2020届高考物理一轮复习 专题二 相互作用 物体平衡课件

专题二相互作用物体平衡2010~2019年高考全国卷考情一览表年份题号·考点·情景图方法·技巧2010(2011未考查)第18题图15.胡克定律的应用18.受力分析和平衡18.平衡条件的应用201216.受力分析和动态平衡24.平衡中临界问题16.图解法和平衡条件的应用年份题号·考点·情景图方法·技巧20132卷15.受力分析和最值问题平衡条件的应用2014(2015未考查)2卷23.探究弹力和弹簧伸长的关系年份题号·考点·情景图方法·技巧20161卷19.动态平衡问题平衡条件的应用2卷14.动态平衡问题图解法的应用3卷17.多力静态平衡平衡条件的应用年份题号·考点·情景图方法·技巧20171卷21.动态平衡问题图解法的应用2卷16.平衡条件的应用平衡条件的应用3卷17弹性绳和平衡条件的应用22实验:验证平行四边形定则图(a)图(b)17.平衡条件的应用年份题号·考点·情景图方法·技巧20181卷22.实验:测定弹簧的劲度系数20191卷19.动态平衡问题2卷16.物体的平衡状态3卷16.静态平衡问题年份题号·考点·情景图方法·技巧命题研究受力分析是历年命题考查的重要考点,题型以选择题考查为主,物理情景一般是以一个物体或者多个物体为背景。考查的问题和方法主要有:隔离法受力分析;平衡条件的应用;动态平衡问题;平衡的临界和极值问题等。考点4考点5考点6考点7考点8考点9考点4弹力、摩擦力受力分析力的合成和分解答案P2131.(2019·天津,2,6分,难度★)2018年10月23日,港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯,在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥,其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是(C)A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B.为了减小钢索承受的拉力,可以适当降低索塔的高度C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下,索塔两侧的钢索必须对称分布考点4考点5考点6考点7考点8考点9解析索塔受到向下的压力等于两侧钢索所连桥面的重力,与钢索的数量无关,选项A错误;由受力分析可知,减小钢索与索塔的夹角可以减小钢索受到的拉力,故应该适当增大索塔的高度才能减小钢索承受的拉力,选项B错误;索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下,但索塔两侧钢索不对称、拉力大小不同时,钢索对索塔的合力也有可能竖直向下,选项C正确、D错误。考点4考点5考点6考点7考点8考点92.(2019·浙江,6,3分,难度★)如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是(A)A.小明与船之间存在摩擦力B.杆的弯曲是由于受到杆对小明的力C.杆对岸的力大于岸对杆的力D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力解析小明撑杆使船离岸,小明通过脚对船施加水平方向的摩擦力,使船做变速运动,A正确;杆的弯曲是小明对杆施加的力造成的,杆的弯曲是因为受力,而不是施力,B错误;杆对岸的力与岸对杆的力,施力物体与受力物体互换,是一对相互作用力,两者大小相等,C错误;杆对岸的力与小明对杆的力,施力物体与受力物体没有互换,不是一对相互作用力,D错误。考点4考点5考点6考点7考点8考点93.(2018·天津,7,6分,难度★★)(多选)明朝谢肇氵制的《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则(BC)A.若F一定,θ大时FN大B.若F一定,θ小时FN大C.若θ一定,F大时FN大D.若θ一定,F小时FN大考点4考点5考点6考点7考点8考点9解析本题考查力的分解,确定合力与分力等效替代关系是正确解题的关键。作用在木楔背上的力F可以分解为垂直于两个侧面的分力FN,如图所示。由平行四边形定则可知,FN=F2𝑠𝑖𝑛θ2,由上式可知,F一定时,木楔顶角越小,FN越大,选项A错误、B正确;木楔顶角一定时,F越大,FN越大,选项C正确、D错误。考点4考点5考点6考点7考点8考点94.(2017·全国3,17,6分,难度★★)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)(B)A.86cmB.92cmC.98cmD.104cm解析设开始时两段弹性绳的夹角为α,弹性绳的拉力为FT,根据平衡条件可得2FTcosα2=mg,cosα2=0.6,得FT=56mg;弹性绳的两端移到同一点时,设弹性绳的拉力为FT',则2FT'=mg,得FT'=12mg;设弹性绳第一次伸长量x,第二次伸长量x',根据胡克定律,有56mg=kx,12mg=kx',x=0.2m,联立解得x'=0.12m,所以弹性绳的总长l=80cm+12cm=92cm,B正确。考点4考点5考点6考点7考点8考点95.(2016·江苏,1,3分,难度★)一轻质弹簧原长为8cm,在4N的拉力作用下伸长了2cm,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为(D)A.40m/NB.40N/mC.200m/ND.200N/m解析根据胡克定律F=kΔx,k==200N/m,选项D正确。𝐹𝛥𝑥考点4考点5考点6考点7考点8考点96.(2015·广东,19,4分,难度★)(多选)如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳子长度不同,下列说法正确的有(BC)A.三条绳子中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力解析对杆受力分析,杆所受向上的支持力与重力和三拉力的合力是一对平衡力,所以选项D错误;支持力大于重力,由牛顿第三定律知,杆对地面的压力大于自身重力,故选项B正确;由于杆处于平衡状态,则杆在水平面内的合力也应为零,所以绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零,故选项C正确;三条绳子与水平面的夹角不同,而三条绳子拉力在水平面内分量的矢量和为零,所以三条绳子中的张力不相等,故选项A错误。考点4考点5考点6考点7考点8考点97.(2014·广东,14,4分,难度★)如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是(A)A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向解析弹力方向与接触面垂直指向被支持的物体,A项正确,B项错误;摩擦力方向沿接触面的切线方向,C、D两项错误。考点4考点5考点6考点7考点8考点98.(2013·上海,8,4分,难度★)如图,质量mAmB的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面。让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是(A)解析虽然墙面粗糙,但是物体与墙面之间无弹力,所以物体与墙面之间无摩擦力,A、B均只受重力,A项正确。考点4考点5考点6考点7考点8考点99.(2013·上海,18,4分,难度★)(多选)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则(AD)A.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍B.F1、F2同时增加10N,F也增加10NC.F1增加10N,F2减少10N,F一定不变D.若F1、F2中的一个增大,F不一定增大解析由两个力的合力F=F12+F22+2F1F2𝑐𝑜𝑠α可知,A项正确;因F1、F2的方向关系不确定,即α未知,则B、C两项错误,D项正确。考点4考点5考点6考点7考点8考点9考点5静态平衡问题答案P21310.(2019·全国3,16,6分,难度★)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则(D)A.F1=33mg,F2=32mgB.F1=32mg,F2=33mgC.F1=12mg,F2=32mgD.F1=32mg,F2=12mg考点4考点5考点6考点7考点8考点9解析圆筒做匀速直线运动,所受的合外力为零。对圆筒受力分析,圆筒受两个斜面的支持力与地球的重力,有FN1sin30°=FN2sin60°,FN1cos30°+FN2cos60°=mg,联立求得FN1=32mg,FN2=12mg。根据牛顿第三定律得,F1=FN1=32mg,F2=FN2=12mg,故A、B、C错误,D正确。考点4考点5考点6考点7考点8考点911.(2017·全国2,16,6分,难度★)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为(C)物理观念A.2-3B.36C.33D.32解析假设物块质量为m,物块与桌面间的动摩擦因数为μ,当物块在水平力F作用下做匀速直线运动时满足F=μmg;当物块在与水平方向成60°角的力F作用下做匀速直线运动时满足Fcos60°=μ(mg-Fsin60°);联立方程解得,物块与桌面间的动摩擦因数μ=,故选项C正确。33A.m2B.32mC.mD.2m考点4考点5考点6考点7考点8考点912.(2016·全国3,17,6分,难度★★★)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为(C)考点4考点5考点6考点7考点8考点9解析由几何关系知,△Oab为等边三角形,故∠AaO=θ1=30°;设细线中的张力为FT,同一根绳子中的张力大小处处相等,故FT=mg,对a处受力分析知,θ1=θ2=30°,则θ3=30°,故α=60°,对结点C分析可知,2FTcosα=m物g,解得m物=m,选项C正确。考点4考点5考点6考点7考点8考点913.(2012·浙江,14,6分,难度★★)如图所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体。细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连。物体静止在斜面上,弹簧测力计的示数为4.9N。关于物体受力的判断(g取9.8m/s2),下列说法正确的是(A)A.斜面对物体的摩擦力大小为零B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向沿斜面向上C.斜面对物体的支持力大小为4.93N,方向竖直向上D.斜面对物体的支持力大小为4.9N,方向垂直斜面向上3考点4考点5考点6考点7考点8考点9解析由题图可知,细绳上拉力等于弹簧的示数,F绳=4.9N。设物体受到一个沿斜面向下的摩擦力Ff,则物体静止在斜面上受到四个力的作用:重力G、斜面对物体的支持力FN、绳拉力F绳、斜面对物体的静摩擦力Ff,将重力G分解成沿斜面向下的分力Gx和垂直斜面向下的分力Gy。则Gx=mgsin30°=4.9N,Gy=mgcos30°=4.9N,物体受力平衡,FN=Gy=4.9N,选项D错;斜面对物体的支持力FN垂直斜面向上,选项C错;由Ff+Gx=F绳,代入数据,得Ff=0,斜面对物体没有摩擦力,选项A正确,选项B错误。33考点4考点5考点6考点7考点8考点914.(2010·全国,18,6分,难度★)如图所示,一物块置于水平地面上。当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动。若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为(B)解析由题意得F1·cos60°=μ(mg-F1·sin60°),F2·cos30°=μ(mg+F2·sin30°),F1=F2;以上三式联立,