（山东专用）2020届高考物理一轮复习 专题二 相互作用课件

专题二相互作用高考物理(山东专用)A组山东省卷、课标Ⅰ卷题组五年高考考点一常见的三种力、力的合成与分解1.(2015山东理综,16,6分)如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为 () A. B. C. D. 121μμ12121μμμμ12121μμμμ12122μμμμ答案B设水平作用力大小为F,则对于B:μ1F=mBg,对于整体:F=μ2(mA+mB)g,解得 = 。ABmm12121μμμμ2.(2013山东理综,15,5分)如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为 ()A. ∶4B.4∶ C.1∶2D.2∶133答案D将两小球及弹簧B视为整体进行受力分析有 FC=FAsin30°FC=kxCFA=kxA = =2∶1 =2∶1故D正确,A、B、C错误。ACFF1sin30ACxx评析本题考查受力分析和物体的平衡问题,用整体法分析可使问题简化,难度较易。3.(2011山东理综,19,4分)(多选)如图所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳系于墙壁。开始时a、b均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力Ffa≠0,b所受摩擦力Ffb=0。现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间 ()A.Ffa大小不变B.Ffa方向改变C.Ffb仍然为零D.Ffb方向向右答案AD剪断右侧绳的瞬间,右侧绳上拉力突变为零,而弹簧对两木块的拉力没有发生突变,与原来一样,所以b相对地面有向左的运动趋势,受到静摩擦力Ffb,方向向右,C错误、D正确。剪断右侧绳的瞬间,木块a受到的各力都没有发生变化,A正确、B错误。评析本题属于共点力作用下物体的平衡类问题,解答该题目的关键是区分绳、弹簧两种作用方式的不同特点。考点二受力分析、共点力的平衡4.(2019课标Ⅰ,19,6分)(多选)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止,则在此过程中 () A.水平拉力的大小可能保持不变B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加答案BD本题考查了受力分析、共点力平衡中的动态平衡内容、理解能力和推理能力的应用,体现了核心素养中科学推理、科学论证要素。用水平拉力向左缓慢拉动N,如图所示,水平拉力F逐渐增大,细绳的拉力T逐渐增大,则细绳对M的拉力逐渐增大,故A错误,B正确。 当物块M的质量满足mMgsinθmNg时,初始时M受到的摩擦力方向沿斜面向上,这时随着对物块N的缓慢拉动,细绳的拉力T逐渐增大,物块M所受的摩擦力先向上逐渐减小,然后可能再向下逐渐增大,故C错误,D正确。解题关键①系统处于静止状态,水平向左缓慢拉动N,M处于平衡状态,则N处于动态平衡状态。②因为物块M和物块N的质量关系未知,故存在多种可能,其中临界条件为mMgsinθ=mNg。5.(2014山东理综,14,6分)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后 () A.F1不变,F2变大B.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小答案A木板静止时受力情况如图所示,设轻绳与竖直木桩的夹角为θ,由平衡条件知,合力F1=0,故F1不变,F2= ,剪短轻绳后,θ增大,cosθ减小,F2增大,故A正确。 2cosmgθ6.(2012山东理综,17,5分)(多选)如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小,FN表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且O1、O2始终等高,则 () A.Ff变小B.Ff不变C.FN变小D.FN变大答案BD系统处于平衡状态,以整体为研究对象,在竖直方向:2Ff=(2m+M)g,Ff= g,与两板间距离无关,B正确;以点O为研究对象,受力如图(F=F'),根据平衡条件有: 2Fcos =Mg所以F= 挡板间的距离稍许增大后,硬杆OO1、OO2之间的夹角θ变大,F变大,则FN=Fsin 变大,即木块与挡板间正压力FN变大,D正确。22mM2θ2cos2Mgθ2θ7.(2010山东理综,17,4分)(多选)如图所示,质量分别为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.N=m1g+m2g-FsinθB.N=m1g+m2g-FcosθC.f=FcosθD.f=Fsinθ答案AC对于m1、m2和轻弹簧组成的系统受力分析如图,由平衡条件知: 水平方向:f=Fcosθ竖直方向:N+Fsinθ=m1g+m2g得N=m1g+m2g-Fsinθ,正确选项为A、C。8.(2017课标Ⅰ,21,6分)(多选)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N。初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为α(α )。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中 () A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小2答案AD本题考查对共点力平衡问题的理解和推理能力,要求运用数学工具求解物理问题。设MN上的张力为T,OM上的张力为F,在缓慢拉起的过程中重物处于动态平衡状态。当OM与竖直方向成任意θ角时,由受力分析有 Fcosθ+Tcos(α-θ)=mgFsinθ=Tsin(α-θ)利用三角函数化简解得T= mgsinsinθαF= mg可知,在θ由0增加至 的过程中,MN上的张力T逐渐增大,选项A正确,B错误。由于OM与MN之间的夹角α ,所以在θ由0增加至 的过程中,α-θ的值先由大于 减小至 后,进一步再减小,相应sin(α-θ)的值先增大后减小,即OM上的张力F先增大后减小,选项C错误,D正确。sin()sinαθα22222一题多解重物受到重力mg、OM绳的拉力FOM、MN绳的拉力FMN共三个力的作用。缓慢拉起过程中任一时刻可认为是平衡状态,三力的合力恒为0。如图所示,由三角形定则得一首尾相接的闭合三角形,由于α 且不变,则三角形中FMN与FOM的交点在一个优弧上移动,由图可以看出,在OM被拉到水平的过程中,绳MN中拉力一直增大且恰好达到最大值,绳OM中拉力先增大后减小,故A、D正确,B、C错误。 29.(2016课标Ⅰ,19,6分)(多选)如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则 () A.绳OO'的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化答案BD系统处于静止状态,连接a和b的绳的张力大小T1等于物块a的重力Ga,C项错误;以O'点为研究对象,受力分析如图甲所示,T1恒定,夹角θ不变,由平衡条件知,绳OO'的张力T2恒定不变,A项错误;以b为研究对象,受力分析如图乙所示,则 FN+T1cosθ+Fsinα-Gb=0f+T1sinθ-Fcosα=0FN、f均随F的变化而变化,故B、D项正确。隐含条件整个系统处于静止状态,则绳子间的夹角不变,各段绳子上的拉力大小不变。温馨提示关键词:①光滑的轻滑轮;②水平粗糙桌面;③系统静止;④F方向不变。方法技巧以O'点为研究对象,由三力平衡分析绳OO'的张力变化情况;以物块b为研究对象,用正交分解法列方程分析物块b所受支持力及与桌面间摩擦力的变化情况。10.(2014课标Ⅰ,17,6分,0.207)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内),与稳定在竖直位置时相比,小球的高度 () A.一定升高B.一定降低C.保持不变D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定答案A设橡皮筋原长为l0加速前平衡时橡皮筋伸长了x0 则有kx0=mg当加速并稳定时设小球偏离竖直方向θ角,橡皮筋伸长了x由小球在竖直方向受力平衡有kxcosθ=mg联立得kxcosθ=kx0xcosθ=x0此时小球距悬挂点的竖直距离h=(l0+x)cosθ=l0cosθ+xcosθ=l0cosθ+x0l0+x0故小球一定升高选项A正确。解题思路求解本题的关键是以小球为研究对象,小球在竖直方向上受力始终平衡,即mg=kx0=kxcosθ,x0=xcosθ。而l0cosθl0,导致l0cosθ+x0l0+x0,即小球升高。解题时不能只注意到x0=xcosθ而忽视l0cosθl0。相似模型如图弹性皮筋原长l0=lAB,在弹性限度内用力F将物块m向右拉动过程中,物块m对地面的压力是否变化?(B为光滑的固定轴) B组课标Ⅱ、Ⅲ及其他省(区、市)卷题组考点一常见的三种力、力的合成与分解1.(2019天津理综,2,6分)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 () 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答案C本题考查实际情景下的受力分析和力的合成与分解,是物理知识在实际生活中的具体应用,体现了科学思维中的科学推理素养。本题以港珠澳跨海大桥为背景材料,关注我国的科技进步,体现爱国主义情怀。每根钢索对索塔的拉力可分解为水平分力和竖直向下的分力,竖直方向上,索塔受到的向下的压力大小等于钢索和桥面的总重力,故增加钢索数量不能减小索塔受到的向下的压力,A错;降低索塔高度,钢索的水平倾角减小,钢索所受拉力反而会增大,B错;不论两侧钢索是否对称分布,只要两侧钢索的水平分力相互抵消,钢索对索塔的合力就会竖直向下,C对,D错。解题关键对索塔和钢索进行受力分析,正确进行力的分解与合成是解决本题的关键。2.(2019江苏单科,2,3分)如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小为 () A. B. C.TsinαD.TcosαsinTαcosTα答案C本题考查力的分解内容,有利于培养应用数学知识处理物理问题的能力,体现了核心素养中的模型建构要素。如图所示,气球处于平衡状态,在水平方向上风力与拉力T的水平分力平衡,F风=Tsinα,故选项C正确。 关键指导气球在浮力、重力、水平向右的风力和绳的拉力共同作用下处于平衡状态,其中浮力与重力的合力竖直向上。3.(2017课标Ⅱ,16,6分)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°角,物块也恰好做匀速直线运动