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1、专题02 相互作用【2018高考真题】1如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态,现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是( )A. B. C. D. 【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷)【答案】 A【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识,匀变速直线运动规律贯穿高中物理。2明朝谢肇淛五杂组中记载:“明姑苏虎丘寺庙倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之,曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身
2、。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则A. 若F一定,大时大B. 若F一定,小时大C. 若一定,F大时大D. 若一定,F小时大【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷)【答案】 BC则, ,故解得,所以F一定时, 越小, 越大; 一定时,F越大, 越大,BC正确;【点睛】由于木楔处在静止状态,故可将力F沿与木楔的斜面垂直且向上的方向进行分解,根据平行四边形定则,画出力F按效果分解的图示并且可据此求出木楔对A两边产生的压力对力进行分解时,一定要分清力的实际作用效果的方向如何,再根据平行四边形定则或三角
3、形定则进行分解即可【2017高考真题】1【2017新课标卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm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)A86 cmB 92 cm C 98 cm D 104 cm【答案】B【考点定位】胡克定律、物体的平衡【名师点睛】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力,然后列式求解;如果物体受到三力处于平衡状态,可根据矢量三角形法,将三个力移动到一
4、个三角形中,然后根据正弦定理列式求解。前后两次始终处于静止状态,即合外力为零,在改变绳长的同时,绳与竖直方向的夹角跟着改变。2【2017天津卷】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,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【解析】设两杆间距离为d,绳长为l,Oa、Ob段长度分别为la和lb,则,两部分绳子与竖直方向夹角分别为和,受力分析如图所示。绳子中各
5、部分张力相等,则。满足,即,d和l均不变,则sin 为定值,为定值,cos 为定值,绳子的拉力保持不变,衣服的位置不变,故A正确,CD错误;将杆N向右移一些,d增大,则sin 增大,cos 减小,绳子的拉力增大,故B正确。【考点定位】受力分析,共点力的平衡【名师点睛】本题是力的动态平衡的典型模型,学生并不陌生,关键要判断出绳子和竖直方向的夹角只与绳长和两杆间的距离有关。3【2017新课标卷】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
6、AMN上的张力逐渐增大BMN上的张力先增大后减小COM上的张力逐渐增大DOM上的张力先增大后减小【答案】AD【考点定位】共点力的平衡、动态平衡【名师点睛】本题考查动态平衡,注意重物受三个力中只有重力恒定不变,且要求OM、MN两力的夹角不变,两力的大小、方向都在变。三力合力为零,能构成封闭的三角形,再借助圆,同一圆弧对应圆周角不变,难度较大。4【2017新课标卷】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ABCD【答案】C【解析】F水平时:;当保持F的大小不变,而方向与水平面成60角时
7、,则,联立解得:,故选C。【考点定位】物体的平衡【名师点睛】此题考查了正交分解法在解决平衡问题中的应用问题;关键是列出两种情况下水平方向的平衡方程,联立即可求解。【2016高考真题】1【2016江苏卷】一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为A40 m/NB40 N/mC200 m/ND200 N/m【答案】D【考点定位】考查胡可定律【方法技巧】本题主要是掌握胡克定律的公式F=kx,并注意各物理量的单位。2【2016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。若将a和b、b与P
8、、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则Af1=0,f20,f30 Bf10,f2=0,f3=0Cf10,f20,f3=0 Df10,f20,f30【答案】C【解析】对整体受力分析可知,整体相对地面没有相对运动趋势,故f3=0;再将a和b看成一个整体,a、b整体有相对斜面向下运动的趋势,故b与P之间有摩擦力,即f20;再对a受力分析可知,a相对于b有向下运动的趋势,a和b之间存在摩擦力作用,即f10。选项C正确。【考点定位】共点力的平衡、整体法、隔离法【名师点睛】“整体隔离法”是力学中的重要方法,一定要熟练掌握,注意对于由多个物体组成的系统,不涉及内力时优先考虑以整体为研究对象
9、。3【2016全国新课标卷】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ABCmD2m【答案】C【考点定位】考查了共点力平衡条件的应用【方法技巧】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力,然后列式求解,如果物体受到三力处于平衡状态,则可根据矢量三角形法,将三个力移动到一个三角形中,然后根据角度列式求解。4【2016全国新课标卷】质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力
10、F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用T 表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中AF逐渐变大,T逐渐变大 BF逐渐变大,T逐渐变小CF逐渐变小,T逐渐变大 DF逐渐变小,T逐渐变小【答案】A可得,水平拉力F逐渐增大,绳的拉力逐渐增大,故选A。【考点定位】动态平衡的图解法【名师点睛】此题是物体的平衡问题,考查平行四边形定则的应用;图解法是最简单快捷的方法,注意搞清各个力的大小及方向变化的特点,变换平行四边形即可。此题还可以列方程讨论。5【2016浙江卷】如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。质
11、量为M0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为U0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,则该同学身高和质量分别为Av(t0t),Bv(t0t),C v(t0t),D v(t0t),【答案】D【解析】当测重台没有站人时,2x=vt0;站人时,2(xh)=vt;解得h=v(t0t);无人站立时:U0=KM0g;有人时,U=k(M0g+mg),解得:;故选D。【考点定位】物体的平衡;传感器及速度的计算问题【名师点睛】此题以身高体重测量仪为背景,考查了物体的平衡、传感器及速度的计算问题。解本题的
12、关键是搞清测量的原理,然后联系物理知识列方程解答;此题难度不大,但是题目新颖,有创新,能较好地考查学生分析问题、处理问题的能力。 6【2016全国新课标卷】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【考点定位】共点力作用下物体的平衡、力的动态分析【名师点睛】本题主要考查共点力作用下物体的平衡、力的动态分析。当有多个物体相互作用而平衡时,应注意灵活选择研究对象,可以让题目变得更简洁明晰,此题的难点是对选项A的判断。7【2016上海卷】如图,始终竖直向上的力F作用在三角板A端,使其绕B点在竖直平面内缓慢地沿顺时针方向转动一小角度,力F对B点的力矩为M,则转动过程中AM减小,F增大BM减小,F减小CM增大,F增大DM增大,F减小【答案】A【考点定位】力矩、受力平衡条件【方法技巧】通过物体受力平衡条件判断拉力F的变化情况,分析力矩时通过极端思维的方法进行判断。