《高考物理总复习 必考部分 专题二 相互作用习题课件1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习 必考部分 专题二 相互作用习题课件1（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题二 相互作用,高考物理 (新课标专用),五年高考,A组 统一命题课标卷题组,1.(2017课标,21,6分)(多选)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,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
2、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。,2.(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.,答案 C 本题考查
3、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 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,甲,乙,由平衡条件: F cos 60=f1 f1=FN1=(mg-F sin 60) 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=tan 30= 选项C正确。
4、,3.(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80 cm的两点上,弹 性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;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.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm,答案 B 设总长度为100 cm时与水平方向夹角为,则cos = ,故=37。总长度为100 cm时弹 力F=kx1,设移至天花板同一点时的弹力为kx2,则 kx1 sin = kx2,得x2=12 cm,则弹性绳的总长度 为92
5、cm。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80 cm,固定点相距80 cm,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。,4.(2016课标,19,6分)(多选)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。若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,则 ( ) 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.
6、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 系统处于静止状态,连接a和b的绳的张力大小T1等于物块a的重力Ga,C项错误;以O 点为研究对象,受力分析如图甲所示,T1恒定,夹角不变,由平衡条件知,绳OO的张力T2恒定不变, A项错误;以b为研究对象,受力分析如图乙所示,则 FN+T1 cos +F sin -Gb=0 f+T1 sin -F cos =0 FN、f均随F的变化而变化,故B、D项正确。,温馨提示 关键词:光滑的轻滑轮;水平粗糙桌面;系统静止;F方向不变。,隐含条件 整个系统处于静止状态,则绳子间的夹角不变,各段绳子上的拉力大小
7、不变。,方法技巧 以O点为研究对象,由三力平衡分析绳OO的张力变化情况;以物块b为研究对象,用 正交分解法列方程分析物块b所受支持力及与桌面间摩擦力的变化情况。,5.(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. m C.m D.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
8、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mg cos 60+mg cos 60=Mg,故有M=m,C正确。,温馨提示 隐含条件:不计所有摩擦及小球质量均为m意味着a和b在同一水平线上,且左右对 称平衡。a、b间距等于半径意味着a、b间圆弧对应的圆心角等于60。,评析 试题以连接体的平衡为载体,考查了受力分析、平衡条件的应用,对数学运算能力有较高 的要求,难度中等偏上。,6.(2014课标,17,6分,0.20
9、7)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。 现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地 偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内),与稳定在竖直位置时相比,小球的高度 ( ),A.一定升高 B.一定降低 C.保持不变 D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定,答案 A 设橡皮筋原长为l0 加速前平衡时橡皮筋伸长了x0,则有kx0=mg 当加速并稳定时设小球偏离竖直方向角,橡皮筋伸长了x 由小球在竖直方向受力平衡有 kx cos =mg 联立得kx cos =kx0 x cos =x0 此时小球距悬挂点的竖直高度 h=(l0+x)cos
10、 ,=l0 cos +x cos =l0 cos +x0l0+x0 故小球一定升高 选项A正确。,解题思路 求解本题的关键是以小球为研究对象,小球在竖直方向上受力始终平衡,即mg=kx0= kx cos ,x0=x cos 。而l0 cos l0,导致l0 cos +x0l0+x0,即小球升高。解题时不能只注意到x0=x cos 而忽视l0 cos l0。,相似模型 如图弹性皮筋原长l0=lAB,在弹性限度内用力F将物块m向右拉动过程中,物块m对地面 的压力是否变化?(B为光滑的固定轴),7.(2013课标,15,6分,0.698)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
11、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 (F20)。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 物块对斜面的正压力FN=mg cos ,当物块所受外力F为最大值F1时,具有向上的运动 趋势 由平衡条件可得:F1=mg sin +fm; 同理:当物块所受外力F为最小值F2时,具有向下的运动趋势,即F2+fm=mg sin 。 联立解得fm= ,F1+F2=2mg sin ,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。,解题关键 F平行于斜面,对物块施
12、于斜面的压力没有影响。物块保持静止,但是运动趋势 有两种可能,分别是沿斜面向上、向下。,8.(2013课标,21,6分,0.235)(多选)2012年11月,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰 成功。图(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功 钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在 甲板上短距离滑行后停止。某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在t=0.4 s时恰好钩住阻拦索 中间位置,其着舰到停止的速度-时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要 的滑行距离约为1 000 m。已知航母始终
13、静止,重力加速度的大小为g。则 ( ) 图(a),图(b) A.从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10 B.在0.4 s2.5 s时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化 C.在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过2.5g D.在0.4 s2.5 s时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变,答案 AC 速度图线与时间轴所围面积表示物体的位移,估算图中面积约为110 m,故A正确;由 于速度图线的斜率表示物体的加速度,由图可知在0.4 s2.5 s内飞机加速度大小几乎不变,约为2 7 m/s2,则飞机所受阻拦索的合力F不变,但飞机的速度在减小,两侧阻拦索间夹角在减小,故由
14、P =Fv知D错误,由F=2T cos 知阻拦索的张力在减小,B错误;由上述知C正确。,温馨提示 先要读懂v-t图线与飞机运动过程的对应关系,0.4 s飞机钩住阻拦索中间位置时,飞机 开始做匀减速直线运动,0.42.5 s这一段时间的v-t图线与时间轴所围面积表示对应的位移,而斜 率表示加速度。斜率保持不变表明合外力不变,而由图(a)可知,这个合力是两部分阻拦索对飞 机的拉力与摩擦力的合力,摩擦力不变,则阻拦索对飞机拉力的合力保持不变,两个等值分力间 的夹角越小,两个等值分力就越小。,评析 本题结合社会热点,以舰载机为背景,利用速度图象,考查了识图能力、估算能力,在知识 方面考查了图线与坐标轴
15、所围面积与斜率的意义、力的合成与分解、功率等,考查有深度也有 广度,难度较大。,B组 自主命题省(区、市)卷题组 1.(2017天津理综,8,6分)(多选)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
16、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ao=ao,sin = , 由平衡条件有2F cos =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。,2.(2015广东理综,19,6分)(多选)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
