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- 2022-04-12 发布
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专题二 相互作用挖命题【考情探究】考点内容解读要求5年考情预测热度考题示例关联考点解法常见的三种力形变和弹力、胡克定律Ⅰ2015,14(1)2016,1,3分共点力的平衡牛顿运动定律功能关系隔离法正交分解法★☆☆静摩擦、滑动摩擦、摩擦力、动摩擦因数Ⅰ2014,8,4分2016,9,4分2017,14,16分共点力的平衡牛顿运动定律功能关系整体法隔离法★★☆力的合成和分解力的合成和分解Ⅱ★★★受力分析、共点力的平衡共点力的平衡Ⅰ2015,14(1)2016,14(1)2017,14(1)2018,14(1)牛顿运动定律功能关系隔离法整体法正交分解法★★★n分析解读 力的合成与分解的计算通常用作图法和直角三角形知识解决;共点力的平衡要求解决在一个平面内的共点力平衡问题。本专题是力学的基础,是贯穿整个物理学的核心,要注重提高受力分析能力。从力学的基本概念出发,通过研究重力、弹力、摩擦力,逐步认识力的矢量性、相互性,以及力在合成与分解时遵循的平行四边形定则。受力分析是解决力学问题的基础和关键,共点力作用下的物体的平衡条件更是广泛应用于力、热、电等各板块当中,这就决定了本专题知识在高考中的重要位置。高考中一般以生活中的实例为背景考一道共点力平衡的选择题,另外就是在各板块中作为基础知识运用。从近几年考查规律来看,通常是第二道计算题第一小问考查共点力的平衡问题。【真题典例】破考点【考点集训】考点一 常见的三种力n1.(2017江苏苏锡常镇四市调研)(多选)如图所示,将长为l的橡皮筋上端O固定在竖直放置的木板上,另一端M通过细线悬挂重物。某同学用水平力FA在M处拉住橡皮筋,缓慢拉动M到A点处,松开后,再次用水平力FB拉M,缓慢将橡皮筋也拉至OA直线上,此时M位于图中的B点处。下列判断正确的是( )A.当M被拉到A点处时,橡皮筋长度OA可能小于lB.当M被分别拉到A、B两点处时,橡皮筋的弹力TA=TBC.当M被分别拉到A、B两点处时,所用水平拉力FAμ1),车厢的倾角用θ表示,下列说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )A.要顺利地卸干净全部沙子,应满足tanθ<μ2B.要顺利地卸干净全部沙子,应满足sinθ>μ2C.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足tanθ>μ2>μ1D.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足μ2>tanθ>μ1答案 D 考点二 力的合成和分解1.(2017江苏三市二模,1)质量为M的磁铁,吸在竖直放置的磁性黑板上静止不动。某同学沿着黑板面,用水平向右的恒力F轻拉磁铁,磁铁向右下方做匀速直线运动,则磁铁受到的摩擦力f( ) A.大小为MgB.大小为F2+(Mg)2C.大小为FD.方向水平向左答案 B n2.(2018江苏镇江月考,14)如图所示,ab是一根沿水平方向拉直的琴弦,长为L,现用一只弹簧测力计从琴弦的中点竖直向上拉,使琴弦的中点向上发生侧移量d(d≪L),此时弹簧测力计的示数为F。已知弹簧测力计的量程为0~F0,全部刻度的长度为x0,求:(琴弦重力不计)(1)弹簧测力计中弹簧的劲度系数;(2)此时琴弦中张力的大小。答案 (1)F0x0 (2)L4dF考点三 受力分析、共点力的平衡1.(2018江苏徐州期中,1)小朋友在搭积木时,将重力为G的玩具汽车静置在薄板上,薄板发生了明显弯曲,如图所示。关于玩具汽车受到的作用力,下列说法正确的是( )A.每个车轮受到薄板的弹力为G2B.每个车轮受到薄板的弹力为G4C.薄板弯曲程度越大,车轮受到的弹力越小D.玩具汽车受到的合力为零答案 D 2.(2017江苏淮阴中学月考,5)如图所示,质量m=10kg和M=30kg的两物块,叠放在动摩擦因数为0.50的粗糙水平地面上,一处于水平位置的轻质弹簧,劲度系数为250N/m,一端固定于墙壁,另一端与质量为m的物块相连,弹簧处于自然状态,现用一水平推力F作用于质量为Mn的物块上,使它缓慢地向墙壁一侧移动,当移动0.40m时,两物块间开始相对滑动,这时水平推力F的大小为( )A.100NB.250NC.200ND.300N答案 D 3.(2017江苏南京调研,14)如图所示,一根光滑的丝带两端分别系住物块A、C,丝带绕过两定滑轮,在两滑轮之间的丝带上放置了球B,D通过细绳跨过定滑轮水平牵引C,整个系统处于静止状态。已知MA=3kg,MC=23kg,MD=0.5kg,B球两侧丝带与竖直方向的夹角为60°,连接C物块的丝带与水平面夹角为30°,此时C恰能保持静止状态。求:(g=10m/s2)(1)球B的质量m;(2)物块C与地面间的摩擦力f;(3)物块C与地面的动摩擦因数μ(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)。答案 (1)3kg (2)10N (3)239炼技法【方法集训】方法1 “隔离法”与“整体法”1.(2017江苏常州月考,7)(多选)一质量为m且横截面积为等边三角形的实心均匀物体,沿两斜边的中点连线分割成A、B两部分,放置在光滑的支架上,支架间的距离为三角形边长的13,n如图(a)所示;同样的等边三角形物体沿角平分线分割成C、D两部分,放置在间距为三角形边长12的光滑支架上,如图(b)所示,两物体均处于静止状态,则下列说法正确的是( )(a) (b)A.两种情况下支架对物体的作用力相等B.A部分对B部分的作用力等于12mgC.支架对C部分的作用力等于mgD.A、B两部分之间和C、D两部分之间都没有摩擦力答案 ACD 2.(2018江苏如东中学、姜堰中学等五校联考,3)如图所示,两个截面半径均为r,质量均为m的半圆柱体A、B放在粗糙水平面上,A、B截面圆心间的距离为l,在A、B上放一个截面半径为r,质量为2m的光滑圆柱体C,A、B、C处于静止状态,则( )A.B对地面的压力大小为3mgB.地面对A的作用力沿A、C圆心连线方向C.l越小,A、C间的弹力越小D.l越小,地面对A、B的摩擦力越大答案 C 3.(2018江苏扬州月考,10)(多选)如图所示,质量为m的小正方体和质量为M的大正方体放在两竖直墙和水平面间,处于静止状态。小正方体和大正方体接触的面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g,若不计一切摩擦,下列说法正确的是( )nA.水平面对大正方体的弹力大小等于(M+m)gB.水平面对大正方体的弹力大小等于(M+m)gcosαC.墙面对小正方体的弹力大小为mgtanαD.墙面对小正方体的弹力大小为mgtanα答案 AD 方法2 动态平衡问题求解方法1.(2017江苏徐州、宿迁、淮阴、连云港模拟,3)如图所示,用两根细线AC和BD悬挂一薄板。下列说法正确的是( )A.薄板的重心一定在AC和BD的延长线交点处B.BD的拉力大于AC的拉力C.剪断BD瞬间,薄板的加速度方向一定沿BD斜向下D.若保持AC位置不变,缓慢移动BD至竖直方向,则AC的拉力一直减小答案 D n2.(2017江苏盐城中学阶段检测,3)如图所示,三根细线共同系于O点,其中OA在竖直方向上,OB水平并跨过定滑轮悬挂一个重物,OC的C点固定在地面上,整个装置处于静止状态。若OC缩短并使C点右移,同时保持O点位置不变,装置仍然保持静止状态,则细线OA上的拉力FA和OC上的拉力FC与原先相比是( )A.FA、FC都减小B.FA、FC都增大C.FA增大,FC减小D.FA减小,FC增大答案 B 3.如图所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为FN1,球对木板的压力大小为FN2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中( )A.FN1始终减小,FN2始终增大B.FN1始终减小,FN2始终减小C.FN1先增大后减小,FN2始终减小D.FN1先增大后减小,FN2先减小后增大n答案 B 方法3 解决静力学中临界极值问题的方法1.如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一大小为F的水平向右的恒力,物体可沿斜面匀速向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,试求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数;(2)这一临界角θ0的大小。答案 (1)33 (2)60°2.(2018江苏无锡期中,13)如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)轻绳OA、OB的张力分别是多大?(2)人受到的摩擦力是多大,方向如何?(3)若人的质量m2=60kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量m1最大不能超过多少?答案 (1)54m1g 34m1g (2)34m1g 水平向左n(3)24kg过专题五年高考A组基础题组1.(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 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大答案 BC 3.(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 n4.(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.2-3B.36C.33D.32答案 C 5.(2016课标Ⅱ,14,6分)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中( )A.F逐渐变大,T逐渐变大B.F逐渐变大,T逐渐变小C.F逐渐变小,T逐渐变大D.F逐渐变小,T逐渐变小答案 A 6.(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nD.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力答案 BC 7.(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 B组题升题组1.(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>π2)。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答案 AD 2.(2017天津理综,8,6分)(多选)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )nA.绳的右端上移到b',绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移答案 AB 3.(2016课标Ⅲ,17,6分)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( )A.m2B.32mC.mD.2m答案 C 4.(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nB.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 5.(2017江苏单科,14,16分)如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R。C的质量为m,A、B的质量都为m2,与地面间的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:(1)未拉A时,C受到B作用力的大小F;(2)动摩擦因数的最小值μmin;(3)A移动的整个过程中,拉力做的功W。答案 (1)33mg(2)32(3)(2μ-1)(3-1)mgRC组教师专用题组1.(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( )nA.mg2sinαB.mg2cosαC.12mgtanαD.12mgcotα答案 A 2.(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.13mgB.23mgC.36mgD.239mg答案 D 3.(2013课标Ⅱ,15,6分)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0)。由此可求出( )A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的正压力答案 C 4.(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( ) nA.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 5.(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.3∶4B.4∶3C.1∶2D.2∶1答案 D 6.(2013广东理综,20,6分)(多选)如图所示,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平。现把物体Q轻轻地叠放在P上,则( )A.P向下滑动B.P静止不动C.P所受的合外力增大D.P与斜面间的静摩擦力增大n答案 BD 7.(2013上海单科,8,2分)如图,质量mA>mB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( )答案 A 8.(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.1μ1μ2B.1-μ1μ2μ1μ2C.1+μ1μ2μ1μ2D.2+μ1μ2μ1μ2答案 B 9.(2014上海单科,9,3分)如图,光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内,A端与水平面相切。穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N。在运动过程中( ) A.F增大,N减小B.F减小,N减小nC.F增大,N增大D.F减小,N增大答案 A 【三年模拟】一、选择题(每题5分,共50分)1.(2019届江苏海安月考,4)如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆所能承受的弹力的最大值一定,A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),B端吊一重力为G的重物。现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢向上拉(绳均未断),在AB杆转到竖直方向前,以下分析正确的是( )A.绳子拉力越来越大B.绳子拉力越来越小C.AB杆的弹力越来越大D.AB杆的弹力越来越小答案 B 2.(2019届江苏常州第一中学月考,12)(多选)如图所示,物块B靠在竖直墙壁上,物块A受到一水平推力F作用,两物块保持静止,若逐渐增大F,并保持A、B两物块静止,下列说法正确的是( )A.墙对B的摩擦力一定变小B.物块A受到的摩擦力可能增大C.物块A受到物块B的弹力增大nD.物块A受到物块B的作用力减小答案 BC 3.(2019届江苏扬州月考,7)(多选)如图所示,木块受到水平力F作用静止于斜面上,此力F的方向与斜面平行,如果将力F撤除,下列对木块的描述正确的是( )A.木块将沿斜面下滑B.木块仍处于静止状态C.木块受到的摩擦力变小D.木块所受的摩擦力方向不变答案 BC 4.(2019届江苏常州田家炳高级中学调研,3)暑假里我国沿海地区多次遭到台风袭击,产生不良后果。某学习小组用图示简易装置测定水平风速,在水平地面上竖直固定一直杆,半径为R、质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O,当水平风吹来时,球在风力的作用下飘起来。已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积,当风速v0=3m/s时,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°,则( )A.若测得θ=60°时,风速v=6m/sB.若风速增大到某一值时,θ可能等于90°C.若风速不变,换用半径变大、质量相同的球,则θ不变D.若风速不变,换用半径相等、质量变大的球,则θ减小答案 D n5.(2018江苏淮安期中,8)(多选)如图所示,一半球支撑面顶部有一小孔。质量分别为m1和m2的A、B小球(视为质点),通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连,不计所有摩擦。小球B静止在球面上时,其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为θ。以下结论正确的是( )A.m1=m2sinθB.m1=m2cosθC.m1=m2tanθD.将B向下移动一些后,B将不能回到原来位置答案 BD 6.(2018江苏连云港调研,4)如图所示,质量为M的楔形物块静止在水平地面上,其斜面的倾角为θ。斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦。用恒力F沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑。在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止。地面对楔形物块的支持力为( ) A.(M+m)gB.(M+m)g-FC.(M+m)g+FsinθD.(M+m)g-Fsinθ答案 D 7.(2017重庆十一中月考,3)如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为m的小球套在圆环上,一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住。现n拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程中手对线的拉力F和环对小球的弹力FN的大小变化情况是( )A.F减小,FN不变B.F不变,FN减小C.F不变,FN增大D.F增大,FN减小答案 A 8.(2018江苏南通摸底,9)(多选)如图所示,三个重均为100N的物块,叠放在水平桌面上,各接触面水平,水平拉力F=20N作用在物块2上,三条轻质细绳结于O点,与物块3连接的绳水平,与天花板连接的绳与水平方向成45°角,竖直绳上悬挂重为20N的小球P。整个装置处于静止状态。则( )A.水平绳的拉力大小为20NB.物块1和2之间的摩擦力大小为20NC.桌面对物块3的支持力大小为320ND.物块3受5个力的作用答案 AD 9.(2018江苏南通一模,9)(多选)如图所示,质量均为m的A、B两物块与劲度系数为k的轻弹簧两端相连,置于足够长、倾角为30°的斜面上,处于静止状态,物块A下表面光滑,物块B与斜面间的最大静摩擦力为f,重力加速度为g,现给物块A施加沿斜面向上的恒力,使A、B两物块先后开始运动,弹簧始终在弹性限度内,则( )nA.当物块B刚开始运动时,弹簧伸长量最大B.在物块B开始运动前,物块A可能一直做加速运动C.物块A沿斜面向上运动的距离为F-mgk时,速度达到最大D.当物块A沿斜面向上运动的距离为f+mgk时,物块B开始运动答案 BD 10.(2017江苏南京阶段检测,2)如图所示,一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°。则( )A.滑块可能受到三个力作用B.弹簧一定处于压缩状态C.斜面对滑块的支持力大小可能为零D.斜面对滑块的摩擦力大小一定大于12mg答案 A 二、非选择题(共10分)11.(10分)(2018江苏盐城摸底,13)如图所示,在倾角θ=30°的斜面上放一木板A,重为GA=100N,板上放一重为GB=500N的木箱B,斜面上有一固定的挡板,先用平行于斜面的绳子把n木箱与挡板拉紧,然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F,使木板从木箱下匀速抽出,此时,绳子的拉力T=400N。设木板与斜面间的动摩擦因数μ1=34,求:(1)B所受摩擦力fB和A、B间的动摩擦因数μ2;(2)拉力F的大小。答案 (1)150N,方向沿斜面向下 35 (2)325N