2023年高考物理（热点+题型全突破）专题2.1相互作用（含解析）

专题2.1相互作用本专题内容是力学的根底，是贯穿整个物理学的核心内容本专题从力的根底概念出发，通过研究重力、弹力、摩擦力，逐步认识力的物质性、矢量性、相互性，以及力在合成与分解时所遵循的平行四边形定那么；对物体进行受力分析是解决力学问题的根底和关键，共点力作用下物体的平衡条件更是广泛应用于力、热、电等各局部内容的题目之中。这就决定了这局部知识在高考中的重要地位。一、本章内容、考试范围及要求考点内容要求题型一、常见的三种力形变、弹性、胡克定律Ⅰ选择、计算滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ二、力的合成与分解矢量和标量Ⅰ选择、计算力的合成与分解Ⅱ三、受力分析共点力的平衡共点力的平衡Ⅱ选择、计算实验二探究弹力和弹簧伸长的关系填空实验三验证力的平行四边形定那么填空二、常见题型展示1.弹力、摩擦力的方向判断与大小计算2.单个物体或者多物体〔叠加体模型〕的受力分析3.整体法与隔离法的理解与与应用4.动态平衡问题的分析方法5.平衡中的临界与极值问题6.实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系验证力的平行四边形定那么考试核心考点与题型：〔1〕选择题：〔静态或者动态〕多物体组成的系统的受力分析〔2〕解答题：单独考察“单个物体在满足特定条件下的运动〞或者“多物体系统与运动以及牛顿定律的综合〞〔3〕实验题：单独考察力的平行四边形定那么三、近几年高考在本章中的考查特点1.注重对易混淆知识点、重要知识点和重要物理思想方法的考查本章主要涉及到的方法有：力的合成法、分解法、整体法和隔离法等，而这些方法又贯穿在高中物理学习的始终，历年高考及高考模拟中对于这些重要的思想方法的考查力度从未削弱。【典例1】(2023·全国卷Ⅰ，19，6分)(多项选择)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。假设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，那么()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由平衡条件得：Tcosβ＋f＝Fcosα，Fsinα＋FN＋Tsinβ＝mbg。其中T和mbg始终不变，当F大小在一定范围内变化时，支持力在一定范围内变化，B选项正确；摩擦力也在一定范围内发生变化，D选项正确。【考点定位】共点力的平衡、整体法、隔离法【典例2】〔2023·海南卷〕如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。假设将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。那么A．f1=0，f2≠0，f3≠0B．f1≠0，f2=0，f3=0C．f1≠0，f2≠0，f3=0D．f1≠0，f2≠0，f3≠0【答案】C2.注重以生活中的实际问题为背景考查力学问题【典例3】(2023·广东理综，14，4分)如下图，水平地而上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，以下说法正确的选项是()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【解析】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，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。3.与其他相关知识联合考查【典例4】(2023·浙江理综，20，6分)(多项选择)如下图，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6C的正电荷。两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取g＝10m/s2；静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，A、BA．支架对地面的压力大小为2.0NB．两线上的拉力大小F1＝F2＝1.9NC．将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F1＝1.225N，F2＝1.0ND．将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1＝F2＝0.866N【答案】BCB水平向右移，当M、A、B在同一直线上时，A、B间距为r′＝0.6m，F库′＝keq\f(Q·Q,r′2)＝0.225N，以A球为研究对象受力分析图如图丙所示，可知F2′＝1.0N，F1′－F库′＝1.0N，F1′＝1.225N，所以C正确；将B移到无穷远，那么F库″＝0，可求得F1″＝F2″＝1N，D错误。【典例5】〔2023江苏，9〕如下图，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面．假设鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，那么在上述过程中(A)桌布对鱼缸摩擦力的方向向左(B)鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等(C)假设猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大(D)假设猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面【答案】BD4.注重实验技能的考查【典例5】[2023·福建理综，19(1)，]某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系〞的实验。①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为________cm；②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，以下选项中标准的做法是________；(填选项前的字母)A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是_________________________．【答案】①6.93②A③钩码重力超过弹簧弹力范围【典例6】(2023·安徽理综，21Ⅰ，6分)在“验证力的平行四边形定那么〞实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端．用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如下图。请将以下的实验操作和处理补充完整：①用铅笔描下结点位置，记为O；②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；③只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3，________________；④按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；⑤根据力的平行四边形定那么作出F1和F2的合力F；⑥比拟________的一致程度，假设有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改良后再次进行实验。【答案】③沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成 直线⑥F和F3【解析】③此步骤中应记录此时拉力的大小和方向，结合②的操作，③中横线应填写:沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直 线．⑥要验证平行四边形定那么,需要比拟F与F3的大小，方向是否一致，故⑥中横线应填写F和F3四、分析总结与趋势预测1.分析总结从以上问题中我们可以看出，摩擦力的分析、物体受力分析及力的合成和分解的应用是本章的常考内容；与运动相结合、与数学知识相结合的应用能力考查，是高考命题的热点；以生活中的实际问题为背景考查力学知识以及对实验技能的考查是今后高考命题的一大趋势。〔1〕常考点①对弹力和摩擦力大小、方向的考查；②受力分析及力的运算作为一种分析物理问题的工具，贯穿高考考查的大局部内容和考题；③力的合成与分解；④共点力作用下物体的平衡，如动态平衡、极值求解等〔2〕命题分析①从考查的题型来看，本专题内容以选择题为主。②弹力、摩擦力属于高考的热点。“弹簧模型〞可以在不同物理情境下综合应用，与其他知识结合起来考查弹力大小及方向的定性分析和定量计算。不管静摩擦力还是动摩擦力每年都有所考查，要正确把握其大小的计算和方向的判断。③高考对本专题的考查是通过与其他知识综合的形式出现的，主要涉及弹簧弹力、摩擦力、共点力的合成与分解、物体的平衡。④能力层级：高考试题对本专题的能力点的考查以力学知识在生活、生产中的应用为主，考查平面几何、函数知识在力学中的应用较多，试题难度为中等。⑤考查形式：高考试题的考查形式主要有两种，一种是以生活中的静力学材料为背景，考查力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用；一种是以现实中可能出现的各种情况，考查力的概念的理解和计算。2.趋势预测〔1〕