四川省2019高考物理复习全辑第3讲相互作用讲与练（，含解析）.docx

必修一第3讲相互作用李仕才考试内容及要求知识内容学考要求2015.10考题2016.4考题2016.10考题2017.4考题2017.11考题2018.4考题2018.6考题重力、基本相互作用c23弹力c7摩擦力c137力的合成c力的分解c7共点力平衡条件及应用c105一、重力、基本相互作用1力力是物体与物体之间的相互作用力的单位是牛顿，符号是N，力是矢量2重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力(2)大小：Gmg，其中g为重力加速度(3)方向：竖直向下(4)重心：重力的等效作用点重心的位置与质量分布和物体形状有关，质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心形状不规则或者质量不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定3四种基本相互作用万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用例1(2017绍兴市9月诊断考试)如图1所示是运动员在冬奥会比赛中滑雪的情景，运动员和滑板组成的系统受到的力有()图1A推力B重力、推力C重力、空气阻力D重力、推力、空气阻力答案C例2(2018牌头中学期中质检)如图2所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为()图2A马跑得快的缘故B马蹄大的缘故C马的重心在飞燕上D马的重心位置和飞燕在一条竖直线上答案D二、弹力1弹性形变：撤去作用力后能够恢复原状的形变2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的力(2)产生条件：物体相互接触；物体发生弹性形变(3)几种常见的弹力方向压力或支持力的方向总是垂直于支持面而指向被压或被支持的物体绳的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向杆中弹力可能沿杆方向，也可能不沿杆方向3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(2)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4胡克定律(1)内容：弹簧发生弹性形变时，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：Fkx.说明：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x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度例3(2017湖州市期末)如图3所示为某同学在篮球比赛中进行击地传球的示意图，下列说法中，正确的是()图3A地面给篮球的弹力方向竖直向下B篮球给地面的弹力方向斜向下C地面对篮球的支持力大于篮球对地面的压力D篮球受到地面的支持力，是由于地面发生了形变而产生的答案D解析点与面间的弹力方向垂直于接触面且指向受力物体，所以篮球受到地面的弹力垂直地面指向篮球，篮球对地面的弹力垂直地面且指向地面，所以A、B选项错误；由牛顿第三定律可知，地面对篮球的支持力与篮球对地面的压力大小相等，方向相反，所以C选项错误；篮球受到的支持力的施力物体是地面，所以是地面发生微小形变产生的，D选项正确例4(2018嘉兴市教学测试)如图4所示的复合弹簧是在金属弹簧周围包裹一层橡胶材料复合硫化而成这种弹簧已广泛应用于工程技术上以代替金属弹簧，其物理性能与金属弹簧相同由此可知，复合弹簧()图4A不再遵循胡克定律B弹力与形变量成正比C劲度系数与粗细无关D劲度系数与材料无关答案B三、摩擦力1产生条件(1)两物体相互接触且接触面粗糙；(2)两物体有相对运动或相对运动趋势；(3)两物体在接触面上有正压力(弹力)2方向：与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反3大小：滑动摩擦力FfFN；静摩擦力0FfFfmax.4应用：(1)静摩擦力的有无和方向判断假设法：假设接触面光滑，不存在摩擦力，然后分析这两个物体是否发生相对运动若无相对运动，说明这两物体间没有相对运动趋势，无静摩擦力；反之则存在静摩擦力运动状态法：当相互接触的两物体处于静止或匀速直线运动状态时，可根据平衡条件判断静摩擦力是否存在(2)摩擦力大小的计算静摩擦力大小的计算：物体处于平衡状态时，利用平衡条件计算其大小；物体有加速度时，由F合ma进行计算滑动摩擦力的计算：FfFN，为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力例5(2018诸暨中学第二次考试)如图5所示，某人用手握住一个保温杯，则下列说法中正确的是()图5A若保持保温杯始终静止，则手握得越紧，保温杯受到的摩擦力越大B握着保温杯匀速向上运动，保温杯所受的摩擦力向上C握着保温杯匀速向下运动，保温杯所受的摩擦力向下D握着保温杯水平匀速运动，保温杯不受摩擦力答案B例6(2015浙江10月学考13)将质量为1.0 kg的木块放在水平长木板上，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，木块先静止后相对木板运动用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小，并用计算机绘制出摩擦力大小Ff随拉力大小F变化的图象，如图6所示木块与长木板间的动摩擦因数为(g10 m/s2)()图6A0.3 B0.5C0.6 D1.0答案A解析由题图看出，拉力大于5 N后木块相对木板滑动，滑动摩擦力为3 N，支持力与木块的重力大小相同，0.3，A对四、力的合成1合力与分力(1)如果一个力的作用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平行四边形定则求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以以表示F1、F2的有向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，如图7所示图73合力与分力的大小关系(1)两个分力一定时，夹角(0180)越大，合力越小(2)合力一定，两等大分力的夹角(0180)越大，两分力越大(3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力4两个共点力的合力大小的范围：|F1F2|FF1F2，即两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小当两力反向时，合力最小，为|F1F2|；当两力同向时，合力最大，为F1F2.例7小明和小娴两人共提总重力为G的一桶水匀速前行，如图8所示若两人手臂用力大小均为F，两人提水的手臂间的夹角为，则()图8A越大，则F越小B若60，则FC若120，则FGD当90时，F有最小值答案C解析合力一定，两人提水的手臂间的夹角越大，则F越大，选项A错误；若60，根据平行四边形定则，分力F，选项B错误；若120，则FG，选项C正确；当0时，F有最小值，选项D错误五、力的分解1概念：求一个力的分力的过程2遵循规则：平行四边形定则或三角形定则3(1)按力的实际效果分解的几种典例(如图9所示) 图9(2)正交分解方法：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解(如图10所示)图10建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容易分解力(即尽量多的力在坐标轴上)为原则；在动力学中，习惯以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系例8小刘同学用轻质圆规做了如图11所示的小实验，其中圆规两脚A与B分别模拟横梁与斜梁，钥匙模拟重物通过实验能说明：O点受到向下的力F产生的对横梁A与斜梁B的作用效果分别是()图11A压力、拉力 B压力、压力C拉力、拉力 D拉力、压力答案D解析对力F按照作用效果分解，如图所示，则F1为拉力，F2为压力，因此D选项正确六、共点力的平衡1平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态2平衡条件：F合0或者.3解决平衡问题的一般思路(1)确定研究对象，可能是一个物体、一个结点或一个系统(用整体法或隔离法)(2)对研究对象正确地受力分析，并作出受力图(3)判定研究对象是否处于平衡状态(4)运用平衡条件，选择合适方法列出平衡方程解题若物体受力较多，一般可选用力的正交分解法；对三力平衡的问题，可利用合成法或分解法，运用三角形知识来求解例9(2018新昌中学考前模拟)图12所示为喜庆节日里挂的灯笼，由于天气刮风，所受重力为G的灯笼向右飘起，设风对灯笼的作用力F恒定在某一时间内灯笼偏离竖直方向的角度恒为，设轻绳对灯笼的拉力为FT.下列说法正确的是()图12AFT与F的合力方向竖直向下BFT与F的合力大于GCFT和G是一对平衡力D绳索所受拉力的大小为FT答案D解析灯笼受力情况如图所示：FT与F的合力与重力等大反向，A、B、C错误；由几何关系知FT，D正确1(2018浙江6月学考7)如图13所示是一劲度系数为k的弹簧，右上方为其对应的Fx图象，O点对应弹簧自然伸展状态，弹簧拉伸至x1时弹力为F1，拉伸至x2时弹力为F2，则()图13AF1kx1 BF1kx2CF1k(x2x1) DF2k(x2x1)答案A解析根据胡克定律，弹簧弹力与形变量成正比，即选项A正确2.(2016浙江10月学考3)中国女排在2016年奥运会比赛中再度夺冠图14为比赛中精彩瞬间的照片，此时排球受到的力有()图14A推力B重力、推力C重力、空气对球的作用力D重力、推力、空气对球的作用力答案C解析此时手与排球没有接触，所以没有推力，故C选项正确3.(2018嘉兴市期末)如图15所示，用手向右拉毛刷，毛刷与桌面保持相对静止，则()图15A手与毛刷间存在滑动摩擦力B手受到的摩擦力与毛刷受到桌面的摩擦力方向相反C毛刷受到桌面的静摩擦力方向向左D手与毛刷之间不存在相互作用力答案C解析手要用力向右拉着毛刷，所以两者之间有作用力，D选项错误；手与毛刷两者之间没有相对滑动，不存在滑动摩擦力，A选项错误；手相对毛刷和毛刷相对桌面都有向右的运动趋势，所以手受到的摩擦力与毛刷受到桌面的摩擦力方向都向左，方向相同，所以B选项错误，C选项正确4.(2017浙江4月学考7)如图16所示，重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下以下说法正确的是()图16A在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变B自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小C自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小D石块开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力答案C解析物体的重心的位置跟形状还有质量分布有关，石块下滑前后，质量分布变化，形状变化，所以重心改变，选项A错误；动摩擦因数与倾角无关，选项B错误；由图可知，FNmgcos ，Ffmgsin ，倾角变大，所以正压力FN减小，选项C正确；石块开始下滑时，重力沿斜面方向的分力大于石块受到的摩擦力，选项D错误5.(2017浙江4月学考10)重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时，有如图17所示的比赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为，则()图17A当60时，运动员单手对地面的正压力大小为B当120时，运动员单手对地面的正压力大小为GC当不同时，运动员受到的合力不同D当不同时，运动员与地面之间的相互作用力不相等答案A解析运动员竖直倒立在地面上保持静止状态时，地面对两手的支持力竖直向上，运动员的受力如图所示，由平衡关系可知，2FNG，即FN，FN与角无关，所以选项A正确，B错误；不管角度如何，运动员受到的合力都为零，即地面对运动员的作用力与重力大小相等、方向相反，选项C、D错误6.(2017浙江11月学考5)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图18所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为，则()图18A上方球与下方三个球间均没有弹力B下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C水平地面对下方三个球的支持力均为mgD水平地面对下方三个球的摩擦力均为mg答案C解析将四个球看成一个整体，地面的支持力与球的重力平衡，设下方三个球中的一个球受到的支持力大小为FN，因此3FN4mg，即FNmg，所以选项C正确；由力的平衡条件知，下面三个球对上面的球有弹力，故上面的球对下面三个球肯定有弹力，选项A错误；对下方地面上的其中一个球进行受力分析，如图所示由受力分析可知，选项B错误；由于球是受到地面的静摩擦力，因此不能通过FfFN求解此摩擦力，选项D错误7.(2018浙江名校新高考联盟第一次联考)图19是汽车45极限爬坡时的照片，若汽车要缓慢匀速地开上45的斜坡，车胎和斜坡面之间的动摩擦因数至少要达到()图19A0.7B0.8C0.9D1答案D解析汽车受力如图所示，汽车恰好不打滑时，Ffmgsin 45mgcos 45，1，即车胎和斜坡面之间的动摩擦因数至少为1.一、选择题1.(2016浙江4月学考2)如图1所示是某人在投飞镖，飞镖在飞行途中受到的力有()图1A推力B重力、空气阻力C重力、推力D重力、推力、空气阻力答案B2.(2018浙江“七彩阳光”联盟期中联考)如图2所示，一把重为G的梯子仅在一石块的支持下处于静止状态，此时梯子受到石块作用力的大小与方向分别是()图2A大于G、沿梯子斜向上B等于G、沿梯子斜向上C等于G、竖直向上D小于G、竖直向上答案C3如图3所示是我国的极地考察破冰船“雪龙号”为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度则船体对冰块的弹力示意图正确的是()图3答案C解析弹力的方向垂直于支持面而指向被压或被支持的物体，符合条件的只有C项，故选C.4.(2018嘉兴市教学测试)如图4是某街舞爱好者在水平面上静止倒立的情景，则此街舞爱好者()图4A手掌所受支持力等于人的重力B手掌所受静摩擦力方向向左C手掌所受静摩擦力方向向右D重心在腰部某处答案A5.(2018台州中学第一次统练)如图5所示，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是()图5A小棋子共受三个力作用B棋子对棋盘的压力大小一定等于重力C磁性越强的棋子所受的摩擦力越大D质量不同的棋子所受的摩擦力不同答案D6(2017温州中学期末)在如图6所示的三种情况中，砝码的质量均为M，不计一切摩擦和弹簧测力计的重力，且砝码均处于静止状态，则三个弹簧测力计的示数FT1、FT2、FT3的关系是()图6AFT1FT2FT3 BFT1FT3FT2CFT1FT2FT3 DFT1FT2FT3答案A解析三幅图中，分别对砝码进行受力分析，砝码受重力和绳子的拉力，绳子的拉力等于弹簧测力计受到的拉力，所以弹簧测力计的示数都等于砝码的重力，FT1FT2FT3G，故B、C、D错误，A正确7.(2018嘉兴市期末)在浙江省某次学考考试过程中，某位监考老师遵守规定，采取图7甲或乙的监考姿势，则()图7A甲、乙两图，人都不受地面的摩擦力B脚底部受到的支持力，图甲大于图乙C甲、乙两图，人对地面的压力相等D地面对人的作用力，图甲大于图乙答案C解析受力分析可知题图甲中脚相对地面有向两边的运动趋势，所以受到地面的摩擦力，A选项错误；地面对脚的支持力都是向上，根据竖直方向力的平衡可知2FNmg，所以甲、乙两图中的人受到地面的支持力相等，B选项错误；根据牛顿第三定律可知人对地面的压力也相等，C选项正确；根据平衡条件可知地面对人的作用力与人的重力是平衡力，D选项错误8.(2018嘉兴市期末)如图8所示，足球弹射到球网上，关于对足球受力分析的说法正确的是()图8A足球受到重力、弹力、摩擦力B图中足球没有发生形变C足球受到的弹力是足球形变产生的D足球所受的合外力为零答案A解析足球弹射到球网上，网对球有作用力，通过受力分析可知球受重力、弹力和摩擦力，A选项正确；足球受到网的弹力，由力的相互性可知，足球对网也有弹力，所以足球也要发生形变，B选项错误；足球受到的弹力的施力物体是球网，所以是球网发生形变产生的，C选项错误；足球弹射到网上后运动状态在不断改变，受到的合外力不为0，D选项错误9(2017金华市十校联考)如图9所示，拖拉机拉着耙耕地，拉力F与水平方向成角，若将该力沿水平方向和竖直方向分解，则它的水平分力为()图9AFsin BFcos CFtan D.答案B解析根据题意将F沿水平和竖直方向分解，由平行四边形定则可知F水平Fcos ，故选B.10.(2017台州市模拟)余伯在水库中钓获一尾大头鱼，当鱼线拉着大头鱼在水中向左上方匀速运动时，如图10所示，鱼受到水的作用力方向可能是()图10A竖直向下 B水平向左C水平向右 D沿鱼线方向答案C解析由题意可知，大头鱼受竖直向下的重力、斜向左上方的拉力以及水的作用力，处于平衡状态，根据力的平衡条件，结合平行四边形定则可知，鱼受到水的作用力方向一定沿拉力与重力的合力的反方向，故选C.11.(2017宁波市效实中学期中)如图11所示，在某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中，该同学对绳的拉力将(滑轮与绳的重力及摩擦不计)()图11A保持不变B逐渐变大C逐渐变小D先变小后变大答案B解析对滑轮进行受力分析，由于为同一根绳子，故F1F2F人；设F1与F2的夹角为，则F1F2.在重物被吊起的过程中，变大，故F1与F2同时变大，该同学对绳的拉力逐渐变大，故B正确12.(2018群星外国语学校三月考)在某驾校的训练场地上，有一段圆弧形坡道，如图12所示，若将同一辆车先后停放在a点和b点，下述分析和比较正确的是()图12A车在a点受坡道的支持力大于在b点受的支持力B车在a点受坡道的摩擦力大于在b点受的摩擦力C车在a点受到的合外力大于在b点受的合外力D车在a点受的重力的下滑分力大于在b点受的重力的下滑分力答案A13.如图13所示，与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m1.0 kg的物体细绳平行斜面的一端与物体相连另一端经摩擦不计的轻质定滑轮与固定的弹簧测力计相连，物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为5 N关于物体受力的判断(取g10 m/s2)，下列说法正确的是()图13A斜面对物体的摩擦力大小为零B斜面对物体的摩擦力大小为5 N，方向沿斜面向上C斜面对物体的支持力大小为5 N，方向竖直向上D斜面对物体的支持力大小为5 N，方向垂直斜面向上答案A解析物体的重力沿斜面方向的分力大小和绳子的拉力相等，所以斜面对物体的摩擦力大小为零，选项A正确，B错误；斜面对物体的支持力FNmgcos 305 N，方向垂直斜面向上，选项C、D错误二、非选择题14.(2018宁波市期末)某人用一根轻绳绕过树枝将石块悬挂起来，如图14所示，此时轻绳与水平地面的夹角37.已知石块的质量为10 kg，此人的质量为50 kg，不计轻绳与树枝间的摩擦(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)求：图14(1)轻绳对人的拉力的大小(2)地面对人的支持力的大小(3)人对地面的摩擦力的大小和方向答案(1)100 N(2)440 N(3)80 N方向水平向左解析(1)以石块为研究对象，受力分析，得到拉力FTmg100 N.故轻绳对人的拉力也为100 N.(