高考物理一轮复习 专题二 相互作用习题课件.ppt

单项选择题1 2016江苏单科 1 3分 一轻质弹簧原长为8cm 在4n的拉力作用下伸长了2cm 弹簧未超出弹性限度 则该弹簧的劲度系数为 a 40m nb 40n mc 200m nd 200n m a组自主命题 江苏卷题组 五年高考 答案d根据胡克定律有f kx 则k n m 200n m 故d正确 易错点拨f kx中的x为弹簧的形变量 而不是弹簧的总长度 本题中如果用弹簧总长度计算k值 则会错选b 2 2011江苏单科 1 3分 如图所示 石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块 侧面与竖直方向的夹角为 重力加速度为g 若接触面间的摩擦力忽略不计 则石块侧面所受弹力的大小为 a b c mgtan d mgcot 答案a石块受力如图所示 由对称性可知两侧面所受弹力fn1和fn2大小相等 设为fn 由三力平衡可知四边形oabc为菱形 故 odc为直角三角形 且 ocd 则由mg fnsin 可得fn 故a正确 3 2010江苏单科 3 3分 如图所示 置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机 三脚架的三根轻质支架等长 与竖直方向均成30 角 则每根支架中承受的压力大小为 a mgb mgc mgd mg 答案d如图每根支架承受的压力为n 则n的竖直分力大小为 所以n mg d正确 考点一三种常见的力力的合成与分解一 单项选择题1 2014广东理综 14 4分 如图所示 水平地面上堆放着原木 关于原木p在支撑点m n处受力的方向 下列说法正确的是 b组统一命题 省 区 市 卷题组 a m处受到的支持力竖直向上b n处受到的支持力竖直向上c m处受到的静摩擦力沿mn方向d n处受到的静摩擦力沿水平方向 答案a支持力的方向垂直于支持面 因此m处受到的支持力垂直于地面竖直向上 n处支持力过n垂直于切面斜向上 a项正确 b项错 静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反 因此m处的静摩擦力沿水平方向 n处的静摩擦力沿mn方向 c d项都错误 2 2013课标 15 6分 如图 在固定斜面上的一物块受到一外力f的作用 f平行于斜面向上 若要物块在斜面上保持静止 f的取值应有一定范围 已知其最大值和最小值分别为f1和f2 f2 0 由此可求出 a 物块的质量b 斜面的倾角c 物块与斜面间的最大静摩擦力d 物块对斜面的正压力 答案c当物块所受外力f为最大值f1时 具有沿斜面向上的运动趋势由平衡条件可得 f1 mgsin fm 同理 当物块所受外力f为最小值f2时 具有沿斜面向下的运动趋势 即f2 fm mgsin 联立解得fm f1 f2 2mgsin 由于物块质量m和斜面的倾角 未知 故选项c正确 选项a b d错误 3 2015广东理综 19 6分 如图所示 三条绳子的一端都系在细直杆顶端 另一端都固定在水平地面上 将杆竖直紧压在地面上 若三条绳长度不同 下列说法正确的有 a 三条绳中的张力都相等b 杆对地面的压力大于自身重力c 绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零d 绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 二 多项选择题 答案bc由于三条绳长度不同 则三条绳与竖直杆间的夹角不相等 因竖直杆仅是压在地面上而没有固定 则三条绳对杆的拉力在水平方向的分力必平衡 但三个水平分力在水平面内的方向关系不确定 故不能确定三条绳中张力的大小关系 a错误 c正确 由于三条绳对杆的拉力在竖直方向的分力都向下 故b正确 绳子拉力的合力竖直向下 杆的重力也竖直向下 它们不是一对平衡力 故d错误 评析本试题涉及不在同一平面内的外力的分析与处理 增大了试题的难度 主要考查了受力分析与平衡问题 难度中等 4 2013广东理综 20 6分 如图所示 物体p静止于固定的斜面上 p的上表面水平 现把物体q轻轻地叠放在p上 则 a p向下滑动b p静止不动c p所受的合外力增大d p与斜面间的静摩擦力增大 答案bdp静止在斜面上时沿斜面方向有 mgsin f mgcos 即sin cos 当把物体q放在p上时 均不变 故p仍将保持静止 且合外力为零 则a c均错 b项正确 由f mgsin 知 当m变大时f将随之变大 d项正确 评析本题考查斜面上的自锁现象 即当 tan 时 静放于斜面上的物体 无论其质量多大也不会下滑 题目中的 把物体q轻轻地叠放在p上 相当于p的质量变大 1 2017课标 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 考点二共点力的平衡一 单项选择题 答案c本题考查物体受力分析 滑动摩擦力 物体的平衡 物块在水平力f作用下做匀速直线运动 其受力如图甲所示甲乙由平衡条件 f f fn mg而f fn mg即f mg当f的方向与水平面成60 角时 其受力如图乙 由平衡条件 fcos60 f1f1 fn1 mg fsin60 联立解得 选项c正确 一题多解受力变化时 物块和桌面间的动摩擦因数不变 不妨假设摩擦力和支持力的合力方向与支持力的夹角为 则有tan 因 不变 故 角不变 即f与mg的合力方向不变 由图可知 当f由水平变为与水平面夹角为60 时 f大小不变 30 再由 tan 得 tan30 选项c正确 2 2017课标 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 104cm 答案b设总长度为100cm时与水平方向夹角为 则cos 故 37 总长度为100cm时弹力f kx1 设移至天花板同一点时的弹力为kx2 则kx1sin kx2 得x2 12cm 则弹性绳的总长度为92cm 故b项正确 解题关键关键词理解与情景构建缓慢移至同一点说明可按动态平衡处理 始终处于弹性限度内说明劲度系数k不变 原长80cm 固定点相距80cm 说明水平时弹力恰好为 0 钩码挂在绳的中点 相当于两根绳共同承担钩码重力 3 2016课标 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 b mc md 2m 答案c由于物块通过挂钩悬挂在线上 细线穿过圆环且所有摩擦都不计 可知线上各处张力都等于小球重力mg 如图所示 由对称性可知a b位于同一水平线上 物块处于圆心o点正上方 则 1 2 3 4 1 5 因圆弧对轻环的弹力沿圆弧半径方向 且轻环重力不计 由平衡条件知环两侧细线关于圆弧半径对称 即 5 6 由几何关系得 1 2 5 6 30 3 4 60 再由物块与挂钩的受力平衡有mgcos60 mgcos60 mg 故有m m c正确 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木板静止时受力情况如图所示 设轻绳与竖直木桩的夹角为 由平衡条件知 合力f1 0 故f1不变 f2 剪短轻绳后 增大 cos 减小 f2增大 故a正确 5 2014上海单科 9 3分 如图 光滑的四分之一圆弧轨道ab固定在竖直平面内 a端与水平面相切 穿在轨道上的小球在拉力f作用下 缓慢地由a向b运动 f始终沿轨道的切线方向 轨道对球的弹力为n 在运动过程中 a f增大 n减小b f减小 n减小c f增大 n增大d f减小 n增大 答案a由题意知 小球在由a运动到b过程中始终处于平衡状态 设某一时刻小球运动至如图所示位置 则对球由平衡条件得 f mgsin n mgcos 在运动过程中 增大 故f增大 n减小 a正确 6 2017课标 21 6分 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 现将重物向右上方缓慢拉起 并保持夹角 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 二 多项选择题 答案ad本题考查动态平衡 重物受到重力mg om绳的拉力fom mn绳的拉力fmn共三个力的作用 缓慢拉起过程中任一时刻可认为是平衡状态 三力的合力恒为0 如图所示 由三角形定则得一首尾相接的闭合三角形 由于 且不变 则三角形中fmn与fom的交点在一个优弧上移动 由图可以看出 在om被拉到水平的过程中 绳mn中拉力一直增大且恰好达到最大值 绳om中拉力先增大后减小 故a d正确 b c错误 方法技巧动态平衡问题解法三力作用下的动态平衡一般采用图解法 多力平衡时常用解析式法 7 2017天津理综 8 6分 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本题考查物体受力分析 物体的平衡 衣架挂钩为 活结 模型 oa ob为一根绳 两端拉力相等 设绳aob长为l m n的水平距离为d bo延长线交m于a 由几何知识知a o ao sin 由平衡条件有2fcos mg 则f 当b上移到b 时 d l不变 不变 故f不变 选项a正确 c错误 将杆n向右移一些 l不变 d变大 变大 cos 变小 则f变大 选项b正确 只改变m 其他条件不变 则sin 不变 不变 衣架悬挂点不变 选项d错误 解题关键绳的 活结 模型 两端受力相等如果只改变a b的高度差 不改变a b间的水平距离 绳与竖直杆的夹角不变 在b点移动过程中 活结 对应的位置如图所示 一 单项选择题 c组教师专用题组 1 2012广东理综 16 4分 如图所示 两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上 两绳与竖直方向的夹角都为45 日光灯保持水平 所受重力为g 左右两绳的拉力大小分别为 a g和gb g和gc g和gd g和g 答案b根据对称性知两绳拉力大小相等 设为f 日光灯处于平衡状态 由2fcos45 g解得f g b项正确 2 2012海南单科 8 4分 下列关于摩擦力的说法 正确的是 a 作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速 不可能使物体加速b 作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速 不可能使物体减速c 作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速 也可能使物体加速d 作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速 也可能使物体减速 二 多项选择题 答案cd摩擦力总是阻碍物体的相对运动 或相对运动趋势 而物体间的相对运动与物体的实际运动无关 当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时 摩擦力是动力 方向相反时为阻力 故c d项正确 三 非选择题3 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 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 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 已知存在一临界角 0 若 0 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 0 答案 1 2 解析 1 设该同学沿拖杆方向用大小为f的力推拖把 将推拖把的力沿竖直和水平方向分解 按平衡条件有fcos mg n fsin f 式中n和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力 由摩擦定律有f n 联立 式得f mg 2 若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动 应有fsin n 这时 式仍满足 联立 式解得sin cos 现考查使上式成立的 角的取值范围 注意到上式右边总是大于零 且当f无限大时极限为零 有 sin cos 0使上式成立的 角满足 0 这里 0是题中所定义的临界角 即当 0时 不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把 临界角的正切为tan 0 一 单项选择题 每题3分 共15分 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 某同学沿着黑板面 用水平向右的恒力f轻拉磁铁 磁铁向右下方做匀速直线运动 则磁铁受到的摩擦力f a 大小为mgb 大小为c 大小为fd 方向水平向左 三年模拟 a组2015 2017年高考模拟 基础题组 时间 20分钟分值 20分 答案b磁铁在竖直面内受恒力f 重力mg 摩擦力f作用做匀速运动 由合力为零可得摩擦力大小f 方向与速度v的方向相反 故只有b正确 2 2017江苏南师大附中期中 质量分别为2kg 1kg 2kg的三个木块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 其中a放在光滑水平桌面上 开始时p弹簧处于原长 木块都处于静止 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 该过程p弹簧的左端向左移动的距离是 a 6cmb 8cmc 10cmd 12cm 答案d当f 0时 对b 由受力平衡得 kx1 mbg x1 2cm x1为压缩量 当c木块刚好离开水平地面时 对c有 kx2 mcg x2 4cm x2为伸长量 对b木块有 kx3 mbg kx2 解得 x3 6cm 由以上分析可知 p弹簧的左端应左移12cm 故d正确 3 2017苏北三市三模 2 如图所示 一件重量为g的衣服悬挂在等腰衣架上 已知衣架顶角 120 底边水平 不计摩擦 则衣架一侧对衣服的作用力大小为 a gb gc d g 答案a衣服受力如图所示 由对称性和几何关系可知 衣架一侧对衣服的作用力方向与竖直方向成30 角 利用正交分解有 2fncos30 g 则fn g 故选a 4 2016江苏百校第一次联考 2 图示是杂技节目 力量 表演中的一个高难度动作 两个演员均保持静止状态 右侧演员的身体保持伸直 且与水平方向成30 角 已知右侧演员所受的重力大小为g 则左侧演员对右侧演员的作用力大小为 a gb gc gd g 答案a右侧演员只在重力g和左侧演员对他的力的作用下处于平衡状态 故这两个力为一对平衡力 大小相等 a正确 5 2015江苏南京一模 3 将一楔形物放置在水平面上 楔形物的倾角为 一质量为m的滑块a放在楔形物的斜面上 滑块a在一平行于斜面向上的拉力f的作用下沿斜面向上做匀速直线运动 整个过程中楔形物始终保持静止 若楔形物与滑块间的动摩擦因数为 重力加速度为g 则下列说法正确的是 a 滑块所受的摩擦力大小为fb 滑块所受的摩擦力大小为 mgc 水平面所受的摩擦力大小为0d 水平面所受的摩擦力大小为fcos 答案d对滑块a受力分析 如图所示 则在沿斜面方向上有 f mgsin f 故a错误 楔形物对滑块的摩擦力大小是f fn mgcos 故b错误 对整体受力分析 因拉力有水平向右的分量 故水平面一定对楔形物有向左的摩擦力 大小为fcos 由牛顿第三定律得 水平面所受的摩擦力大小为fcos 故选项c错误 选项d正确 6 2017江苏常州月考 7 一质量为m且横截面积为等边三角形的实心均匀物体 沿两斜边的中点连线分割成a b两部分 放置在光滑的支架上 支架间的距离为三角形边长的 如图 a 所示 同样的等边三角形物体沿角平分线分割成c d两部分 放置在间距为三角形边长的光滑支架上 如图 b 所示 两物体均处于静止状态 则下列说法正确的是 a b a 两种情况下支架对物体的作用力相等b a部分对b部分的作用力等于mg 二 多项选择题 共5分 c 支架对c部分的作用力等于mgd a b两部分之间和c d两部分之间都没有摩擦力 答案acd两种情况下均对整体分析 受重力和两个支持力 根据平衡条件 有 2ncos60 mg 解得n mg 故a正确 c正确 对b分析 受重力和支持力 支持力等于mg 不受静摩擦力 否则不能平衡 再对c分析 受重力 d的弹力和支架的支持力 对d分析 同样受这三个力 考虑对称性 c与d之间不应该存在静摩擦力 故b错误 d正确 一 单项选择题 每题3分 共15分 1 2017江苏如东中学模拟 小车上固定一根轻质弹性杆a 杆顶固定一个小球b 如图所示 现让小车从光滑斜面上自由下滑 在选项图的情况中杆发生了不同的形变 其中正确的是 b组2015 2017年高考模拟 综合题组 时间 20分钟分值 25分 答案c设斜面倾角为 把小球和车看做系统 沿光滑斜面下滑 有 mgsin ma 解得a gsin 再对球进行受力分析 可知杆提供给球的支持力与斜面垂直 故c正确 2 2017江苏高考真题二模 1 如图所示 质量为m的木块被斜向上的推力f压在天花板上且处于静止状态 则下列判断中正确的是 a 木块可能只受两个力作用b 木块可能只受三个力作用c 木块一定受四个力作用d 若推力f逐渐增大 木块将可能滑动 答案c木块受重力和推力f 其中推力f可分解为水平向右的力fx和竖直向上的力fy 因木块静止 故所受合力为零 水平方向必有向左的摩擦力 因而木块必与天花板相互挤压 所以受四个力作用 当推力f增大时 其水平分力增加量小于最大静摩擦力的增加量 故仍将静止 3 2016江苏南京 盐城二模 1 如图所示 在粗糙水平地面上放着一个柱状物体a a的左端紧靠竖直墙 a与竖直墙之间放一光滑圆球b 整个装置处于静止状态 若把a向右移动少许后 它们仍处于静止状态 则下列判断中正确的是 a 球b对墙的压力增大b 球b对柱状物体a的压力增大c 地面对柱状物体a的摩擦力不变d 地面对柱状物体a的支持力不变 答案d以a b整体为研究对象 在竖直方向上 地面对a的支持力始终等于a b的总重力 故d正确 地面对a的摩擦力等于墙对b的弹力 对b球用作图法分析 如图所示 a向右移动时 a对b的弹力由1位置变到2位置 可见 f1 f2均减小 故c错 再由牛顿第三定律知a b错 4 2015江苏苏州二模 2 如图所示 两小球a b通过o点处光滑的小滑轮用细线相连 小球a置于光滑半圆柱上 小球b用水平线拉着系于竖直板上 两球均处于静止状态 已知o点在半圆柱截面圆心o1的正上方 oa与竖直方向成30 角 其长度与半圆柱底面半圆的半径相等 oa ob 则a b两球的质量之比为 a b c d 答案b小球a b受力如图所示 则对小球a mag t n平移后组合成的力三角形与 oao1相似 又oa长与半圆柱底面半圆的半径相等 aoo1 30 所以t mag 对小球b有t cos60 mbg t t 所以a b两球的质量之比为 b对 5 2016江苏苏州模拟 5 如图所示 细线a b c的一端分别固定在水平地面同一直线上 另一端系一个静止在空气中的氢气球 细线与地面间的夹角分别为30 60 和45 如果三根细线都处于伸直状态 设a b c受到的拉力分别为ta tb和tc 氢气球受到的浮力为f 则 a 细线受到的拉力中ta一定最大b 三根细线的拉力都不为零时 有可能ta tb tcc 三根细线的拉力的竖直分量之和一定等于fd 三根细线的拉力的竖直分量之和一定小于f 答案d将ta tb和tc正交分解后 在水平方向上有tacos30 tbcos60 tccos45 即ta tb tc 考虑细线b或c可能有拉力为零的情况 则可能有ta tb 或者ta tc 故选项a错误 令tb tc t 则有ta tb tc t 即ta t 所以选项b错误 在竖直方向上有tasin30 tbsin60 tcsin45 mg f 故三根细线的拉力的竖直分量之和一定小于f 选项c错误 选项d正确 6 2017江苏南京调研 14 如图所示 一根光滑的丝带两端分别系住物块a c 丝带绕过两定滑轮 在两滑轮之间的丝带上放置了球b d通过细绳跨过定滑轮水平牵引c 整个系统处于静止状态 已知ma kg mc 2kg md 0 5kg b球两侧丝带与竖直方向的夹角为60 连接c物块的丝带与水平面夹角为30 此时c恰能保持静止状态 求 g 10m s2 1 球b的质量m 2 物块c与地面间的摩擦力f 二 非选择题 共10分 3 物块c与地面的动摩擦因数 假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力 解析 1 对b受力分析 受重力和两侧丝带的拉力 根据平衡条件 知 2mag sin30 mg 解得 m kg 2 对c受力分析 受重力 两个拉力 支持力和摩擦力 根据平衡条件 知水平方向受力平衡 magcos30 mdg f 解得 f 10n 3 对c 竖直方向受力平衡 支持力 n mcg magsin30 15n 由f n知 答案 1 kg 2 10n 3 一 单项选择题1 2017江苏盐城中学阶段检测 3