【物理】2019届一轮复习人教版相互作用学案

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【物理】2019届一轮复习人教版相互作用学案

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
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