（江苏专用）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(江苏省专用)A组自主命题·江苏卷题组考点一三种常见的力力的合成与分解五年高考1.(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。2.(2016江苏单科,1,3分)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 ()A.40m/NB.40N/mC.200m/ND.200N/m答案D根据胡克定律有F=kx,则k= = N/m=200N/m,故D正确。Fx24210易错点拨F=kx中的x为弹簧的形变量,而不是弹簧的总长度。本题中如果用弹簧总长度计算k值,则会错选B。3.(2011江苏单科,1,3分)如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g。若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为 () A. B. C. mgtanαD. mgcotα2sinmgα2cosmgα1212答案A石块受力如图所示,由对称性可知两侧面所受弹力FN1和FN2大小相等,设为FN,由三力平衡可知四边形OABC为菱形,故△ODC为直角三角形,且∠OCD=α,则由 mg=FNsinα可得FN= ,故A正确。 122sinmgα评析考查受力分析和三力平衡知识,同时考查对数学知识的应用能力,特别是菱形转化成直角三角形,再利用直角三角形特性解题的方法。解题关键明确研究对象,画好受力分析图。考点二共点力的平衡4.(2010江苏单科,3,3分)如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机。三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30°角,则每根支架中承受的压力大小为 () A. mgB. mgC. mgD. mg132336239答案D如图,每根支架承受的压力为N,则N的竖直分量大小为 ,所以N= = mg,D正确。 3mg/3cos30mg239方法指导正交分解法。解题思路以照相机为研究对象,把每根支架对它的支持力分解在水平方向和竖直方向上,则水平方向上的三个分力的合力为零,竖直方向上三个分力的合力大小等于照相机的重力。B组统一命题、省(区、市)卷题组考点一三种常见的力力的合成与分解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。答案BC本题考查力的分解。如图所示,把力F分解在垂直于木楔两侧的方向上,根据力的作用效果可知,F1=F2=FN= ,由此式可见,B、C项正确,A、D项错误。 2sin2Fθ思路分析力的分解方法按照力的实际作用效果分解力,得出FN的函数式,结论便一目了然。2.(2018天津理综,7,6分)(多选)明朝谢肇淛的《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3.(2015广东理综,19,6分)(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,若三条绳长度不同,下列说法正确的有 () A.三条绳中的张力都相等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答案BC由于三条绳长度不同,则三条绳与竖直杆间的夹角不相等,因竖直杆仅是压在地面上而没有固定,则三条绳对杆的拉力在水平方向的分力必平衡,但三个水平分力在水平面内的方向关系不确定,故不能确定三条绳中张力的大小关系,A错误、C正确;由于三条绳对杆的拉力在竖直方向的分力都向下,故B正确;绳子拉力的合力竖直向下,杆的重力也竖直向下,它们不是一对平衡力,故D错误。评析本试题涉及不在同一平面内的外力的分析与处理,增大了试题的难度,主要考查了受力分析与平衡问题,难度中等。4.(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。物块与桌面间的动摩擦因数为 () A.2- B. C. D. 3363332考点二共点力的平衡答案C本题考查物体受力分析、滑动摩擦力、物体的平衡。物块在水平力F作用下做匀速直线运动,其受力如图甲所示 甲 乙由平衡条件:F=f、FN=mg而f=μFN=μmg即F=μmg当F的方向与水平面成60°角时,其受力如图乙由平衡条件:Fcos60°=f1f1=μFN1=μ(mg-Fsin60°)联立解得μ= ,选项C正确。33一题多解受力变化时,物块和桌面间的动摩擦因数不变,不妨假设摩擦力和支持力的合力方向与支持力的夹角为θ,则有tanθ= =μ,因μ不变,故θ角不变,即F与mg的合力方向不变,由图可知,当F由水平变为与水平面夹角为60°时,F大小不变, θ=30°,再由μ=tanθ得μ=tan30°= 选项C正确。NfF335.(2019课标Ⅱ,16,6分)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 ()A.150kgB.100 kgC.200kgD.200 kg3333答案A本题考查了对平衡条件的理解与应用,检验了理解能力、推理能力,体现了模型建构、科学推理等核心素养。物块沿斜面向上匀速运动,则物块受力平衡,满足关系F-mgsin30°-μmgcos30°=0,其中μ= ,g=10m/s2,当F=1500N时,物块的质量最大,为m= =150kg,故A正确。33sin30cos30Fgμg审题指导①物块沿斜面向上匀速运动,说明摩擦力为滑动摩擦力,f=μmgcosθ。②轻绳承受最大张力时对应物块的质量最大。6.(2017课标Ⅲ,17,6分)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答案B设弹性绳劲度系数为k,绳总长l1=100cm时,绳上弹力大小F1=k(l1-l0),绳中点处受力平衡,设绳与水平方向夹角为θ,则有2F1sinθ=F'=G,cosθ= ,sinθ= ,绳两端缓慢移至同一点时,设绳长为l2,其弹力大小F2=k(l2-l0),此时绳中点处受力平衡,有2F2=F'=G,综上所述有2k(l1-l0)sinθ=2k(l2-l0),解得l2=92cm,则选项B正确。4535解题关键关键词理解与情景构建弹性绳可按弹簧模型处理,始终处于弹性限度内说明劲度系数k不变,钩码挂在绳的中点,绳中点处受力平衡,两侧绳上弹力大小相等,等于弹性绳的弹力。7.(2019课标Ⅲ,16,6分)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= mg,F2= mgB.F1= mg,F2= mgC.F1= mg,F2= mgD.F1= mg,F2= mg3332323312323212答案D本题考查物体的受力分析和共点力平衡条件,以及学生应用几何知识处理物理问题的能力,体现了运动与相互作用观念。 以工件为研究对象,受力分析如图所示,重力与F1、F2的合力等大反向,根据共点力平衡条件得 =cos30°, =cos60°,则F1= mg,F2= mg,故只有D选项正确。1Fmg2Fmg3212解题关键本题重点是画力的合成图,找准角度,列三角函数方程求解。8.(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。C组教师专用题组考点一三种常见的力力的合成与分解1.(2014广东理综,14,4分)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.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答案A支持力的方向垂直于支持面,因此原木在M处受到的支持力垂直于地面竖直向上,在N处受到的支持力过N垂直于切面斜向上,A项正确、B项错误;静摩擦力方向平行于接触面且与相对运动趋势的方向相反,因此M处的静摩擦力沿水平方向,N处的静摩擦力沿MN方向,C、D项都错误。2.(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.F