【物理】2020届一轮复习人教版　相互作用学案

【物理】2020届一轮复习人教版　相互作用学案

专题二　相互作用 挖命题 ‎【考情探究】‎ 考点 考向 ‎5年考情 预测 热度 考题示例 学业水平 关联考点 素养要素 解法 常见的三 种力、力 的合成与 分解 常见的三种力 ‎2017课标Ⅱ,16,6分 ‎2‎ 平衡条件 相互作用观念 平衡法 ‎★★☆‎ ‎2017课标Ⅲ,17,6分 ‎3‎ 平衡条件 相互作用观念 ‎2015山东理综,16,6分 ‎5‎ 平衡条件 相互作用观念 整体法、‎ 隔离法 ‎2014广东理综,14,4分 ‎3‎ 相互作用观念 力的合成与分解 ‎2018天津理综,7,6分 ‎3‎ 科学推理 分解法 受力分 析、共点 力的平衡 受力分析、‎ 共点力的平衡 ‎2017课标Ⅰ,21,6分 ‎3‎ 相互作用观念 ‎★★★‎ ‎2016课标Ⅰ,19,6分 ‎3‎ 相互作用观念 隔离法 ‎2016课标Ⅲ,17,6分 ‎3‎ 科学推理 对称法 ‎2017天津理综,8,6分 ‎3‎ 模型构建 动态分析法 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.2-‎3‎ B.‎3‎‎6‎ C.‎3‎‎3‎ D.‎‎3‎‎2‎ 答案　C ‎2.(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.m‎1‎gk‎1‎ B.m‎2‎gk‎2‎ C.m‎1‎gk‎2‎ D.‎m‎2‎gk‎1‎ 答案　C ‎3.(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　AD ‎4.(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,cos 37°=0.8。‎ ‎(1)求此时“熊二”对地面压力的大小FN;‎ ‎(2)求此时“熊二”与地面间静摩擦力的大小Ff;‎ ‎(3)现“熊二”要把“光头强”吊挂得更高一些,向右水平移动了一小段距离,则“熊二”对地面压力大小和“熊二”与地面间静摩擦力大小是“变大”还是“变小”?‎ 答案　(1)1 440 N　(2)480 N　(3)“熊二”向右水平移动一小段距离,θ减小,T不变,则静摩擦力增大,支持力增大,由牛顿第三定律知,“熊二”对地面的压力增大。‎ 考点二　受力分析、共点力的平衡 ‎1.(2017天津理综,8,6分)(多选)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,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,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b',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 ‎2.(2018湖北四地七校联考,9,4分)(多选)如图所示,位于水平面上的物体在斜向上的恒力F的作用下,做速度为v的匀速运动,此时力F与水平方向的夹角为θ。物体与水平面间的动摩擦因数为μ。则F的最小值Fmin和方向(与水平方向夹角的正切)为(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.Fmin=μmg‎1+‎μ‎2‎ B.Fmin=‎μmg‎1-‎μ‎2‎ C.tan θ=μ D.tan θ=‎‎1‎μ 答案　AC ‎3.(2017河北邢台质检,15,11分)如图所示,绳OC与竖直方向成30°角,O为质量不计的光滑的滑轮,用一根绳连接物体A和B,已知物体B重1 000 N,物体A重400 N,物体A在空中静止,物体B在地面上静止。(不计绳的重力)求:‎ ‎(1)OC绳的拉力为多大?‎ ‎(2)物体B所受地面的摩擦力和支持力分别为多大?‎ 答案　(1)400‎3‎ N　(2)200 ‎3‎ N　800 N ‎【方法集训】‎ 方法1　平衡问题中的“隔离法”与“整体法”‎ ‎1.(2018陕西西安模拟,6,4分)如图所示,三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球保持静止,A、D间细绳是水平的,现对B球施加一个水平向右的力F,将B缓缓拉到图中虚线位置,这时三根细绳张力TAC、TAD、TAB的变化情况是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.都变大 B.TAD和TAB变大,TAC不变 C.TAC和TAB变大,TAD不变 D.TAC和TAD变大,TAB不变 答案　B ‎2.(2018河南名校联考,7)(多选)一轻质杆两端分别固定质量均为m的小球A、B,由细线OE、FC悬挂于水平天花板及竖直墙壁上,如图所示,其中OE与竖直方向的夹角θ=30°,FC水平,现保持轻杆位置不变,而将FC线的C端缓慢上移到FC与水平方向成α=60°的位置,则下列说法中正确的是(　　)‎ A.细线OE的拉力一直减小且减小了‎2‎‎3‎‎3‎mg B.细线FC的拉力先减小后增大,其最小值为mg C.细线FC的拉力一直减小且减小了mg D.轻杆的弹力先减小后增大,其最小值为‎3‎‎3‎mg 答案　AB 方法2　动态平衡问题中的图解分析法 ‎1.(2019届河北五校联考,6)(多选)如图所示,形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b,靠在一起,表面光滑,重力为G,其中b的下半部分刚好固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a静止在水平面上,现过a的轴心施加一水平作用力F,可缓慢地将a拉离水平面一直滑到b的顶端,对该过程分析,则应有(　　)‎ A.拉力F先增大后减小,最大值是G B.开始时拉力F最大为‎3‎G,以后逐渐减小为0‎ C.a、b间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G D.a、b间的压力由0逐渐增大,最大为G 答案　BC ‎2.(2018陕西西安模拟,9,4分)(多选)如图所示,上表面光滑的半圆柱体放在水平地面上,一小物块从靠近半圆柱体顶点O的A点,在外力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态。下列说法中正确的是(　　)‎ A.半圆柱体对小物块的支持力变大 B.地面对半圆柱体的摩擦力先增大后减小 C.外力F变大 D.地面对半圆柱体的支持力变大 答案　BC ‎3.(2017湖南衡阳段考,6,4分)如图所示,倾角为θ的斜面体放在粗糙水平地面上,斜面顶端安有滑轮,不可伸长的轻绳连接A、B并跨过滑轮,起初A悬空,B静止于斜面上,现用水平力F拉住绳上的一点,使A从悬线竖直缓慢移动到虚线位置,在此过程中斜面体与物体B始终保持静止,则(　　)‎ A.绳子对A的拉力一直减小 B.地面对斜面体的摩擦力增大 C.斜面体对地面的压力减小 D.物体B受到的摩擦力一定沿斜面向上 答案　B 方法3　平衡问题中的相似三角形法 ‎1.(2018河北五校联考,7,4分)如图所示,质量分布均匀的细棒中心为O点,O1为光滑铰链,O2为光滑定滑轮,O2在O1正上方,一根轻绳一端系于O点,另一端跨过定滑轮O2由水平外力F牵引,用N表示铰链对杆的作用力,现在外力F作用下,细棒从图示位置缓慢转到竖直位置的过程中,下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.F逐渐变小,N大小不变 B.F逐渐变小,N大小变大 C.F先变小后变大,N逐渐变小 D.F先变小后变大,N逐渐变大 答案　A ‎2.(2017重庆十一中月考,3,4分)如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为m的小球套在圆环上,一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住。‎ 现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程中手对线的拉力F和环对小球的弹力FN的大小变化情况是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.F减小,FN不变 B.F不变,FN减小 C.F不变,FN增大 D.F增大,FN减小 答案　A ‎3.(2019届东北三校联考,9)如图所示,小圆环A上系着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一轻绳一端拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块。如果小圆环、滑轮的大小和质量以及所有的摩擦都可以忽略不计,绳子又不可伸长,若平衡时弦AB所对应的圆心角为α,则两物块的质量之比m1∶m2应为(　　)‎ A.cos α‎2‎ B.sin ‎α‎2‎ C.2 sin α‎2‎ D.2 cos ‎α‎2‎ 答案　C 过专题 ‎【五年高考】‎ A组　基础题组 ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ ‎1.(2017课标Ⅲ,17,6分)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm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 ‎2.(2016江苏单科,1,3分)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 ‎3.(2016课标Ⅰ,19,6分)(多选)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 ‎4.(2017课标Ⅰ,21,6分)(多选)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α(α>π‎2‎)。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α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 B组　提升题组 ‎1.(2018天津理综,7,6分)(多选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,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FN大 B.若F一定,θ小时FN大 C.若θ一定,F大时FN大 D.若θ一定,F小时FN大 答案　BC ‎2.(2016课标Ⅲ,17,6分)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.m‎2‎ B.‎3‎‎2‎m C.m D.2m 答案　C ‎3.(2015山东理综,16,6分)如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为(　　)‎ A.‎1‎μ‎1‎μ‎2‎ B.‎1-‎μ‎1‎μ‎2‎μ‎1‎μ‎2‎ C.‎1+‎μ‎1‎μ‎2‎μ‎1‎μ‎2‎ D.‎‎2+‎μ‎1‎μ‎2‎μ‎1‎μ‎2‎ 答案　B ‎4.(2014山东理综,14,6分)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后(　　)‎ A.F1不变,F2变大 B.F1不变,F2变小 C.F1变大,F2变大 D.F1变小,F2变小 答案　A ‎5.(2014课标Ⅰ,17,6分)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内),与稳定在竖直位置时相比,小球的高度(　　)‎ A.一定升高 B.一定降低 C.保持不变 D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 答案　A C组　教师专用题组 ‎1.(2013课标Ⅰ,21,6分)(多选)2012年11月,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在t=0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置,其着舰到停止的速度-时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m。已知航母始终静止,重力加速度的大小为g。则　(　　)‎ 图(a)‎ 图(b)‎ A.从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10‎ B.在0.4 s~2.5 s时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化 C.在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过2.5g D.在0.4 s~2.5 s时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变 答案　AC ‎2.(2012课标,24,14分)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ,重力加速度为g。某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ。‎ ‎(1)若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小。‎ ‎(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0,若θ≤θ0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tan θ0。‎ 答案　(1)μmgsinθ-μcosθ　(2)λ ‎【三年模拟】‎ 一、选择题(每小题6分,共48分)‎ ‎1.(2017安徽皖南八校一联,2)如图所示,物体A、B叠放在水平桌面上,方向相反的水平拉力F1=3 N、F2=6 N分别作用在物体A、B上,使A、B一起在桌面上做匀速直线运动,A、B始终保持相对静止。以f1表示A受到的摩擦力大小,以f2表示B受到桌面的摩擦力大小,则(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.f1=3 N,f2=6 N B.f1=3 N,f2=3 N C.f1=0,f2=6 N D.f1=0,f2=3 N 答案　B ‎2.(2017河北衡水摸底,12)(多选)如图所示,水平桌面上有三个相同的物体a、b、c叠放在一起,a的左端通过一根轻绳与质量为m=1 kg的小球相连,绳与水平方向的夹角为60°,小球静止在光滑的半圆形器皿中,水平向右的力F=30 N作用在b上,三个物体保持静止状态,g取10 m/s2,下列说法正确的是(　　)‎ A.物体c受到向右的静摩擦力 B.物体b受到一个摩擦力,方向向左 C.桌面对物体a的静摩擦力方向水平向左 D.撤去力F的瞬间,三个物体将获得向左的加速度 答案　BC ‎3.(2018河北定州期中,3)(多选)如图所示,物体A、B用细绳与轻弹簧连接后跨过滑轮。A静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B悬挂着。已知质量mA=3mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,那么下列说法中正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.弹簧的弹力将增大 B.物体A对斜面的压力将增大 C.物体A受到的静摩擦力将减小 D.物体A可能被拉动 答案　BC ‎4.(2017安徽江淮十校三模,17)一长方形木板放置在水平地面上,在木板的上方有一条状竖直挡板,挡板的两端固定于水平地面上,挡板跟木板之间并不接触。现在有一个方形物块在木板上沿挡板以某一速度运动,同时方形木板以相同大小的速度向左运动,木板的运动方向与竖直挡板垂直,已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2,物块的质量为m,则竖直挡板对物块的摩擦力大小为(　　)‎ A.0 B.‎2‎‎2‎μ1μ2mg C.‎1‎‎2‎μ1μ2mg D.‎2‎μ1μ2mg 答案　B ‎5.(2018福建厦门质检)如图所示,一个质量为m的滑块置于倾角为30°的固定粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上的Q点,直线PQ与斜面垂直,滑块保持静止。则(　　)‎ A.弹簧可能处于原长状态 B.斜面对滑块的摩擦力大小可能为零 C.斜面对滑块的支持力大小可能为零 D.滑块一定受到四个力作用 答案　A ‎6.(2018湖南郴州质检)如图所示,两个可视为质点的小球a和b,用质量可忽略的刚性细杆相连,放置在一个光滑的半球面内,已知小球a和b的质量之比为‎3‎,细杆长度是球面半径的‎2‎倍。则:两球处于平衡状态时,细杆与水平面的夹角θ是(　　)‎ A.45° B.30° C.22.5° D.15°‎ 答案　D ‎7.(2019届河北五校联考,9)如图所示,质量为M的半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上,质量为m的光滑小球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一直减小 B.力F的最小值为mg sin θ C.地面对框架的摩擦力先减小后增大 D.框架对地面的压力一直增大 答案　A ‎8.(2019届河北五校联考,10)如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球。当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=90°,质量为m2的小球位于水平地面上,设此时质量为m2的小球对地面的压力大小为FN,细线的拉力大小为FT,则(　　)‎ A.FN=(m2-m1)g B.FN=m2g C.FT=‎2‎‎2‎m1g D.FT=m‎2‎‎-‎‎2‎‎2‎m‎1‎g 答案　B 二、非选择题(共27分)‎ ‎9.(13分)(2019届湖北黄冈阶段测试,15)质量为m0的木楔倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时,它正好匀速下滑。如果用与木楔斜面成α角的力F,拉着木块匀速上升,如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止)。‎ ‎(1)当α=θ时,拉力F有最小值,求此最小值;‎ ‎(2)当α=θ时,木楔对水平面的摩擦力是多大?‎ 答案　(1)mg sin 2θ　(2)‎1‎‎2‎mg sin 4θ ‎10.(14分)(2019届广西钦州阶段检测,15)一个底面粗糙、质量为m0=5 kg的劈放在粗糙的水平面上,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=3 kg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,(g取10 m/s2)试求:‎ ‎(1)当劈静止时绳子的拉力大小;‎ ‎(2)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)10‎3‎ N　(2)k≥‎‎3‎‎13‎