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文档简介
易错02受力分析与相互作用
目录
第一部分易错点剖析
易错典题避错攻略举一反三
易错点1受力判断类易错点
易错点2分析方法类易错点
易错点3矢量与条件类易错点
易错点4场景类高频易错点
第二部分易错题闯关
易错点1受力判断类易错点
易错典题
【例1】(2025·辽宁丹东·模拟预测)用一根不可伸长的轻质细绳将一幅重力为10N的画框悬挂在光滑的
钉子上。初始时,悬挂点A、B处于水平状态,钉子两侧细绳间夹角为90°。悬挂一段时间之后出现如图所
示的倾斜状态,钉子两侧细绳间夹角小于90°,则下列说法中正确的是()
A.初始时,细绳的拉力为52N
B.初始时,细绳的拉力为102N
C.画框倾斜之后细绳的拉力跟初始比会变小
D.画框倾斜之后细绳的拉力跟初始比会变大
避错攻略
【方法总结】
1.漏力/添力:易忽略静摩擦力、浮力(流体场景),或主观添加“惯性力”“向心力”(效果力非性质力,
不可作为受力分析对象)。
黑吉辽蒙考情:常考“斜面+物块”“传送带”“叠放体”场景,静摩擦力的有无是高频挖坑点。
避错:按重力→弹力→摩擦力→其他力(电场力、磁场力)顺序分析,结合运动状态/平衡条件验证,
不凭直觉判断。
2.弹力的方向判断错误:曲面弹力不沿“切面”、轻杆弹力僵化认为“沿杆”(轻杆弹力可任意方向,由受
力平衡/运动状态决定)。
黑吉辽蒙考情:轻杆、轻绳、接触面的弹力综合考查是常规题型,易在“轻杆铰接/固定”场景出错。
避错:弹力方向始终垂直接触面(曲面为切面),轻杆需结合“杆的约束状态”(铰接可自由转,弹力沿
杆;固定则不一定)分析。
3.摩擦力的两大核心混淆:①静摩擦与滑动摩擦的条件混淆,误将“相对运动趋势”当作“相对运动”;②
滑动摩擦力大小误算为“μ·Fₙ”中Fₙ取错(Fₙ为接触面的正压力,非物体重力)。
黑吉辽蒙考情:多次考“叠放体相对滑动/静止”“斜面上物块运动状态变化”,常结合受力平衡计算静摩擦、
结合牛顿定律计算滑动摩擦。
避错:先判断相对运动/趋势定摩擦类型;计算Fₙ时严格隔离研究对象,分析接触面的垂直受力。
举一反三
【变式1-1】(2025·吉林长春·一模)某同学用光滑的硬钢丝弯折成“”形状,将它竖直固定放置。OB
是竖直方向,BC是水平方向,角AOB等于30,一个光滑的轻环套在足够长OA上,一根足够长的轻绳一
端固定在OB上的M点,轻绳穿过小环,另一端吊着一个质量为m的物体,下列说法正确的是()
A.OA杆受到小环的压力大小为mg
B.OA杆受到小环的压力大小为3mg
C.绳端从M点移到B点绳子张力变大
D.绳端从B点水平向左移到N点过程中,OA杆受到小环的压力大小不变
【变式1-2】(2025·吉林白城·模拟预测)如图所示,倾角为30的光滑斜面体A放在光滑的水平面上,
已知A的质量为2m,高为h;细长直杆B的质量为m,受固定的光滑套管C约束,只能在竖直方向上自由
运动。初始时,A在水平推力F作用下处于静止状态,此时B杆下端正好压在A的顶端。现撤去推力F,
A、B便开始运动。重力加速度为g,求:
(1)推力F的大小;
(2)当B杆的下端刚滑到斜面底端时,斜面体A的速度大小;
(3)B杆滑下的过程中,斜面体对B杆做的功。
易错点2分析方法类易错点
易错典题
【例2】(2025·黑龙江大庆·模拟预测)如图所示,有两个质量均为m的相同小环A、B,它们由一根不可
伸长且长度为L的轻绳连接。小环A套在固定的水平细杆OM上,小环B套在固定的竖直细杆ON上,两
杆通过一小段圆弧杆平滑相连,且ON杆足够长。初始时用水平外力F拉环A,使A、B两环均处于静止状
态,此时轻绳与竖直方向夹角60(如图中虚线位置)。随后,将两个小环移到图中实线的水平位置,
此时B环位于ON杆的最上端,轻绳恰好伸直。撤去水平外力,由静止释放两小环,且A环通过小圆弧时
v2v1
速度大小保持不变。另外,碰撞的恢复系数定义为e,其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,
v20v10
v1和v2分别是碰撞后物体的速度。整个系统不计一切摩擦,重力加速度大小为g。
(1)在初始静止状态下,求水平外力F的大小;
L
(2)在B环下落过程中,求轻绳的拉力对环A做的功;
2
(3)若A、B两环碰撞的恢复系数e0.5,求两环发生第一次碰撞过程中损失的机械能。
避错攻略
【方法总结】
1.整体法与隔离法使用不当:研究叠放体、连接体时,盲目用整体法(存在相对运动/加速度不同时,整
体法不可直接用),或隔离法选对象过复杂。
黑吉辽蒙考情:多在“多物体平衡/匀变速”问题中考查,要求灵活切换整体与隔离。
避错:先整体后隔离,整体法求系统外的力,隔离法求系统内的相互作用力;加速度不同时,仅对单个
物体用受力分析。
2.受力分析的研究对象混乱:分析相互作用力时,同时对两个物体受力,混淆“施力物体”与“受力物体”
(受力分析始终只针对一个研究对象)。
避错:确定研究对象后,标注“谁对谁的力”,避免跨对象分析。
举一反三
【变式2-1】(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)如图所示,斜面体P放置在水平地面上,P上有一小物块Q。
已知Q受水平外力F的作用,P、Q始终保持静止状态。下列说法中正确的是()
A.只减小P的质量,P与地面间摩擦力的大小一定减小
B.只增加外力F的大小,P与地面间摩擦力的大小一定增加
C.只减小Q的质量,P与Q间摩擦力的大小一定减小
D.只增加外力F的大小,P与Q间摩擦力的大小一定增加
【变式2-2】(2025·黑龙江·模拟预测)如图,斜面光滑的楔形物体放置在粗糙水平面上,一轻质细线绕过
滑轮1和滑轮2,两端分别与物体a和轻环c连接,轻环c穿在粗糙水平横杆上,滑轮2下吊一物体b。物
体a和滑轮1间的细线平行于斜面,系统静止。现在物体b上轻放一个小质量物体(可视为质点),系统再
次静止(即撤去外界干预后的新平衡,楔形物体始终在原来位置)。不计滑轮质量和滑轮与绳间的摩擦。
则()
A.滑轮2两侧绳子之间的夹角不变B.地面对楔形物体的支持力变大
C.地面对楔形物体的摩擦力不变D.横杆对轻环c的摩擦力变小
易错点3矢量与条件类易错点
易错典题
【例3】(2025·内蒙古包头·二模)如图所示,两根完全相同的轻质弹性绳OA、OB一端分别固定于A、B两
点,另一端与轻绳OC、OD连结。用力拉轻绳,使OA水平,OA与OB夹角为120,此时两弹性绳长度相
同,A、O、C在一条直线上,B、O、D也在一条直线上。现保持O点不动且OC方向不变,将OD逆时针
方向旋转30。则下列说法正确的是()
A.OA与OB的拉力始终相等并一直减小
B.OA与OB的拉力始终相等并一直增大
C.OC上的拉力一直减小
D.OD上的拉力先减小后增大
避错攻略
【方法总结】
1.力的合成与分解失误:①平行四边形定则用成“标量相加”;②正交分解时轴的选取不合理(未沿“运动/
加速度方向+垂直方向”建轴),增加计算量且易出错。
黑吉辽蒙考情:正交分解是必考方法,常结合平衡条件(合外力为0)、牛顿第二定律考查,计算失误
是丢分重灾区。
避错:建轴优先沿加速度/运动方向,将所有力分解到两轴上,列∑Fₓ=ma、∑Fᵧ=0(平衡时a=0)方程。
2.平衡条件的适用条件混淆:将“共点力平衡”(合外力为0,力矩为0)与“非共点力平衡”混淆,或误将“匀
变速运动”当作平衡状态(平衡状态仅静止/匀速直线运动)。
黑吉辽蒙考情:共点力平衡是核心,常考“动态平衡”(如缓慢移动物体,始终处于平衡状态)。
避错:看到“缓慢”“静止”“匀速”直接用合外力为0;动态平衡用矢量三角形/图解法分析,避免复杂计算。
3.相互作用力与平衡力混淆:分不清“作用力与反作用力”(作用在两个物体,同时产生、消失,性质相同)
和“平衡力”(作用在一个物体,性质可不同)。
黑吉辽蒙考情:多在选择题中以概念辨析形式考查,易被文字陷阱误导。
避错:核心判断依据——受力物体数量,一对一为平衡力,一对二为相互作用力。
【变式3-1】(2025·内蒙古呼和浩特·二模)引体向上是中考体育考试选择项目之一、如图所示,①到②、
②到③、③到④为引体向上上升过程中所经历的加速、匀速、减速三个阶段,④为悬停阶段示意图,不计
空气阻力,下列说法正确的是()
A.①到②过程中杠对两手的支持力合力小于重力
B.②到③过程中杠对两手的支持力合力等于重力
C.③到④过程中杠对两手的支持力合力大于重力
D.④悬停阶段杠对两手的支持力合力小于重力
【变式3-2】(2025·辽宁朝阳·模拟预测)如图所示,水平杆AO与光滑竖直杆OB,金属球P、Q分别套在
杆OB和OA上,并用轻绳连接,水平杆粗糙,现在用水平力缓慢拉动小球P向右移动少许,则P球受到的
摩擦力f和OB杆和OA杆的支持力NB与NA以PQ间绳子的拉力T变化情况为()
A.f减小,NB增大B.f增大,NA增大
C.f增大,T减小D.NA不变,T增大
易错点4场景类高频易错点
易错典题
【例4】(2025·辽宁沈阳·模拟预测)如图,某人用绳子牵着小狗站在倾角为37的斜面上,某时刻小狗向
前拉紧绳子。已知人和狗的质量分别为60kg和10kg,绳与斜面间的夹角也为37,人和狗始终保持静止,
重力加速度为g=10m/s²。则()
A.斜面对人和狗作用力的合力为560N
B.若狗拉绳子的力增大,斜面对狗的支持力增大
C.斜面分别对人和狗的摩擦力总是大小相等、方向相反
D.人受到的摩擦力不可能为零
避错攻略
1.“轻绳/轻杆/轻弹簧”模型混淆:轻绳弹力突变、轻弹簧弹力不可突变、轻杆弹力可突变且方向灵
活,三者特性记混。
2.斜面模型的倾角陷阱:计算重力分力时,误将“G·cosθ”与“G·sinθ”搞反(沿斜面向下为G·sinθ,
垂直斜面为G·cosθ)。
3.接触与受力的关系误区:认为“接触就有弹力”,忽略弹力产生的弹性形变条件;认为“有弹力就
有摩擦力”,忽略相对运动/趋势条件。
【知识链接】
瞬时问题
1.绳、杆的弹力和弹簧弹力的区别,绳和轻杆的弹力可以突变,而弹簧的弹力不能突变.
2.首先要在发生变化之前对物体进行受力分析,注意选取研究对象的顺序,例如竖直悬挂的多个物体,可以
从下至上分析.然后分析变化瞬间,哪些力没有(或来不及)变化,哪些力发生了变化.
注意:力和加速度可以突变,但速度不可以突变.
连接体问题中常见的临界条件
1.接触与脱离:接触面间弹力等于0
2.恰好发生滑动:摩擦力达到最大静摩擦力
3.绳子恰好断裂:绳子张力达到所承受的最大力
4绳子刚好绷直与松弛:绳子张力为0
5.a=0时,物体静止或做匀速直线运动,此时合力为0。
6.a为恒量(不为0)时,且v0和a在同一条直线上,物体做匀变速直线运动,此时合力恒定。
7.连接体问题要充分利用“加速度相等”这一条件或题中特定条件,灵活运用整体法与隔离法。
举一反三
【变式4-1】(2025·辽宁盘锦·三模)如图甲所示,导热性良好的汽缸内壁光滑,置于光滑水平地面上,其
内封闭着一定质量的理想气体。初始时,汽缸静止在水平地面上,活塞与汽缸底之间的距离为L,气体压强
2
为p0。现在用水平向右的恒力F推动活塞,如图乙所示,活塞相对汽缸静止时,与汽缸底之间的距离为L。
3
已知,活塞厚度不计,其质量为m,横截面积为S,汽缸质量为9m,大气压强为p0,环境温度恒定。下列
说法正确的是()
3
A.活塞相对汽缸静止时,气体压强为p
20
1
B.FpS
20
5
C.FpS
90
D.从施加F至活塞恰好相对汽缸静止,F所做的功等于气体对外放出的热量
【变式4-2】(2025·黑龙江·模拟预测)房檐下用轻绳挂着3个相同的灯笼,如果它们受到相同的水平风力
作用,则在稳定状态下情景可能正确的是()
A.B.C.D.
1.(2025·吉林·一模)如图所示的实验装置可以用来演示木板的微小形变,以下说法正确的是()
A.木板对重物的支持力和重物的重力是一对相互作用力
B.重物对木板的压力和木板对重物的支持力是一对平衡力
C.重物受到支持力的方向与木板形变的方向相反
D.与不放重物相比,在木板中间放上重物后,屏幕上光点向上移动
2.(2025·吉林·模拟预测)如图为高压架空输电线的示意图,电线杆高度相同,间距相等,相邻电线杆之
间的输电线长度相等,受重力影响,电线会自然下垂,电线切线与电线杆之间的夹角称之为切线角。由
于热胀冷缩,冬季电线长度会略有缩短,则冬季与夏季相比()
A.切线角会减小
B.中间电线杆受到一侧电线的作用力增加
C.中间电线杆受到两侧电线的合力变大
D.电线最低处的张力不变
3.(2025·吉林白城·模拟预测)小明同学为测量某运动鞋鞋底与木板间的动摩擦因数,进行了如下实验:
(1)如图(a)所示,在质量为m的运动鞋内放入质量为M的铁块,将鞋放在质地均匀的水平木板上,鞋的
右端连接一固定的拉力传感器,然后水平向左拉动木板,拉力传感器的示数F与时间t的关系如图(b)所
示。已知重力加速度为g,则Ft图像中F0表示,运动鞋与木板间的动摩擦因数(用
已知量和测量量表示)。
(2)该同学向左拉动木板时,因未控制好拉力方向导致木板运动时稍许向左上方倾斜,则测得的动摩擦因数
与真实的动摩擦因数相比(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)该同学穿着运动鞋在水平地面走路时,发现当小腿对脚作用力与地面间的夹角大于某个值时,无论该
同学小腿对脚沿该方向施加多大的力,鞋与地面间都不会发生相对滑动,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦
力,则鞋子与地面间的动摩擦因数与夹角应满足的条件为。
4.(2025·吉林·二模)为保护中国天眼(FAST)的反射面板,巡检维护工作需采用“微重力蜘蛛人”系统,
如图所示,“微重力”是通过氦气球的浮力“减轻人的重量”实现的。某次作业过程中工作人员处于静止状态,
其与氦气球连接的轻绳保持竖直,下列说法正确的是()
A.人对面板的压力和面板对人的支持力是一对平衡力
B.绳对气球的力和绳对人的力是一对相互作用力
C.人对面板的作用力大小等于面板对人的作用力大小
D.气球对人的作用力大小等于人的重力大小
5.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)有人制造了一种瓜子破壳机,如图(a)所示。将瓜子放入两圆柱体所夹的
凹槽之间,按压瓜子即可破壳。破壳机截面如图(b)所示,瓜子的剖面可视作顶角为θ的扇形,将其竖直
放入两完全相同的水平等高圆柱体A、B之间,A、B圆心间距为d,并用竖直向下的恒力F按压瓜子且保
持静止。忽略瓜子重力及形变,不计摩擦力。在瓜子壳未破开的前提下,下列说法正确的是()
A.仅减小θ,瓜子对圆柱体A的压力变大
B.仅减小θ,瓜子对圆柱体A的压力减小
C.仅增大d,瓜子对圆柱体B的压力增大
D.仅增大d,瓜子对圆柱体B的压力减小
6.(2025·辽宁·模拟预测)如图所示,一质量为m的集装箱被吊在空中处于静止状态,集装箱AB宽8米,
BC长20米,钢索AO、BO、CO、DO的长度均为14米。已知钢索的质量远小于集装箱的质量,重力加速
度为g,则每根钢索的拉力大小为()
75757575
A.mgB.mgC.mgD.mg
50403020
7.(2025·辽宁鞍山·三模)如图所示,一倾角37的光滑固定斜面的顶端放有质量M0.06kg的电阻不
计的U形导体框。一阻值R3、质量m0.02kg的金属棒CD的两端置于导体框上,与导体框构成矩形
回路CDEF,EF与斜面底边平行,长度L0.6m。初始时CD与EF相距s00.4m,金属棒与导体框同时由
3
静止开始下滑,金属棒下滑距离sm后进入一方向垂直于斜面向上的磁感应强度大小B1T的有界匀
116
强磁场,磁场边界(图中虚线)与斜面底边平行。金属棒在磁场中做匀速运动,直到离开磁场区域。当金
属棒离开磁场的瞬间,导体框的EF边恰好进入磁场,并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导
体框之间始终接触良好。重力加速度g10m/s2,sin370.6,cos370.8。
(1)求金属棒在磁场中运动时所受的安培力;
(2)求金属棒与导体框之间的动摩擦因数;
(3)求导体框在磁场中匀速运动过程中克服安培力做的功。
8.(2025·辽宁沈阳·二模)如图所示,无人机通过一根钢索与四根等长且不可伸长的轻绳连接运送至灾区
的救灾物资,其中每根轻绳与竖直方向的夹角均为θ,救灾物资的质量为m,不计钢索的质量及空气阻力,
重力加速度为g。若无人机竖直加速上升时,钢索上的拉力大小为F,则此时每根轻绳的拉力大小为()
mgmgFF
A.B.C.D.
44cos4sin4cos
9.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)春节期间,沈阳街头有很多商家使用彩灯装饰,烘托节日氛围。如图所示
有五个质量均为m的小彩灯,通过轻质细绳进行连接,连接天花板与彩灯1的细绳与竖直方向的夹角θ1=30°,
彩灯5右侧施加水平外力F,各彩灯均处于静止状态,已知重力加速度为g。则下列说法正确的是()
A.连接天花板与彩灯1的轻质细绳的拉力大小为10mg
B.彩灯2、3间细绳的拉力小于3、4间细绳的拉力
C.若保持外力F的方向不变,使θ1缓慢增大,则外力F持续增大
D.若保持外力F的
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