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2019版高考物理(5年高考+3年模擬)(優(yōu)選課件+高清PDF講義)全國(guó)卷3地區(qū)通用版專題二互相作用2019版高考物理(5年高考+3年模擬)(優(yōu)選課件+高清PDF講義)全國(guó)卷3地區(qū)通用版專題二互相作用2019版高考物理(5年高考+3年模擬)(優(yōu)選課件+高清PDF講義)全國(guó)卷3地區(qū)通用版專題二互相作用85年高考3年模擬B版(教師用書)專題二互相作用考點(diǎn)一常有的三種力、力的合成與分解1.相關(guān)彈力的幾個(gè)基本問(wèn)題注意:產(chǎn)生彈力時(shí),施力物體與受力物體同時(shí)發(fā)生形變,但受力物體碰到的彈力的兩物體直接接觸,有彈力是由施力物體的形變引起的,反產(chǎn)生彈性形變作用力是由受力物體的形變引起的

對(duì)應(yīng)學(xué)生用書初步頁(yè)碼P14B解析彈簧發(fā)生彈性形變,對(duì)A和B的彈力大小相等,故錯(cuò);單獨(dú)對(duì)B受力解析如圖甲,依照B處于平衡狀態(tài)可知彈簧處于壓縮狀態(tài),依照幾何關(guān)系可得θ=60°,因此F=T=Bmg,因此C錯(cuò);單獨(dú)對(duì)A進(jìn)行受力解析,A受自己的重力mg、彈簧彈力F′、豎直墻面的彈力N2,豎直向上方向可能碰到水平墻面的支持力N與繩子的拉力T+N1=mg+1A,由豎直方向受力平衡有TA==A≤1.5mg,D正確;球A可能碰到4個(gè)力F′csoθ,F′Fmg,故T或5個(gè)力,故A錯(cuò)誤。①?gòu)椈深悾海疲剑耄鴱椓Φ蘑诜菑椈深悾河闷胶獯笮l件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解物體所受彈力的方向彈力的與自己形變的方向相方向同

注意:①公式F=kx建立的條件:彈簧類物體在彈性限度內(nèi)變化②由公式F=kx可得推論:F=kx③要點(diǎn)要明確:F、x、F、x的含義面與面擠壓:必然垂直于接觸面,若是球面,則必然經(jīng)過(guò)球心(務(wù)必作好輔助線)

答案D3.滑動(dòng)摩擦力與靜摩擦力(1)摩擦力大小的計(jì)算2.力學(xué)中的幾個(gè)理想模型輕繩彈性繩輕彈簧輕桿質(zhì)量大?。埃埃埃笆芡饬ψ饔脮r(shí)拉伸形變、拉伸形變、拉伸形變拉伸形變壓縮形變、形變的種類壓縮形變波折形變受外力作用時(shí)渺小,較大,較大,渺小,可形變量大小可忽略不能忽略不能忽略忽略沿著彈簧,指既能沿著沿著繩,指向沿著繩,指向桿,也能夠彈力方向向彈簧恢復(fù)繩縮短的方向繩縮短的方向跟桿成任原長(zhǎng)的方向意角度彈力大小能夠突變不能夠突變不能夠突變能夠突變變化情況以下列圖,A、B兩球質(zhì)量均為m,固定在輕彈簧的兩端,分別用細(xì)繩懸于O點(diǎn),其中球A處在圓滑豎直墻面和圓滑水平墻面的交界處,已知兩球均處于平衡狀態(tài),OAB恰好組成一個(gè)正三角形,則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(重力加速度為g)()A.球A必然碰到四個(gè)力的作用B.彈簧對(duì)球A的彈力大于對(duì)球B的彈力C.繩OB對(duì)球B的拉力大小必然小于mgD.繩OA對(duì)球A的拉力大小等于或小于1.5mg

(2)靜摩擦力的判斷靜摩擦力是發(fā)生在兩個(gè)互相擠壓且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體間,但相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)不如相對(duì)運(yùn)動(dòng)直觀,擁有很強(qiáng)的隱蔽性,所以靜摩擦力的判斷較困難,為此常用下面的方法。假設(shè)法即先假設(shè)沒(méi)有靜摩擦力(圓滑)的作用時(shí),看相對(duì)靜止的物體間可否發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。若能,則有靜摩擦力,方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反;若不能夠,則沒(méi)有靜摩擦力。換句話說(shuō),靜摩擦力的存在是為了使兩物體相對(duì)靜止,若沒(méi)有它,兩物體也能相對(duì)靜止,則說(shuō)明物體間沒(méi)有靜摩擦力。反推法從研究的物體表現(xiàn)出的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反推它必定擁有的條件,解析組成條件的相關(guān)因素中摩擦力所起的作用,就簡(jiǎn)單判斷摩擦力的大小和方向了。長(zhǎng)直木板的上表面的一端放有一個(gè)木塊,以下列圖,木板由水平川點(diǎn)緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與地面的夾角α變大),另一端不動(dòng),則木塊碰到的摩擦力F隨角度α的變化圖像是選f項(xiàng)圖中的()解析下面經(jīng)過(guò)“過(guò)程解析法”和“特別地址法”分別求解:解法一:過(guò)程解析法(1)木板由水平川點(diǎn)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),α=0,F=f靜0。(2)從木板開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到木塊與木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前:木塊所受的是靜摩擦力。由于木板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),可以為木塊處于平衡狀態(tài),受力解析如圖。由平衡條件可知,靜摩擦力大小等于木塊重力沿斜面向下的分力:Ff靜=mgsinα。因此,靜摩擦力隨α的增大而增大,它們按正弦規(guī)律變化。(3)木塊相關(guān)于木板恰好要滑動(dòng)而沒(méi)滑動(dòng)時(shí),木塊此時(shí)所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力F。α連續(xù)增大,木塊將開(kāi)始滑fm動(dòng),靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,且滿足:Ffm>Ff滑。(4)木塊相關(guān)于木板開(kāi)始滑動(dòng)后,Fμmgcsoα,此時(shí),滑動(dòng)摩擦力隨α的增大而減小,按余弦規(guī)律變化。(5)最后,α=π,Ff滑=02綜上解析可知選項(xiàng)C正確。解法二:特別地址法本題選兩個(gè)特別地址也可方便地求解,詳盡解析見(jiàn)表:特別地址解析過(guò)程木板剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)此時(shí)木塊與木板間無(wú)摩擦,即Ff靜=0,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤木塊相關(guān)于木板恰好要滑木塊此時(shí)所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力,且大于剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦動(dòng)而沒(méi)滑動(dòng)時(shí)力,即F>F,故B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤fm

專題二互相作用9B.F1、F2同時(shí)增加10N,F也增加10NC.F1增加10N,F減少10N,F必然不變2D.若F1、F中的一個(gè)增大,F不用然增2大2cosθ(θ為++2F2FF1212F、F2的夾角),若F2都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,合力也必然變?yōu)樵保?、F?lái)的2倍,A正確;關(guān)于B、C兩種情況,力的變化不是按比率增加或減少的,不能夠判斷合力的變化情況,B、C錯(cuò)誤;若F1與F2共線反向,F=F1-F2,F1增大時(shí),F增大,F增大且?。保荆疲?,則F2于F1時(shí),F減小,因此D正確。答案AD(2)力的分解①實(shí)質(zhì)收效分解法實(shí)例分解結(jié)果地面上的物體受斜向上的拉力F,拉力F可分解為沿水平方向的分力F和豎直向上1的分力F2,F1=Fcosα,F2=Fsinα質(zhì)量為m的物體靜止在斜面上,F1=mgsinα,F2=mgcosα質(zhì)量為m的圓滑小球被豎直擋板擋住而靜止于斜面上,Fmg=mgtanα,F=12coαs質(zhì)量為m的圓滑小球被懸掛靠在豎直墻mg壁上,F=mgtanα,F=12cosα答案C4.力的合成與分解(1)力的合成合力可能大于每一個(gè)分力,也可能小于每一個(gè)分力,還可能大于一個(gè)分力而小于另一個(gè)分力。①合力的公式若兩個(gè)力F1、F2的夾角為θ,如圖所示,合力的大小可由余弦定理獲?。海疲剑玻玻疲保玻保玻剑?。2sinθ1+F2cosθF②等大的兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)的三個(gè)特別值夾角θ=60°時(shí),F=1=23F3F,如圖(a)。==2F12F2,如圖(b)。合==合F1F2,如圖(c)。(多項(xiàng)選擇)兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2大小不相同,它們的合力大小為F,則()2同時(shí)增大一倍,F也增大一倍A.F1、F

A、B兩點(diǎn)位于同一平面上,質(zhì)量為m的物體被AO、BO兩線拉住,F=F=12mg2sinαFF=Ftanα,F=12cosα②正交分解法:將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法。正交分解時(shí)建立坐標(biāo)系的一般原則:a.在靜力學(xué)中,一般以少分解力和簡(jiǎn)單分解力為原則;b.在動(dòng)力學(xué)中,一般以加速度方向所在的直線和垂直于加速度方向的直線為坐標(biāo)軸建立坐標(biāo)系,這樣牛頓第二定律表達(dá)式變?yōu)椋疲剑疲剑苹颍唬剑剑恚幔恚幔疲悖M量不分解未知力。105年高考3年模擬B版(教師用書)以下列圖,A、B兩物體疊放在水平川面上,已知A、B的質(zhì)量分別為mA=10kg,mB=20kg,A、B之間,B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5。一輕繩一端系住物體A,另一端系于墻上,繩與豎直方向的夾角為37°,今欲用外力將物體B勻速向右拉出,求所加水平力F的大小,并畫出A、B的受力解析圖。(取2g=10m/s,sin37°=0.6,cso37°=0.8)解析對(duì)A、B受力解析以下列圖。對(duì)A應(yīng)用平衡條件==①FTsin37°Ff1μFN1FTcos37+°FN1=mAg②聯(lián)立①、②兩式可得:3mAgF==60NN1+4μ3Ff1=μFN1=30N對(duì)B應(yīng)用平衡條件F=F′+F=′+μF=+′+mg)=F++f1f2Ff1N2Ff1μ(FN1Bf1μ(FN1=+=mBg)2Ff1μmBg160N。答案160N受力解析圖見(jiàn)解析1.以下列圖,質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,=v沿水平川面向右滑行,同時(shí)碰到一個(gè)02,水平向左的恒力F=1N的作用,g?。保埃恚螅蛴覟檎较蛟撐矬w碰到的摩擦力F隨時(shí)間變化的圖像是(最大靜摩擦力f等于滑動(dòng)摩擦力)()

θmgtan2mgtA.B.anθkkθ2mgtanθ2mgtanC.kD.k2答案A對(duì)其中一個(gè)小球進(jìn)行受力解析,以下列圖,依照=θ=2θmgtan=2式解得xk,A正確。3.(多項(xiàng)選擇)以下列圖,A、B兩物體的重力分別是G==A3N,GB4N。A用細(xì)線懸掛在頂板上,B放在水平川面上,A、B間輕質(zhì)彈簧的彈力F=2N,則細(xì)線中的張力FT及B對(duì)地面的壓力FN的可能值分別是()A.7N和1NB.5N和2NC.1N和6ND.2N和5N答案BC彈簧的彈力可能是拉伸形變產(chǎn)生的,也可能是壓縮形變產(chǎn)生的。若為拉伸形變產(chǎn)生的,以A為研究對(duì)象,依照平衡條件有G+=FT,得FT=5N;以B為研究對(duì)象,有GB=FN′AF+F,F=N,得FN=2N,選項(xiàng)B正確。若彈簧的彈力為壓縮形N′F變產(chǎn)生的,同理可得F=1N,FN=T6N,選項(xiàng)C正確。4.(2017四川成都高新月考)(多項(xiàng)選擇)以下列圖,把重為20N的物體放在傾角為30°的粗糙斜面上,物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。物體右端與固定在斜面上的輕彈簧相連接,若物體與斜面間的最大靜摩擦力為12N,則彈簧對(duì)物體的彈力(彈簧與斜面平行)=0開(kāi)始物體以必然初速度v向右滑行時(shí),物體0碰到水平向左的滑動(dòng)摩擦力,F=-μFN=-μmg=-2N;物體f1的最大靜摩擦力Ffm=μmg=2N,由于F<Ffm,因此當(dāng)物體的速度減小到零時(shí),物體將停止運(yùn)動(dòng),碰到水平向右的靜摩擦力,由平衡條件得物體碰到的靜摩擦力為F==f2F1N,應(yīng)選項(xiàng)A正確。2.以下列圖,完好相同的質(zhì)量為m的A、B兩球用兩根等長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在O點(diǎn),兩球之間夾著一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧,靜止不動(dòng)時(shí),彈簧處于水平方向,兩根細(xì)線之間的夾角為θ,則彈簧的長(zhǎng)度被壓縮了()

()A.能夠?yàn)椋玻玻?,方向沿斜面向上B.能夠?yàn)椋玻危较蜓匦泵嫦蛳履軌驗(yàn)椋保玻?,方向沿斜面向下不能能為零D.答案AB將物體重力依照作用收效分解為平行斜面的下滑分力Gsin30°=10N,垂直斜面的分力Gcso30°=103N,物體與斜面間的最大靜摩擦力為12N,當(dāng)最大靜摩擦力平行斜面向下時(shí),彈簧彈力為拉力,等于22N;當(dāng)最大靜摩擦力平行斜面向上時(shí),彈簧彈力為推力,等于2N,故彈簧彈力能夠是不大于2N的推力也許不大于22N的拉力,也能夠沒(méi)有彈力,綜上所述,A、B正確,C、D錯(cuò)誤。專題二互相作用115.(多項(xiàng)選擇)以下列圖,兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直2.共點(diǎn)力的平衡紙面的水平軸O、O、O轉(zhuǎn)動(dòng),在O點(diǎn)懸掛一重物M,將兩相同(1)共點(diǎn)力平衡的條件12木塊m緊壓在豎直擋板上,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)保持靜止。Ff表示①平衡狀態(tài):物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。木塊與擋板間摩擦力的大小,F表示木塊與擋板間正壓力的②平衡條件:物體所受合外力為零。N大小。若擋板間的距離稍許增大后,系統(tǒng)仍靜止且O始1、O2(2)解決共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的基本思路終等高,則()審題→弄清問(wèn)題情況、題給條件和要求↓確定研究對(duì)象→采用整體法或隔斷法↓對(duì)研究對(duì)象受力解析→規(guī)范畫出受力表示圖↓明確解題方法→合成法、分解法、圖解法A.Ff變小B.F不變變?。妫茫疲危模谱兇螅未鸢福拢南到y(tǒng)處于平衡狀態(tài),以整體為研究對(duì)象,在豎直方向:2Ff=(2m+M)g,Ff=+,B正確;以點(diǎn)g,與兩擋板間距離沒(méi)關(guān)2O為研究對(duì)象,受力如圖(F′=F),依照平衡條件有:2Fcosθ=Mg2

↓→合成或分解某些力,作出平行四邊形進(jìn)行相關(guān)辦理↓=Fx合=0列出平衡方程→依照F合0或F=0y合求解并談?wù)摻馕觥鷳?yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)(3)解決共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的常用方法三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí),將某兩個(gè)力進(jìn)行合成,三力變二力,組成合成法一對(duì)平衡力Mg分解法三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí),將其中一個(gè)力沿別的兩個(gè)力的反方向分因此F=解,將三力變四力組成兩對(duì)平衡力θ2cos2正交分這一方法表現(xiàn)了力的獨(dú)立作用收效的思想———在正交的兩擋板間的距離稍許增大后,硬桿OO個(gè)方向分解力,各自產(chǎn)生作用收效,互相獨(dú)立,互不影響,可、OO2之間的夾角θ1解法θ列方程組:Fx=0;Fy=0變大,F變大,則F=變大即木塊與擋板間正壓力變N,Fsin2三角三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí),三個(gè)力必組成首尾相接的閉合三角形,大,D正確。形法因此可將三個(gè)力平移,組成一個(gè)三角形,解三角形即可考點(diǎn)二受力解析、共點(diǎn)力的平衡相似三若是在對(duì)力利用平行四邊形定則(或三角形定則)運(yùn)算的過(guò)程中,力三角形與幾何三角形相似,則可依照相似三角形對(duì)應(yīng)角形法1.受力解析邊成比率等性質(zhì)求解(1)受力解析的一般步驟明確研究對(duì)象即確定受力解析的物體,研究對(duì)象能夠是→單個(gè)物體,也能夠是多個(gè)物體的組合↓將研究對(duì)象從周圍物體中隔斷出來(lái),進(jìn)隔離物體解析→而解析周圍有哪些物體對(duì)它施加了力的作用↓邊解析邊將力一一畫在物體上,并正確畫出受力表示圖→標(biāo)出各力的方向↓檢查畫出的每一個(gè)力可否找出它的施力檢查受力解析物體,檢查解析結(jié)果可否使研究對(duì)象處可否有誤→于題目所給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),否則,必然發(fā)生了漏力、多力或錯(cuò)力現(xiàn)象注意受力解析時(shí),有些力的大小和方向不能夠確定,必定依照物體碰到的能夠確定的幾個(gè)力的情況和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行判斷總之,要保證受力解析時(shí)不漏力、不添力、不錯(cuò)力。(2)受力解析的角度和依照

(多項(xiàng)選擇)以下列圖,重物的質(zhì)量為m,稍微繩AO和BO的A端、B端是固定的。平衡時(shí)AO是水平的,BO與水平方向的夾角為θ。AO的拉力F和BO的拉力F的大小是()121=1mgA.FmgcosθB.Ftaθn2=2mgC.FmgsinθD.Fsiθn解析解法一:(合成法)由平行四邊形定則,作出F1、F2的合力F,如圖甲所示,又12mg=mg考慮到F=解直角三角形得F=,F2,應(yīng)選項(xiàng)B、12mg,1siθntaθn,D正確。從力的看法判斷搜尋對(duì)應(yīng)的施力物體從力的性質(zhì)判斷搜尋產(chǎn)生的原因從力的收效判斷搜尋可否發(fā)生形變或改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)解法二:(力的三角形法)(即可否產(chǎn)生了加速度)和F結(jié)點(diǎn)O碰到F1、F2從力的互相性判斷從力的反作用角度去搜尋3作用途于平衡狀態(tài),畫出受力解析再將三個(gè)力的矢量平移到一個(gè)三角形中,三力組成首尾依次圖,125年高考3年模擬B版(教師用書)相接的封閉三角形,如圖丁所示。丁則由直角三角形知識(shí)可知:Fmgmg=,F2=。tanθsinθ答案BD1.輕桿的一端安裝有一個(gè)輕小滑輪P,用手握住桿的另一端支持著懸掛重物的繩子,以下列圖。現(xiàn)保持滑輪的地址不變,使桿向下轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度到虛線地址,則以下關(guān)于桿對(duì)滑輪P的作用力的判斷正確的選項(xiàng)是()A.變大B.不變C.變?。模疅o(wú)法確定答案B?lián)}意,滑輪的地址保持不變,處于靜止?fàn)顟B(tài),其所受合力為零;重物也靜止,則知繩子的拉力大小向來(lái)等于重物的重力大小,保持不變;兩繩的夾角也不變,故兩繩拉力的合力保持不變,使桿向下轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度到虛線地址的過(guò)程中,依照平衡條件知,桿對(duì)滑輪P的作用力與兩繩拉力的合力大小相等、方向相反,因此桿對(duì)滑輪P的作用力保持不變,故B正確。2.(多項(xiàng)選擇)一根長(zhǎng)為L的易斷的均勻細(xì)繩,兩端固定在天花板上的A、B兩點(diǎn)。若在細(xì)繩的C處懸一重物,已知AC>CB,如圖所示。以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.增加重物的質(zhì)量,BC繩先斷B.增加重物的質(zhì)量,AC繩先斷C.將A端往左移時(shí)繩子簡(jiǎn)單斷D.將A端往右移時(shí)繩子簡(jiǎn)單斷答案ACC點(diǎn)碰到向下的拉力,其大?。疲裕剑牵瑢⒃摿Π词招а兀粒煤停拢梅较蜻M(jìn)行分解,以下列圖。在△ABC中,由于AC>BC,因此α>β,因此F>F。BCAC

當(dāng)重力G增大時(shí),F、F按相同比率增大,F增大得較BCACBC多,因此BC繩先斷,因此A正確、B錯(cuò)誤。將A端往左移時(shí),FBC與FAC的夾角變大,合力F必然,則兩分力FBC與FAC均增T大;將A端往右移時(shí)兩分力的夾角減小,兩分力均減小,由此可知C正確、D錯(cuò)誤。3.以下列圖,一個(gè)半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O點(diǎn)為其球心,碗的內(nèi)表面及碗口是圓滑的。一根細(xì)線跨在碗口上,線的兩端分別系有質(zhì)量為m和m的小球。當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí),質(zhì)量12為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為α=90°,質(zhì)量為m2的小球位于水平川面上,設(shè)此時(shí)質(zhì)量為m的?。睬?qū)Φ孛娴膲毫Υ笮椋疲?,?xì)線的拉力大小為FT,則()=-=gT=2gD.FT=2gm-C.Fm2221答案B解析小球m1的受力情況,由物體的平衡條件可得,線的拉力FT=0,故C、D均錯(cuò)誤;解析m2的受力情況,由平衡條件可得FN=m2g,故A錯(cuò)誤、B正確。4.(多項(xiàng)選擇)以下列圖,將一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在內(nèi)壁圓滑的半球形容器底部O′處(O為球心),彈簧另一端與質(zhì)量為m的小球相連,小球靜止于P點(diǎn)。已知容器半徑為R、與水平川面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,OP與水平方向的夾角為θ=30°。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.輕彈簧對(duì)小球的作用力大小為3mg2B.容器相關(guān)于水平川面有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)C.容器和彈簧對(duì)小球的作用力的合力豎直向上mgD.彈簧原長(zhǎng)為+k答案CD對(duì)小球受力解析,以下列圖,由于θ=30°,因此三角形OO′P為等邊三角形,由相似三角形法得F==mg,所NF以A項(xiàng)錯(cuò)。由整體法得,容器與地面間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),B項(xiàng)錯(cuò)誤。小球處于平衡狀態(tài),容器和彈簧對(duì)小球的作用力的合力與重力平衡,故C項(xiàng)正確。由胡克定律有F=mg=k(L-mg0R),解得彈簧原長(zhǎng)L=R+,D項(xiàng)對(duì)。0k5.以下列圖,質(zhì)量M=23kg的木塊A套在水平桿上,并用輕繩將木塊A與質(zhì)量m=3kg的小球相連。今用與水平方向成α=30°角的力F=103N,拉著球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)2動(dòng),運(yùn)動(dòng)中M、m相對(duì)地址保持不變,?。纾剑保埃恚?。求:(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輕繩與水平方向的夾角θ;(2)木塊與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。3答案(1)30°(2)5解析(1)設(shè)輕繩對(duì)小球的拉力為FT,小球受力如圖甲所示,由平衡條件可得Fcso30°-F=0TcosθFsin30°+FTsinθ-mg=0解得FT=103Nθ=30°。(2)以木塊和小球組成的整體為研究對(duì)象,受力解析如圖乙所示,由平衡條件得-f=0Fcso30°FF+-+=NFsin30°(Mm)g0又FNμF解得μ=3。56.以下列圖,質(zhì)量為m1的物體甲經(jīng)過(guò)三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OB水平且B端與站在水平面上質(zhì)量為m2的人相連,輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37°,物體甲及人均處于靜止?fàn)顟B(tài)==2。(sin37°0.6,cso37°0.8,g取10m/s。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(1)輕繩OA、OB碰到的拉力分別是多大?(2)人碰到的摩擦力是多大?方向如何?(3)若人的質(zhì)量m2=60kg,人與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,欲令人在水平面上不滑動(dòng),則物體甲的質(zhì)量最大不能高出多少?

專題二互相作用13答案5mg3mg3(1)(2)mg水平向左414141(3)24kg解析(1)以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象進(jìn)行受力解析,如圖1所示,由平衡條件有FOB=FOAsinθF=g=mg531聯(lián)立解得F=mg,F=mgtanθ=mgOA1OB11cosθ4453故輕繩OA、OB碰到的拉力分別為4m1g、m1g。4圖1(2)對(duì)人受力解析,如圖2所示,人在水平方向碰到OB繩的拉力FOB′和水平向左的靜摩擦力作用,由平衡條件得f=FOB′又FOB′=FOB=F=31mgOB4圖2(3)當(dāng)人剛要滑動(dòng)時(shí),甲的質(zhì)量達(dá)到最大,此時(shí)人碰到的靜摩擦力達(dá)到最大值,有f=2g由平衡條件得F=μmOBm′f又FOBm=m=3′F44μm2聯(lián)立解得m1m==24kg3即物體甲的質(zhì)量最大不能夠高出24kg。,則粗糙水平面對(duì)三()145年高考3年模擬B版(教師用書)對(duì)應(yīng)學(xué)生用書初步頁(yè)碼P19方法一整體法與隔斷法1.隔斷法為了弄清系統(tǒng)內(nèi)某個(gè)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況,一般可采用隔離法。運(yùn)用隔斷法解題的基本步驟:(1)明確研究對(duì)象或過(guò)程、狀態(tài);(2)將某個(gè)研究對(duì)象或某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程、某個(gè)狀態(tài)從全過(guò)程中隔離出來(lái);(3)畫出某狀態(tài)下的受力求或運(yùn)動(dòng)過(guò)程表示圖;(4)采用合適的物理規(guī)律列方程求解。2.整體法當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的受力或運(yùn)動(dòng)時(shí),一般可采用整體法。運(yùn)用整體法解題的基本步驟:(1)明確研究的系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程;(2)畫出系統(tǒng)整體的受力求或運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的表示圖;(3)采用合適的物理規(guī)律列方程求解。隔斷法和整體法常常需交織運(yùn)用,從而優(yōu)化解題思路和方法,使解題簡(jiǎn)潔明快。在粗糙水平面上放著一個(gè)三角形木塊abc,在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為m和m的兩個(gè)物體,m>m2,如121圖所示,若三角形木塊和兩物體都是靜止的角形木塊A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左,因m、m、C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能夠確定12θ的數(shù)值均未給出1、θ2D.以上結(jié)論都不對(duì)解題思路求解本題的要點(diǎn)是找到三角形木塊與地面間有沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng));若有,粗糙水平面對(duì)三角形木塊有摩擦力的作用,否則沒(méi)有摩擦力的作用。解析解法一(隔斷法)把三角形木塊隔斷出來(lái),它的兩個(gè)斜面上分別碰到兩物體對(duì)它的壓力FN1、FN2,摩擦力F1、F2。由兩物體的平衡條件知,這四個(gè)力的大小分別為F=gcosθF=m2gcosθN1m11N221m112m它們的水均分力的大?。ㄒ韵铝袌D)分別為N1x=FN1sinθ1=m11sinθ1FgcosθF=Fsinθ=mgcosθsinθN2xN22222F==gcosθ1xF1cosθ1m11sinθ1F=Fcosθ=mgcosθsinθ2x22222其中FN1x=F1x,FN2x=F2x,即它們的水均分力互相平衡,木塊在水平方向無(wú)滑動(dòng)趨勢(shì),因此不受水平面的摩擦力作用。解法二(整體法)由于三角形木塊和斜面上的兩物體都靜止,能夠把它們看作一個(gè)整體,受力以下列圖。設(shè)三角形木塊質(zhì)量為M,則豎直方向碰到重力(m1+m2+M)g和支持力FN作用途于平衡狀態(tài),水平方向無(wú)任何滑動(dòng)趨勢(shì),因此不受水平面的摩擦力作用。

答案D1-1以下列圖,兩個(gè)圓滑金屬球a、b置于一個(gè)桶形容器中,兩球的質(zhì)量大小關(guān)系為m,關(guān)于圖中的兩種放置方式,a>mb以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.兩種情況對(duì)容器左壁的彈力大小相等B.兩種情況對(duì)容器右壁的彈力大小相等C.兩種情況對(duì)容器底部的彈力大小相等D.兩種情況兩球之間的彈力大小相等答案C解析由幾何知識(shí)可知,兩種情況下兩球球心的連線互相平行,也就是說(shuō),下面金屬球?qū)ι厦娼饘偾虻膹椓Φ姆较蛳嗤?。上面金屬球碰到的彈力的豎直方向上的分力大小等于重力,水平方向上的分力等于對(duì)左壁的彈力,顯然a球在上面時(shí)對(duì)左壁的彈力大,兩球之間的彈力也大,A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤;將兩球看做一個(gè)整體解析可知,在同一容器里整體對(duì)左壁的彈力大小等于對(duì)右壁的彈力大小,因此b球在下面時(shí)對(duì)右壁彈力大,而兩種情況對(duì)容器底部的彈力大小相等,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。-m,半徑為r的半球12豎直面圓滑的墻角有一個(gè)質(zhì)量為體A?,F(xiàn)在A上放一密度和半徑與A相同的球體B,調(diào)整A的位置使得A、B保持靜止?fàn)顟B(tài),以下列圖。已知A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,則A球球心距墻角的最遠(yuǎn)距離是()A.2r91113B.rC.rD.r555答案C解析由題可知B球質(zhì)量為2m,當(dāng)A球球心距墻角最遠(yuǎn)時(shí),A受地面水平向右的摩擦力=B球?yàn)椋姒獭ぃ常恚纾藭r(shí)以研究對(duì)象,對(duì)其受力解析以下列圖,有F2=2mg,以A和B整體為研究對(duì)象,在taθn2水平方向有=mg=3μmg由幾何關(guān)系可知,A球球心到墻角的最遠(yuǎn)距離=+=lr2rcosθ11r,選項(xiàng)C正確。5專題二互相作用15方法二動(dòng)向平衡問(wèn)題的求解方法所謂動(dòng)向平衡問(wèn)題,是指經(jīng)過(guò)控制某些物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化,而在這個(gè)過(guò)程中物體又向來(lái)處于一系列的平衡狀態(tài)中。求解動(dòng)向平衡問(wèn)題常常用到以下幾種方法:1.解析法對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力解析,畫出受力表示圖,再依照物體的平衡條件列式求解,獲取因變量與自變量的一般函數(shù)表達(dá)式,最后依照自變量的變化確定因變量的變化。如圖,一小球放置在木板與豎直墻面之間。設(shè)墻面對(duì)球的壓力大小為N1,球?qū)δ景宓膲毫Υ笮椋危?。以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸,將木板從圖示地址開(kāi)始緩慢地轉(zhuǎn)到水平川點(diǎn)。不計(jì)摩擦,在此過(guò)程中()A.N1向來(lái)減小,N2向來(lái)增大B.N1向來(lái)減小,N向來(lái)減?。玻茫危毕仍龃蠛鬁p小,N向來(lái)減?。玻模危毕仍龃蠛鬁p小,N先減小后增大2解析對(duì)小球進(jìn)行受力解析,設(shè)板與墻夾角為θ,板轉(zhuǎn)到=mg==mg水平川點(diǎn)過(guò)程中θ逐漸增大,N,而在,N′N,N1tanθ222sinθ第一象限內(nèi)sinθ為增函數(shù),tanθ為增函數(shù),可知隨著θ的增大N1和N2都減小,則只有B正確。答案B2-1(2016云南昆明3月授課質(zhì)量檢測(cè),16)以下列圖,小球1由兩根輕繩AC與AD拴住,輕繩AD水平。豎直輕繩AB將小球2懸掛于小球1的下端。現(xiàn)用一個(gè)水平向右的力F拉動(dòng)小球2,使其由地址B緩慢搬動(dòng)到地址B′,小球1向來(lái)保持靜止,此過(guò)程中三根輕繩的張力TAB、TAC、TAD的變化情況是()A.TAB和T都變大,T變?。粒模粒茫拢裕粒伦兇螅宰冃?,T變小ADACC.TAB和T都變大,T不變ADACAB變小,TAD變大,TAC不變D.T答案C解析設(shè)兩球之間的輕繩與豎直方向的夾角為θ,以球2為研究對(duì)象受力解析,可知

T=mg,F=mgtanθcosθ將球2緩慢拉到圖中虛線地址過(guò)程,θ變大,則TAB變大,F變大;再以兩球整體為研究對(duì)象受力解析,以下列圖豎直方向合力為零,故TAC在豎直方向的分力等于兩球的總重力,則TAC不變;水平方向合力為零,但由于水平方向拉力F逐漸變大,故TAD變大,因此C選項(xiàng)是正確的。2-2以下列圖,小船被繩子牽引著勻速靠岸,若水的阻力不變,則()A.繩子張力不變B.繩子張力不斷減小C.船所受浮力不變D.船所受浮力不斷減小答案D解析對(duì)小船進(jìn)行受力解析,如圖,由于小船做勻速直線運(yùn)動(dòng),因此小船處于平衡狀態(tài),設(shè)拉力與水平方向的夾角為θ,則有:=①阻Fsinθ+F=②?。恚绱趧蛩倏堪兜倪^(guò)程中,阻力不變,船的重力不變,θ增大,則cosθ減小,sinθ增大,依照①式知,繩子的張力增大,再由②式知,船所受浮力減小,故D正確。2.圖解法對(duì)研究對(duì)象在動(dòng)向變化過(guò)程中的若干狀態(tài)進(jìn)行受力解析,在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下所受的力的平行四邊形,由各邊的長(zhǎng)度變化及角度變化來(lái)確定力的大小及方向的變化情況,此即為圖解法,它是求解動(dòng)向平衡問(wèn)題的基本方法。此法的優(yōu)點(diǎn)是能將各力的大小、方向等變化趨勢(shì)形象、直觀地反響出來(lái),大大降低認(rèn)識(shí)題難度和計(jì)算強(qiáng)度。此法常用于求解三力平衡且有一個(gè)力是恒力,還有一個(gè)力方向不變的問(wèn)題。(2016課標(biāo)Ⅱ,14,6分)質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動(dòng)繩的中點(diǎn)O,如圖所示。用T表示繩OA段拉力的大小,在O點(diǎn)向左搬動(dòng)的過(guò)程中()A.F逐漸變大,T逐漸變大B.F逐漸變大,T逐漸變?。保叮的旮呖迹衬昴MB版(教師用書)C.F逐漸變小,T逐漸變大D.F逐漸變小,T逐漸變小解析由題意知,系統(tǒng)處于動(dòng)向平衡狀態(tài),解析O點(diǎn)的受力情況以下列圖,其中T′=G恒定不變,F方向不變,T大小方向均改變,在O點(diǎn)向左搬動(dòng)的過(guò)程中,θ角逐漸變大,由動(dòng)向矢量三角形可知F、T均逐漸變大,故A項(xiàng)正確。

在三力平衡問(wèn)題中,若是有一個(gè)力是恒力,別的兩個(gè)力方向都變化,且題目給出了空間幾何關(guān)系,多數(shù)情況下力的矢量三角形與空間幾何三角形相似,可利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比率進(jìn)行計(jì)算。以下列圖,圓滑半球面上的小球(可看作質(zhì)點(diǎn))被一繞過(guò)定滑輪的輕繩由底端緩慢拉到頂端的過(guò)程中,試解析繩的張力F及半球面對(duì)小球的支持力F的變化情況。N答案A3-1(多項(xiàng)選擇)以下列圖,重為G的圓滑小球靜止在固定斜解題思路要點(diǎn)詞:緩慢。以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,受力解析面和豎直擋板之間。若擋板逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平川點(diǎn),在該過(guò)程中,擋板和斜面對(duì)小球的彈力的大?。?、F2的變化情況是知受F1N、F、G三個(gè)力,FN和F的合力與G平衡,用相似三角形法()列方程進(jìn)行談?wù)?。解析以下列圖,作出小球的受力表示圖,注意彈力FN總與半球面垂直,從圖中可獲取相似三角形。A.F1增大B.F先減小后增大1C.F2增大D.F減?。泊鸢福拢慕馕鋈∏?yàn)檠芯繉?duì)象,球受重力G、斜面彈力F2、擋板彈力F1。由于球向來(lái)處于平衡狀態(tài),故3個(gè)力的合力向來(lái)為零,3個(gè)力組成封閉的三角形。擋板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),F1的方向也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),F2的方向不變,作出以下列圖的動(dòng)向矢量三角形,由圖可知F1先減小后增大,F2素來(lái)減小,因此選項(xiàng)B、D正確。3.相似三角形法

設(shè)圓滑半球球體半徑為R,定滑輪到球面最高點(diǎn)的距離為F+h,定滑輪到小球間繩長(zhǎng)為L,依照三角形相似得=L,FRmg=+RhR由以上兩式得繩的張力LF=mg+hRR半球面對(duì)小球的支持力FN=mg+hR由于在拉動(dòng)過(guò)程中h、R不變,L變小,故F減小,F不變。N答案見(jiàn)解析方法三臨界與極值問(wèn)題的辦理方法一種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)。平衡物體的臨界狀態(tài)是指物體所處的平衡狀態(tài)將要被破壞而還沒(méi)有被破壞的狀態(tài)。解決臨界極值問(wèn)題的要點(diǎn)是找到臨界條件。1.物理方法物理方法是指充分利用物理狀態(tài)和物理規(guī)律,解析臨界狀態(tài)或界線條件,在特別狀態(tài)下,依照物理規(guī)律列方程,即可直接解決臨界極值問(wèn)題。物理方法包括:(1)利用臨界條件求極值;(2)利用界線條件求極值;(3)利用矢量圖求極值。以下列圖,質(zhì)量m=1kg的物塊在與水平方向夾角為θ=°的推力F作用下靜止于墻壁上,物塊與墻之間的動(dòng)摩擦37因數(shù)μ=0.5,推力F應(yīng)滿足什么條件?(取最大靜摩擦力等于滑2動(dòng)摩擦力,g=10m/s)

解題思路物塊相關(guān)于墻壁可否滑動(dòng),決定于物塊所受靜摩擦力可否達(dá)到最大值。別的,物塊可能向上滑動(dòng),也可能向下滑動(dòng),因此F應(yīng)該有一個(gè)最大值和一個(gè)最小值。解析當(dāng)F較大時(shí),物塊會(huì)有向上滑動(dòng)的趨勢(shì),摩擦力向下,當(dāng)物塊恰不上滑時(shí),力F有最大值(受力如圖1所示)因此:N=FmaxcosθFmaxsinθ=f+mg?f=Fmaxsinθ-mg又由于f=μN解得:Fmax=50N。當(dāng)力F較小時(shí),物塊有向下滑動(dòng)的趨勢(shì),摩擦力向上,因此當(dāng)物塊恰不下滑時(shí),力F有最小值(受力如圖2所示),由平衡條=csoθminF+-==-minsinθfmg0?fmgFminsinθ又由于f=μN解得:F=10Nmin因此使物塊靜止于墻壁上推力F的取值范圍為:10N≤F≤

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