2014年高考物理重难点透视：弹力、摩擦力及受力分析

2014 年高考物理重点难点透视年高考物理重点难点透视 弹力 摩擦力及受力分析 题型攻略 1 受力分析的基本思路 确定对象 可以是单个物体也可以多个物体组成的系统 按顺序画力 一般遵行 先场力再接触力 和 一重 二弹 三摩擦 注意 摩擦力的前 提条件是接触物有弹力 验证 每一个力都应找到对应的施力物体 受的力应与物体的运动状态对应 2 受力分析的易错点 混淆研究对象受到别的物体的力与研究对象对别的物体的作用力 把合力或分力或效果力作为物体所受的力 漏力 或 添力 每一个力都应找到对应的施力物体 3 区分 轻绳 轻杆 和 轻弹簧 的弹力特征 轻绳只能产生拉力 不能产生压力 拉力的 方向沿绳子收缩的方向 轻杆弹力方向不一定沿杆的方向 轻弹簧既能产生压力 又能产 生拉力 力的方向沿弹簧轴线 轻绳和轻杆的弹力可以突变 轻弹簧的弹力不能突变 只 能渐变 4 区分 死结 与 活结 定杆 与 动杆 死结绳子 两端拉力不一定相等 活结绳子 两端 拉力一定相等 定杆 一端固定 的弹力不一定沿杆方向 动杆 一端可自由转动 弹 力必沿杆方向 5 摩擦力方向的判断 摩擦力问题首先要搞清是静摩擦还是滑动摩擦 有时要注意两种摩擦力的相互转换 假设法 假设接触面光滑 即无摩擦力 时 看物体是否发生相对运动 或相对运动趋势 状态法 结合运动状态根据二力平衡条件 牛顿第二定律求解 转换研究对象法 牛顿第三定律 阻力或动力分析法 如皮带传动装置中 主动轮所受的摩擦力是阻力 故摩擦力方向与 其转动方向相反 而从动轮所受的摩擦力是动力 故摩擦力方向与其转动方向相同 摩擦力大小计算 静摩擦力求解 由运动状态决定 结合运动状态根据二力平衡条件 牛顿第二或第三 定律求解 滑动摩擦力求解 由正压力决定 公式 或结合运动状态根据二力平衡条 Nf FF 件 牛顿第二或第三定律求解 真题佐证真题佐证 2011 年海南理综卷 如图 墙上有两个钉子 a 和 b 它们的连线与水平方向的夹角为 45 两者的高度差为 l 一条不可伸长的轻质细绳一端固定于 a 点 另一端跨过光滑钉子 b 悬挂一质量为 m1的重物 在绳子距 a 端 l 2 得 c 点有一固定绳圈 若绳圈上悬挂质量为 m2的钩码 平衡后绳的 ac 段 正好水平 则重物和钩码的质量比 m1 m2为 A B 2 C D 5 2 5 2 答案 C 解析 平衡后设绳的 BC 段与水平方向成 角 则 对节点 C 分 2 tan2 sin 5 析三力平衡 在竖直方向上有 得 选 C 21 sinm gm g 1 2 15 sin2 m m 2011 江苏卷 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 2sin mg 2s mg co C D 1 tan 2 mg 1 t 2 mgco 答案 A 解析 设石块侧面所受的弹力为 F 则弹力与水平方向的夹角为 由力的平衡条件可知 所以有 A 对 2sinFmg 2sin mg F 2011 山东高考 如图所示 将两相同的木块 a b 至于粗 糙的水平地面上 中间用一轻弹簧连接 两侧用细绳固定于 墙壁 开始时 a b 均静止 弹簧处于伸长状态 两细绳均有拉力 a 所受摩擦力 0 b 所受摩擦力 0 现将右侧细绳剪断 则剪断瞬间 fa F fb F a l 2 A 大小不变 B 方向改变 fa F fa F C 仍然为零 D 方向向右 fb F fb F 答案 AD 解析 弹簧处于伸长状态 弹簧对物体施加的是拉力 先对物体 b 进行受力分析 在轻绳 未剪断时 b 在水平方向上受到两个力的作用 向左的弹簧的拉力和向右的绳的拉力 在 突然剪断细绳时 弹簧的拉力还没有发生变化 即弹簧的长度没有变化 但物体 b 具有向 左运动的趋势 所以要受到一个与弹簧拉力方向相反的摩擦力 故选项 C 错误 D 正确 对物体 a 受力分析 在剪断细绳前后 物体 a 的位置没有发生变化 受到的弹簧拉力和细 绳拉力没有发生变化 故它所受到的摩擦力没有发生变化 故选项 A 正确 B 错误 2012 年浙江卷 如图所示 与水平面夹角为 30 的固定斜面上有一质量 m 1 0kg 的物体 细绳的一端摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连 物体静止在斜面上 弹簧秤的示数为 4 9N 关于物体受力的判断 取 g 9 8m s2 下列说法正确的是 A 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 4 9N 方向沿斜面向上 C 斜面对物体的摩擦力大小为 4 9N 方向沿斜面向上 D 斜面对物体的摩擦力大小为 4 9N 方向垂直斜面向上 答案 A 解析 物体的重力下滑分量可知为 4 9N 弹簧拉力为 4 9N 物块沿斜面方向手里平衡 所 以摩擦力应为 0 模拟演练模拟演练 湖北省八校 2012 届高三 12 月第一次联考理综卷 如图所示 物块 A 放在倾斜的木板上 木板的倾角 为 30 和 45 时物块所受摩擦力的大小恰好相同 则物块和木板间的滑动摩擦 系数为 A 1 2 B 2 C 2 D 2235 答案 B 解析 由倾度不等而摩擦力相等可知 一个是静摩擦力 另一个是滑动摩擦力 显然 当木板倾角较小 即 30 时 物体静止 此时是静摩擦力 大小 f1 mgsin30 当 45 时 物体滑动 此时是滑动摩擦力 大小 f2 mgcos45 由 f1 f2 即 mgsin30 mgcos45 解 得 选 B 2 2 2013 江苏南京盐城一模 如图所示 壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行 关于它在此 平面内的受力分析 下列图示中正确的是 答案 A 解析 壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行 受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力 图示中 A 正确 2013 江西南昌调研 两个劲度系数分别为 k1和 k2的轻质弹簧 a b 串接在一起 a 弹簧 的一端固定在墙上 如图所示 开始时弹簧均处于原长状态 现用水平力作用在 b 弹簧的 P 端向右拉动弹簧 已知 a 弹簧的伸长量为 L 则 A b 弹簧的伸长量也为 L B b 弹簧的伸长量为 1 2 k L k C P 端向右移运动的距离为 2L D P 端向右移运动的距离为 1 L 2 1 k k 答案 B 解析 根据两根弹簧中弹力相等可知 b 弹簧的伸长量为 选项 A 错误 B 正确 P 端向 1 2 k L k 右移动的距离为 L L 选项 C D 均错 1 2 k k 2013 年 3 月湖北省黄冈市质检 如图所示 一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连结 弹簧 地面水平 A B 是物块能 保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点 A B 两点 离墙壁的距离分别是 x1 x2 物块与 地面的最大静摩擦力为 f 则弹簧的劲度系数为 A B 21 f xx 21 2 f xx C D 21 2 f xx 21 f xx 答案 C 解析 设弹簧原长为 L 对物块离墙壁最近的点 k L x1 f 对物块离墙壁最远的点 k x2 L f 联立解得 k 选项 C 正确 21 2 f xx 2013 年 3 月山东省烟台市诊断 如图所示 A B 两球质量均为 m 固定在轻弹簧的两 端 分别用细绳悬于 O 点 其中球 A 处在光滑竖直墙面和光滑水平墙面的交界处 已知两 球均处于平衡状态 OAB 恰好构成一个正三角形 则下列说法正确的是 重力加速度为 g A 球 A 可能受到四个力的作用 B 弹簧对球 A 的弹力大于对球 B 的弹力 C 绳 OB 对球 B 的拉力大小一定等于 mg D 绳 OA 对球 A 的拉力大小等于或小于 1 5mg 答案 ACD 解析 球 A 可能受到重力 竖直墙面的弹力 弹簧弹力 细绳的拉力四个力的作用 选项 A 正确 弹簧对球 A 的弹力和对球 B 的弹力是作用力和反作用力 二者大小相等 选项 B 错误 由两球均处于平衡状态 且 OAB 恰好构成一个正三角形知绳 OB 对球 B 的拉力大 小一定等于 mg 选项 C 正确 对 A 球 若水平地面对 A 球支持力为零 由平衡条件可得 绳 OA 对球 A 的拉力等于 1 5mg 若水平地面对 A 球支持力不为零 由平衡条件可得绳 OA 对球 A 的拉力小于 1 5mg 选项 D 正确 2013 江苏徐州摸底 如图所示 一个质量为 m 的滑块静止置于倾角为 30 的粗糙斜面上 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 弹簧与竖直方向的夹角为 30 则 A 滑块可能受到三个力作用 B 弹簧一定处于压缩状态 C 斜面对滑块的支持力大小可能为零 D 斜面对滑块的摩擦力大小一定等于 1 2 mg 答案 AD 解析 弹簧可能恰好处于原长 滑块只受到重力 斜面支持力和摩擦力三个力作用 选项 A 正确 B 错误 将滑块隔离受力分析 将滑块所受重力分解为沿斜面方向和垂直斜面方向 由平衡条件可知 斜面对滑块的摩擦力大小一定等于 斜面对滑块的支持力大小一 1 2 mg 定不为零 选项 C 错误 D 正确 7 2013 衡水中学调研 如图所示 物体 A B 用细绳与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 弹簧的弹力将减小 B 物体 A 对斜面的压力将减少 C 物体 A 受到的静摩擦力将减小 D 弹簧的弹力及 A 受到的静摩擦力都不变 答案 C 解析 将斜面倾角由 45 减小到 30 弹簧的弹力等于 B 的重力 不变 选项 A 错误 倾 角减小 物体 A 对斜面的压力将增大 选项 B 错误 斜面倾角为 45 时 A 重力沿斜面方 向分力为 3mB gsin45 由平衡条件条件可知物体 A 受到的静摩擦力为 3mB gsin45 mB g 斜面倾角由 45 减小到 30 体 A 受到的静摩擦力为 3mB gsin30 mB g 所以物体 A 受到的 静摩擦力将减小 选项 C 正确 D 错误 2013 山东济南测试 如图所示 在水平板左端有一固定挡板 挡板上连接一轻质弹簧 紧贴弹簧放一质量为 m 的滑块 此时弹簧处于自然长度 已知滑块与板的动摩擦因数及最 大静摩擦因数均为 现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的