【物理】2019届一轮复习人教版相互作用学案(1) 37页

‎ ‎ ‎3年高考2年模拟1年原创精品高考系列 专题02 相互作用 ‎ ‎【2019年高考考点定位】‎ ‎1、本题结合生活实际考查受力分析、共点力的平衡条件，涉及正交分解法的简单应用，意在考查考生对力学基本知识的掌握情况，以及运用物理知识解决实际问题的能力。‎ ‎2、本专题解决的是受力分析和共点力平衡问题.高考对本专题内容的考查主要有：‎ ‎（1）对各种性质力特点的理解；‎ ‎（2）共点力作用下平衡条件的应用.考查的主要物理方法和思想有：①整体法和隔离法；②假设法；③合成法；④正交分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似三角形法；⑦等效思想；⑧分解思想.‎ ‎3、 受力分析和共点力的平衡问题是高中物理的基础，也是高考考查的重点。受力分析是解决动力学问题的关键，单独命题时往往和实际问题结合在一起。共点力的平衡问题，单独命题时往往和实际问题结合在一起，但是考查更多的是融入到其他物理模型中间接考查，如，结合运动学命题，或者出现在导轨模型中等。‎ ‎【考点pk】名师考点透析 考点一、重力、弹力、摩擦力 力是物体对物体的作用，是物体发生形变和改变运动状态的原因，是矢量。‎ ‎1.重力是由于地球的吸引而产生的，是万有引力的一个分力，地面附近可以认为近似等于万有引力。方向竖直向下，大小。‎ ‎2.弹力的方向垂直于接触面，若接触面为曲面则垂直于切面。线、绳的拉力沿线或者绳收缩的方向，轻杆的弹力不一定沿杆的方向。‎ ‎3.摩擦力的方向沿切面，滑动摩擦力和相对运动方向相反，静摩擦力和相对运动趋势方向相反。滑动摩擦力大小，静摩擦力大小在根据运动情况而变化。‎ 考点二、受力分析及共点力的平衡 ‎1.受力分析按照先重力，再观察周围什么物体与研究对象接触，是否有弹力，若有弹力再判断是否有摩擦力，沿研究对象分析一周，找出所有的弹力和摩擦力，若摩擦力是否存在不确定，可以先假设没有摩擦力，看物体受力能否满足运动状态的需要。‎ ‎2.若物体处于静止或者匀速直线运动状态，即加速度等于0的状态，物体受到的合外力即为0，若为静态平衡，可以用正交分解法（把所有的力分解到两个互相垂直的坐标轴上去，分别平衡），整体法隔离法（保持相对静止的几个物体可以看做一个整体，不考虑它们之间的相互作用，主要分析与外面其他物体之间的作用力而整体平衡，此后再单独分析某一个物体）。若为动态平衡，则常用图解法（矢量三角形法，画出几个力的矢量三角形，判断某一个力的大小或者方向变化时引起其他力的变化）、相似三角形法（即受力平衡的矢量三角形和题目中已知的结合三角形相似，根据几何三角形边长的变化判断与其平行的力的大小变化）。‎ ‎【试题演练】‎ ‎1．三段材质完全相同且不可伸长的细绳OA、OB、OC，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB水平，A端、B端固定。若逐渐增加C端所挂重物的质量，则最先断的绳（ ）‎ A. 必定是OA B. 必定是OB C. 必定是OC D. 可能是OB，也可能是OC ‎【答案】 A ‎【解析】以结点O为研究，在绳子均不被拉断时受力图如图。‎ 点睛：本题首先要选择研究对象：结点O；其次关键是作好力图，就能直观比较三个绳子拉力的大小．‎ ‎2．如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，开始时绳b水平。设绳a、b对小球作用力的合力大小为F合。现将圆环在竖直平面内逆时针极其缓慢地向左滚动90°，在此过程中（ ）‎ A. F合始终增大 B. F合保持不变 C. F合先增大后减小 D. F合先减小后增大 ‎【答案】 B 点睛：本题主要是考查了共点力的平衡问题，弄清楚圆环转动过程中细绳和小球所处的状态是解答本题的关键；知道三力平衡时任意两个力的合力与第三个力等大反向．‎ ‎3．（多选）‎ 早上，妈妈为小丽剥好了鹌鹑蛋，甲、乙、丙图是小丽用筷子夹食鹌鹑蛋过程的三个动作示意图，下列说法正确的是 A. 若甲图中的筷子竖直，鹌鹑蛋静止，则鹌鹑蛋的重力与静摩擦力大小相等 B. 若乙图中的鹌鹑蛋始终处于静止状态，则两根筷子给鹌鹑蛋的作用力方向竖直向上 C. 若乙图中的鹌鹑蛋始终处于静止状态，增大筷子与水平方向的夹角，鹌鹑蛋受到的摩擦力和弹力都增大 D. 若丙图中的筷子水平，鹌鹑蛋静止，此时下面筷子对鹌鹑蛋的力大于上面筷子对鹌鹑蛋的力 ‎【答案】 ABD ‎【解析】若甲图中的筷子竖直，鹌鹑蛋静止，则鹌鹑蛋的向下的重力与向上的静摩擦力大小相等方向相反，选项A正确；若乙图中的鹌鹑蛋始终处于静止状态，则两根筷子给鹌鹑蛋的作用力与鹌鹑蛋的重力等大反向，则方向竖直向上，选项B正确；若乙图中的鹌鹑蛋始终处于静止状态，增大筷子与水平方向的夹角，鹌鹑蛋受到的摩擦力f=mgsinθ随θ角增大而增大；弹力N=mgcosθ，随θ的增大而减小，选项C错误；若丙图中的筷子水平，鹌鹑蛋静止，此时：F上+mg=F下，即下面筷子对鹌鹑蛋的力大于上面筷子对鹌鹑蛋的力，选项D正确；故选ABD.‎ ‎ ‎ ‎【三年高考】 16、17、18年高考真题及其解析 ‎1．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【 】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）‎ ‎【答案】 A ‎【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。‎ ‎2．明朝谢肇淛《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，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大时大 B. 若F一定，θ小时大 C. 若θ一定，F大时大 D. 若θ一定，F小时大 ‎【 】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）‎ ‎【答案】 BC 则， ，故解得，所以F一定时， 越小， 越大； 一定时，F越大， 越大，BC正确；‎ ‎【点睛】由于木楔处在静止状态，故可将力F沿与木楔的斜面垂直且向上的方向进行分解，根据平行四边形定则，画出力F按效果分解的图示．并且可据此求出木楔对A两边产生的压力．对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可．‎ ‎1．【2017·新课标Ⅲ卷】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80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；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．86 cm B． 92 cm C． 98 cm D． 104 cm ‎【答案】B ‎【考点定位】胡克定律、物体的平衡 ‎【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解；如果物体受到三力处于平衡状态，可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据正弦定理列式求解。前后两次始终处于静止状态，即合外力为零，在改变绳长的同时，绳与竖直方向的夹角跟着改变。‎ ‎2．【2017·天津卷】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 A．绳的右端上移到，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 ‎【解析】设两杆间距离为d，绳长为l，Oa、Ob段长度分别为la和lb，则，两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β，受力分析如图所示。‎ 绳子中各部分张力相等，，则。满足，，即，，d和l均不变，则sin α为定值，α为定值，cos α为定值，绳子的拉力保持不变，衣服的位置不变，故A正确，CD错误；将杆N向右移一些，d增大，则sin α增大，cos α减小，绳子的拉力增大，故B正确。‎ ‎【考点定位】受力分析，共点力的平衡 ‎【名师点睛】本题是力的动态平衡的典型模型，学生并不陌生，关键要判断出绳子和竖直方向的夹角只与绳长和两杆间的距离有关。‎ ‎3．【2017·新课标Ⅰ卷】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（）。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变。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 ‎【考点定位】共点力的平衡、动态平衡 ‎【名师点睛】本题考查动态平衡，注意重物受三个力中只有重力恒定不变，且要求OM、MN两力的夹角不变，两力的大小、方向都在变。三力合力为零，能构成封闭的三角形，再借助圆，同一圆弧对应圆周角不变，难度较大。‎ ‎4．【2017·新课标Ⅱ卷】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． B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【考点定位】物体的平衡 ‎【名师点睛】此题考查了正交分解法在解决平衡问题中的应用问题；关键是列出两种情况下水平方向的平衡方程，联立即可求解。‎ ‎1．【2016·江苏卷】一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为 A．40 m/N B．40 N/m C．200 m/N D．200 N/m ‎【答案】D ‎【解析】由题意知，弹簧的弹力为4N时，弹簧伸长2cm，根据胡克定律F=kx，代入数据可得弹簧的劲度系数k=200 N/m，所以A、B、C错误，D正确。‎ ‎【考点定位】考查胡可定律 ‎【方法技巧】本题主要是掌握胡克定律的公式F=kx，并注意各物理量的单位。‎ ‎2．【2016·海南卷】如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则 A．f1=0，f2≠0，f3≠0 B．f1≠0，f2=0，f3=0‎ C．f1≠0，f2≠0，f3=0 D．f1≠0，f2≠0，f3≠0‎ ‎【答案】C ‎【解析】对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故f3=0；再将a和b看成一个整体，a、b整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与P之间有摩擦力，即f2≠0；再对a受力分析可知，a相对于b有向下运动的趋势，a和b之间存在摩擦力作用，即f1≠0。选项C正确。‎ ‎【考点定位】共点力的平衡、整体法、隔离法 ‎【名师点睛】“整体隔离法”是力学中的重要方法，一定要熟练掌握，注意对于由多个物体组成的系统，不涉及内力时优先考虑以整体为研究对象。‎ ‎3．【2016·全国新课标Ⅲ卷】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． B． C．m D．2m ‎【答案】C ‎【考点定位】考查了共点力平衡条件的应用 ‎【方法技巧】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解。‎ ‎4．【2016·全国新课标Ⅱ卷】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 ‎【解析】对结点O受力分析，重力的大小和方向均不变，水平拉力F的方向不变，绳拉力在转动，满足三力平衡的动态平衡，如图所示：‎ O mg F 可得，水平拉力F逐渐增大，绳的拉力逐渐增大，故选A。‎ ‎【考点定位】动态平衡的图解法 ‎【名师点睛】此题是物体的平衡问题，考查平行四边形定则的应用；图解法是最简单快捷的方法，注意搞清各个力的大小及方向变化的特点，变换平行四边形即可。此题还可以列方程讨论。‎ ‎5．【2016·浙江卷】如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0‎ ‎，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学身高和质量分别为 A．v(t0–t)， B．v(t0–t)，‎ C． v(t0–t)， D． v(t0–t)，‎ ‎【答案】D ‎【考点定位】物体的平衡；传感器及速度的计算问题 ‎ ‎【名师点睛】此题以身高体重测量仪为背景，考查了物体的平衡、传感器及速度的计算问题。解本题的关键是搞清测量的原理，然后联系物理知识列方程解答；此题难度不大，但是题目新颖，有创新，能较好地考查学生分析问题、处理问题的能力。‎ ‎6．【2016·全国新课标Ⅰ卷】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 ‎【考点定位】共点力作用下物体的平衡、力的动态分析 ‎【名师点睛】本题主要考查共点力作用下物体的平衡、力的动态分析。当有多个物体相互作用而平衡时，应注意灵活选择研究对象，可以让题目变得更简洁明晰，此题的难点是对选项A的判断。‎ ‎ ‎ ‎【两年模拟】17、18年名师模拟题及其解析 ‎1．如图所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平，现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至点，此时O与OA之间的夹角θ<90°，设此过程中OA、OB绳的拉力分别为、，则下列说法正确的是 A. 一直增大 B. 一直减小 C. 一直减小 D. 先增大后减小 ‎【 】【全国百强校】江苏省盐城中学2018届高三全仿真模拟检测（最后一卷）物理试题 ‎【答案】 B ‎【解析】以结点O为研究对象，分析受力：重力G、绳OA的拉力FOA和绳BO的拉力FOB，如图所示，‎ ‎2．如图所示，将某均匀长方体锯成A、B两块后，在水平桌面上并对放在一起，现用水平力F推B，使A、B整体保持长方体沿F方向匀速运动，则 A. A在水平方向受到三个力的作用，且合力为零 B. A在水平方向受到五个力的作用，且合力为零 C. A对B的作用力方向与A、B接触面垂直 D. B对A的弹力大于桌面对A的摩擦力 ‎【 】【全国百强校】山东省实验中学2018届高三下学期第二次模拟考试理科综合物理试题 ‎【答案】 A ‎【解析】对A受力分析，在水平方向上受B对A的弹力，桌面的滑动摩擦力，B对A的静摩擦力，在三个力的作用下处于平衡，受力如图，‎ ‎【点睛】A、B 两木板在水平面做匀速运动，合力均为零，根据平衡条件分析受力情况，分析的结果必须满足条件．‎ ‎3．如图所示，物体A、B用足够长的细绳与轻弹簧连接后跨过滑轮，A置于薄木板上，此时弹簧左侧细绳与木板平行，已知质量，现将薄木板由倾角30°缓慢放平，物体A始终与木板保持相对静止，不计滑轮摩擦，物体A、B大小可忽略不计。（ ）‎ A. 弹簧伸长量逐渐变大 B. 连接A、B的细绳对滑轮的作用力不变 C. 物体A受到的摩擦力先变小后变大 D. 物体A受到的摩擦力大小不变 ‎【 】【全国市级联考】山东省青州市2018届高三第三次高考模拟考试理综物理试题 ‎【答案】 C 点睛：此题是共点力的平衡问题；关键是选项CD的判断，可采用定性的分析三个状态：倾角为300和00时，以及除摩擦力外的三力平衡状态.‎ ‎4．两个质量相同的直角楔形物体a和b，分别在垂直于斜边的恒力F1和F2作用下静止在竖直墙面上，如图所示，下列说法正确的是 A. a、b一定都受四个力的作用 B. a、b所受摩擦力的方向都是竖直向上 C. F2一定小于F1‎ D. F1、F2大小可能相等 ‎【 】【全国百强校】广西柳州高级中学2018届高三5月冲刺模拟理科综合物理试题 ‎【答案】 D ‎【解析】对a受力分析如图1：除摩擦力外的三个力不可能平衡，故一定有摩擦力，摩擦力方向竖直向上，故a受四个力；‎ 除摩擦力外对b受力分析如图2：除摩擦力外，N、、mg三力有可能平衡，沿竖直方向和水平方向分解，设与竖直方向夹角为α则有：，，解得；‎ ‎(1)若没有摩擦力，此时b受3个力；‎ ‎(2)若，摩擦力向下，b受四个力；‎ ‎(3)若，摩擦力向上，b受四个力；‎ 和没有必然的联系，有可能相等，但也有可能不等，故D正确，A、B、C错误；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】对A、B分别受力分析，然后分析一下除摩擦力以外的其它力，看看其它力是否有平衡的可能；若没有平衡的可能，则一定有摩擦力；若有平衡的可能，则可能有向上的摩擦力，也可能有向下的摩擦力，也可能没有摩擦力。‎ ‎5．哥伦比亚大学的工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌 肉，可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。如图所示，连接质量为的物体的足够长细绳一端固定于墙壁，用合成肌肉做成的“手臂”的端固定一滑轮，端固定于墙壁，细绳绕过滑轮，和类似于人手臂的关节，由“手臂”合成肌肉控制。设与竖直墙壁夹角为，不计滑轮与细绳的摩擦，下列说法正确的是（ ）‎ A. 若保持不变，增大长度，细绳部分拉力变大 B. 若保持，增大长度，细绳对滑轮的力始终沿方向 C. 若保持等于，增大长度，细绳对滑轮的力始终沿方向 D. 若从逐渐变为零，长度不变，且保持，则细绳对滑轮的力先减小后增大 ‎【 】湖北省黄冈中学2018届高三5月第三次模拟考试理综物理试题 ‎【答案】 C 点睛：此题关键是要注意：ad绳和db绳的拉力总是相等且不变的，大小等于重力；细绳对滑轮的作用力与ad绳和bd绳拉力的合力是等大反向的关系.‎ ‎6．（多选）如图甲所示，倾角45°斜面置于粗糙的水平地面上，有一滑块通过轻绳绕过定滑轮与质量为m的小球相连（绳与斜面平行），滑块质量为2m，滑块能恰好静止在粗糙的斜面上。在图乙中，换成让小球在水平面上做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角θ，且θ≤45°，两幅图中，滑块、斜面都静止，则以下说法中正确的是（ ）‎ A. 滑块受到斜面的最大静摩擦力为 B. 甲图中斜面受到地面的摩擦力方向水平向左 C. 乙图滑块受到的摩擦力可能沿斜面向下 D. 乙图滑块受到的摩擦力可能为零 ‎【 】【全国百强校】甘肃省兰州第一中学2018届高三考前最后冲刺模拟物理试题 ‎【答案】 BD 点睛：本题关键是先根据受力图得出球对细线的拉力，最后对滑块受力分析后根据共点力平衡条件判断静摩擦力变化情况；同时要注意研究对象的灵活选择。‎ ‎7．（多选）如图所示，一根丝线的两端分别固定在M、N两点。用小铁夹将一个玩具娃娃固定在丝线上，使a段丝线恰好水平，b段丝线与水平方向的夹角为45 。现将小铁夹的位置稍稍向左移动一段距离，待玩具平衡后，关于a、b两段丝线中的拉力，下列说法正确的是 ‎ A. 移动前，a段丝线中的拉力等于玩具所受的重力 B. 移动前，a段丝线中的拉力小于玩具所受的重力 C. 移动后，b段丝线中拉力的竖直分量不变 D. 移动后，b段丝线中拉力的竖直分量变小 ‎【 】【全国百强校】河南省南阳市第一中学2018届高三第十六次考试理综物理试题 ‎【答案】 AD ‎【解析】移动前，对玩具进行受力分析，如图，由平衡条件得，a段丝线中的拉力Ta=G．故A正确，B错误。‎ 点睛：本题中移动前，玩具处于平衡状态，由平衡条件求解拉力，是常规的问题，而移动后，要注意分析玩具的位置发生了变化，不能不加分析，认为a丝线仍是水平方向．‎ ‎8．（多选）如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°，框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是 A. 框架对小球的支持力先减小后增大 B. 拉力F的最小值为mgcosθ C. 地面对框架的摩擦力减小 D. 框架对地面的压力先增大后减小 ‎【 】【全国百强校】河北省武邑中学2018届高三下学期第一次模拟考试物理试题 ‎【答案】 BC ‎【解析】AB、以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图所示 故选BC。‎ ‎【点睛】本题采用隔离法研究动态平衡问题，分析受力，作出力图是关键。‎ ‎9．如图所示，质量为m的物块静止于斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，逐渐增大斜面的倾角θ，直到 θ等于某特定值φ时，物块达到“欲动未动”的临界状态，此时的摩擦力为最大静摩擦力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求θ角满足什么条件时物块总与斜面保持相对静止.‎ ‎【 】2018届高考物理三轮冲刺----力的合成与分解专题仿真模拟训练试题 ‎【答案】 tanθ≤μ ‎【解析】解：物块m受力平衡，则有 又Ffm＝μFN，解得 显然，当θ≤φ即tanθ≤μ时，物块始终保持静止 ‎10．如图所示，光滑圆柱A和半圆柱B紧靠着静置于水平地面上，二者半径均为R。A的质量为m，B的质量为，B与地面的动摩擦因数为μ。现给A施加一拉力F，使A缓慢移动，运动过程中拉力F与圆心连线O1O2的夹角始终为60°保持不变，直至A恰好运动到B的最高点，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)A、B间弹力的最大值Fmax ‎(2)动摩擦因数的最小值μmin ‎【 】广东省东莞市2018届高三毕业班第二次综合考试理科综合物理试题 ‎【答案】 (1) (2) ‎ ‎（2）对B受力分析可知，竖直方向水平地面的支持力 ，可知水平地面对B的支持力逐渐增大；‎ 水平方向的静摩擦力f=FNsinθ可知静摩擦力逐渐减小，所以只要初状态不滑动，以后就不会滑动，即 ，初状态时，圆柱A对圆柱B的弹力FN=mg，带入数据可得： ‎ ‎1．如图所示，与竖直方向成45°角的天花板上有一物块，该物块在竖直向上的恒力F作用下恰好能沿天花板匀速上升，则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 物块一定受两个力的作用 B. 物块一定受三个力的作用 C. 物块可能受三个力的作用 D. 物块可能受四个力的作用 ‎【 】【全国百强校】湖北省黄冈中学2017届高三5月适应性考试理综物理试题 ‎【答案】 D ‎【解析】物块沿天花板匀速上升，受力平衡，对物块受力分析可知，若斜面对物块没有向下的压力，则物块受到重力和向上的恒力．若斜面对物块有垂直斜面向下的压力，则必定有沿斜面向下的摩擦力，则物块受到重力、向上的恒力、垂直斜面向下的压力和沿斜面向下的摩擦力，所以物块可能受到两个力，也可能受到四个力，故ABC错误，D正确．故选D 点睛：本题一定要分情况讨论，注意斜面对物块可能有向下的压力，也可能没有向下的压力，知道若斜面多物块有垂直斜面向下的压力，则必定有沿斜面向下的摩擦力．‎ ‎2．如图所示，水平面上A、B两物块的接触面水平，二者叠放在一起。在作用于B上的水平恒定拉力F的作用下沿地面向右做匀速运动，某时刻撤去力F后，二者仍不发生相对滑动。下列说法正确的是 A. 撤去F之前A受3个力作用 B. 撤去F之前B受到4个力作用 C. 撤去F前后，A的受力情况不变 D. A、B间的动摩擦因数不小于B与地面间的动摩擦因数 ‎【 】【全国市级联考】山东省青岛市2017届高三下学期第二次模拟考试理科综合物理试题 ‎【答案】 D 故选D。‎ ‎3．如图所示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球a、b，悬挂于 O 点．现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在 b 球上的力大小为 F、作用在 a 球上的力大小为 2F，则此装置平衡时的位置可能是下列哪幅图（ ）‎ A. B. ‎ C. . D. ‎ ‎【 】【全国百强校】2017届陕西省西安市长安区第一中学高三4月模拟考试物理试卷（带解析）‎ ‎【答案】 D ‎【解析】设每个球的质量为m，oa与ab和竖直方向的夹角分别为α、β．‎ 点睛:本题一要灵活选择研究对象，二要分析受力．采用整体法和隔离法相结合的方法研究，比较简便．‎ ‎4．如图所示，粗糙水平地面上的长方体物块将一重为 G 的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用 水平向右的拉力 F 缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是（ ）‎ A. 球对墙壁的压力逐渐减小 B. 地面对长方体物块的支持力逐渐增大 C. 地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大 D. 水平拉力 F 逐渐减小 ‎【 】2017届山西省三区八校高三第二次模拟考试理科综合物理试卷（带解析）‎ ‎【答案】 D ‎【解析】对小球进行受力分析，如图所示：‎ 小球受力平衡，则有：N1=Gtanθ， ，‎ 受力平衡，则水平方向有：F+N2′sinθ=f，根据牛顿第三定律可知，N2′=N2，由于N2增大，θ增大，f不变，则F减小，故D正确．故选D.‎ 点睛：本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用，要求同学们能灵活选择研究对象，并能正确对物体进行受力分析，根据平衡条件结合几何关系求解，特别要注意对整体受力分析后，根据共点力平衡条件得出支持力不变，从而判断摩擦力为恒力．‎ ‎5．如图，小木块以某一竖直向下的初速度从半球形碗口向下滑到碗底，木块下滑过程中速率不变，则木块 A. 下滑过程的加速度不变 B. 所受的合外力大小不变 C. 对碗壁的压力大小不变 D. 所受的摩擦力大小不变 ‎【 】广东省广州市2017届高三4月综合测试（二）理综物理试题（WORD版）‎ ‎【答案】 B 点睛：本题关键在于明确物体的运动是匀速圆周运动，同时要注意正确的进行受力分析，并能找出各力动态的变化情况.‎ ‎6．（多选）如图所示，质量为M表面光滑的斜面体放在粗糙的水平面上，其倾角为θ，斜面顶端与劲度系数为k自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的下端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中斜面体始终处于静止状态，（重力加速度为g）则下列说法正确的是( )‎ A. 物块下滑的过程中弹簧的弹性势能一直增大 B. 物块下滑到速度最大时其重力势能减少 C. 物块下滑过程中，地面对斜面体的摩擦力最大值为 D. 斜面体与地面的摩擦因数 ‎【 】齐鲁名校教科研协作体山东省、湖北省部分重点中学2017届高三下学期高考冲刺模拟（二）物理试题 ‎【答案】 BD ‎【解析】因弹簧开始处于压缩状态，故当释放后物块下滑的过程中弹簧的弹性势能先减小后增大，选项A错误；根据平衡条件，处于平衡状态时：mgsinθ=k△x ‎ =，选项C错误；‎ 斜面体受力情况如图所示，由于斜面体平衡，所以有 水平方向：f+FN1sinα-Fcosα=0‎ 竖直方向：FN2-Mg-FN1cosα-Fsinα=0‎ 又F=k（x+△L），FN1=mgcosα 联立可得：f=kxcosα，FN2=Mg+mg+kxsinα 为使斜面体始终处于静止，结合牛顿第三定律，应有|f|≤μFN2，所以 当x=-A时，上式右端达到最大值，于是有 ；选项D正确；故选BD.‎ ‎7．（多选）如图所示，质量m＝20 kg和M＝40 kg的两物块，叠放在光滑水平面上，其中物块m通过处于水平方向的轻弹簧与竖直墙壁相连，初始时刻，弹簧处于原长状态，弹簧的劲度系数k＝250 N/m．现用水平力F作用在物块M上，使其缓慢地向墙壁移动，当移动40 cm时，两物块间开始相对滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．在相对滑动前的过程中，取g=10m/s2，下列说法中正确的是 A. M受到的静摩擦力保持不变 B. 刚推动时弹簧的弹性势能等于16J C. 开始相对滑动时，推力F的大小等于100 N D. 动摩擦因数等于0.5‎ ‎【 】【全国百强校首发】湖南省衡阳市第八中学2017届高三实验班第三次质检物理试题 ‎【答案】 CD ‎8．（多选）如图所示，倾角为37°的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为d=0.2m的橡胶带，橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内，其上、下边缘与斜面的上、下边缘平行，橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为L=0.4m，现将质量为m=1kg、宽度为d的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放。已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因素为0.5，重力加速度取g=10m/s2，不计空气阻力，矩形板由斜面顶端静止释放下滑到完全离开橡胶带的过程中（此过程矩形板始终在斜面上），下列说法正确的是 A. 矩形板受到的摩擦力为Ff=4N B. 矩形板的重力做功为 WG=3.6J C. 产生的热量为Q=0.8J D. 矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时速度大小为 ‎【 】2017届湖北省七市（州）高三第一次联合调考（3月联考）理科综合-物理试卷（带解析）‎ ‎【答案】 BCD ‎9．如图所示，半径为R、圆心为O的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环固定在大圆环上竖直对称轴的两侧θ=45°的位置上，一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为m的重物，小圆环的大小、绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略．当在两个小圆环间绳子的中点C处，挂上一个质量M的重物，M恰好在圆心处处于平衡．（重力加速度为g）求：‎ ‎（1）M与m质量之比．‎ ‎（2）再将重物M托到绳子的水平中点C处，然后无初速释放重物M，则重物M到达圆心处的速度是多大？‎ ‎【 】齐鲁名校教科研协作体山东省、湖北省部分重点中学2017届高三下学期高考冲刺模拟（二）物理试题 ‎【答案】 （1） （2）‎ ‎【解析】(1)以M为研究对象，受力分析：Mg=2mgcos450‎ ‎(2)M与2个m组成的系统机械能守恒：‎ MgRsinθ-2mg(R-Rcosθ)= MV12+mV22‎ V2=V1cosθ ‎10．所受重力G1=8N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上．PA偏离竖直方向37°角，PB在水平方向，且连在所受重力为G2=100N的木块上，木块静止于倾角为θ=37°的斜面上，如图所示．试求：‎ ‎（1）木块与斜面间的摩擦力；‎ ‎（2）木块所受斜面的弹力．‎ ‎【 】2017届广东省深圳圆梦教育高三上学期港澳台侨第一次模拟考试物理试卷（带解析）‎ ‎【答案】 （1）（2）‎ ‎【解析】试题分析：（1）（2）对结点P受力分析如图甲所示，由平衡条件得：‎ 以上联立并代入数据解得：（2分）（2分）‎ 考点：共点力的平衡条件的应用 ‎【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解．本题先以结点P为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求出BP绳的拉力大小，再以G2为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解斜面对木块的摩擦力和弹力。‎ ‎ ‎ ‎【一年原创】 2018年原创试题及其解析 ‎1．如图所示是一旅行箱，它既可以在地面上推着行走，也可以在地面上拉着行走．已知该旅行箱的总质量为15 kg，一旅客用斜向上的拉力拉着旅行箱在水平地面上做匀速运动，若拉力的最小值为90 N，此时拉力与水平方向间的夹角为θ，重力加速度大小为g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，旅行箱受到地面的阻力与其受到地面的支持力成正比，比值为μ，则(　　)‎ A. μ＝0.5，θ＝37° B. μ＝0.5，θ＝53°‎ C. μ＝0.75，θ＝53° D. μ＝0.75，θ＝37°‎ ‎【答案】 D ‎【解析】对物体受力分析，如图所示：‎ 根据平衡条件，水平方向，有：Fcosθ-f=0，‎ 竖直方向，有：N+Fsinθ-G=0，‎ 其中：f=μN，‎ 点睛：本题关键是对物体受力分析，根据平衡条件并采用正交分解法列式分析，第二问令μ=tanα求解F的最小值的表达式是关键；‎ ‎2．如图所示为一简易起重装置，AC是上端带有滑轮的固定支架BC为质量不计的轻杆，杆的一端C用较链固定在支架上，另一端B悬挂一个质量为m的重物，并用钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上.开始时，杆BC与AC的夹角∠BCA>90°，现使∠BCA缓缓变小，直到∠BCA=30°.在此过程中，杆BC所受的力（不计一切阻力）（ ）‎ A. 逐渐增大 B. 先减小后增大 C. 大小不变 D. 先增大后减小 ‎【答案】 C ‎【解析】以结点B为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图如图，根据平衡条件则知，F、N的合力F合与G大小相等、方向相反。‎ 根据三角形相似得：，又F合=G，得：，，现使∠BCA缓慢变小的过程中，AB变小，而AC、BC不变，则得到，F变小，N不变，所以绳子越来越不容易断，作用在BC杆上的压力大小不变；故选C。‎ ‎【点睛】本题运用三角相似法研究动态平衡问题，直观形象，也可以运用函数法分析研究．‎ ‎3．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏斗a连接，连接b的一段细绳与斜面平行．在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则 A. b对c的摩擦力一定减小 B. b对c的摩擦力方向平行斜面向上 C. 地面对c的摩擦力方向一定水平向左 D. 地面对c的支持力保持不变 ‎【答案】 C 根据平衡条件得知水平面对c的摩擦力，方向水平向左，水平面对c的支持力，在a中的沙子缓慢流出的过程中T减小，则N增大，故C正确，D错误；故选C。‎ ‎【点睛】b受到c的摩擦力不一定为零，与两物体的重力、斜面的倾角有关．对bc整体研究，由平衡条件分析水平面对c的摩擦力方向和支持力的大小．‎ ‎4．如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平。现使木板p绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置的情况相比 A. B对A的作用力不变 B. A对B的压力增大 C. 木板对B的支持力增大 D. 木板对B的摩擦力不变 ‎【答案】 A ‎【解析】A、当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1，‎ 受总重力GAB、板的支持力N2和摩擦力f2，由平衡条件分析可知：‎ ‎ ； 由于 逐渐增大，所以N2减小，f2增大，故CD错误 故选A 点睛：采用整体隔离的方式对研究对象正确受力分析，建立平衡公式求解待求量即可。‎ ‎5．如图所示，MON为张角为90°的V型光滑支架，小球静止于支架内部，初始时刻支架的NO边处于竖直方向，将支架绕O点顺时针缓慢转动90°的过程中，NO板对小球弹力变化情况为(　　)‎ A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 ‎【答案】 A 故A正确，BCD错误。‎ ‎6．（多选）建筑工地上，工人用滑轮来提升物体，如图所示，工人的质量为M，物体的质量为m，且，若不计绳与滑轮的摩擦，则当人拉着绳向右跨出一步后，人和物仍保持静止，则下列说法正确的是 A. 人对绳的拉力增大 B. 人对地面的作用力增大 C. 地面对人的支持力增大 D. 地面对人的摩擦力减小 ‎【答案】 BC ‎【解析】A、物体始终处于静止状态,所以绳子对物体的拉力始终等于mg故A错误；‎ CD、对人受力分析并正交分解如图:‎ 由平衡条件得:‎ 点睛：当人拉着绳向右跨出一步后,人和物仍保持静止,所以人和物始终处于平衡状态,分别对物体和人受力分析应用平衡条件分析即可.‎ ‎7．（多选）如图所示，两根轻质细线的一端拴在O点、另一端分别固定在楼道内的倾斜天花板上的a点和b点，一质量为m的重物P通过长度为L的轻质细线固定在O点，系统静止，Oa水平、Ob与竖直方向成一定夹角。现在对重物施加一个水平向右的拉力F,使重物P缓慢移动，至OP间细线转动60°,此过程中拉力F做功W,则下列判断正确的是 A. Oa上的拉力F1可能不变，Ob上的拉力F2可能增大 B. Oa上的拉力F1不断增大，Ob上的拉力F2一定不变 C. ‎ D. ‎ ‎【答案】 BC ‎【解析】开始时重物受到重力和绳子的拉力，所以绳子的拉力等于重物的重力；设对重物施加一个水平向右的拉力后细绳与竖直方向之间的拉力为θ，如图，则有：‎ ‎8．（多选）如图甲所示，某同学用拖把直行拖地，沿推杆方向对拖把施加推力F，此时推力与水平面的夹角为，且拖把刚好做匀速直线运动。从某时刻开始，拖把推杆与水平方向的夹角变为，如图乙所示，保持拖把的速度大小和方向不变，则（ ）‎ A. 推力F变大 B. 推力F的功率增大 C. 地面对拖把的支持力变小 D. 地面对拖把的摩擦力变小 ‎【答案】 AB ‎【解析】设拖把与地面之间的动摩擦因数为μ，则拖把刚好匀速运动时，受到重力、支持力、推力和摩擦力，处于平衡状态，受力示意图如图所示。‎ ‎【点睛】解决本题的关键是能够正确地进行受力分析，根据动力与最大静摩擦力的关系，判断拖把的运动状态。‎ ‎9．一个底面粗糙、质量为M=3m的劈放在粗糙水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成30°角。现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30°，如图所示。‎ ‎（1）当劈静止时，求绳子的拉力大小。‎ ‎（2）当劈静止时，求地面对劈的摩擦力大小。‎ ‎（3）若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈支持力的k倍，为使整个系统静止，k值必须满足什么条件？‎ ‎【答案】 （1）mg ； （2）mg ； （3）k≥；‎ ‎【解析】【分析】小球静止时合力为零，对小球受力分析，由共点力平衡条件可求得绳子的拉力，对劈进行受力分析，当劈相对于地面刚要滑动时静摩擦力达到最大，由共点力的平衡条件可得出支持力的大小，从而得到k的取值范围；‎ 解:（1）以小球为研究对象，受力分析如图（左）所示，对T和mg进行正交分解，由平衡条件有Tcos 30°=mgsin 30°‎ 得T=mg ‎(2)以劈和小球整体为研究对象，受力情况如图（右）所示 由平衡条件可得f=Tcos 60°=mg ‎(3)为使整个系统静止，必须满足fmax=kFN≥Tcos 60°，且有FN+Tsin 60°=(M+m)g 联立解得k≥‎ ‎10．如图所示，B和C两个小球均重为G，用轻绳悬挂而分别静止于图示位置上，试求：‎ ‎(1)AB和CD两根细绳的拉力分别为多大？‎ ‎(2)绳BC与竖直方向的夹角θ是多少？‎ ‎【答案】 (1) G ， G ； (2)60°；‎ 正交分解得，‎ 联立解得 ‎(2)对C球受力分析，‎ ‎ ‎