 加速度沿斜面向下,可分解为 水平向左, 竖直向下。整体水平方向只受地面摩擦力f(设向左为正),则
),所以 ,方向水平向左。
5. 系统质心加速度与地面反力的关系
隐含考点:地面摩擦力提供整体质心水平加速度,地面支持力小于总重力是因为质心有竖直向下的加速度分量。
10.(2024高一上·灌云期中)如图所示,斜面体M静置于水平桌面上,木块m从斜面底端以初速度沿斜面上滑,速度减为零后又沿斜面下滑,木块返回出发点时速度为,已知,斜面体M一直处于静止状态,则在上述两个阶段,以下说法正确的是(  )
A.桌面对M静摩擦力方向先水平向右后水平向左
B.桌面对M的摩擦力上滑阶段比下滑阶段大
C.桌面对M的支持力的大小保持不变
D.条件不足,无法判断上述摩擦力和支持力是否变化
【答案】B
【知识点】整体法隔离法;牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】物块上滑时,下滑时,可知上滑和下滑时加速度方向均沿斜面向下,且,对物块m和斜面M的整体,由牛顿第二定律:水平方向
,则上滑和下滑时地面对斜面M的摩擦力均向右,且由于,则上滑时地面对斜面M的摩擦力大于下滑时地面对斜面M的摩擦力;竖直方向
则,则由于,可知木块m上滑时桌面对M的支持力比下滑时桌面对M的支持力小。故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】1. 连接体问题中的整体法
核心方法:当不要求计算系统内部作用力,只要求计算系统所受外部力(如地面摩擦力、支持力)时,可将多个物体(如 m 和 M)视为一个整体进行分析。
题目应用:对“木块 m + 斜面 M”整体应用牛顿第二定律,分析桌面对 M 的摩擦力和支持力。
2. 系统牛顿第二定律(整体法的矢量式)
核心原理:系统所受合外力等于系统内各物体质量与加速度的乘积的矢量和,即
题目应用:水平方向:系统水平外力只有地面摩擦力f。上滑和下滑时,m 的加速度都有水平向右的分量,因此f 方向始终向右。竖直方向:系统竖直外力有重力 和地面支持力N。
上滑和下滑时,m 的加速度都有竖直向下的分量,因此系统处于部分失重状态,且上滑时竖直向下的加速度分量更大,所以上滑时支持力更小。
3. 加速度分解与系统受力的关系
考点:将物体的加速度分解到水平和竖直方向,代入系统牛顿第二定律的分量式,判断外力大小和方向。
题目应用:设 m 的加速度大小为 a,沿斜面向下(题目给出上滑、下滑加速度均沿斜面向下),斜面倾角 θ。水平分量:(向右)竖直分量:(向下)水平方向:,竖直方向:
11.(2024高一上·灌云期中)如图所示,用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点,一根轻绳跨过滑轮,绳的一端拴在井中的水桶上,人用力拉绳的另一端,滑轮中心为O点,人所拉绳子与OA的夹角为β,拉水桶的绳子与OA的夹角为α。人拉绳沿水平面向左运动,把井中质量为m的水桶匀速提上来,人的质量为M,重力加速度为g,在此过程中,以下说法不正确的是(  )
A.α始终等于β
B.吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C.地面对人的摩擦力逐渐变大
D.地面对人的支持力逐渐变大
【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A.因为滑轮两边绳子的拉力始终相等,可知OA的方向始终在两绳子夹角的平分线上,即α始终等于β,故A正确,不符合题意;
B.滑轮两边绳子上的拉力始终等于小桶的重力,大小不变,随着人拉绳沿水平面向左运动,则两边绳子的夹角变大,合力减小,即吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐减小,故B错误,符合题意;
CD.地面对人的摩擦力等于绳子拉力的水平分量,即,由于随着人向左运动,则绳子与水平面的夹角θ减小,则地面对人的摩擦力逐渐变大;地面对人的支持力,则θ减小时,FN变大,故CD正确,不符合题意;
故选B。
【分析】1. 滑轮模型与绳中张力
考点:轻质滑轮两侧绳的张力大小相等。定滑轮(本题可视为定滑轮)只改变力的方向,不改变力的大小。
2. 力的平衡与几何关系
考点:同一根轻绳跨过滑轮,两侧绳拉力相等,且两段绳与竖直方向(或给定参考线)的夹角在滑轮光滑时满足几何对称关系。
题目应用:由于 OA 是竖直悬挂滑轮的绳子,人拉绳与水桶绳关于 OA 对称,因此 α = β。
3. 动态平衡分析(解析法或图解法)
考点:当人水平移动时,角度 α、β 变化,导致滑轮绳子拉力、人拉绳的力的方向变化,进而影响人的受力和滑轮绳子的拉力。
题目应用:对滑轮中心 O 点受力分析:受到吊装绳拉力 T0,两侧绳拉力 T = mg(因为水桶匀速,绳拉力等于 mg),且两拉力对称。吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大”错误。
对人受力分析:人受拉力 T = mg,与水平方向夹角 β。水平方向:,β 增大 → cosβ 减小 → f 减小。所以“地面对人的摩擦力逐渐变大”错误。
12.(2024高一上·灌云期中)甲、乙两实验小组分别利用传感器,弹簧测力计来探究力的合成规律,装置如图所示。
(1)甲、乙两实验小组的木板须在竖直平面内的是   (选填“甲”或“乙”),实验中必须保持O点位置不变的是   (选填“甲”或“乙”)。
(2)甲实验中测得两传感器的拉力分别为、,钩码总重力为G,下列数据不能完成实验的是   。
A.
B.
C.
D.
(3)乙实验中保持O点的位置不变,初始时,现使角不变,β角缓慢增大至90°。则此过程中,有关两弹簧测力计示数、的变化,下列说法正确的是   。
A.减小、减小
B.增大、增大
C.减小、先减小后增大
D.增大、先减小后增大
【答案】甲;乙;AB;B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】(1)甲实验,在实验开始前,需要调节木板使其位于竖直平面内,以保证钩码重力大小等于细绳中拉力的合力,但不需要每次实验保证O点位置不变;乙实验,在实验过程中,用一个弹簧测力计和用两个弹簧测力计分别拉橡皮绳时,必须保证O点位置不变,以保证两次实验效果相同,但未利用重力所以不需要木板竖直放置。
(2)甲实验中,三个力受力平衡满足三角形定则,则两力之和一定大于第三力,A选项不满足,B项只有在同一直线上才满足。
故选AB。
乙实验中保持O点的位置不变,可知两弹簧测力计合力保持不变;现使角不变,β角缓慢增大至90°,运用力的矢量三角形图解法,如图所示
随着角增大,由1位置转至2位置过程中,可看出增大、增大。
故选B。
【分析】一、考点总结
1、实验装置差异
甲:利用重力作为已知力,必须竖直面内。
乙:橡皮条结点位置不变,保证合力不变,木板可水平。
2、三力平衡的条件
三个共点力平衡时,任意两个力的合力与第三个力等大反向。
三个力的大小必须满足三角形不等式,否则无法构成闭合三角形。
3、动态平衡分析(力三角形法)
一个力(合力)固定,一个分力方向固定,另一个分力方向变化时,用几何作图判断两分力大小变化。
二、易错点
1、木板竖直与O点不变混淆
误以为两个实验都要木板竖直。
误以为两个实验都要每次 O 点相同(其实甲实验 O 点是动点,乙实验 O 点必须不变)。
2、三力平衡数据判断
只检查 ,忽略 的条件。
对 的情况误以为可以(其实必须能构成三角形,即两边之和大于第三边,不能取等,取等时三力共线但方向不可能同时满足平衡,除非两分力同向且与重力反向,但那样 是两分力之和,方向却相反,无法平衡)。
3、乙实验动态图解错误
误以为一个分力方向固定、另一个方向转动时,该分力会单调减小。
实际需要严格作图,本题条件下 固定且较小,增大时两分力都增大。如果 较大,可能出现 先减小后增大的情况,但题目选项只有 B 符合其设定。
13.(2024高一上·灌云期中)以30m/s匀速行驶的汽车,刹车后做匀变速直线运动,若汽车刹车后3s的速度变为15m/s,求:
(1)汽车刹车过程的加速度;
(2)汽车刹车后8s内的位移。
【答案】解:(1)汽车刹车过程的加速度
即刹车的加速度大小为,负号表示方向与初速度方向相反;
(2)汽车刹车的时间
则8s内的位移等于6s的位移,有
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】一、考点
1、匀变速直线运动的速度公式: v
2、匀变速直线运动的位移公式:
3、刹车问题中的实际运动时间:汽车速度减为零后不再反向运动,需先计算刹车总时间。
4、对已停止运动过程的位移计算:实际位移按刹车总时间计算,而非题目给定的时间。
二、易错点
1、忽略刹车停止时间,直接代入给定时间计算位移
如第(2)问中,若直接代入 到位移公式,会得到错误结果,因为汽车在 时已停止。
2、加速度符号与方向
加速度为负值,表示与初速度方向相反。计算大小时可取绝对值,但代入公式时必须带符号。
3、未判断运动阶段就套用公式
必须先由 算出总刹车时间 ,再比较给定时间与 的关系。
4、位移公式使用不当
也可用 (其中 )求总位移,但同样要确保汽车已停,且注意加速度符号。
14.(2024高一上·灌云期中)如图所示,直棒长,上端为、下端为,在的正下方处有一长度为,内径比直棒大得多的固定空心竖直管.手持直棒由静止释放,让棒做自由落体运动,不计空气阻力,重力加速度,求:
(1)直棒下端刚好开始进入空心管时的瞬时速度;
(2)直棒从开始下落至上端离开空心管所用的时间;
(3)直棒在空心管中运动的时间(结果可用根号表示)。
【答案】解:(1)根据
解得
(2)下落高度为
根据
下落时间
(3)直棒下端到达空心管上端用时,根据
解得
所以通过时间
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】一、考点
1、自由落体运动的基本公式:速度公式:;位移公式:;速度-位移关系:
2、参考点的选取与位移的确定
研究“棒开始进入空心管”时,应以棒的下端B 为参考点,计算其下落到管口的高度。
研究“棒完全离开空心管”时,应以棒的上端A 为参考点,计算其下落到管底的高度。
3、“通过某段距离的时间”的计算方法
核心方法:Δt=t2 t1 ,即用物体末端(A点)离开某位置的时刻,减去物体首端(B点)进入该位置的时刻。具体到本题:棒在管中运动的时间 = (棒上端A离开管下端的时间) - (棒下端B进入管上端的时间)。
二、易错点
1、混淆“进入”与“通过”的参考点
“棒下端B刚进入管”对应B点下落到管上端。“棒上端A离开管”对应A点下落到管下端。
错误做法:将“上端进入”或“下端离开”等错误组合作为时间段的起止点。
2、位移高度计算错误
第(2)问中,求从开始到上端A离开管的总位移,应是A点下落到管下端。总位移 (其中 是棒长,是管上端到B的初始距离, 是管长)。若混淆参考点,会漏掉棒长 。
本题数据:。
3、“通过时间”公式乱套用
最典型的错误是直接用管长 除以某个平均速度来求时间。此方法虽在匀变速直线运动中有时可用,但必须确保初速度、末速度明确,且为匀变速。而本题更直接可靠的方法是分别计算两个时刻再相减,不易出错。
4、忽略棒的自身长度
整个运动分析必须始终考虑棒是有长度的,不能当作质点处理。这是本题与普通质点自由落体题的根本区别。
15.(2024高一上·灌云期中)如图所示,轻绳PA和PB的结点上悬挂着重力大小为4.0N的物体,绳PA与竖直方向的夹角为,绳PB水平且与重力大小为96.0N的金属块相连,金属块恰好静止在倾角为的斜面上,取,已知,,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)绳PA上的拉力大小;
(2)斜面对金属块的摩擦力大小;
(3)金属块与斜面间的动摩擦因数。
【答案】解:(1)如图甲所示分析结点P受力,由平衡条件得,
解得,
(2)再分析的受力情况,如图乙所示,由物体的平衡条件可得

解得 ,
(3)动摩擦因数为
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;共点力的平衡
【解析】【分析】一、考点
1、共点力平衡条件
核心原理:物体静止 合力为零 正交方向合力均为零。
应用:分别对结点 P 和金属块建立平衡方程。
2、力的合成与分解
处理方法:通常使用正交分解法将力分解到两个垂直方向(如平行斜面和垂直斜面)。
应用:对结点 P,采用常规水平-竖直方向分解;对斜面上的金属块,采用平行斜面-垂直斜面方向分解。
3、连接体问题的受力传递分析
关键逻辑:先分析受力简单的物体(结点 P),求出未知力,再将其作为已知条件分析受力复杂的物体(金属块)。
4、滑动摩擦力公式与最大静摩擦力条件
公式:(滑动时)或 (静摩擦)。
本题应用:金属块静止,但题目告知“最大静摩擦力等于滑动摩擦力”,且未明确运动趋势,需通过平衡方程解出静摩擦力f,再由 求μ。
二、易错点
1、研究对象选取混乱
错误:将结点 P、物体 Q、金属块 M 混在一起分析。
正确:必须隔离分析。先分析结点 P(受三力:两绳拉力与下方物体重力),再分析金属块 M(受重力、斜面支持力、PB 绳拉力、斜面摩擦力)。
2、斜面物体受力分解方向错误
错误:对斜面上的金属块仍沿用水平-竖直方向分解,使方程复杂化。
正确:应沿平行斜面与垂直斜面方向建立坐标系分解力,使支持力 N 和摩擦力 f 分别落在坐标轴上,简化方程。
3、摩擦力方向判断与代入错误
风险:若事先错误假设摩擦力方向,会导致结果符号错误。
稳妥方法:在建立平衡方程时,先假设一个方向(如沿斜面向上),代入计算。若解得 ,则假设正确;若 ,则实际方向相反。
16.(2024高一上·灌云期中)如图所示,物体m1通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且与物体m2相连,整个装置处于静止状态。已知m2=4kg,m3=6kg,m2与m3间动摩擦因数μ1=0.6,m3与地面间动摩擦因数μ2=0.2,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10m/s2。
(1)若m1=1kg,整个装置处于静止状态,求轻绳OA、OB受到的拉力大小;
(2)若m1=1kg,求m3与地面间的摩擦力大小;
(3)为使整个装置保持图示结构不变,物体m1质量最大不能超过多少?
【答案】解:(1)若,整个装置处于静止状态,以点为对象,根据受力平衡可得

解得

(2)若,以和为整体,根据受力平衡可知,与地面间的摩擦力大小为
(3)与间的最大静摩擦力为
与地面间的最大静摩擦力为
为使整个装置保持图示结构不变,轻绳OB受到的最大拉力为
根据受力平衡,则物体的最大质量应满足
可得
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;共点力的平衡
【解析】【分析】(1)当装置处于静止时,利用结点O的平衡方程可以求出绳子OA和OB的拉力大小;
(2)当以和为整体,根据整体的平衡方程可以求出与地面间的摩擦力大小;
(3)当已知动摩擦因数的大小,可以求出与间的最大静摩擦力及与地面间的最大静摩擦力;结合整体的平衡方程可以求出绳子拉力的大小,进而求出物体m1质量的最大值。
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