【物理】2019届一轮复习人教版相互作用学案 4页

第7讲 章末热点集训 ‎[学生用书P38]‎ ‎　整体法与隔离法在受力分析中的应用 ‎　‎ ‎(2018·广东湛江模拟)如图所示，三根粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上，处于静止状态，每根圆木的质量为m，截面的半径为R，三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角∠O1＝120°，若在地面上的两根圆木刚好要滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑圆木之间的摩擦，重力加速度为g，则(　　)‎ A．圆木间的弹力为mg B．下面两根圆木对地面的压力均为mg C．地面上的每根圆木受到地面的作用力为mg D．地面与圆木间的动摩擦因数为 ‎[解析]　‎ 对A进行受力分析，如图所示，A处于平衡状态，合力为零，则有FN2cos ＝mg，解得FN1＝FN2＝＝mg，故A错误；对整体受力分析，受到重力、地面的支持力、B受到的向右的摩擦力和C受到的向左的摩擦力，由对称性可知，竖直方向有FNB＝FNC＝mg，故B正确；对B进行研究，地面对B的作用力等于地面对B的支持力与地面对B的摩擦力的合力，大于mg，故C错误；对C，根据平衡条件得Ff＝FN2sin 60°＝mg×＝mg，所以地面对C的摩擦力大小为mg，根据摩擦力公式Ff＝μFNC，可得μ＝＝＝，故D错误．‎ ‎[答案]　B ‎　1.在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1‎ 和m2的两个物体，m1>m2，如图所示，若三角形木块和两物体都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块(　　)‎ A．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右 B．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左 C．有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因m1、m2、θ1、θ2的数值均未给出 D．以上结论都不对 解析：选D.法一：隔离法　把三角形木块隔离出来，它的两个斜面上分别受到两物体对它的压力FN1、FN2，摩擦力F1、F2.由两物体的平衡条件知，这两个力的大小分别为 FN1＝m1gcos θ1　FN2＝m2gcos θ2‎ F1＝m1gsin θ1　F2＝m2gsin θ2‎ 它们的水平分力的大小(如图所示)分别为 FN1x＝FN1sin θ1＝m1gcos θ1sin θ1‎ FN2x＝FN2sin θ2＝m2gcos θ2sin θ2‎ F1x＝F1cos θ1＝m1gcos θ1sin θ1‎ F2x＝F2cos θ2＝m2gcos θ2sin θ2‎ 其中FN1x＝F1x，FN2x＝F2x，即它们的水平分力互相平衡，木块在水平方向无滑动趋势，因此不受水平面的摩擦力作用．‎ 法二：整体法　由于三角形木块和斜面上的两物体都静止，可以把它们看成一个整体，设三角形木块质量为M，则竖直方向受到重力(m1＋m2＋M)g和支持力FN作用处于平衡状态，受力如图所示．水平方向无任何滑动趋势，因此不受水平面的摩擦力作用．‎ ‎　摩擦力的综合问题分析 ‎　(多选)将力传感器A固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细绳与滑块相连，滑块放在较长的小车上．如图甲所示，力传感器A与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律曲线．一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系砂桶，整个装置开始处于静止状态．在滑块与小车分离前缓慢向砂桶里倒入细砂，力传感器采集的F－t 图象如图乙所示．则下列分析正确的是(　　)‎ A．2.5 s前小车做变加速运动 B．2.5 s后小车做变加速运动 C．2.5 s前小车所受摩擦力不变 D．2.5 s后小车所受摩擦力不变 ‎[解析]　由题图乙可知，在F变化的阶段，砂桶质量由小变大，滑块与小车之间没有相对滑动，属于静摩擦力，所以2.5 s前，小车、滑块均处于静止状态，A错误；2.5 s后小车受恒定摩擦力，但是外力增加，因此小车做变加速直线运动，B正确；根据上述分析，2.5 s前滑块受静摩擦力，且静摩擦力在变化，2.5 s后受滑动摩擦力，且大小不变，C错误、D正确．‎ ‎[答案]　BD ‎　2.(2018·湖北黄冈模拟)如图甲所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力为Ff1；如图乙所示，若对该物块施加一平行于斜面向下的推力F1使其加速下滑，则地面对斜劈的摩擦力为Ff2；如图丙所示，若对该物块施加一平行于斜面向上的推力F2使其减速下滑，则地面对斜劈的摩擦力为Ff3；如图丁所示，若对该物块施加一与斜面成30° 斜向下的推力F3使其沿斜面下滑，则地面对斜劈的摩擦力为Ff4.下列关于Ff1、Ff2、Ff3和Ff4大小及其关系式中正确的是(　　)‎ A．Ff1＞0　　　　　　　 B．Ff2＜Ff3‎ C．Ff2＜Ff4 D．Ff3＝Ff4‎ 解析：选D.由题图甲可知，斜劈和物块都平衡，对斜劈和物块整体进行受力分析知地面对斜劈的摩擦力为零．不论物块受力情况和运动状态如何，只要物块沿斜面下滑，物块对斜面的摩擦力与压力的合力总是竖直向下的，所以有Ff1＝Ff2＝Ff3＝Ff4＝0，即只有选项D正确．‎ ‎　共点力作用下物体的动态平衡问题 ‎　半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN.在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的截面图．现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止．则在此过程中，下列说法中正确的是(　　)‎ A．MN对Q的弹力逐渐减小 B．地面对P的摩擦力逐渐增大 C．P、Q间的弹力先减小后增大 D．Q所受的合力逐渐增大 ‎[解析]　Q的受力情况如图甲所示，F1表示P对Q的弹力，F2表示MN对Q的弹力，F2的方向水平向左保持水平，F1的方向顺时针旋转，由平行四边形的边长变化可知：F1与F2都逐渐增大，选项A、C错误；由于挡板MN缓慢移动，Q处于平衡状态，所受合力为零，选项D错误；对P、Q整体受力分析，如图乙所示，由平衡条件得，Ff＝F2＝mgtan θ，由于θ不断增大，故Ff不断增大，选项B正确．‎ ‎[答案]　B ‎　3.‎ 如图所示，光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F由底端缓慢拉到顶端的过程中，试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力FN的变化情况．‎ 解析：如图所示，作出小球的受力示意图，注意弹力FN总与球面垂直，从图中可得到相似三角形．‎ 设球体半径为R，定滑轮到球面最高点的距离为h，定滑轮与小球间绳长为L，根据三角形相似得 ＝，＝ 由以上两式得绳中的张力F＝mg 球面的弹力FN＝mg 由于在拉动过程中h、R不变，L变小，故F减小，FN不变．‎ 答案：见解析