高考物理一轮复习第二单元相互作用第1讲重力弹力摩擦力练习(含详解)

重力 弹力 摩擦力 　　相互作用是力学乃至整个高中阶段物理学的基础,高考对本模块中知识点的考查频率较高,特别是对摩擦力、受力分析、物体的平衡考查频率高。能力的考查以理解能力和应用能力为主。本章涉及“滑动摩擦力”“动摩擦因数”“静摩擦力”“形变”“弹力”“胡克定律”“矢量和标量”七个Ⅰ级考点,“力的合成和分解”“共点力的平衡”两个Ⅱ级考点。常见的三种力、物体的平衡、受力分析是高考的重点和难点,也是热点。 命题呈现以下特点:(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,贯穿高考考查的大部分内容和考题;(3)常考查力的合成与分解;(4)共点力作用下物体的平衡,如动态平衡、极值求解等考查也较多。 预测2020年高考命题趋势:(1)考查力的产生条件、力的大小的计算和方向的判断、力的合成与分解、平衡条件的应用、 动态平衡问题的分析。“弹力”“摩擦力”属于高考的热点和难点。“弹簧模型”可以在不同物理情景下综合考查,与其他知识结合来考查弹力大小的定性分析或定量计算及方向的判定。不论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。(2)考查的模型一般为叠加体、连接体(轻绳连接、轻杆连接、轻弹簧连接)、死结模型、滑轮模型(活结模型)、轻弹簧模型等。(3)涉及的思想方法有整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等。(4)单独考查一个知识点的试题非常少,大多数情况是同时涉及几个知识点,考查的重点和热点是弹力、摩擦力、力的合成与分解、共点力作用下物体的平衡等知识点的创新设计,注重对物理思维与物理能力的考查。(5)试题以现实生活中的现象为背景,或以高科技为背景考查一些综合性问题,考生平时应锻炼自己建立物理模型的能力。 第1讲　重力　弹力　摩擦力 1 重力 　　(1)产生:由于地球吸引而使物体受到的力。重力不是万有引力,而是万有引力的一个分力。 (2)大小:G=mg,可用弹簧测力计测量。①物体的质量m不会变;②G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。 (3)方向:竖直向下。竖直向下是和水平面垂直,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心。 (4)重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点,即物体的重心(是一种理想化模型,真实不存在)。影响重心位置的因素:物体的几何形状,物体的质量分布。重心的位置不一定在物体上。不规则薄板重心的确定方法:悬挂法。 1.1(2019四川西昌模拟)如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是(　　)。 A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点 B.重力的方向总是垂直向下的 C.物体重心的位置只与物体的质量分布有关 D.力是使物体运动的原因 【答案】A 1.2(2019江苏淮安月考)下列关于物体重心的说法中正确的是(　　)。 A.物体的重心必在物体上 B.形状规则的物体的重心就在物体的几何中心 C.重心是物体各部分所受重力的合力的等效作用点 D.重心就是物体内最重的一点 【答案】C 2 弹力 　　(1)弹力:发生形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。 (2)弹力方向的判断方法:①绳子只能受拉力而发生形变,即绳子只能承受拉力。因此绳子拉物体的弹力的方向总是沿着绳子指向其收缩的方向。②物体放在支持物上,支持物因形变而产生弹力,这种弹力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体。 (3)胡克定律:在弹性限度内,弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成正比。表达式:F=kx。 【易错警示】　(1)杆的弹力方向:杆的弹力方向不能根据杆的方向来判断,只能根据实际情况进行受力分析得出。(2)弹簧与杆、绳的弹力瞬间变化的区别:因为弹簧的形变不可能瞬间突变,所以弹簧的弹力不可能突变;而杆、绳的弹性形变可以在瞬间发生变化,所以杆、绳的弹力可以发生突变。 (4)弹力有无的判断“四法” ①条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况。 ②假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在(将其中一个物质拿走),看物体能否保持原有的状态。若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力。 ③状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。 ④替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否发生形态的变化,若发生形变,则此处一定有弹力。 2.1(2019山东青岛联考)探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15N重物时,弹簧长度为0.16m,悬挂20N重物时,弹簧长度为0.18m,则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为(　　)。 A.L0=0.02m、k=500N/m B.L0=0.10m、k=500N/m C.L0=0.02m、k=250N/m D.L0=0.10m、k=250N/m 【答案】D 2.2(2019湖南株洲月考)(多选)如图所示,一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F,且F通过球心,下列说法正确的是(　　)。 A.球一定受墙的弹力且水平向左 B.球可能受墙的弹力且水平向左 C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上 D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上 【答案】BC 3 摩擦力 　　(1)滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动时,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力。产生条件必须同时满足:①两物体相互接触;②两物体间相互挤压;③接触面是粗糙的;④两物体间有相对运动。 (2)静摩擦力:相互接触的两个物体有相对运动的趋势,但又保持相对静止状态时所受的摩擦力。产生条件必须同时满足:①两物体相互接触;②两物体相互挤压;③接触面粗糙;④物体有相对运动趋势而又保持相对静止。方向:与接触面相切,与相对运动趋势的方向相反。大小:①静摩擦力是变力,它与使它产生相对运动趋势的外力有关。②最大静摩擦力:物体所受的静摩擦力能达到的最大值。③静摩擦力的变化范围:0μmg,则弹簧的形变量x=>,A项正确,B项错误;竖直方向物体受力平衡,则物体受到地面的支持力与它所受到的重力大小相等,又由地面对物体的支持力等于物体对地面的压力可知,C项正确;水平方向物体做匀加速直线运动,则弹簧对物体的弹力大于物体所受的摩擦力,不是一对平衡力,D项错误。 【答案】AC 题型二 摩擦力的突变问题 　　1.静摩擦力的突变问题 静摩擦力是被动力,其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动趋势,静摩擦力存在最大值。静摩擦力为零的状态是其方向变化的临界状态;静摩擦力达到最大值是物体恰好保持相对静止的临界状态。 2.滑动摩擦力的突变问题 滑动摩擦力的大小与接触面间的动