高考物理總復(fù)習(xí) 專題二 相互作用課件

專題二 相互作用高考物理 (江蘇省專用)單項(xiàng)選擇題單項(xiàng)選擇題1.(2016江蘇單科,1,3分)一輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為8 cm,在4 N的拉力作用下伸長(zhǎng)了2 cm,彈簧未超出彈性限度。則該彈簧的勁度系數(shù)為()A.40 m/NB.40 N/mC.200 m/ND.200 N/mA組 自主命題江蘇卷題組五年高考答案 D根據(jù)胡克定律有F=kx,則k= N/m=200 N/m,故D正確。Fx242 10易錯(cuò)點(diǎn)撥 F=kx中的x為彈簧的形變量,而不是彈簧的總長(zhǎng)度。本題中如果用彈簧總長(zhǎng)度計(jì)算k值,則會(huì)錯(cuò)選B。2.(2011江蘇單科,1,3分)如圖所示,石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對(duì)稱楔形石塊,側(cè)面與豎直方向的夾角為,重力加速度為g。若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì),則石塊側(cè)面所受彈力的大小為()A. B.C.mg tan D.mg cot 2sinmg2cosmg1212答案 A石塊受力如圖所示,由對(duì)稱性可知兩側(cè)面所受彈力FN1和FN2大小相等,設(shè)為FN,由三力平衡可知四邊形OABC為菱形,故ODC為直角三角形,且OCD=,則由mg=FN sin 可得FN=,故A正確。 122sinmg評(píng)析考查受力分析和三力平衡知識(shí),同時(shí)考查對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力,特別是菱形轉(zhuǎn)化成直角三角形,再利用直角三角形特性解題的方法。解題關(guān)鍵明確研究對(duì)象,畫(huà)好受力分析圖。3.(2010江蘇單科,3,3分)如圖所示,置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī)。三腳架的三根輕質(zhì)支架等長(zhǎng),與豎直方向均成30角,則每根支架中承受的壓力大小為()A.mg B.mg C.mg D.mg1323362 39答案 D如圖每根支架承受的壓力為N,則N的豎直分力大小為,所以N=mg,D正確。 3mg/3cos30mg2 39方法指導(dǎo)正交分解法。解題思路以照相機(jī)為研究對(duì)象,把每根支架對(duì)它的支持力分解在水平方向和豎直方向上,則水平方向上的三個(gè)分力的合力為零,豎直方向上三個(gè)分力的合力等于照相機(jī)的重力?？键c(diǎn)一三種常見(jiàn)的力力的合成與分解考點(diǎn)一三種常見(jiàn)的力力的合成與分解一、單項(xiàng)選擇題1.(2014廣東理綜,14,4分)如圖所示,水平地面上堆放著原木,關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向,下列說(shuō)法正確的是()B組 統(tǒng)一命題、?。▍^(qū)、市）卷題組A.M處受到的支持力豎直向上B.N處受到的支持力豎直向上C.M處受到的靜摩擦力沿MN方向D.N處受到的靜摩擦力沿水平方向答案 A支持力的方向垂直于支持面,因此M處受到的支持力垂直于地面豎直向上,N處支持力過(guò)N垂直于切面斜向上,A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò);靜摩擦力方向平行于接觸面與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,因此M處的靜摩擦力沿水平方向,N處的靜摩擦力沿MN方向,C、D項(xiàng)都錯(cuò)誤。2.(2013課標(biāo),15,6分)如圖,在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。若要物塊在斜面上保持靜止,F的取值應(yīng)有一定范圍,已知其最大值和最小值分別為F1和F2(F20)。由此可求出()A.物塊的質(zhì)量B.斜面的傾角C.物塊與斜面間的最大靜摩擦力D.物塊對(duì)斜面的正壓力答案 C當(dāng)物塊所受外力F為最大值F1時(shí),具有沿斜面向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)由平衡條件可得:F1=mg sin +fm;同理:當(dāng)物塊所受外力F為最小值F2時(shí),具有沿斜面向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),即F2+fm=mg sin 。聯(lián)立解得fm=,F1+F2=2mg sin ,由于物塊質(zhì)量m和斜面的傾角未知,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。122FF3.(2015廣東理綜,19,6分)如圖所示,三條繩子的一端都系在細(xì)直桿頂端,另一端都固定在水平地面上,將桿豎直緊壓在地面上,若三條繩長(zhǎng)度不同,下列說(shuō)法正確的有()A.三條繩中的張力都相等B.桿對(duì)地面的壓力大于自身重力C.繩子對(duì)桿的拉力在水平方向的合力為零D.繩子拉力的合力與桿的重力是一對(duì)平衡力二、多項(xiàng)選擇題二、多項(xiàng)選擇題答案 BC由于三條繩長(zhǎng)度不同,則三條繩與豎直桿間的夾角不相等,因豎直桿僅是壓在地面上而沒(méi)有固定,則三條繩對(duì)桿的拉力在水平方向的分力必平衡,但三個(gè)水平分力在水平面內(nèi)的方向關(guān)系不確定,故不能確定三條繩中張力的大小關(guān)系,A錯(cuò)誤、C正確;由于三條繩對(duì)桿的拉力在豎直方向的分力都向下,故B正確;繩子拉力的合力豎直向下,桿的重力也豎直向下,它們不是一對(duì)平衡力,故D錯(cuò)誤。評(píng)析本試題涉及不在同一平面內(nèi)的外力的分析與處理,增大了試題的難度,主要考查了受力分析與平衡問(wèn)題,難度中等。4.(2013廣東理綜,20,6分)如圖所示,物體P靜止于固定的斜面上,P的上表面水平?，F(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上,則()A.P向下滑動(dòng)B.P靜止不動(dòng)C.P所受的合外力增大D.P與斜面間的靜摩擦力增大答案 BD P靜止在斜面上時(shí)沿斜面方向有:mg sin =fmg cos ,即sin cos ,當(dāng)把物體Q放在P上時(shí)、均不變,故P仍將保持靜止,且合外力為零,則A、C均錯(cuò),B項(xiàng)正確。由f=mg sin 知,當(dāng)m變大時(shí)f將隨之變大,D項(xiàng)正確。評(píng)析本題考查斜面上的自鎖現(xiàn)象,即當(dāng)tan 時(shí),靜放于斜面上的物體,無(wú)論其質(zhì)量多大也不會(huì)下滑。題目中的“把物體Q輕輕地疊放在P上”相當(dāng)于P的質(zhì)量變大。1.(2017課標(biāo),16,6分)如圖,一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若保持F的大小不變,而方向與水平面成60角,物塊也恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()A.2- B. C. D. 3363332考點(diǎn)二共點(diǎn)力的平衡考點(diǎn)二共點(diǎn)力的平衡一、單項(xiàng)選擇題一、單項(xiàng)選擇題答案 C本題考查物體受力分析、滑動(dòng)摩擦力、物體的平衡。物塊在水平力F作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),其受力如圖甲所示甲 乙由平衡條件:F=f、FN=mg而f=FN=mg即F=mg當(dāng)F的方向與水平面成60角時(shí),其受力如圖乙由平衡條件:F cos 60=f1f1=FN1=(mg-F sin 60)聯(lián)立解得=,選項(xiàng)C正確。33一題多解 受力變化時(shí),物塊和桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變,不妨假設(shè)摩擦力和支持力的合力方向與支持力的夾角為,則有tan =,因不變,故角不變,即F與mg的合力方向不變,由圖可知,當(dāng)F由水平變?yōu)榕c水平面夾角為60時(shí),F大小不變,=30,再由=tan 得=tan 30=選項(xiàng)C正確。NfF332.(2017課標(biāo),17,6分)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80 cm的兩點(diǎn)上,彈性繩的原長(zhǎng)也為80 cm。將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn),平衡時(shí)彈性繩的總長(zhǎng)度為100 cm;再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn),則彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)?彈性繩的伸長(zhǎng)始終處于彈性限度內(nèi))()A.86 cmB.92 cmC.98 cmD.104 cm答案 B設(shè)總長(zhǎng)度為100 cm時(shí)與水平方向夾角為,則cos =,故=37?？傞L(zhǎng)度為100 cm時(shí)彈力F=kx1,設(shè)移至天花板同一點(diǎn)時(shí)的彈力為kx2,則kx1 sin =kx2,得x2=12 cm,則彈性繩的總長(zhǎng)度為92 cm。故B項(xiàng)正確。451212解題關(guān)鍵 關(guān)鍵詞理解與情景構(gòu)建緩慢移至同一點(diǎn)說(shuō)明可按動(dòng)態(tài)平衡處理。始終處于彈性限度內(nèi)說(shuō)明勁度系數(shù)k不變。原長(zhǎng)80 cm,固定點(diǎn)相距80 cm,說(shuō)明水平時(shí)彈力恰好為“0”。鉤碼掛在繩的中點(diǎn),相當(dāng)于兩根繩共同承擔(dān)鉤碼重力。3.(2016課標(biāo),17,6分)如圖,兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上;一細(xì)線穿過(guò)兩輕環(huán),其兩端各系一質(zhì)量為m的小球。在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊。平衡時(shí),a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑。不計(jì)所有摩擦。小物塊的質(zhì)量為()A. B.m C.m D.2m2m32答案 C由于物塊通過(guò)掛鉤懸掛在線上,細(xì)線穿過(guò)圓環(huán)且所有摩擦都不計(jì),可知線上各處張力都等于小球重力mg。如圖所示,由對(duì)稱性可知a、b位于同一水平線上,物塊處于圓心O點(diǎn)正上方,則1=2,3=4,1=5。因圓弧對(duì)輕環(huán)的彈力沿圓弧半徑方向,且輕環(huán)重力不計(jì),由平衡條件知環(huán)兩側(cè)細(xì)線關(guān)于圓弧半徑對(duì)稱,即5=6,由幾何關(guān)系得1=2=5=6=30,3=4=60。再由物塊與掛鉤的受力平衡有mg cos 60+mg cos 60=Mg,故有M=m,C正確。 4.(2014山東理綜,14,6分)如圖,用兩根等長(zhǎng)輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn),制成一簡(jiǎn)易秋千。某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段,但仍保持等長(zhǎng)且懸掛點(diǎn)不變。木板靜止時(shí),F1表示木板所受合力的大小,F2表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小,則維修后()A.F1不變,F2變大 B.F1不變,F2變小C.F1變大,F2變大 D.F1變小,F2變小答案 A木板靜止時(shí)受力情況如圖所示,設(shè)輕繩與豎直木樁的夾角為,由平衡條件知,合力F1=0,故F1不變,F2=,剪短輕繩后,增大,cos 減小,F2增大,故A正確。2cosmg5.(2014上海單科,9,3分)如圖,光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi),A端與水平面相切。穿在軌道上的小球在拉力F作用下,緩慢地由A向B運(yùn)動(dòng),F始終沿軌道的切線方向,軌道對(duì)球的彈力為N。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A.F增大,N減小 B.F減小,N減小C.F增大,N增大 D.F減小,N增大答案 A由題意知,小球在由A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中始終處于平衡狀態(tài)。設(shè)某一時(shí)刻小球運(yùn)動(dòng)至如圖所示位置,則對(duì)球由平衡條件得:F=mg sin ,N=mg cos ,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,增大,故F增大,N減小,A正確。6.(2017課標(biāo),21,6分)如圖,柔軟輕繩ON的一端O固定,其中間某點(diǎn)M拴一重物,用手拉住繩的另一端N。初始時(shí),OM豎直且MN被拉直,OM與MN之間的夾角為()?，F(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起,并保持夾角不變。在OM由豎直被拉到水平的過(guò)程中()A.MN上的張力逐漸增大B.MN上的張力先增大后減小C.OM上的張力逐漸增大D.OM上的張力先增大后減小2二、多項(xiàng)選擇題二、多項(xiàng)選擇題答案 AD本題考查動(dòng)態(tài)平衡。重物受到重力mg、OM繩的拉力FOM、MN繩的拉力FMN共三個(gè)力的作用。緩慢拉起過(guò)程中任一時(shí)刻可認(rèn)為是平衡狀態(tài),三力的合力恒為0。如圖所示,由三角形定則得一首尾相接的閉合三角形,由于且不變,則三角形中FMN與FOM的交點(diǎn)在一個(gè)優(yōu)弧上移動(dòng),由圖可以看出,在OM被拉到水平的過(guò)程中,繩MN中拉力一直增大且恰好達(dá)到最大值,繩OM中拉力先增大后減小,故A、D正確,B、C錯(cuò)誤。2方法技巧 動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題解法三力作用下的動(dòng)態(tài)平衡一般采用圖解法,多力平衡時(shí)常用解析式法。7.(2017天津理綜,8,6分)如圖所示,輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn),懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個(gè)條件,當(dāng)衣架靜止時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.繩的右端上移到b,繩子拉力不變B.將桿N向右移一些,繩子拉力變大C.繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小D.若換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣架懸掛點(diǎn)右移答案 AB本題考查物體受力分析、物體的平衡。衣架掛鉤為“活結(jié)”模型,oa、ob為一根繩,兩端拉力相等,設(shè)繩aob長(zhǎng)為L(zhǎng),M、N的水平距離為d,bo延長(zhǎng)線交M于a,由幾何知識(shí)知ao=ao,sin =,由平衡條件有2F cos =mg,則F=,當(dāng)b上移到b時(shí),d、L不變,不變,故F不變,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤。將桿N向右移一些,L不變,d變大,變大,cos 變小,則F變大,選項(xiàng)B正確。只改變m,其他條件不變,則sin 不變,不變,衣架懸掛點(diǎn)不變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 dL2cosmg解題關(guān)鍵 繩的“活結(jié)”模型兩端受力相等如果只改變a、b的高度差,不改變a、b間的水平距離,繩與豎直桿的夾角不變,在b點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中,“活結(jié)”對(duì)應(yīng)的位置如圖所示。一、單項(xiàng)選擇題一、單項(xiàng)選擇題C組 教師專用題組1.(2012廣東理綜,16,4分)如圖所示,兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45,日光燈保持水平,所受重力為G,左右兩繩的拉力大小分別為()A.G和G B.G和GC.G和G D.G和G222212321212答案 B根據(jù)對(duì)稱性知兩繩拉力大小相等,設(shè)為F,日光燈處于平衡狀態(tài),由2F cos 45=G解得F=G,B項(xiàng)正確。222.(2012海南單科,8,4分)下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法,正確的是()A.作用在物體上的滑動(dòng)摩擦力只能使物體減速,不可能使物體加速B.作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速,不可能使物體減速C.作用在物體上的滑動(dòng)摩擦力既可能使物體減速,也可能使物體加速D.作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速,也可能使物體減速二、多項(xiàng)選擇題二、多項(xiàng)選擇題答案 CD摩擦力總是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)),而物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。當(dāng)摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí),摩擦力是動(dòng)力,方向相反時(shí)為阻力,故C、D項(xiàng)正確。三、非選擇題三、非選擇題3.(2012課標(biāo),24,14分,)拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖)。設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m,拖桿質(zhì)量可忽略;拖把頭與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù),重力加速度為g。某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時(shí),沿拖桿方向推拖把,拖桿與豎直方向的夾角為。(1)若拖把頭在地板上勻速移動(dòng),求推拖把的力的大小。(2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的水平推力與此時(shí)地板對(duì)拖把的正壓力的比值為。已知存在一臨界角0,若0,則不管沿拖桿方向的推力多大,都不可能使拖把從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。求這一臨界角的正切tan 0。答案(1)(2)sincosmg解析(1)設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把,將推拖把的力沿豎直和水平方向分解,按平衡條件有F cos +mg=NF sin =f式中N和f分別為地板對(duì)拖把的正壓力和摩擦力。由摩擦定律有f=N聯(lián)立式得F=mg(2)若不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),應(yīng)有F sin N這時(shí),式仍滿足,聯(lián)立式解得sin - cos 現(xiàn)考查使上式成立的角的取值范圍。注意到上式右邊總是大于零,且當(dāng)F無(wú)限大時(shí)極限為零,有sincosmgFsin - cos 0使上式成立的角滿足0,這里0是題中所定義的臨界角,即當(dāng)0時(shí),不管沿拖桿方向用多大的力都推不動(dòng)拖把。臨界角的正切為tan 0=一、單項(xiàng)選擇題(每題3分,共15分)1.(2017江蘇三市二模,1)質(zhì)量為M的磁鐵,吸在豎直放置的磁性黑板上靜止不動(dòng)。某同學(xué)沿著黑板面,用水平向右的恒力F輕拉磁鐵,磁鐵向右下方做勻速直線運(yùn)動(dòng),則磁鐵受到的摩擦力f( )A.大小為Mg B.大小為C.大小為F D.方向水平向左22()FMg三年模擬A組 20152017年高考模擬基礎(chǔ)題組(時(shí)間：20分鐘 分值：20分)答案 B磁鐵在豎直面內(nèi)受恒力F、重力Mg、摩擦力f作用做勻速運(yùn)動(dòng),由合力為零可得摩擦力大小f=,方向與速度v的方向相反,故只有B正確。22()FMg2.(2017江蘇南師大附中期中)質(zhì)量分別為2 kg、1 kg、2 kg的三個(gè)木塊a、b、c和兩個(gè)勁度系數(shù)均為500 N/m的相同輕彈簧p、q用輕繩連接如圖,其中a放在光滑水平桌面上。開(kāi)始時(shí)p彈簧處于原長(zhǎng),木塊都處于靜止?，F(xiàn)用水平力緩慢地向左拉p彈簧的左端,直到c木塊剛好離開(kāi)水平地面為止,g取10 m/s2。該過(guò)程p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離是()A.6 cmB.8 cmC.10 cmD.12 cm答案 D當(dāng)F=0時(shí),對(duì)b,由受力平衡得,kx1=mbg,x1=2 cm(x1為壓縮量)。當(dāng)c木塊剛好離開(kāi)水平地面時(shí),對(duì)c有:kx2=mcg,x2=4 cm(x2為伸長(zhǎng)量);對(duì)b木塊有:kx3=mbg+kx2,解得:x3=6 cm。由以上分析可知,p彈簧的左端應(yīng)左移12 cm,故D正確。3.(2017蘇北三市三模,2)如圖所示,一件重量為G的衣服懸掛在等腰衣架上,已知衣架頂角=120,底邊水平,不計(jì)摩擦,則衣架一側(cè)對(duì)衣服的作用力大小為()A.G B.GC. D.G33322G答案 A衣服受力如圖所示,由對(duì)稱性和幾何關(guān)系可知,衣架一側(cè)對(duì)衣服的作用力方向與豎直方向成30角,利用正交分解有:2FN cos 30=G,則FN=G,故選A。 334.(2016江蘇百校第一次聯(lián)考,2)圖示是雜技節(jié)目“力量”表演中的一個(gè)高難度動(dòng)作,兩個(gè)演員均保持靜止?fàn)顟B(tài),右側(cè)演員的身體保持伸直,且與水平方向成30角。已知右側(cè)演員所受的重力大小為G,則左側(cè)演員對(duì)右側(cè)演員的作用力大小為()A.G B.GC.G D.G323312答案 A右側(cè)演員只在重力G和左側(cè)演員對(duì)他的力的作用下處于平衡狀態(tài),故這兩個(gè)力為一對(duì)平衡力,大小相等,A正確。5.(2015江蘇南京一模,3)將一楔形物放置在水平面上,楔形物的傾角為,一質(zhì)量為m的滑塊A放在楔形物的斜面上,滑塊A在一平行于斜面向上的拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),整個(gè)過(guò)程中楔形物始終保持靜止。若楔形物與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是()A.滑塊所受的摩擦力大小為FB.滑塊所受的摩擦力大小為mgC.水平面所受的摩擦力大小為0D.水平面所受的摩擦力大小為F cos 答案 D對(duì)滑塊A受力分析,如圖所示,則在沿斜面方向上有:F-mg sin =f,故A錯(cuò)誤;楔形物對(duì)滑塊的摩擦力大小是f=FN=mg cos ,故B錯(cuò)誤;對(duì)整體受力分析,因拉力有水平向右的分量,故水平面一定對(duì)楔形物有向左的摩擦力,大小為F cos ,由牛頓第三定律得,水平面所受的摩擦力大小為F cos ,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。6.(2017江蘇常州月考,7)一質(zhì)量為m且橫截面積為等邊三角形的實(shí)心均勻物體,沿兩斜邊的中點(diǎn)連線分割成A、B兩部分,放置在光滑的支架上,支架間的距離為三角形邊長(zhǎng)的,如圖(a)所示;同樣的等邊三角形物體沿角平分線分割成C、D兩部分,放置在間距為三角形邊長(zhǎng)的光滑支架上,如圖(b)所示,兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列說(shuō)法正確的是() (a)(b)A.兩種情況下支架對(duì)物體的作用力相等B.A部分對(duì)B部分的作用力等于mg131212二、多項(xiàng)選擇題(共5分)C.支架對(duì)C部分的作用力等于mgD.A、B兩部分之間和C、D兩部分之間都沒(méi)有摩擦力答案 ACD兩種情況下均對(duì)整體分析,受重力和兩個(gè)支持力,根據(jù)平衡條件,有:2N cos 60=mg,解得N=mg,故A正確,C正確。對(duì)B分析,受重力和支持力,支持力等于mg,不受靜摩擦力,否則不能平衡;再對(duì)C分析,受重力、D的彈力和支架的支持力,對(duì)D分析,同樣受這三個(gè)力,考慮對(duì)稱性,C與D之間不應(yīng)該存在靜摩擦力,故B錯(cuò)誤,D正確。34一、單項(xiàng)選擇題(每題3分,共15分)1.(2017江蘇如東中學(xué)模擬)小車(chē)上固定一根輕質(zhì)彈性桿A,桿頂固定一個(gè)小球B,如圖所示,現(xiàn)讓小車(chē)從光滑斜面上自由下滑,在選項(xiàng)圖的情況中桿發(fā)生了不同的形變,其中正確的是() B組 20152017年高考模擬綜合題組(時(shí)間：20分鐘 分值：25分)答案 C設(shè)斜面傾角為,把小球和車(chē)看做系統(tǒng),沿光滑斜面下滑,有:mg sin =ma,解得a=g sin ,再對(duì)球進(jìn)行受力分析,可知桿提供給球的支持力與斜面垂直,故C正確。變式若小車(chē)勻速下滑或減速下滑,則哪個(gè)選項(xiàng)正確?由理想模型的特點(diǎn)可知,均選C。只是小車(chē)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同,桿對(duì)球B的作用力大小和方向不同。理想模型輕桿模型:桿的重力可忽略不計(jì),形變量微小,從宏觀上不能看出其形狀的改變。對(duì)于一端固定的輕桿,桿對(duì)物體的作用力方向不一定沿桿。2.(2017江蘇高考真題二模,1)如圖所示,質(zhì)量為m的木塊被斜向上的推力F壓在天花板上且處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列判斷中正確的是()A.木塊可能只受兩個(gè)力作用B.木塊可能只受三個(gè)力作用C.木塊一定受四個(gè)力作用D.若推力F逐漸增大,木塊將可能滑動(dòng)考查點(diǎn)本題考查共點(diǎn)力的平衡、物體受力分析、力的分解、摩擦力等,要求考生有較高的分析能力,為中等難度題。溫馨提示木塊受力如圖所示,由平衡條件可知,F cos (F sin -mg),則有:F cos F sin ,即F水平分力的增加量小于最大靜摩擦力的增加量。 答案 C木塊受重力和推力F,其中推力F可分解為水平向右的力Fx和豎直向上的力Fy,因木塊靜止,故所受合力為零,水平方向必有向左的摩擦力,因而木塊必與天花板相互擠壓,所以受四個(gè)力作用;當(dāng)推力F增大時(shí),其水平分力增加量小于最大靜摩擦力的增加量,故仍將靜止。3.(2016江蘇南京、鹽城二模,1)如圖所示,在粗糙水平地面上放著一個(gè)柱狀物體A,A的左端緊靠豎直墻,A與豎直墻之間放一光滑圓球B,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。若把A向右移動(dòng)少許后,它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)。則下列判斷中正確的是()A.球B對(duì)墻的壓力增大B.球B對(duì)柱狀物體A的壓力增大C.地面對(duì)柱狀物體A的摩擦力不變D.地面對(duì)柱狀物體A的支持力不變答案 D以A、B整體為研究對(duì)象,在豎直方向上,地面對(duì)A的支持力始終等于A、B的總重力,故D正確;地面對(duì)A的摩擦力等于墻對(duì)B的彈力,對(duì)B球用作圖法分析,如圖所示,A向右移動(dòng)時(shí),A對(duì)B的彈力由1位置變到2位置,可見(jiàn),F1、F2均減小,故C錯(cuò);再由牛頓第三定律知A、B錯(cuò)。 解題思路這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的問(wèn)題,采用“作圖法”分析,簡(jiǎn)單易行。其他解法解析法。如圖所示,球受重力GB、墻對(duì)它的彈力F1、圓弧面的支持力F2,由平衡條件可得:F1=,F2=,當(dāng)把A向右移動(dòng)少許時(shí),增大,則F1、F2均減小。 tanBGsinBG4.(2015江蘇蘇州二模,2)如圖所示,兩小球A、B通過(guò)O點(diǎn)處光滑的小滑輪用細(xì)線相連,小球A置于光滑半圓柱上,小球B用水平線拉著系于豎直板上,兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知O點(diǎn)在半圓柱截面圓心O1的正上方,OA與豎直方向成30角,其長(zhǎng)度與半圓柱底面半圓的半徑相等,OAOB,則A、B兩球的質(zhì)量之比為()A. B. C. D. 232 311233答案 B小球A、B受力如圖所示,則對(duì)小球A:mAg、T、N平移后組合成的力三角形與OAO1相似,又OA長(zhǎng)與半圓柱底面半圓的半徑相等,AOO1=30,所以T=mAg;對(duì)小球B有T cos 60=mBg,T=T,所以A、B兩球的質(zhì)量之比為=,B對(duì)。 33ABmm2 31考查點(diǎn) 同時(shí)考查了兩種解決共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的方法:相似三角形法和合成法(或分解法)。為中等難度題。審題技巧審題時(shí)要抓住關(guān)鍵詞,挖掘有用條件,如“光滑”、“小滑輪”、“光滑半圓柱”、“靜止?fàn)顟B(tài)”、“正上方”?！捌溟L(zhǎng)度與半圓柱底面半圓的半徑相等”和“OAOB”則為解題的兩個(gè)非常重要的隱含條件。5.(2016江蘇蘇州模擬,5,)如圖所示,細(xì)線a、b、c的一端分別固定在水平地面同一直線上,另一端系一個(gè)靜止在空氣中的氫氣球,細(xì)線與地面間的夾角分別為30、60和45,如果三根細(xì)線都處于伸直狀態(tài),設(shè)a、b、c受到的拉力分別為T(mén)a、Tb和Tc,氫氣球受到的浮力為F,則()A.細(xì)線受到的拉力中Ta一定最大B.三根細(xì)線的拉力都不為零時(shí),有可能Ta=Tb=TcC.三根細(xì)線的拉力的豎直分量之和一定等于FD.三根細(xì)線的拉力的豎直分量之和一定小于F答案 D將Ta、Tb和Tc正交分解后,在水平方向上有Ta cos 30=Tb cos 60+Tc cos 45,即Ta=Tb+Tc,考慮細(xì)線b或c可能有拉力為零的情況,則可能有TaTb,或者TaTc,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;令Tb=Tc=T,則有Ta=Tb+Tc=T,即TaT,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在豎直方向上有Ta sin 30+Tb sin 60+Tc sin 45+mg=F,故三根細(xì)線的拉力的豎直分量之和一定小于F,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。3212221323213考查點(diǎn) 本題考查了正交分解法、共點(diǎn)力的平衡,對(duì)分析推理能力要求較高,屬于較難題。解題思路氫氣球受多個(gè)力而平衡,采用正交分解法列方程,依據(jù)方程驗(yàn)證或分析推理各種可能性。6.(2017江蘇南京調(diào)研,14)如圖所示,一根光滑的絲帶兩端分別系住物塊A、C,絲帶繞過(guò)兩定滑輪,在兩滑輪之間的絲帶上放置了球B,D通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)定滑輪水平牽引C,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知MA= kg,MC=2 kg,MD=0.5 kg,B球兩側(cè)絲帶與豎直方向的夾角為60,連接C物塊的絲帶與水平面夾角為30,此時(shí)C恰能保持靜止?fàn)顟B(tài)。求:(g=10 m/s2)(1)球B的質(zhì)量m;(2)物塊C與地面間的摩擦力f;33二、非選擇題(共10分)(3)物塊C與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)(假設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力)。解析(1)對(duì)B受力分析,受重力和兩側(cè)絲帶的拉力,根據(jù)平衡條件,知:2MAgsin 30=mg,解得:m= kg;(2)對(duì)C受力分析,受重力、兩個(gè)拉力、支持力和摩擦力,根據(jù)平衡條件,知水平方向受力平衡:MAg cos 30=MDg+f,解得:f=10 N;(3)對(duì)C,豎直方向受力平衡,支持力:N=MCg-MAg sin 30=15 N,由f=N知=。33fN1015 32 3932 39答案(1) kg(2)10 N(3) 考查點(diǎn) 本題考查了受力分析、摩擦力、平衡條件的應(yīng)用等知識(shí);看上去復(fù)雜,實(shí)際上為考生熟悉的問(wèn)題,為中等難度題。溫馨提示 注意研究對(duì)象的選取。一、單項(xiàng)選擇題1.(2017江蘇鹽城中學(xué)階段檢測(cè),3)如圖所示,三根細(xì)線共同系于O點(diǎn),其中OA在豎直方向上,OB水平并跨過(guò)定滑輪懸掛一個(gè)重物,OC的C點(diǎn)固定在地面上,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。若OC縮短并使C點(diǎn)右移,同時(shí)保持O點(diǎn)位置不變,裝置仍然保持靜止?fàn)顟B(tài),則細(xì)線OA上的拉力FA和OC上的拉力FC與原先相比是()A.FA、FC都減小 B.FA、FC都增大C.FA增大,FC減小 D.FA減小,FC增大C組 20152017年高考模擬創(chuàng)新題組答案 B以O(shè)點(diǎn)為研究對(duì)象,受三力FA、FB、FC且合力為零。如圖:構(gòu)成力的矢量三角形,若OC縮短且C點(diǎn)右移,FB大小、方向不變,FA方向不變,而圖中夾角變大,仍然滿足合力為零,可知FA、FC都增大。 考查點(diǎn)本題考查共點(diǎn)力的平衡和分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的方法。為中等難度題。方法指導(dǎo)三個(gè)共點(diǎn)力的合力為零時(shí),三力的矢量一定組成閉合三角形。當(dāng)一個(gè)力恒定、一個(gè)力方向恒定時(shí),可利用該三角形定性分析力的變化。2.(2017江蘇四市一聯(lián),1)如圖所示,晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點(diǎn),繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間摩擦均忽略不計(jì),衣服處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果保持繩子A端、B端在桿上位置不變,將右側(cè)桿平移到虛線位置(A、B兩繩仍為繃直狀態(tài)),穩(wěn)定后衣服仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則()A.繩中張力變大B.繩中張力不變C.繩對(duì)掛鉤作用力不變D.繩對(duì)掛鉤作用力變小答案 C設(shè)繩長(zhǎng)為L(zhǎng),兩桿間距離為a,衣服的重力為G,重力G作用線與OB段繩的夾角為,如圖所示。懸點(diǎn)O受三個(gè)力作用而平衡,因?yàn)閽煦^與繩間無(wú)摩擦,所以O(shè)A與OB段繩的拉力大小相等,由合力為零可得:FT=。將BO延長(zhǎng)至C,由幾何關(guān)系可知,OA=OC,故cos =,則FT=,桿左移時(shí)a減小,則FT減小,故A、B選項(xiàng)均錯(cuò)。繩對(duì)掛鉤的作用力始終等于衣服重力G,故D項(xiàng)錯(cuò),C項(xiàng)正確。2cosG22LaL222GLLa方法指導(dǎo)解析法:把要分析的力與某個(gè)變化量的函數(shù)關(guān)系式寫(xiě)出來(lái),再由數(shù)學(xué)的方法便可分析出力的變化情況。3.(2017江蘇鎮(zhèn)江階段檢測(cè),14)如圖所示,質(zhì)量為m的勻質(zhì)細(xì)繩,一端系在天花板上的A點(diǎn),另一端系在豎直墻壁上的B點(diǎn),平衡后最低點(diǎn)為C點(diǎn)?，F(xiàn)測(cè)得AC段繩長(zhǎng)是BC段繩長(zhǎng)的n倍,且繩子B端的切線與墻壁的夾角為。試求繩子在C處和在A處的彈力分別為多大。(重力加速度為g)二、非選擇題答案 tan 1mgn1mgn22tann解析對(duì)CB段繩子受力分析,受重力、墻壁的拉力、AC繩子對(duì)其向左的拉力,如圖所示,根據(jù)平衡條件,有:TB cos =mg TB sin =T聯(lián)立解得:T= tan ;再對(duì)AC段繩子受力分析,受重力、BC繩子對(duì)其向右的拉力,墻壁的拉力,如圖所示,11n1mgn根據(jù)平衡條件,有:TA sin =mgTA cos =T T=T解得:TA= 1nn1mgn22tann考查點(diǎn) 本題考查受力分析、研究對(duì)象的選取、平衡條件的應(yīng)用等知識(shí),為中等難度題。溫馨提示 解決本題的難點(diǎn)是選取研究對(duì)象。采用隔離法,將繩子分成AC和BC兩段,分別研究。