2020高考物理二轮复习 专题二 相互作用课件

专题二相互作用-2-高考命题规律2020年高考必备2015年2016年2017年2018年2019年Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷考点一重力、弹力、摩擦力力的合成与分解考点二受力分析共点力的平衡191417211617191616考点三实验:1.探究弹力和弹簧伸长的关系22实验:2.验证力的平行四边形定则22-3-重力、弹力、摩擦力力的合成与分解命题角度1(储备)弹力与摩擦力的分析【典题】(多选)(2019河北衡水高三月考)如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面体B上,现用大小不相等、方向相反的水平力F1、F2分别推A和B,它们均静止不动,且F1F2,重力加速度为g,则()A.A受到四个力的作用B.B对A的摩擦力方向一定沿斜面向下C.地面对B的摩擦力方向水平向右,大小为F2-F1D.地面对B的支持力大小一定等于(M+m)g-4-答案:CD解析:以A为研究对象进行受力分析,如图所示,沿斜面方向,F1的分力和A所受重力的分力大小关系不确定,所以不确定B和A之间有无摩擦力,A的受力个数不确定,选项A、B错误;以整体为研究对象,水平方向:Ff=F2-F1,方向向右,竖直方向:FN'=(M+m)g,选项C、D正确.-5-用假设法分析隐蔽的弹力与静摩擦力(1)接触面形变情况不清晰,则相关弹力较为“隐蔽”.此时需用“假设法”判定弹力的有无和弹力的方向.也可假设有弹力,做相似分析.-6-(2)接触面间的相对运动趋势不明确,则相关静摩擦力较为“隐蔽”,此时需用“假设法”判定静摩擦力的有无和静摩擦力的方向.也可假设有静摩擦力,做相似分析.(3)应用“假设法”时,一般结合力的合成与分解、平衡条件等知识分析.-7-典题演练提能·刷高分1.(2019宁夏银川六中月考)如图所示,A、B、C三物块叠放并处于静止状态,水平地面光滑,其他接触面粗糙,以下受力分析正确的是()A.A与墙面间存在压力B.A与墙面间存在静摩擦力C.A物块共受3个力作用D.B物块共受5个力作用答案:C-8-解析:以三个物体组成的整体为研究对象,由于地面光滑,对C没有摩擦力,根据平衡条件得知,墙对A没有压力,因而也没有摩擦力,选项A、B错误;物体A受到重力、B的支持力和摩擦力三个力作用,选项C正确;先对A、B整体研究,水平方向上,墙对A没有压力,则由平衡条件分析可知,C对B没有摩擦力,再对B分析,受到重力、A的压力和摩擦力、C的支持力,共四个力作用,选项D错误.-9-2.如图所示,在水平桌面上放置一斜面体P,斜面倾角为θ,质量分别为m和M的两长方体物块a和b静止在斜面体P上,下列说法正确的是()A.a对b的作用力大小为mgB.a对P的压力为mgcosθC.b受到的总摩擦力为(M+m)gsinθD.地面受到向左的摩擦力-10-答案:A解析:取a为研究对象,b对a的作用力大小为mg,方向竖直向上,故a对b的作用力大小为mg,A正确;a对b的压力为mgcosθ,力不能传递,a不对P产生压力,B错误;a对b的摩擦力沿斜面向下,大小为mgsinθ,P对b的摩擦力方向沿斜面向上,大小为(M+m)gsinθ,方向沿斜面向上,故b受到的摩擦力大小为Mgsinθ,方向沿斜面向上,C错误;对整体进行受力分析,整体没有相对运动趋势,地面对P没有摩擦力,D错误.-11-命题角度2(储备)直线运动中的滑动摩擦力和静摩擦力【典题】如图所示为研究物块与木板之间摩擦力大小的实验装置.将一物块和木板叠放于水平桌面上.轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与物块水平相连.现在用绳索与长木板连接,用手向右水平拉绳索,使长木板在桌面上滑动.弹簧测力计示数稳定后,下列说法正确的是()A.物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力B.木板必须在桌面上做匀速直线运动C.测力计示数一定等于物块受到的摩擦力D.测力计示数一定等于木板受到的摩擦力-12-答案:C解析:物块与长木板间发生相对运动,是滑动摩擦力,只要两者间发生相对运动即可,木板不一定在桌面上做匀速直线运动,A、B错误;物块受力平衡,测力计示数等于物块受到的滑动摩擦力,C正确;木板与物块、桌面间都会有摩擦力,D错误.匀速直线运动中的滑动摩擦力或静摩擦力(1)若两物体在接触面处相对滑动,则此处为滑动摩擦力F滑=μFN,其大小与运动速度无关,方向与相对运动方向相反.(2)若两物体在接触面处相对静止,一起做匀速直线运动,则接触面处为静摩擦力F静,其大小介于0~Ffmax之间,方向与相对运动趋势方向相反.(3)结合受力平衡,合外力为零,确定摩擦力的大小和方向.-13-典题演练提能·刷高分1.如图所示,长为3L的木板从光滑水平面滑上长为5L的粗糙桌面,停止运动时木板右端离开桌面边缘距离为L,则该过程中,木板所受摩擦力Ff与位移x的关系图象是()答案:D解析:在前3L的位移中,木板对桌面的压力FN随x均匀增大.则滑动摩擦力Ff=μFN随x均匀增大;在后3L的位移中,FN=mg不变,滑动摩擦力Ff=μmg不变,故D正确.-14-2.为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示.当此车减速上坡时,乘客()A.处于超重状态B.不受摩擦力的作用C.受到向后(水平向左)的摩擦力作用D.所受力的合力竖直向上答案:C解析:当车减速上升时,车和乘客的加速度沿斜面向下,处于失重状态,A错误;将加速度分解可知乘客有水平向左的分加速度,故乘客受到水平向左的静摩擦力作用,C正确,B错误;根据牛顿第二定律可知,乘客所受力的合力与加速度方向相同,沿斜面向下,D错误.-15-命题角度3(储备)力的合成与分解的理解和应用【典题1】(多选)(2018天津卷·7)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()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-16-答案:BC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=,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.𝐹2sin𝜃2-17-【典题2】小明想推动家里的衣橱,但使出了最大的力气也推不动,他便想了个妙招,如图所示,用A、B两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱被推动了.下列说法中正确的是()A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱B.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力C.A、B板的夹角应该尽可能小,才能推动衣橱D.这不可能,A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力-18-答案:B解析:由题意可知A、B两块木板构成的顶角α很大,将小明的重力沿两板方向分解,根据平行四边形定则可知F=,B正确,D错误;且A、B板的夹角越大,沿两板的分力越大,推动衣橱的力越大,A、C错误.𝑚𝑔2cos𝛼2-19-力的效果分解法求分力的步骤(1)首先根据力的实际作用效果确定两个分力的方向.(2)再根据两个分力的方向画出平行四边形.(3)然后由平行四边形和数学知识,如正弦定理、余弦定理、三角形相似等求出两分力的大小.-20-典题演练提能·刷高分1.(多选)如图所示,在“验证力的平行四边形定则”的实验中,用A、B两弹簧秤拉橡皮条结点,使其到达O点处,此时α+β90°,然后保持弹簧测力计B的示数不变而减小β时,为保持结点O位置不变,可采取的办法是()A.减小A的读数,同时减小α角B.减小A的读数,同时增大α角C.增大A的读数,同时减小α角D.增大A的读数,同时增大α角-21-答案:AB解析:保持O点的位置不变,即保持两弹簧测力计的合力FO不变,当保持弹簧测力计B的示数不变时,由平行四边形定则作图,由图可知A、B正确,C、D错误.-22-2.(2019河北衡水调研)如图所示,质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑(如图甲),若改用水平推力F2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑(如图乙),则两次的推力之比为()A.cosθ+μsinθB.cosθ-μsinθC.1+μtanθD.1-μtanθ𝐹1𝐹2-23-答案:B解析:物体在力F1作用下和力F2作用下匀速运动时的受力如图1、2所示.将物体受力沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解,由平衡条件可得:F1=mgsinθ+Ff1,FN1=mgcosθ,Ff1=μFN1,F2cosθ=mgsinθ+Ff2,FN2=mgcosθ+F2sinθ,Ff2=μFN2,解得:F1=mgsinθ+μmgcosθ,F2=𝑚𝑔sin𝜃+𝜇𝑚𝑔cos𝜃cos𝜃-𝜇sin𝜃,故𝐹1𝐹2=cosθ-μsinθ,B正确.-24-受力分析共点力的平衡命题角度1单物体及其受力的临界问题高考真题体验·对方向1.(2019全国Ⅱ·16)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行.已知物块与斜面之间的动摩擦因数为,重力加速度取10m/s2.若轻绳能承受的最大张力为1500N,则物块的质量最大为()答案:A解析:本题考查物体的平衡及临界问题.因为物块在拉力作用下沿斜面向上做匀速运动,所以F-mgsinθ-μmgcosθ=0,而F≤1500N.33A.150kgB.1003kgC.200kgD.2003kg因此m=𝐹𝑔sin𝜃+𝜇𝑔cos𝜃≤150kg,即A正确,B、C、D错误.-25-2.(2019全国Ⅲ·16)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()A.F1=33mg,F2=32mgB.F1=32mg,F2=33mgC.F1=12mg,F2=32mgD.F1=32mg,F2=12mg-26-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.-27-3.(2017全国Ⅲ·17)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)()A.86cmB.92cmC.98cmD.104cm-28-答案:B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=(12)2-(0.82)212=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.-29-临界问题的分析方法当某一力(或某一物理量、某一物理现象)在题意中表现为“最大”“最小”“刚好”等特殊点时,形成“临界现象”.(1)受力分析常见的四种临界现象接触面间弹力为零.接触面间静摩擦力为零或为最大值Ffmax.某种