专题02 相互作用-备战2021年高考物理之纠错笔记系列（原卷版）

专题02 相互作用-备战2021年高考物理之纠错笔记系列（原卷版）

专题02相互作用易错综述1．在弹力的有无判断和大小计算中易出现的错误有（1）易错误地将跨过光滑滑轮、杆、挂钩的同一段绳当两段绳处理，认为张力不同；易错误地将跨过不光滑滑轮、杆、挂钩的绳子当成同一段绳子处理，认为张力处处相等。（2）易错误地将平衡条件下弹力的大小推广到一般情况下。（3）易错误地认为任何情况下杆的弹力一定沿杆。注意：杆的弹力可以沿杆的方向，也可以不沿杆的方向。对于一端有铰链的轻杆，其提供的弹力方向一定沿杆着轻杆的方向；对于一端“插入”墙壁或固定的轻杆，只能根据具体情况进行受力分析，根据平衡条件或牛顿第二定律来确定杆中的弹力的大小和方向。2．在摩擦力的有无判断及大小计算中易出现的错误有（1）易误认为区分静摩擦力和滑动摩擦力的标准是“动”和“静”，而不是接触面之间的“相对运动”和“相对运动趋势”。（2）易误认为摩擦力总是阻碍物体的运动。（3）易误认为摩擦力的方向一定与物体运动的方向在同一直线上。（4）易误认为接触面越大或速度越大，摩擦力越大。（5）易错误地直接利用公式计算摩擦力的大小而不区分静摩擦力和滑动摩擦力。注意：摩擦力的大小不一定与正压力成正比，由滑动摩擦力的计算公式可知滑动摩擦力的大小与正压力成正比；最大静摩擦力的大小也与正压力成正比；而静摩擦力的大小与正压力没有直接联系。3．在解答平衡问题中易出现以下错误（1）误认为速度为零时，加速度一定为零，故合外力为零，物体一定处于平衡状态；（2）误认为物体处于平衡状态时，合外力为零，速度也一定为零；（3）定性分析多个力的动态平衡时常采用图解法，但有时易误认为“变量”是“不变量”。注意：处于平衡状态的物体，若再对其施加一个力F后而物体仍然处于平衡状态，则必定哟啊引起运来所受力中的被动力发生变化，以保持合力为零，常见典型的被动力为摩擦力。所施加的力F若为动力，则力F必须是滑动摩擦力同时增大，因此F应斜向下，这样，自然会联想到若力F为阻力，则力F必须同时使滑动摩擦力减小，因此力F斜向上。 易错展示易错点一轻杆的弹力方向的判断典例分析如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重量是2N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力A．大小为2N，方向平行于斜面向上B．大小为1N，方向平行于斜面向上C．大小为2N，方向垂直于斜面向上D．大小为2N，方向竖直向上误认为小球沿斜面有力作用，错误将杆的力分析成沿斜面方向的力。小球受到重力和弹力作用，由于小球处于静止状态，所以重力和弹力是一对平衡力，重力大小为，方向竖直向下，所以弹力大小也为，方向竖直向上，故D正确。答案：D。即时巩固1．（2018·江西浮梁一中）如图所示，竖直平面内有一光滑直杆AB，杆与水平方向的夹角为，一质量为m的小圆环套在直杆上，给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力F，并从A端由静止释放，改变直杆和水平方向的夹角，当直杆与水平方向的夹角为时，小圆环在直杆上运动的时间最短，重力加速度为g，则A．恒力F可能沿与水平方向夹斜向右下的方向B．当小圆环在直杆上运动的时间最短时，小圆环与直杆间必无挤压C．若恒力F的方向水平向右，则恒力F的大小为 D．恒力F的最小值为易错点二结点与滑轮典例分析如图所示为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图。一根轻绳跨过光滑的动滑轮，轻绳的一端系在位置A处，动滑轮的下端挂上重物，轻绳的另一端挂在起重机的吊钩C处。起吊重物前，重物处于静止状态。起吊重物过程是这样的：先让吊钩从位置C竖直向上缓慢的移动到位置B，然后再让吊钩从位置B水平向右缓慢地移动到D，最后把重物卸载某一个位置。则关于轻绳上的拉力大小变化情况，下列说法正确的是A．吊钩从C向B移动的过程中，轻绳上的拉力不变B．吊钩从C向B移动过程中，轻绳上的拉力变大C．吊钩从B向D移动过程中，轻绳上的拉力不变D．吊钩从B向D移动过程中，轻绳上的拉力变大没有认识到在绳子的最低端是一个动滑轮，错误地将两段绳子当成两根来分析，因此容易错误地选择BC。因物体重力不变，故重力与两绳子的拉力为平衡力；并且绳子为两端的张力相等；设绳子间的夹角为2θ；在由C到B上移的过程中有：2Tcosθ=mg；由几何关系可知，绳子为l，则有：lcosθ=d；因由C到B的过程中A到BC的垂直距离不变，故θ为定值；故轻绳上的拉力不变；故A正确；B错误。由B到D的过程中，绳长不变，夹角2θ一定增大，则由A中分析可知，T一定增大；故C错误；D正确。答案：AD。 即时巩固1．（2018·高考模拟卷）如图所示，处于竖直平面内的正六边形金属框架ABCDEF、可绕过C点且与平面垂直的水平轴自由转动，该金属框架的边长为L，中心记为O，用两根不可伸长、长度均为L的轻质细线将质量为m的金属小球悬挂于框架的A、E两个顶点并处于静止状态，现令框架绕转轴、沿顺时针方向缓慢转过90°角，已知重力加速度为g，在包括初、末状态的整个转动过程中下列说法正确的是A．细线OA中拉力最大值为mgB．细线OE中拉力最大值为C．细线OA中拉力逐渐增大D．细线OE中拉力逐渐减小易错点三动杆与定杆典例分析如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点，另一端B悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C，用力F拉绳，开始时∠BAC>90°，现使∠BAC缓慢变小，直到杆AB接近竖直杆AC。此过程中 A．绳子拉力逐渐增大B．绳子拉力逐渐减小C．轻杆B端所受弹力先减小后增大D．轻杆B端所受弹力保持不变本题是用铰链固定的动杆，但是有些同学认为杆AB是固定不动的，因而错解本题，认为力的方向不变，故而得出错误的结论。对B点分析受力：重物的拉力T（等于重物的重力G）、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力图如图，根据三角形相似可得：，杆AB接近AC过程中，AC、AB保持不变，CB变小，则N保持不变，F变小，故BD正确，AC错误。答案：BD。即时巩固1．（2018·江西重点中学协作体）如图所示，自重不计的横梁的一端固定在墙壁上的A点，另一端B点用绳悬挂在墙壁上的C点，当重为G的物体由挂在梁上的B点处逐渐移至A点的过程中，横梁始终保持静止。问此过程中，A点对横梁作用力F的大小和CB绳对横梁的拉力T的大小是如何变化的A．F先增大后减小B．T一直减小 C．F一直减小D．T先减小后增大易错点四摩擦力的有无及方向判断典例分析如图所示，一只猫在桌边猛地向右将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面。则在上述过程中A．鱼缸对桌布的摩擦力方向向右B．鱼缸对桌面的摩擦力方向向左C．若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面D．若猫增大拉力，鱼缸有可能滑出桌面本题错误的原因主要在于不能正确区分摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，认为猛拉桌布时，鱼缸没有动，是静止的，因此误认为鱼缸给桌布的摩擦力是静摩擦力，因此得出错误的结论。桌布向右拉出时，鱼缸相对于桌布有向左的运动，故鱼缸受到的摩擦力向右，鱼缸对桌布的摩擦力方向向左，故A错误；鱼缸和桌面接触时，鱼缸对桌面的摩擦力方向向右，故B错误；猫减小拉力时，桌布在桌面上运动的加速度减小，则运动时间变长，因此鱼缸加速时间变长，桌布抽出时的位移以及速度均变大，则有可能滑出桌面，故C正确，D错误。答案：C。即时巩固1．（2018·河北衡水中学）如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，两根相同的光滑细钉（大小不计）垂直斜面对称固定在斜面底边中垂线的两侧，相距l，将一遵循胡克定律、劲度系数为k的轻质弹性绳套套在两个细钉上时，弹性绳恰好处于自然伸长状态．现将一物块通过光滑轻质挂钩挂在绳上并置于斜面上的A位置，物块在沿斜面向下的外力作用下才能缓慢沿向下移动。当物块运动至B位置时撤去外力，物块处于静止状态。已知，轻绳始终与斜面平行，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法中正确的是 A．在移动物块的过程中，斜面对物体的作用力保持不变B．物块到达B位置时，弹性绳的张力大小为C．撤去外力后，物块在B位置受到的摩擦力可能大于D．物体从A位置到达B位置的过程中，物块与弹性绳系统机械能守恒易错点五摩擦力的突变典例分析长直木板的上表面的一端放有一个铁块，木块由水平位置缓慢一向上转动（即木板与地面的夹角α变大），另一端不动，则木块受到摩擦力f随角度α的变化关系图象是中的A．B．C．D．本题易错误地认为静摩擦力的大小等于动摩擦力的大小而错误地选择B。开始时，α=0， =0。静摩擦力的大小分析：开始一段时间，物体相对木板静止，所受的是静摩擦力；缓慢竖起时，可认为物体处于平衡状态，由的平衡关系可知，静摩擦力大小等于物体重力沿斜面向下的分力：。因此，静摩擦力随α的增大而增大，它们呈正弦规律变化。图线为正弦函数图像。在物体刚好要滑动而没滑动时，达到最大值。α继续增大，物体将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力。且满足：。开始滑动后，，因此，滑动摩擦力随α的增大而减小，呈余弦规律变化。图线为余弦规律变化。最后，，，综上分析可知：C正确。答案：C。即时巩固1．（2018·浙江温岭中学）如图所示，一个“房子”形状的铁制音乐盒静止在水平面上，一个塑料壳里面装有一个圆柱形强磁铁，吸附在“房子”的顶棚斜面，保持静止状态。已知顶棚斜面与水平面的夹角为θ，塑料壳和磁铁的总质量为m，塑料壳和斜面间的动摩擦因数为μ，则以下说法正确的是A．塑料壳对顶棚斜面的压力大小为mgcosθB．顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为μmgcosθC．顶棚斜面对塑料壳的作用力大小为mgD．磁铁的磁性若瞬间消失，塑料壳不一定会往下滑动易错点六弹力有无的判断典例分析下列各图中A、B两球之间不存在弹力的是（所有接触面均光滑）A．B．C．D．误认为只要相互接触的物体之间就一定有弹力作用而错选答案。 A图中若两球间无弹力则小球将向凹面的底部运动，AB间有弹力，故A错误；B图两球间若有弹力则小球将向两边运动，AB间无弹力，故B正确；C图两球间若无弹力则小球A将向右下运动，AB间有弹力，故C错误；D图两球间若无弹力则小球A将向下运动，AB间有弹力，故D错误。答案：B。即时巩固1．（2018·湖南衡阳联考）a、b两个质量相同的球用轻绳连接，a球用轻绳挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的A．B．C．D．易错点七受力分析中的研究对象的选取典例分析如右图所示，斜面体B放在水平地面上，木块A放在斜面体B上，用一个沿斜面向上的力F拉木块A，在力F的作用下，物体A与斜面体B一起沿水平方向匀速移动，已知斜面倾角为θ，则关于斜面体B受力的个数，下面说法中正确的是A．可能是3个B．可能是4个C．一定是4个 D．一定是5个不能正确的认识力的作用是相互的，或者将下滑力单独作为有施力物体的力让其存在而导致选出错误的选项。一定受到自身的重力，地面给的支持力，A给的压力，地面的摩擦力，若，则A与B之间没有摩擦力，若，则A与B之间存在摩擦力，所以B可能受到4个或5个作用力，故B正确。答案：B。即时巩固1．（2018·山东潍坊模拟）如图所示，两个等腰直角三角形斜劈A、B，质量均为m，在水平力F1、F2作用下静止在桌面边缘，各接触面均光滑，重力加速度为g，下列判断正确的是A．A、B之间的弹力大小等于mgB．同时撤去F1、F2瞬间，A对桌面的压力等于2mgC．同时撤去F1、F2瞬间，A、B水平方向的加速度大小相等D．F1、F2大小相等，同时增大或者减小时斜劈仍静止易错点八动态平衡中的图解法典例分析如图所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是A．A、B的质量之比为1:B．A、B所受弹簧弹力大小之比为: C．悬挂A、B的细线上拉力大小之比为:1D．快速撤去弹簧的瞬间，A、B的瞬时加速度大小之比为1:不能准确地把物体的各力之间的夹角关系明确表示出来，从而选错答案。对AB两个物体受力分析，如图所示：AB都处于静止状态，受力平衡，则有对物体A：；对物体B有：所以，故A错误；同一根弹簧弹力相等，故B错误；对A物体，细线拉力；对B物体，细线拉力，则TA:TB=cos45°:cos60°=:1，故C正确；刚撤去弹簧的瞬间，将重力分解为沿半径和沿切线方向，沿半径合力为零，合力沿切线方向，对A物体：mAgsin30°=mAaA，得aA=g；对B物体：mBgsin45°=mBaB，得aB=g；联立得aA:aB=1:；故D正确。答案：CD。即时巩固1．（2018·河南新乡三模）如图所示，竖直平面内固定的半圆弧轨道两端点M、N连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，不计所有摩擦，重力加速度为g，小球恰好静止在图示位置，下列说法疋确的是A．轨道对轻环的支持力大小为mgB．细线对M点的拉力大小为C．细线对轻环的作用力大小为D．N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30° 易错点八动态平衡中的图解法典例分析一物体重为50N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现加上如图所示的水平力F1和F2，若F2=15N时物体做匀加速直线运动，则F1的值可能是（g=10m/s2）A．3NB．25NC．30ND．50N在求解时容易只考虑大于或者只考虑小于摩擦力的情况，而没有进行全面考虑两种情况而错选答案。滑动摩擦力大小为，当摩擦力与反向时，合力，故，故A是可能的；当摩擦力与同向时，合力，故，故选项B不可以，选项CD是可能的。答案：ACD。即时巩固1．（2018·重庆质量调研）如图所示，倾角为a的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜面上，轻质细线一端固定在a上，另一端绕过2个光滑的滑轮固定在c点，滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态。若将悬挂点c向右移动少许，而a与斜劈始终保持静止．下列说法正确的是A．地面对斜劈的摩擦力一定增大B．斜劈对a的摩擦力一定增大C．细线对a的拉力一定减小D．斜劈对地面的压力一定减小 易错点十临界与极值问题的处理、典例分析如图所示，把重为8N的物体放在倾角θ=30°的粗糙斜面上并静止，物体的上端与固定在斜面上的轻质弹簧相连，弹簧与斜面平行，若物体与斜面间的最大静摩擦力为5N，下列对弹簧的弹力的分析正确的是A．可能为13N，方向沿斜面向上B．可能为5N，方向沿斜面向下C．可能为1N，方向沿斜面向下D．弹力不可能为零本题易错误地认为摩擦力向上或者向下，两个临界状态是即将上滑或者下滑，而同学们在解题时往往没有全面考虑两个方面来求解力的最大值与最小值。将重力按照作用效果分解：平行斜面的下滑分力为Gsin30°=4N，垂直斜面的垂直分力为Gcos30°=4N；当最大静摩擦力平行斜面向下时，物体与斜面间的最大静摩擦力为5N，弹簧弹力为拉力，大小为f=fm+Gsin30°=9N；当最大静摩擦力平行斜面向上时，物体与斜面间的最大静摩擦力为5N，弹簧弹力为推力，大小为f=fm–Gsin30°=1N；故弹簧弹力可以是不大于1N推力或者不大于9N的拉力，也可以没有弹力；故ABD错误，C正确。答案：C。即时巩固1．（2018·黑龙江哈尔滨六中）三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图所示，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10m/s2。则该过程p弹簧的左端向左移动的距离是A．q弹簧上端移动的距离为2cm，p弹簧的左端向左移动的距离是4cmB．q弹簧上端移动的距离为4cm，p弹簧的左端向左移动的距离是2cm C．q弹簧上端移动的距离为4cm，p弹簧的左端向左移动的距离是8cmD．q弹簧上端移动的距离为2cm，p弹簧的左端向左移动的距离是6cm纠错笔记1．弹力方向的判断方法（1）根据物体的运动状态判断：由状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程，确定弹力的方向。（2）几种常见模型中弹力方向的确定。①弹簧两端的弹力：与弹簧的重心轴线重合，指向弹簧恢复原状的方向；②轻绳的弹力：沿绳指向绳收缩的方向；③面与面接触的弹力：垂直于接触面指向受力物体；④点与面接触的弹力：过接触点垂直于接触面（或者接触面的切面）指向受力物体；⑤球与面接触的弹力：沿接触点与球心连线方向，指向受力物体；⑥球与球接触的弹力：垂直于过接触点的共切面（即沿两球心连线），指向受力物体；⑦杆的弹力：可能沿杆，也可能不沿杆，必须具体情况具体分析。2．轻绳“死结”与“活结”的处理方法当绳子跨过光滑的滑轮、钉子等光滑结点时，结点是“活结”，结点上连接的两段绳子为同一根绳子，绳子的张力处处相等。当绳子跨过滑轮、钉子等结点不光滑，或将绳子系在某点、系在另一绳子上时，结点为“死结”，结点上连接的两段绳子不是一根绳子，每段绳子的张力一般不相等。纠错通关1．（2018·广西南宁模拟）在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v。则此时A．拉力做功的瞬时功率为FvsinθB．物块B满足m2gsinθF1=F2B．F1>F2=F3C．F1=F2=F3D．F3=F1>F2纠错心得