1、专题二 相互作用,高考物理 (北京市专用),1.(2013北京理综,16,6分)倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止 在斜面体上。下列结论正确的是 ( )A.木块受到的摩擦力大小是mg cos B.木块对斜面体的压力大小是mg sin C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin cos D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g,考点一 常见的三种力 力的合成与分解 A组 自主命题北京卷题组,五年高考,答案 D 对木块受力分析,如图所示,木块静止,由平衡条件:Ff=mg sin ,FN=mg cos ,故选 项A、B均错误;对斜面体和木块整体分析,桌面对斜面体的摩擦力为
2、零,支持力与整体重力平 衡,故选项C错误,选项D正确。,2.(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 设弹性绳劲度系数为k,绳总长l1=100 cm时,绳上弹力大小F1=k(l1-l0),绳中点处受力 平衡,设绳与水平方向夹角为,则有2F1 sin =F=G,cos =
3、 ,sin = ,绳两端缓慢移至同一点时, 设绳长为l2,其弹力大小F2=k(l2-l0),此时绳中点处受力平衡,有2F2=F=G,综上所述有2k(l1-l0) sin =2k(l2-l0),解得l2=92 cm,则选项B正确。,解题关键 关键词理解与情景构建 弹性绳可按弹簧模型处理,始终处于弹性限度内说明劲度系数k不变,钩码挂在绳的中点,绳中 点处受力平衡,两侧绳上弹力大小相等,等于弹性绳的弹力。,B组 统一命题、课标卷题组,3.(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。
4、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。,考查点 力的平衡、力的合成与分解。,
5、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。,疑难突破 题目中轻环、摩擦不计是分析关键,注意对称性的应用哦。,1. 2011北京理综,22(1),6分如图所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小 球(小球的大小可以忽略)。在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为,小球保持静 止。画出此时小球的受力图,并求力F的大小。,考点二 受力分析 共点力的平衡 A组 自主命题北京卷题组,解析 受力分析如图,根据平衡条件,应满足T cos =mg, T sin =F 拉力F=mg tan ,答案 见解析,2.(2017课标,
6、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,B组 统一命题、课标卷题组,答案 AD 本题考查对共点力平衡问题的理解和推理能力,要求运用数学工具求解物理问题。 设MN上的张力为T,OM上的张力为F,在缓慢拉起的过程中重物处于动态平衡状态。当OM与 竖直方向成任意角时,由受力分析有F cos +
7、T cos (-)=mg F sin =T sin (-) 利用三角函数化简解得 T= mg,F= mg 可知,在由0增加至 的过程中,MN上的张力T逐渐增大,选项A正确,B错误。由于OM与MN之 间的夹角 ,所以在由0增加至 的过程中,-的值先由大于 减小至 后,进一步再减小, 相应sin (-)的值先增大后减小,即OM上的张力F先增大后减小,选项C错误,D正确。,一题多解 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
8、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。,3.(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,其受力如图甲所示甲乙 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
9、力如图乙,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.(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
10、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 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、
11、D项正确。,考查点 共点力的平衡、力的合成与分解。,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。,评析 本题考查了物体的平衡及平衡状态下的连接体问题,正确的受力分析是解题的关键。,5.(2016课标,14,6分)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 ( )A.F逐渐变大,T逐渐变大 B.F逐渐变大,T逐渐变小 C.F逐渐变小,T逐渐变大 D.F逐渐变小,T逐渐变小,答案 A 由题意知,系
12、统处于动态平衡状态,分析O点的受力情况如图所示,其中T=G恒定不 变,F方向不变,T大小方向均改变,在O点向左移动的过程中,角逐渐变大,由动态矢量三角形可 知F、T均逐渐变大,故A项正确。,6.(2009北京理综,18,6分)如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上。滑块与斜 面之间的动摩擦因数为。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加 速度为g,则 ( ),A.将滑块由静止释放,如果tan ,滑块将下滑 B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果tan ,滑块将减速下滑 C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果=tan ,拉力大小应是2mg sin D.用平行于斜
13、面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果=tan ,拉力大小应是mg sin ,C组 教师专用题组,答案 C tan 时,mg cos mg sin ,滑块将静止,A错误;tan 时,mg cos mg sin ,滑 块将加速下滑,B错误;=tan 时,mg cos =mg sin ,在沿斜面向上的拉力作用下滑块匀速上 滑,即F拉=mg sin +mg cos =2mg sin ,C正确;匀速下滑时,F拉+mg sin =mg cos ,由=tan 可 得F拉=0,D错误。,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 上。若要物块在斜面上
14、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F 2(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 当物块所受外力F为最大值F1时,具有沿斜面向上的运动趋势 由平衡条件可得:F1=mg sin +fm; 当物块所受外力F为最小值F2时,具有沿斜面向下的运动趋势,即F2+fm=mg sin 。 联立解得fm= ,F1+F2=2mg sin ,由于物块的质量m、物块与斜面间的动摩擦因数及斜面 的倾角未知,故选项C正确;选项A、B、D错误。,考查点 力的平衡、摩擦力。,思路点拨 随着力F的增大,摩擦力会
15、先变小到零,再反向增大。,8.(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,
16、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。,9.(2012课标,24,14分)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。设拖把头的质量为m,拖 杆质量可忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数,重力加
17、速度为g。某同学用该拖把在 水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为。 (1)若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小。 (2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比 值为。已知存在一临界角0,若0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止 开始运动。求这一临界角的正切tan 0。,答案 (1) (2)tan 0=,解析 (1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把,将推拖把的力沿竖直和水平方向分解, 按平衡条件有 F cos +mg=N F sin =f 式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。由摩擦定律有 f=N 联立
18、式得 F= mg (2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动,应有 F sin N 这时,式仍满足,联立式解得 sin - cos 现考查使上式成立的角的取值范围。注意到上式右边总是大于零,且当F无限大时极限为零, 有,sin - cos 0 使上式成立的角满足0,这里0是题中所定义的临界角,即当0时,不管沿拖杆方向用多 大的力都推不动拖把。临界角的正切为 tan 0=,1.(2018北京丰台一模,19)如图所示为研究物块与木板之间摩擦力大小的实验装置。将一物块 和木板叠放于水平桌面上,轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与物块水平相连。现在用 绳索与长木板连接,用手向右水平拉
19、绳索,使长木板在桌面上滑动。弹簧测力计示数稳定后,下 列说法正确的是 ( )A.物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力 B.木板必须在桌面上做匀速直线运动 C.测力计示数一定等于物块受到的摩擦力 D.测力计示数一定等于木板受到的摩擦力,A组 20162018年高考模拟基础题组,三年模拟,考点一 常见的三种力 力的合成与分解,答案 C 物块与木板之间发生相对滑动,二者之间是滑动摩擦力,A项错误。弹簧测力计示 数稳定后,物块相对于地面静止,所受合外力为零,测力计示数等于物块受到的摩擦力,C项正 确,D项错误。物块所受滑动摩擦力f=N,与木板是否做匀速直线运动无关,B项错误。,解题关键 首先明确物理情境,
20、明确测力计示数稳定后,研究对象物块相对地面静止,所受合外 力为零,弹簧测力计示数等于木板对物块的滑动摩擦力大小。该实验测物块与木板之间摩擦 力大小,只要物块相对地面静止即可,与木板是否做匀速直线运动无关。,2.(2018北京东城二模,18)假如要撑住一扇用弹簧拉着的门,在门前地面上放一块石头,门往往 能推动石头慢慢滑动。然而,在门下缝隙处塞紧一个木楔(侧面如图所示),虽然木楔比石头的 质量更小,却能把门卡住。下列分析正确的是 ( )A.门能推动石头是因为门对石头的力大于石头对门的力 B.将门对木楔的力正交分解,其水平分力与地面给木楔的摩擦力大小相等 C.若门对木楔的力足够大,门就一定能推动木楔
21、慢慢滑动 D.塞在门下缝隙处的木楔,其顶角无论多大都能将门卡住,答案 B 门对石头的力与石头对门的力,是一对相互作用力,所以等大反向,故A错误;用木楔 时,木楔不动,在水平方向其受到地面的摩擦力等于门对木楔的力的水平分力,门对木楔的力会 增大木楔与地面之间的正压力,导致其与地面之间的静摩擦力的最大值很大,即使用足够大的 力,也不能把门推开,所以虽然木楔比石头的质量更小,却能把门卡住,但是,对木楔的顶角是有 要求的,顶角不能太大,因为顶角太大,产生压力的竖直分量会太小,则木楔与地面间的最大静 摩擦力较小,门很容易就被推开。故B正确,C、D错误。,解题关键 利用受力分析和力的分解知识,是解决此类问
22、题的关键。,3.(2018北京师大附中期中,2)一只重为G的蜗牛沿着倾斜的藤蔓缓慢爬行,如图所示。若藤蔓 的倾角为,则爬行过程中藤蔓对蜗牛的作用力大小为 ( )A.G sin B.G cos C.G tan D.G,答案 D 对蜗牛进行受力分析,如图所示,藤蔓对蜗牛的作用力大小为藤蔓对蜗牛的支持力 和摩擦力的合力。因蜗牛缓慢爬行,说明蜗牛处于平衡状态,即所受合力始终为零,藤蔓对蜗牛 的支持力和摩擦力的合力与重力大小相等,所以,蜗牛受到藤蔓的作用力大小等于蜗牛重力,即 等于G,故D正确。,思路点拨 本题首先对蜗牛进行受力分析,同时一定要理解藤蔓对蜗牛有支持力和摩擦力,则 藤蔓对蜗牛的作用力为二者
23、的合力,然后根据力的平衡条件来进行处理。,4.(2017北京朝阳期中,5)如图所示,质量m=1 kg的带电滑块与水平面间的动摩擦因数=0.1,由 于空间存在水平方向的匀强电场,因此滑块还受到大小为5 N、方向水平向右的电场力F 的作 用,则滑块在向左运动的过程中所受的摩擦力(取重力加速度g=10 m/s2) ( ) A.大小为5 N,方向水平向右 B.大小为5 N,方向水平向左 C.大小为1 N,方向水平向右 D.大小为1 N,方向水平向左,答案 C 滑块向左运动的过程中,受到地面对它向右的滑动摩擦力作用,Ff=FN=mg=1 N,选 项C正确。,5.(2018北京海淀期中,1)(多选)用如图
24、所示装置研究摩擦力的变化规律,把木块放在水平长木 板上,在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团,它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平 方向拉木块,使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是 ( )A.木块开始运动前,摩擦力逐渐增大 B.当拉力达到某一数值时木块开始移动,此时拉力会突然变小 C.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小 D.木块开始运动前,拉力小于摩擦力,答案 ABC 木块受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用,运动前处于静止状态,拉力等于静 摩擦力,随着拉力增大,静摩擦力逐渐变大,选项A正确,选项D错误;当拉力等于最大静摩擦力 时,木块开始运动,此时静摩擦力会突然变为滑动摩擦力,又因为滑动摩
25、擦力略小于最大静摩擦 力,所以木块开始移动时拉力会突然变小,选项B正确;木块开始运动时的拉力等于最大静摩擦 力,所以该装置可以记录最大静摩擦力的大小,选项C正确。,6.(2016北京朝阳二模,18)体育课上某同学做引体向上。他两手握紧单杠,双臂竖直,身体悬垂; 接着用力上拉使下颌超过单杠(身体无摆动);然后使身体下降,最终悬垂在单杠上。下列说法 正确的是 ( )A.在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力 B.在下降过程中单杠对人的作用力始终小于人的重力 C.若增大两手间的距离,最终悬垂时单臂的拉力变大 D.若增大两手间的距离,最终悬垂时单臂的拉力不变,答案 C 上升、下降过程中如果该同学
26、匀速运动,则人的重力等于单杠对人的作用力,A、B 错误。悬垂时两臂拉力的合力等于人的重力,增大两手间距离,则两臂的夹角变大,单臂的拉力 变大,C正确,D错误。,7.(2018北京朝阳一模,20)风化侵蚀的产物有可能被风、流水、冰川和海浪挟带而离开原位 置,地理学家把这种现象叫做“搬运”。为了讨论水流的搬运作用,设水的流速为v,物块的几 何线度为l,并作如下简化:物块的体积与l3成正比,水流对物块的作用力与l2v2成正比,物块受到 的阻力与物块的重力成正比。已知水的流速为v时,能搬运石块的重力为G。当水的流速为2v 时,能搬运石块的重力为 ( ) A.2G B.4G C.16G D.64G,考点
27、二 受力分析 共点力的平衡,答案 D 由题意知,水流对物块的作用力F=k1l2v2,物块体积V=k2l3,物块重力G=Vg=k2gl3,物 块受到的阻力f=k3G=k3k2gl3;水刚能搬运物块时水流对物块的作用力等于物块所受的阻力,即 F=f,k1l2v2=k3k2gl3,联立G=k2gl3得:Gv6,流速为v时搬运石块重力为G,有G=kv6,流速为2v时,搬 运石块重力为G,则G=k(2v)6,故有 = =64,因此,只有选项D正确。,解题关键 据题中的描述,找出重力G与流速v的关系是解答本题的关键。,8.(2018北京首师大附中月考,1)(多选)如图所示,用轻绳OA把球挂在光滑的竖直墙壁
28、上,O点为 绳的固定点,B点为球与墙壁的接触点。现保持固定点O不动,将轻绳OA加长,使绳与墙壁的夹 角变小,则球静止后与绳OA加长之前相比 ( )A.绳对球的拉力变小 B.球对墙壁的压力变小 C.墙壁对球的支持力不变 D.球所受的合力变大,答案 AB 对球进行受力分析,如图所示:因球在两种情况下均处于静止状态,则球所受合力不变,为零。因球所受合力为零,故有:T= ,F=mg tan 。当将轻绳OA加长,使绳与墙壁的夹角变小时,cos 增大,tan 减小,则T减小, F减小,由牛顿第三定律可知,球对墙壁的压力变小。故选A、B。,解题关键 做好受力分析和建立平衡方程是解本题的关键。,9.(2018
29、北京四中期中,4)(多选)如图所示,物体A用轻质细绳系在竖直杆MN上的B点。现用一水 平力F作用在绳上的O点,将O点缓慢向左移动,使细绳与竖直方向的夹角逐渐增大。关于此 过程,下列说法中正确的是 ( )A.水平力F逐渐增大 B.水平力F逐渐减小 C.绳OB的弹力逐渐减小 D.绳OB的弹力逐渐增大,答案 AD 分析结点O的受力,受竖直绳的拉力FA=GA、OB绳的拉力FB和水平拉力F,由物体 平衡条件知,F=GA tan ,FB= ,将O点缓慢向左移动,使细绳与竖直方向的夹角逐渐增大,可 知tan 逐渐增大,cos 逐渐减小,则水平力F逐渐增大,绳OB的拉力FB也逐渐增大。所以A、D 选项正确。,
30、10.(2017北京海淀期中,1)如图所示,用三根不可伸长的轻质细绳OA、OB、OC共同悬挂一重 物使其静止,其中OA与竖直方向的夹角为30,OB沿水平方向,A端、B端固定。若分别用FA、 FB、FC表示OA、OB、OC三根绳上的拉力大小,则下列判断中正确的是 ( )A.FAFBFC B.FAFCFB D.FCFAFB,答案 C 对三根绳子的结点进行受力分析如图所示,FA与FB合成的合力与FC等大反向,由力 的三角形各边关系得FAFCFB。,11.(2016北京东城二模,15)如图所示,两竖直杆顶端M、N位于等高处,将一根不可伸长的轻绳 两端分别固定在M、N两点,物体通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中
31、间,静止时轻绳所成夹角为120 。若保持绳长不变,只适当增加两竖直杆之间的水平距离,此时 ( )A.轻绳的弹力比物体的重力小 B.轻绳的弹力与物体的重力相等 C.轻绳的弹力比物体的重力大 D.轻绳的弹力大小与物体的重力无关,答案 C 令轻绳的弹力大小为F,由平衡条件可得2Fcos =mg,式中为静止时轻绳所成夹 角,=120时,F=mg,由数学知识知,适当增加两竖直杆之间的水平距离,轻绳所成夹角变大,则 F变大,Fmg,故选项C正确。,12.(2018北京民大附中月考,3)如图所示,A、B两物体通过轻细绳跨过定滑轮相连接,已知物体 A的质量大于物体B的质量,开始它们处于静止状态;在水平拉力F的
32、作用下,物体A向右做变速 运动,同时物体B匀速上升。设水平地面对物体A的支持力为N、摩擦力为f,绳子对A的拉力为 T,那么在物体B匀速上升的过程中,下列说法中正确的是 ( )A.N、f、T都增大 B.N、f增大、T不变 C.N、f、T都减小 D.N、T减小、f不变,答案 B 运动过程中,对A、B受力分析。GB=T T=T GA=T sin +N F=T cos +f 运动过程中T保持不变。减小,sin 减小,则N变大。f=N,不变,f变大。选项B正确。,1.(2018北京朝阳期中,7)如图所示,在竖直光滑墙壁上用细绳将一个质量为m的球挂在A点,平 衡时细绳与竖直墙的夹角为,mg,Tmg B.N
33、mg,Tmg D.Nmg,Tmg,B组 20162018年高考模拟综合题组时间:35分钟 分值:60分,一、选择题(每题5分,共40分),答案 C 作出球的受力分析图如图所示。由几何关系及平衡条件有T= ,N=mg tan ,因mg,Nmg,Nmg 故C选项正确。,2.(2018北京朝阳期中,5)如图所示,一个木块在水平外力F1和F2的作用下静止在水平桌面上。 已知F1=12 N,F2=4 N。若只撤去外力F1,则木块在水平方向上受到的合力为 ( )A.12 N,方向向左 B.8 N,方向向右 C.2 N,方向向左 D.0,答案 D 根据平衡条件可知木块初始时受桌面的静摩擦力f=F1-F2=8
34、 N,方向水平向左,故可 判定木块与桌面间的最大静摩擦力 fmf=8 N。当撤去F1后,因F2fm,所以木块仍能保持静止, 所受的合力为0,故本题答案为D。,3.(2017北京丰台二模,15)如图所示,质量为m的物块静止在倾角为的斜面上,斜面静止在地面 上。重力加速度为g。关于物块的受力情况分析,下列说法不正确的是 ( )A.物块受到重力、支持力和摩擦力作用 B.物块所受支持力大小为mg tan C.物块所受摩擦力大小为mg sin D.斜面对物块的摩擦力与支持力的合力方向竖直向上,答案 B 受力分析得物块所受支持力大小为mg cos ,B错。,考查点 受力分析、力的分解。,导师点睛 物块受重
35、力、摩擦力、支持力处于平衡状态,任意两个力的合力与第三个力等大 反向。,4.(2016北京朝阳期中,6)如图所示,重为G的光滑半圆球对称地搁在两个等高的固定台阶 上,A、B为半圆球上与台阶接触的点,半圆球的球心在O点,半圆球的重心C位于O点正下方,= 120,NA为半圆球上A点所受的弹力。下列说法中正确的是 ( )A.NA的方向由A指向O,NAG B.NA的方向由A指向O,NAG C.NA的方向由A指向C,NAG D.NA的方向由A指向C,NA=G,答案 B 弹力方向为垂直于接触面指向受力物体,因此NA的方向为垂直于半圆球的切面指 向半圆球,即沿半径由A指向O,半圆球受重力、NA、NB,且NA
36、、NB夹角小于120,G、NA、NB的合 力为零,由对称性和平行四边形定则可知NA=NBG。,5.(2016北京东城期中,8)如图所示,质量为m的小球置于倾角为30的光滑斜面上,劲度系数为k 的轻质弹簧一端系在小球上,另一端固定在墙上的P点。小球静止时,弹簧与竖直墙壁间的夹 角为30,则弹簧的伸长量为 ( )A. B. C. D.,答案 D 对小球进行受力分析,受到重力、斜面的支持力以及弹簧的弹力,受力平衡 根据几何关系可知弹簧弹力方向和支持力方向间夹角为60根据平衡条件得:F弹 cos 30= mg 解得:F弹= mg 根据胡克定律得: x= =,6.(2016北京海淀期中,1)城市中的路灯
37、、无轨电车的供电线路等,经常用三角形的结构悬挂。 如图是这类结构的一种简化模型,硬杆左端可绕通过B点且垂直于纸面的轴无摩擦地转动,右 端O点通过钢索挂于A点,钢索和硬杆所受的重力均可忽略。有一质量不变的重物悬挂于O点, 现将钢索缓慢变短,并使钢索的悬挂点A缓慢向下移动,以保证硬杆始终处于水平。则在上述 变化过程中,下列说法中正确的是 ( )A.钢索对O点的拉力变大 B.硬杆对O点的弹力变小 C.钢索和硬杆对O点的作用力的合力变大 D.钢索和硬杆对O点的作用力的合力变小,答案 A 对O点受力分析如图所示,构建力三角形OBA,三角形中AB的变化可以反映FB的变化,OA的变化可以反映FA的变化,当悬
38、挂点A缓慢向下移动时,系统始终处于平衡状态,三角形 中角变小,但OB由于反映重物重力的大小,其长度不变,可知FA、FB均增大,FA与FB的合力大小 始终等于重物的重力,不变,故A正确,B、C、D均错误。,7.(2018北京民大附中月考)如图所示,在楔形木块的斜面与竖直墙间静止着一个光滑球。这时 楔形木块对水平地面的摩擦力为f,光滑球对斜面的压力为N,若在光滑球的最高点再施加一个 竖直向下的外力F,木块仍静止,则N、f变化情况是 ( )A.N增大,f不变 B.N、f都增大 C.N不变,f增大 D.N增大,f变化情况不能确定,答案 B 施加F后,球和木块受力分别如图甲、乙,N2=G+F,N= ,由
39、牛顿第三定律知N=N = ,f=f=N1=N sin =(G+F)tan ,则知施加力F后N、f均增大。,8.(2017北京东城期末,5)如图所示,将两个完全相同的均匀长方体物块A、B叠放在一起置于水 平地面上。两物块质量均为2m。现用弹簧测力计竖直向上拉物块A,当弹簧测力计示数为mg 时,下列说法中正确的是 ( )A.物块A对物块B的压力大小为mg B.物块B对地面的压力大小等于2mg C.地面与物块B之间存在静摩擦力 D.物块A与物块B之间存在静摩擦力,答案 A 物块A受向下的重力、向上的拉力和向上的支持力,重力大小为2mg,拉力大小为 mg,则支持力大小为mg,则A对B的压力大小为mg,
40、A正确;物块B受重力,大小为2mg,A对B的压力, 大小为mg,根据力的平衡可知受到地面的支持力大小为3mg,则B对地面的压力大小为3mg,B错 误;由于A与B,B与地面之间水平方向没有相对运动趋势,所以不存在静摩擦力,C、D错误。,9.(10分)(2016北京东城期中,19)如图所示,水平地面上有一个重115 N的木箱。现用与水平方 向夹角=37斜向上的力F拉木箱,使木箱沿水平地面匀速运动。已知F=25 N,sin 37=0.6,cos 3 7=0.8。 (1)画出木箱受力的示意图; (2)求地面对木箱的支持力大小; (3)求木箱与地面间的动摩擦因数。,二、非选择题(共20分),解析 对木箱
41、受力分析如图所示木箱匀速运动,根据平衡条件有: F cos -f=0 F sin +N-mg=0 又f=N 解得N=100 N,=0.2,答案 (1)图见解析 (2)100 N (3)0.2,10.(10分)(2016北京民大附中月考,13)质量为m=0.4 kg的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上并 处于静止状态。PA与竖直方向的夹角为37,PB沿水平方向。质量为M=5 kg的木块与PB相连, 静止于倾角为37的斜面上,如图所示。(取g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)求:(1)轻绳PB拉力的大小; (2)木块所受斜面的摩擦力和弹力大小。,解析 (1)分析P点受力,
42、如图所示由平衡条件可得: FA cos 37=G1=mg FA sin 37=FB 可解得:FB=3 N (2)分析木块的受力情况,如图所示由物体的平衡条件可得:,答案 (1)3 N (2)32.4 N 38.2 N,沿斜面方向有:Ff=Mg sin 37+FB cos 37 垂直于斜面方向有:FN+FB sin 37=Mg cos 37 由牛顿第三定律有:FB=FB 可求得:Ff=32.4 N,FN=38.2 N,1.(2015北京师大附中月考,1)下列关于摩擦力的说法正确的是 ( ) A.摩擦力的大小一定跟两物体间的正压力大小成正比 B.摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反 C.静摩擦力只
43、可能对物体做正功,不可能对物体做负功 D.滑动摩擦力既可能对物体做负功,也可能对物体做正功,C组 教师专用题组,答案 D 滑动摩擦力大小等于FN,与正压力成正比,而静摩擦力根据物体受力和运动状态判 断,不一定和正压力成正比,A错。滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反,而相对运动方向不 一定是运动方向,因此摩擦力的方向和运动方向不一定相反,B错。滑动摩擦力的方向可能和 运动方向相同,此时做正功,也可能和运动方向相反,做负功,D对。静摩擦力和相对运动趋势的 方向相反,而相对运动趋势的方向也不一定就是运动方向,所以静摩擦力和运动方向可能相同, 做正功,也可能相反,做负功,C错。,2.如图所示,小车内有
44、一固定光滑斜面,一个小球通过细绳与车顶相连,小车在水平面上做直线 运动,细绳始终保持竖直。关于小球的受力情况,下列说法正确的是 ( )A.若小车静止,绳对小球的拉力可能为零 B.若小车静止,斜面对小球的支持力一定为零 C.若小车向右运动,小球一定受两个力的作用 D.若小车向右运动,小球一定受三个力的作用,答案 B 若小车静止,则小球受力平衡,由于斜面光滑,不受摩擦力,小球受重力、绳子的拉 力,重力和拉力都沿竖直方向;如果受斜面的支持力,则没法达到平衡,因此在小车静止时,斜面 对小球的支持力一定为零,细绳的拉力等于小球的重力,故A项错误,B项正确。若小车向右匀 速运动,小球受重力和细绳拉力两个力
45、的作用;若小车向右做减速运动,则一定受重力、斜面的 支持力,可能受细绳的拉力,也可能不受细绳的拉力,故C、D项错误。,3.(2015北京朝阳期中,9)如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0 匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力 ( )A.等于零 B.不为零,方向向右 C.不为零,方向向左 D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右,答案 A 取物块与斜劈整体作为研究对象,由于物块匀速运动、斜劈静止,故整体所受合外 力必为零。分析整体的受力可知,由于重力、地面的支持力方向都沿竖直方向,若地面对斜劈 的摩擦力不为零,必导致整体的合力不为零,与题述矛盾,故只
46、有A正确。,4.(2017北京西城期末,2)下列情景中,物体M所受摩擦力f的示意图正确的是 ( ),答案 B 物体静止,没有相对运动趋势,不存在摩擦力,A选项不符合题意;汽车停在斜坡上,受 力平衡,存在沿斜坡向上的静摩擦力,B选项正确;物体贴着竖直墙面自由下落,与墙壁之间无弹 力,不产生摩擦力,C选项不符合题意;瓶子静止在手中,静摩擦力与瓶子重力平衡,摩擦力方向 竖直向上,D选项不符合题意。,5.(2016北京朝阳期中,5)如图所示,木板置于水平地面上,其上物块被水平绳子拴接在左端墙 上,将木板水平向右匀速抽出的过程中绳子的拉力为F;现将木板水平向右加速抽出,则此过程 中绳子的拉力 ( )A.
47、等于F B.小于F C.大于F D.无法确定,答案 A 将木板拉出过程中,物块与木板发生相对滑动,物块水平方向受绳子向左的拉力T、 向右的滑动摩擦力f=N,物块相对地面静止,T=f,不论匀速拉木板,还是加速拉木板,物块受的摩 擦力f不变,因此绳子的拉力不变。,6.(2018北京朝阳期中,1)如图所示,玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动,若忽略摩擦,关于玻璃 球的受力情况,下列说法中正确的是 ( )A.只受重力和支持力 B.受重力、支持力和压力 C.受重力、支持力和向心力 D.受重力、压力和向心力,答案 A 玻璃球受到重力和碗的支持力,因其做匀速圆周运动,重力和支持力的合力提供向 心力,向心力并不是
48、它实际受到的单独的一个力,A项正确。,7.(2018北京民大附中月考)如图,用两根等绳将木板悬挂在竖直木上等高的两点,制成一简易 秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示 单根轻绳对木板拉力的大小,F2表示两根轻绳对木板拉力的合力大小,则维修后 ( ) A.F1变大,F2变大 B.F1不变,F2变小 C.F1变大,F2不变 D.F1变小,F2变小,答案 C 绳变短仍等长,悬点不变,单根轻绳对木板的拉力与竖直方向间夹角变大,由图可知, F2不变,F1变大。,8.如图所示,轻绳AB总长为l,用轻滑轮悬挂重为G的物体,绳能承受的最大拉力是2G,将A端固 定,将B端缓慢向右移动d而使绳不断,求d的最大值。,解析 如图所示,以与滑轮接触的那一小段绳子为研究对象,在任何一个平衡位置都在滑轮对 它的压力N(大小为G)和绳的拉力F1、F2共同作用下平衡,而同一根绳子上的拉力F1、F2总是相 等的,它们的合力与N平衡,方向竖直向上,因此以F1、F2为分力作出的力的平行四边形一定是 菱形。利用菱形对角线互相垂直平分的性质,结合相似三角形知识可得 =F1,因为绳能承受的最大拉力是2G,所以d最大时F1=F2=2G,此时 = 4,所以dmax= l。,
