2010高考力学 12页

2010年高考试题中的力学问题　　一、共点力平衡问题 　　在不涉及转动的情况下，物体均可简化为质点，作用在物体上的外力是共点力。若受力物体处于静止或匀速直线运动状态，则作用在物体上的所有外力的合力等于零，这就是共点力的平衡条件。受力物体处于静止或匀速直线运动状态，各力间必满足此条件；若各力间满足此条件，受力物体必处于静止或匀速直线运动状态。若各力的作用线不在同一条直线上，可以力的作用点为原点建立平面直角坐标系，将各力向两个坐标轴方向分解，力的平衡条件可表示为：两坐标方向分力的矢量和均为零。这样，分析求解共点力平衡问题时，对于一个受力物体，可列出两个独立方程，至少求解出两个未知量。若是三个共点力平衡问题，则表示三个力的矢量依次首尾相接，恰好构成封闭三角形，可运用解三角形的方法分析求解。 　　例1（山东理综-17）如图1所示，质量分虽为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），力F与水平方向成θ角。则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是  　　A． 　　B． 　　   C． 　　D． 　　解析：两物体均处于匀速直线运动状态，由于题中不涉及两物体间的作用力（弹簧的力），可将两物体视为整体，整体受力情况如图2所示。对整体运用共点力平衡条件有： \n 　　水平方向：； 　　竖直方向：。 　　解得：；。本题选AD。 　　点评：连接体视为整体的条件是各物体具有相同的加速度。平衡问题中各物体的加速度均为零，在不涉及各物体间作用力的情况下，可将连接体视为整体。若涉及物体间的作用力，可先以整体为研究对象，分析求解连接体以外物体对它们的作用力，然后隔离出连接体中受力较少的物体为研究对象，分析求解连接体内物体间的作用力。 　　二、匀变速直线运动问题 　　静止的物体在恒定合外力作用下，将言和外力方向初速度为零做匀加速直线运动；运动的物体，若受到与速度方向在同一直线的恒定合外力作用，将沿该直线做匀变速直线运动，合力与速度同向时是匀加速直线运动，合力与速度反向时是匀减速直线运动。分析与求解匀变速直线运动问题的基本关系是牛顿第二定律及匀变速直线运动公式。 　　常见问题有定量计算与定性分析两类。 　　例2（山东理综-16）如图3甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平平滑连接。图3乙中v、A．f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。图乙中正确的是 \n 　　解析：物体在斜面、水平面的受力情况如图4所示，对物体在斜面上的运动，在斜面方向运用牛顿第二定律有：，在垂直斜面方向运用力的平衡条件有：，由滑动摩擦定律有：。解得：。同理，对物体在水平面运动有：，，，解得：。由此可以看出，物体在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动，进入水平面后做匀减速直线运动，两段运动的a-t图象均是平行t轴的直线，v-t图象均是倾斜直线，本题AB错。两段运动中所受摩擦力恒定不变，f-t图象均是平行t轴的直线，且f1