解密02 相互作用——备战2020年高考物理高频考点解密(原卷版)
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专题二相互作用挖命题【考情探究】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1.(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F A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F B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T A=T BC.当M被分别拉到A、B两点处时,所用水平拉力F A<F BD.上述过程中此橡皮筋的弹力不遵循胡克定律答案BD2.(2018江苏苏州期中,5)如图所示,固定在水平地面上的物体P,左侧是光滑圆弧面,一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮,一端系有质量为m=3 kg的小球,小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ=60°,绳的另一端水平连接物块3,三个物块重均为50 N,作用在物块2的水平力F=10 N,整个系统处于平衡状态,取g=10 m/s2,则以下说法正确的是( )A.1和2之间的摩擦力是10 NB.2和3之间的摩擦力是25 NC.3与桌面间的摩擦力是15 ND.物块3受6个力作用答案D3.(2018江苏如东中学、姜堰中学等五校联考,6)如图所示,一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子,沙粒之间的动摩擦因数为μ1,沙子与车厢底板的动摩擦因数为μ2(μ2>μ1),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tan θ<μ2B.要顺利地卸干净全部沙子,应满足sin θ>μ2C.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足tan θ>μ2>μ1D.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足μ2>tan θ>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。
2020高考物理必考知识点典型题过关练习《相互作用》总分100分,时间100分钟第一卷(共56分)一、单选题(本大题共11小题,共44分)1.关于力,下列说法中正确的是()A. 有受力物体就必须有施力物体B. 对于一个施力的物体,可以没有受力物体C. 对于一个受力物体,只能找到一个施力物体D. 对于一个受力物体,不可能找到多个施力物体2.关于力的说法中正确的是()A. 只有相互接触的物体间才有力的作用B. 力可以改变物体的运动状态,但不能使物体发生形变C. 竖直向上抛出的物体,能竖直上升,是因为受到竖直向上升力的作用D. 施力物体同时也是受力物体3.下列说法正确的是()A.足球在向前飞行的过程中,需要受到向前的力来维持运动B. 静摩擦力和滑动摩擦力一定都阻碍物体的运动C. 马拉车前进时,马拉车的力与车拉马的力大小相等D. 物体所受外力合力的方向不一定与物体的加速度方向相同4.如图所示,为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间的受力示意图,正确的是()A. B. C. D.5.物体同时受到同一平面内的三个力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是()A. 5 N,7 N,8 NB. 5 N,2 N,3 NC. 1 N,5 N,10 ND. 10 N,10 N,10 N6.一重为10N的物体静止在水平桌面上,现用2N的水平推力向右推它但未能推动,如图所示则此种情况下物体所受摩擦力情况是()A. 摩擦力的方向向右,大小等于2NB. 摩擦力的方向向右,大小等于10NC. 摩擦力的方向向左,大小等于2ND. 摩擦力的方向向左,大小等于12N7.在半球形光滑碗内,斜放一根筷子,如图所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为()A. A点处指向球心O,B点处竖直向上B. 均竖直向上C. A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上D. 均指向球心O8.如图所示,将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器最底部O′处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点.已知容器半径为R,与水平地面之间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角为θ=30°.下列说法正确的是()A.弹簧原长为R+B. 容器受到水平向左的摩擦力C. 容器对小球的作用力大小为mgD. 轻弹簧对小球的作用力大小为mg9.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。
2020衡水名师原创物理专题卷专题二相互作用考点04 弹力和摩擦力的分析与计算 (4、7、8、9、12)考点05 力的合成和分解 (10、13、14、16、18)考点06 受力分析 共点力平衡 (1、2、3、5、6、11、15、17、19)第I 卷(选择题 68分)一、选择题(本题共17个小题,每题4分,共68分。
每题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题意,有的有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.【广东省肇庆市2017届高三第二次模拟考试】考点06易设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点(可看成球形)的横截面积S 成正比,与下落速度v 的二次方成正比,即f =kSv 2,其中k 为比例常数,且雨点最终都做匀速运动.已知球的体积公式为V =43πr 3(r 为半径).若两个雨点的半径之比为1∶2,则这两个雨点的落地速度之比为( )A .1∶2B .1∶2C .1∶4D .1∶82.【2017·天津市五区县高三上学期期末考试】考点06难如图所示,高空作业的工人被一根绳索悬在空中,已知工人及其身上装备的总质量为m ,绳索与竖直墙壁的夹角为α,悬绳上的张力大小为F 1,墙壁与工人之间的弹力大小为F 2,重力加速度为g ,不计人与墙壁之间的摩擦,则( )A .1sin mgF α= B .2tan mgF α= C .若缓慢增大悬绳的长度,F 1与F 2都变小D .若缓慢增大悬绳的长度,F 1减小,F 2增大3.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国3卷正式版)】考点06 中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 . 104cm4.【2017·河南省中原名校豫南九校高三上学期第四次质量考评】考点04 难如图所示,重6 N 的木块静止在倾角 030=θ的斜面上,若用平行于斜面大小等于4N 的水平力推木块,木块仍保持静止,则木块所受的摩擦力大小是( )A .3 NB .4NC .5 ND .6N5.【2017·开封市高三第一次模拟】考点06难在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ,A 与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B ,整个装置处于静止状态,截面如图所示.设墙对B 的作用力为F 1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3.在B上加一物体C,整个装置仍保持静止,则()A.F1保持不变,F3增大B.F1增大,F3保持不变C.F2增大,F3增大D.F2增大,F3保持不变6.【2017·山西省重点中学协作体高三上学期期末联考】考点06难如图所示,将一长方形木块锯开为A、B两部分后,静止放置在水平地面上.则()A.B受到四个力作用B.B受到五个力作用C.A对B的作用力方向竖直向下D.A对B的作用力方向垂直于它们的接触面向下7.【2017·重庆市高三上学期(一诊)期末测试】考点04 难如图所示,有8个完全相同的长方体木板叠放在一起,每个木板的质量为100g,某人用手在这叠木板的两侧加一水平压力F,使木板水平静止。
专题二相互作用一、选择题1.(2020年全国Ⅰ卷)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。
若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是A.增加了司机单位面积的受力大小B.减少了碰撞前后司机动量的变化量C.将司机的动能全部转换成汽车的动能D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积2. (2020年全国Ⅲ卷)如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处:绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。
甲、乙两物体质量相等。
系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β,若0α=,则β等于70A. 45°B. 55°C. 60°D. 70°3.(2019年全国Ⅰ卷)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4.(2019年全国Ⅱ卷)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33,重力加速度取102m/s。
若轻绳能承受的最大张力为1 500 N,则物块的质量最大为A.150 kg B .1003kg C.200 kg D.2003kg5.(2019年全国Ⅲ卷)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1F、2F,则A.1233==F mg F mg,B.1233==F mg F mg,C.1213==2F mg F mg,D.1231==2F mg F mg,6.(2018年全国卷Ⅰ)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.F7.(2017新课标Ⅰ)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。
2020年全国高考物理考前冲刺最后一卷02(考试时间:90分钟 试卷满分:110分)注意事项:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题)一、选择题:本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
1.下列说法中错误的是( )A .若氢原子从n =6能级向n =1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应,则氢原子从n =6能级向n =2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应B .用n =4能级跃迁到n =1能级辐射出的光,照射逸出功为6.34 eV 的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41 eVC .原子核发生一次β衰变,该原子外层就一定失去一个电子D .质子、中子、α粒子的质量分别是m 1、m 2、m 3,质子和中子结合成一个α粒子,释放的能量是(2m 1+2m 2-m 3)c 2【答案】C【解析】A .根据玻尔理论可知,氢原子从n =6能级向n =1能级跃迁时辐射出的光子的能量大于氢原子从n =6能级向n =2能级跃迁时辐射出的光子的能量,结合光电效应发生的条件可知,若氢原子从n =6能级向n =1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应,则氢原子从n =6能级向n =2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应,A 正确,不符合题意;B .处于n =4能级的氢原子跃迁到n =1能级辐射出的光子的能量为:E =E 4-E 1=-0.85 eV -(-13.6 eV )=12.75 eV ,根据光电效应方程,照射逸出功为6.34eV 的金属铂产生的光电子的最大初动能为:E k =E -W 0=12.75 eV -6.34 eV=6.41 eV ,B 正确,不符合题意;C .β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子,电子释放出来,不是来自核外电子,C 错误,符合题意;D .根据爱因斯坦质能方程知,质子和中子结合成α粒子,核反应方程为1141022H+2n He ,释放的能量是ΔE =Δmc 2=(2m 1+2m 2-m 3)c 2,D 正确,不符合题意。
2020 年高考一轮复习知识考点专题02 《相互作用》第一节重力弹力摩擦力【基本概念、规律】一、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.2 .大小:G= mg.3.方向:总是竖直向下.4.重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.二、弹力1.定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用.2.产生的条件(1)两物体相互接触;(2)发生弹性形变.3.方向:与物体形变方向相反.三、胡克定律1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧的弹力的大小 F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成正比.2.表达式:F = kx.(1)k 是弹簧的劲度系数,单位为N/m ;k 的大小由弹簧自身性质决定.(2)x 是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.四、摩擦力1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势.3.大小:滑动摩擦力F f= 讣,静摩擦力:0寸f^fmax.4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.【重要考点归纳】考点一弹力的分析与计算1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断. ⑵根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向. 3•计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解.(2)根据力的平衡条件进行求解.(3)根据牛顿第二定律进行求解.考点二摩擦力的分析与计算1•静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法:禾U用假设法判断的思维程序如下:不发唯相_无棚对运_无静方向瓯相对运动巴野前方向⑵状态法:先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F = ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.2.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f = ma•若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.3.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f=卩入来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)卩为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.方法技巧:(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析.(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的.(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力.考点三摩擦力突变问题的分析1•当物体受力或运动发生变化时,摩擦力常发生突变,摩擦力的突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性•对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点.2•常见类型(1)静摩擦力因其他外力的突变而突变.(2)静摩擦力突变为滑动摩擦力.(3)滑动摩擦力突变为静摩擦力.【思想方法与技巧】弹簧与橡皮筋的弹力特点:(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律 F = kx.⑵橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等.(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),而橡皮筋只能受拉力作用.(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧或橡皮筋剪断时,其弹力立即消失.第二节力的合成与分解【基本概念、规律】一、力的合成1.合力与分力(1)定义:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,这一个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力.(2)关系:合力和分力是一种等效替代关系.2•力的合成:求几个力的合力的过程.3•力的运算法则(1)三角形定则:把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法. (如图所示)(2)平行四边形定则:求互成角度的两个力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.二、力的分解1•概念:求一个力的分力的过程.2•遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则.3.分解的方法(1)按力产生的实际效果进行分解.(2)正交分解.、矢量和标量1 .矢量既有大小又有方向的物理量,相加时遵循平行四边形定则.2.标量只有大小没有方向的物理量,求和时按算术法则相加.【重要考点归纳】考点一共点力的合成1.共点力合成的方法(1)作图法(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法.2.重要结论(1)二个分力一定时,夹角B越大,合力越小.(2)合力一定,二等大分力的夹角越大,二分力越大.(3) 合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力.3 •几种特殊情况下力的合成F 合=\/F 1+ F ;, tan 0=茫 莒 F i⑵两分力大小相等时,即 F i = F 2= F 时(如图乙所示):F 合=2Fcos⑶两分力大小相等,夹角为120。
专题二相互作用挖命题【考情探究】分析解读本专题是力学的基础,是贯穿整个物理学的核心。
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,共点力作用下物体的平衡条件更是广泛应用于力、热、电等各部分内容的题目中,这就决定了本专题知识在高考中的重要位置。
该专题知识若单独出题,主要是选择题,若与其他专题知识结合,则主要考查学生的综合能力,有选择题,也有大型的计算题。
【真题典例】破考点【考点集训】考点一常见的三种力、力的合成与分解1.(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.答案C2.(2019届内蒙古包头联考,4)如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态。
现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹簧。
在此过程中下面木块移动的距离为( )A. B. C. D.答案C3.(2018河北定州期中,9,4分)(多选)如图所示,M、N两物体叠放在一起,在恒力F作用下,一起向上做匀加速直线运动,则关于两物体受力情况的说法正确的是( )A.物体M一定受到4个力B.物体N可能受到4个力C.物体M与墙之间一定有弹力和摩擦力D.物体M与N之间一定有摩擦力答案AD4.(2019届东北三校联考,13)在动画片《熊出没》中有个镜头,“熊二”用一根轻绳绕过树枝将“光头强”悬挂起来,如图所示。
假设不计轻绳与树枝间的摩擦,此时轻绳与水平方向的夹角θ=37°,已知“光头强”体重G1=600 N,“熊二”体重G2=1 800 N,取sin 37°=0.6,cos37°=0.8。
三观一统十年高考真题精解02相互作用与牛顿运动定律十年树木,百年树人,十年磨一剑。
本专辑按照最新2020年考纲,对近十年高考真题精挑细选,去伪存真,挑选符合最新考纲要求的真题,按照考点/考向同类归纳,难度分层精析,对全国卷Ⅰ具有重要的应试性和导向性。
三观指的观三题(观母题、观平行题、观扇形题),一统指的是统一考点/考向,并对十年真题进行标灰(调整不考或低频考点标灰色)。
(一)2020考纲主题内容要求相互作用与牛顿运动定律滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ形变、弹性、胡克定律Ⅰ矢量和标量Ⅰ力的合成与分解Ⅱ共点力的平衡Ⅱ牛顿运动定律及其应用Ⅱ超重和失重Ⅰ(二)本节考向题型研究汇总题型导向考点/考向滑动摩擦力的方向判断及其大小求解问题(1)滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力;(2)直线运动过程中的受力分析。
胡克定律的应用(1)有关弹簧弹力的胡克定律问题;(2)在平衡状态下的受力分析问题。
受力分析问题(1)正交分解法;(2)整体隔离法;(3)矢量三角形法;(4)相似三角形法。
动力学两类基本问题(1)由受力情况确定运动情况;(2)由运动情况确定受力情况。
牛顿运动定律的综合应用(1)超重失重现象;(2)斜面模型;(3)滑块-木板模型。
一、考向题型研究一:滑动摩擦力的方向判断及其大小求解问题(2010年新课标Ⅰ卷T18)如图所示,一物块置于水平地面上。
当用与水平方向成600角的力F 1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成300角的力F 2推物块时,物块仍做匀速直线运动。
若F 1和F 2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.31-B.23-C.3122-D.1-32(2015年新课标Ⅰ卷T20)如图(a ),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v—t 图线如图(b )所示。
若重力加速度及图中的0v 、1v 、1t 均为已知量,则可求出()A .斜面的倾角B .物块的质量C .物块与斜面间的动摩擦因数D .物块沿斜面向上滑行的最大高度(2012年新课标Ⅰ卷T24)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。
解密02 相互作用核心考点考纲要求 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 形变、弹性、胡克定律 矢量和标量 力的合成和分解 共点力的平衡Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ ⅡG mg ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎧⎪⎨⎪⎩⎩⎧⎧⎪⎪=⎨⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎧⎪⎨⎨⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩力的概念力的基本特征基本概念力的图示和力的示意图四种基本相互作用合力与分力共点力:合力为零时处于平衡状态平行四边形力的合成相互作用力的合成与分解定则按作用效果分解力的分解正交分解重心重力大小:方向:总是竖直向下滑动摩擦力常见的三种力摩擦力静摩擦力大小、方向弹力产生条件:直接接触产生弹性形变胡克定律⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩考点1物体的平衡(1)平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动状态。
(2)共点力的平衡条件:F合=0或=0=0xyFF⎧⎪⎨⎪⎩合合。
(3)重要推论①二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反。
②三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反。
③多力平衡:如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反。
(4)共点力作用下物体的平衡问题的一般解题思路拓展1:整体法与隔离法在平衡问题中的应用(1)对整体法和隔离法的理解整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法。
整体法的优点在于只需要分析整个系统与外界的关系,避开了系统内部繁杂的相互作用。
隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体的方法。
隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚。
(2)整体法和隔离法的使用技巧当分析相互作用的两个或两个以上的物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法。
整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法。
拓展2:临界问题的处理方法(1)临界问题:当某物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”,在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述。
(2)常见的临界状态有:①两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0(主要体现为两物体间的弹力为0);②绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大值;③绳子绷紧与松驰的临界条件为绳中张力为0;③存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大。
(3)研究的基本方法:假设推理法。
拓展3:动态平衡(1)动态平衡:平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化。
(2)基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”。
(3)基本方法①解析法:列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式,根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况。
②图解法:根据已知量的变化情况,由平行四边形定则或三角形定则作出变化的图示,由几何关系确定未知量大小、方向的变化。
(2019·天津期中)如图所示,倾角为 的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,滑轮通过轻杆固定在天花板上,A、B、C都处于静止状态,忽略滑轮的自重,则A.水平面对C的支持力等于B、C的总重力B.杆对滑轮的作用力方向竖直向上C.B一定受到C的摩擦力D.C一定受到水平面的摩擦力【参考答案】D【试题解析】AD.以BC组成的整体为研究对象,分析受力,画出力图如图。
根据平衡条件,水平面对C 的摩擦力f =F cos θ。
方向水平向左。
由图得到水平面对C 的支持力大小N =G C +G B –F sinθ<G C +G B 。
故A 错误,D 正确;B .滑轮受到AB 两个物体的拉力,这两个力的合力的方向不在竖直方向上,所以滑轮受到的杆对滑轮的作用力的方向一定不是竖直向上。
故B 错误。
C .当物体B 满足m B g sin θ=m A g 时,B 不受C 的摩擦力,选项C 错误。
1.(2019·天津期中)用一轻绳将一重力为G 的小球P 系于光滑墙壁上的O 点,小球P 处于静止状态,且细绳与竖直墙面之间的夹角为θ,则下列相关说法正确的是A .细绳的拉力为sin GθB .墙对小球的支持力为tan GθC .若绳子变短,墙对小球的支持力变大D .若绳子变长,绳子对小球的拉力变大2.(2019·浙江高三月考)如图所示为一幅叠石平衡作品,各种形状的石头被堆叠在一起保持静止。
图中关于a 、b 和c 三块石头的说法正确的是A.a与b之间一定有摩擦力B.a对b的作用力就是A的重力C.a对c的压力等于A的重力D.c对b的支持力是由于B发生形变产生的3.一质量为m的铁环套在粗糙的水平横杆上,通过细线连接一质量也为m的小球,小球还用一根水平细线拉着且水平细线拉力大小为mg,保持环和小球的位置不变,横杆的位置逐渐按图示方向在纸面内转到竖直位置,在这个过程中环与杆相对静止,则A.连接环和小球的细线拉力增大B.杆对环的作用力逐渐增大C.杆对环弹力的最小值为3mgD.杆对环的摩擦力的最大值为2mg考点2探究弹力和弹簧伸长的关系1.基本实验要求(1)实验原理弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的伸长量越大,弹力也就越大。
(2)实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸(3)实验步骤①安装实验仪器;②测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量),列表作出记录,要尽可能多测几组数据;③根据所测数据在坐标纸上描点,以力(或质量)为纵坐标,以弹簧的伸长量(或总长)为横坐标;④按照在图中所绘点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线),所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同;⑤写出曲线所代表的函数。
2.规律方法总结(1)实验数据处理方法①列表法将测得的F、x数据填入设计好的表格中,可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的。
②图象法以弹簧伸长量x为横坐标,弹力F为纵坐标,描出F、x各组数据相应的点,作出的拟合曲线是一条过坐标原点的直线。
③函数法弹力F与弹簧伸长量x满足F=kx的关系。
(2)注意事项①不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度。
②尽量多测几组数据:要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据。
③弹簧的原长:弹簧悬挂后的长度才能算是弹簧的原长,由于弹簧自身重力的影响,悬挂的弹簧比水平放置的弹簧长一些。
④观察所描点的走向:本实验是探究性实验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点。
⑤统一单位:记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。
(3)误差分析①钩码标值不准确,弹簧长度测量不准确带来误差。
②画图时描点及连线不准确也会带来误差。
(4)用图象法处理实验数据图象法是一种重要的实验数据处理方法。
图象具有既能描述物理规律,又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点。
当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高。
作图的规则:①要在坐标轴上标明坐标轴代表的物理量、单位,恰当地选取纵轴、横轴的标度,并根据数据特点正确确定坐标起点,使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸。
若弹簧原长较长,则横坐标起点可以不从零开始选择。
②作图线时,尽可能使直线通过较多所描的点,不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧(若有个别点偏离太远,则是因偶然误差太大所致,应舍去)。
③要注意坐标轴代表的物理量的意义,注意分析图象的斜率、截距的意义,要理解斜率和截距的意义可以解决什么问题。
(2019·河南郑州一中高三期中)焦利氏秤是用来测量竖直方向微小力的仪器。
实际上就是一个弹簧秤,其简化原理图如图1所示。
焦利氏秤上的弹簧是挂在可以上下移动的有刻度的管子上的,管外面套有外管,外管上有游标尺,旋转标尺上下调节旋钮即可使管上下移动。
当重物盘内不放砝码时,固定在弹簧下端的指针指在标线的位置,此时的读数可由管的刻度和外管上的游标读出。
如果在重物盘上加x克砝码,弹簧伸长,指针位置下移,旋转标尺上下调节旋钮使管向上移动,使指针回下调节标线位置,通过管及外管的游标可读出重物盘上加x克砝码对应的示数。
现通过改变重物盘内砝码的质量获得实验数据如下表所示:序号0 1 2 3 4 5 6 7 8 9盘内砝码质量(g)0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 标尺上读数(cm) 1.63 3.52 5.39 7.28 9.17_______12.93 14.82 16.69 18.56 当重物盘中加入5 g砝码时,管和外管刻度如图2所示,请把表格补充完整。
已知重力加速度g=9.8 m/s2,由表中数据可求得焦利氏秤内弹簧的劲度系数k=_________N/m(保留两位有效数字)。
【参考答案】11.07 0.52【试题解析】按十分度的游标卡尺读数规则,当重物盘中加入5 g砝码时读数为:110 mm+7×0.lmm=110.7 mm=11.07 cm,根据mgkl=∆,用逐差法求得相差5 g状态下的伸长量平均值:25061728394()()()()()9.41610m 5l l l l l l l l l l l --+-+-+-+-∆==⨯,可求得325000109.8=0.529.41610mg k l --⨯⨯=≈∆⨯ N/m 。
1.(2019·吉林吉化第一高级中学校期中)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在______方向(填“水平”或“竖直”);(2)弹簧自然悬挂,待弹簧处于静止时,长度记为L 0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx ;在砝码盘中每次增加10g 砝码,弹簧长度依次记为L 1至L 6,数据如下表: 代表符号Lx L 0 L x L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 L 6 数值(cm ) 25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4037.40表中有一个数值记录不规范,代表符号为_______。
由表可知所用刻度尺的最小分度为______mm 。
(3)下图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_________的差值(填“L 0或L x ”)。