高考物理总复习 必考部分 专题二 相互作用习题课件1.ppt

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 fcos60 f1f1 fn1 mg fsin60 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 tan30 选项c正确 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80cm的两点上 弹性绳的原长也为80cm 将一钩码挂在弹性绳的中点 平衡时弹性绳的总长度为100cm 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 86cmb 92cmc 98cmd 104cm 答案b设总长度为100cm时与水平方向夹角为 则cos 故 37 总长度为100cm时弹力f kx1 设移至天花板同一点时的弹力为kx2 则kx1sin kx2 得x2 12cm 则弹性绳的总长度为92cm 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80cm 固定点相距80cm 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 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 t1cos fsin gb 0f t1sin fcos 0fn 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 mc md 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mgcos60 mgcos60 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 0 207 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kxcos mg联立得kxcos kx0 xcos x0此时小球距悬挂点的竖直高度h l0 x cos l0cos xcos l0cos x0 l0 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 kxcos x0 xcos 而l0cos l0 导致l0cos x0 l0 x0 即小球升高 解题时不能只注意到x0 xcos 而忽视l0cos 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 f2 0 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 mgcos 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 mgsin 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 mgsin 联立解得fm f1 f2 2mgsin 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 4s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1000m 已知航母始终静止 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 10b 在0 4s 2 5s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 5gd 在0 4s 2 5s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110m 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 4s 2 5s内飞机加速度大小几乎不变 约为27m 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p fv知d错误 由f 2tcos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 4s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 4 2 5s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a o ao sin 由平衡条件有2fcos 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 下列说法正确的有 a 三条绳中的张力都相等b 杆对地面的压力大于自身重力c 绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零d 绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 答案bc由于三条绳长度不同 则三条绳与竖直杆间的夹角不相等 因竖直杆仅是压在地面上而没有固定 则三条绳对杆的拉力在水平方向的分力必平衡 但三个水平分力在水平面内的方向关系不确定 故不能确定三条绳中张力的大小关系 a错误 c正确 由于三条绳对杆的拉力在竖直方向的分力都向下 故b正确 绳子拉力的合力竖直向下 杆的重力也竖直向下 它们不是一对平衡力 故d错误 评析本试题涉及不在同一平面内的外力的分析与处理 增大了试题的难度 主要考查了受力分析与平衡问题 难度中等 3 2015山东理综 16 6分 如图 滑块a置于水平地面上 滑块b在一水平力作用下紧靠滑块a a b接触面竖直 此时a恰好不滑动 b刚好不下滑 已知a与b间的动摩擦因数为 1 a与地面间的动摩擦因数为 2 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 a与b的质量之比为 a b c d 答案b设水平作用力大小为f 则对于b 1f mbg 对于整体 f 2 ma mb g 解得 4 2014山东理综 14 6分 如图 用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点 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表示木板所受合力的大小 f2表示单根轻绳对木板拉力的大小 则维修后 a f1不变 f2变大b f1不变 f2变小c f1变大 f2变大d f1变小 f2变小 答案a木板静止时受力情况如图所示 设轻绳与竖直木桩的夹角为 由平衡条件知 合力f1 0 故f1不变 f2 剪短轻绳后 增大 cos 减小 f2增大 故a正确 5 2013重庆理综 1 6分 如图所示 某人静躺在椅子上 椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角 若此人所受重力为g 则椅子各部分对他的作用力的合力大小为 a gb gsin c gcos d gtan 答案a因人静躺在椅子上 由二力平衡可知椅子各部分对人的作用力的合力大小为g 方向竖直向上 答案为a c组教师专用题组1 2016江苏单科 1 3分 一轻质弹簧原长为8cm 在4n的拉力作用下伸长了2cm 弹簧未超出弹性限度 则该弹簧的劲度系数为 a 40m nb 40n mc 200m nd 200n m 答案d根据胡克定律有f kx 则k n m 200n m 故d正确 易错点拨f kx中的x为弹簧的形变量 而不是弹簧的总长度 本题中如果用弹簧总长度计算k值 则会错选b 评析本题考查胡克定律的应用 为容易题 2 2014广东理综 14 4分 如图所示 水平地面上堆放着原木 关于原木p在支撑点m n处受力的方向 下列说法正确的是 a m处受到的支持力竖直向上b n处受到的支持力竖直向上c m处受到的静摩擦力沿mn方向d n处受到的静摩擦力沿水平方向 答案a支持力的方向垂直于支持面 因此m处受到的支持力垂直于地面竖直向上 n处支持力过n垂直于切面斜向上 a项正确 b项错 静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反 因此m处的静摩擦力沿水平方向 n处的静摩擦力沿mn方向 c d项都错误 3 2013海南单科 2 3分 一质点受多个力的作用 处于静止状态 现使其中一个力的大小逐渐减小到零 再沿原方向逐渐恢复到原来的大小 在此过程中 其他力保持不变 则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是 a a和v都始终增大b a和v都先增大后减小c a先增大后减小 v始终增大d a和v都先减小后增大 答案c质点在多个力作用下处于静止状态时 其中一个力必与其余各力的合力等值反向 当该力大小逐渐减小到零的过程中 质点所受合力从零开始逐渐增大 做加速度逐渐增大的加速运动 当该力再沿原方向逐渐恢复到原来大小的过程中 质点所受合力方向仍不变 大小逐渐减小到零 质点沿原方向做加速度逐渐减小的加速运动 故c正确 4 2013广东理综 20 4分 多选 如图 物体p静止于固定的斜面上 p的上表面水平 现把物体q轻轻地叠放在p上 则 a p向下滑动b p静止不动c p所受的合外力增大d p与斜面间的静摩擦力增大 答案bdp静止在斜面上时沿斜面方向有 mgsin f mg cos 即sin cos 当把物体q放在p上时 均不变 故p仍将保持静止 且合外力为零 则a c均错 b项正确 由f mgsin 知 当m变大时f将随之变大 d项正确 评析本题考查斜面上的自锁现象 即当 tan 时 静放于斜面上的物体 无论其质量多大也不会下滑 题目中的 把物体q轻轻地叠放在p上 相当于p的质量变大 5 2013江苏单科 14 16分 如图所示 将小砝码置于桌面上的薄纸板上 用水平向右的拉力将纸板迅速抽出 砝码的移动很小 几乎观察不到 这就是大家熟悉的惯性演示实验 若砝码和纸板的质量分别为m1和m2 各接触面间的动摩擦因数均为 重力加速度为g 1 当纸板相对砝码运动时 求纸板所受摩擦力的大小 2 要使纸板相对砝码运动 求所需拉力的大小 3 本实验中 m1 0 5kg m2 0 1kg 0 2 砝码与纸板左端的距离d 0 1m 取g 10m s2 若砝码移动的距离超过l 0 002m 人眼就能感知 为确保实验成功 纸板所需的拉力至少多大 答案 1 2m1 m2 g 2 大于2 m1 m2 g 3 22 4n 解析 1 砝码对纸板的摩擦力f1 m1g桌面对纸板的摩擦力f2 m1 m2 gf f1 f2解得f 2m1 m2 g 2 设砝码的加速度为a1 纸板的加速度为a2 则f1 m1a1f f1 f2 m2a2发生相对运动a2 a1解得f 2 m1 m2 g 3 纸板抽出前 砝码运动的距离x1 a1纸板运动的距离d x1 a2纸板抽出后 砝码在桌面上运动的距离x2 a3l x1 x2 由题意知a1 a3 a1t1 a3t2解得f 2 m1 1 m2 g代入数据得f 22 4n 评析本题为动力学题 重点考查了学生的受力分析 过程分析 临界点分析的能力 其中的过程分析是难点 6 2013福建理综 21 19分 质量为m 长为l的杆水平放置 杆两端a b系着长为3l的不可伸长且光滑的柔软轻绳 绳上套着一质量为m的小铁环 已知重力加速度为g 不计空气影响 1 现让杆和环均静止悬挂在空中 如图甲 求绳中拉力的大小 2 若杆与环保持相对静止 在空中沿ab方向水平向右做匀加速直线运动 此时环恰好悬于a端的正下方 如图乙所示 求此状态下杆的加速度大小a 为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力 方向如何 答案 1 mg 2 g m m g与水平方向的夹角为60 斜向右上方 解析 1 如图1 设平衡时 绳中拉力为t 有图12tcos mg 0 由图知cos 由 式解得t mg 2 此时 对小铁环进行受力分析 如图2所示 有 图2t sin ma t t cos mg 0 由图知 60 代入 式解得a g 如图3 设外力f与水平方向成 角 将杆和小铁环当成一个整体 有 图3fcos m m a fsin m m g 0 由 式解得f m m gtan 60 即外力方向与水平方向的夹角为60 斜向右上方 选择题 每题6分 共60分 1 2017河北冀州2月模拟 15 如图所示 质量为m 可以看成质点 的小球p 用两根轻绳op和o p在p点拴结后再分别系于竖直墙上相距0 4m的o o 两点上 绳op长0 5m 绳o p长0 3m 今在小球上施加一方向与水平成 37 角的拉力f 将小球缓慢拉起 绳o p刚拉直时 op绳拉力为t1 绳op刚松弛时 o p绳拉力为t2 则t1 t2为 sin37 0 6 cos37 0 8 a 3 4b 4 3c 3 5d 4 5 三年模拟 a组2015 2017年高考模拟 基础题组 时间 40分钟分值 60分 答案c绳o p刚拉直时 由几何关系可知此时op绳与竖直方向夹角为37 小球受力如图甲 则t1 mg 绳op刚松弛时 小球受力如图乙 则t2 mg 则t1 t2 3 5 c项正确 2 2017广东华南三校联考 15 如图所示 小球a b通过一细绳跨过定滑轮连接 它们都穿在一根竖直杆上 当两球平衡时 连接两球的细绳与水平方向的夹角分别为 和2 假设装置中各处摩擦均不计 则a b球的质量之比为 a 2cos 1b 1 2cos c tan 1d 1 2sin 答案b小球a b都平衡时 在竖直方向上 对a球tsin mag 对b球t sin2 mbg 又t t 解得 b项正确 3 2017湖南长沙三月模拟 14 如图所示 自动卸货车静止在水平地面上 车厢在液压机的作用下 角缓慢增大 在货物m相对车厢仍然静止的过程中 下列说法正确的是 a 货物受到的合外力增大b 货物受到的支持力不变c 货物受到的摩擦力增大d 车对水平地面的作用力减小 答案c货物处于平衡状态 受重力 支持力 静摩擦力 合外力始终为零 根据共点力平衡条件 有 mgsin f n mgcos 增大时 f增大 n减小 a b错误 c正确 对货车整体受力分析 只受重力与支持力 不受摩擦力 根据平衡条件知 车所受地面支持力不变 再根据牛顿第三定律知 车对地面的压力不变 d错误 4 2017河南三市二模 15 用图示简易装置可以测定水平风速 在水平地面上竖直固定一直杆 半径为r 质量为m的空心塑料球用细线悬于杆顶端o 当风沿水平方向吹来时 球在风力的作用下飘了起来 已知风力大小与 风速 和 球正对风的截面积 均成正比 当风速v0 3m s时 测得球平衡时细线与竖直方向的夹角 30 则 a 风速v 4 5m s时 细线与竖直方向的夹角 45 b 若风速增大到某一值时 细线与竖直方向的夹角 可能等于90 c 若风速不变 换用半径更大 质量不变的球 则夹角 增大d 若风速不变 换用半径相等 质量更大的球 则夹角 增大 答案c对小球受力分析如图 由平衡条件可得风力大小f mgtan 而由题意知f sv 又s r2 则f k r2v k为常数 则有mgtan k r2v 由此可知 当风速由3m s增大到4 5m s时 可得tan a错误 因小球所受重力方向竖直向下 而风力方向水平向右 则知细线与水平方向的夹角 不可能等于90 b错误 由mgtan k r2v可知 当v m不变 r增大时 角增大 当v s不变 而m增大时 角减小 c正确 d错误 5 2017河北唐山一中模拟 15 如图所示 在竖直平面内固定一圆心为o 半径为r的光滑圆环 原长为r的轻弹簧上端固定在圆环的最高点a 下端系有一个套在环上且重为g的小球p 可视为质点 若小球静止时 o p两点的连线恰好水平 且弹簧的形变未超出其弹性限度 则弹簧的劲度系数为 a b c d 答案c对小球受力分析如图所示 由几何知识可知 45 则f mg 弹簧的伸长量 x 1 r 则k c项正确 6 2016山西八校一联 15 如图所示 小船被绳索牵引着匀速靠岸 若水的阻力不变 则 a 绳子张力不变b 绳子张力不断减小c 船所受浮力不变d 船所受浮力不断减小 答案d对小船进行受力分析 如图 因为小船做匀速直线运动 所以小船处于平衡状态 设拉力与水平方向的夹角为 则有 fcos f阻 fsin f浮 mg 船在匀速靠岸的过程中 阻力不变 船的重力不变 增大 则cos 减小 sin 增大 根据 式知 绳子的张力增大 再由 式知 船所受浮力减小 故d正确 评析解决本题的关键是掌握共点力平衡 知道小船在做匀速直线运动时 所受合力为零 根据 角的变化 判断力的变化 7 2016江西萍乡二模 16 刀 斧 凿等切削工具的刃部叫做劈 如图是用斧头劈木柴的示意图 劈的纵截面是一个等腰三角形 使用劈的时候 垂直劈背加一个力f 这个力产生两个作用效果 使劈的两个侧面推压木柴 把木柴劈开 设劈背的宽度为d 劈的侧面长为l 不计斧头的自身重力 则劈的侧面推压木柴的力约为 a fb fc fd 答案b斧头劈木柴时 设两侧面推压木柴的力分别为f1 f2且f1 f2 利用几何三角形与力三角形相似有 得推压木柴的力f1 f2 f 所以b正确 a c d错误 8 2016河南八市质检 20 多选 如图所示 一个固定的圆弧阻挡墙pq 其半径op水平 oq竖直 在pq和一个斜面体a之间卡着一个表面光滑的重球b 斜面体a放在光滑的地面上并用一水平向左的力f推着 整个装置处于静止状态 现改变推力f大小 推动斜面体a沿着水平地面向左缓慢运动 使球b沿斜面上升一很小高度 则在球b缓慢上升过程中 下列说法中正确的是 a 斜面体a与球b之间的弹力逐渐减小b 阻挡墙pq与球b之间的弹力逐渐减小c 水平推力f逐渐增大d 水平地面对斜面体a的弹力逐渐减小 答案abd对球b受力分析 如图甲所示 当球b上升时 用图解法分析b球所受各力的变化 其中角 增大 fab和fob均减小 则a b项正确 对斜面体进行受力分析 如图乙所示 因为fab减小 由牛顿第三定律知fab fba 故fba也减小 则推力f减小 水平地面对斜面体的弹力fn也减小 则c项错误 d项正确 9 2015山东济南一模 15 一串小灯笼 五只 彼此用轻绳连接 并悬挂在空中 在稳定水平风力作用下发生倾斜 绳与竖直方向的夹角为30 如图所示 设每只灯笼的质量均为m 则自上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为 a 2mgb mgc mgd 8mg 答案c自上往下以第2到第5只灯笼为一整体作为研究对象 受力分析如图所示 则有ftcos30 4mg 得ft mg故选c 10 2015山西3月模拟 15 如图所示 质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上 轻绳一端固定在圆环的最高点a 另一端与小球相连 小球静止时位于环上的b点 此时轻绳与竖直方向的夹角为60 则轻绳对小球的拉力大小为 a 2mgb mgc mgd mg 答案c本题考查力学中的平衡问题 对b点处的小球受力分析 如图所示 则有tsin60 nsin60 tcos60 ncos60 mg解得t n mg 则a b d错 c正确 选择题 每题6分 共60分 1 2017河北唐山一模 15 光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆 小球通过轻绳与细杆相连 此时轻绳处于水平方向 球心恰位于圆弧形细杆的圆心处 如图所示 将悬点a缓慢沿杆向上移动 直到轻绳处于竖直方向 在这个过程中 轻绳的拉力 a 逐渐增大b 大小不变c 先减小后增大d 先增大后减小 b组2015 2017年高考模拟 综合题组 时间 40分钟分值 60分 答案c当悬点a缓慢向上移动过程中 小球始终处于平衡状态 小球所受重力mg的大小和方向都不变 支持力的方向不变 对球进行受力分析如图所示 由图可知 拉力t先减小后增大 c项正确 方法拓展由正弦定理得 得t 由于mg和 不变 而sin 先增大 后减小 可得t先增大后减小 2 2017安徽江南十校联考 15 如图所示 竖直面光滑的墙角有一个质量为m 半径为r的半球体a 现在a上放一密度和半径与a相同的球体b 调整a的位置使得a b保持静止状态 已知a与地面间的动摩擦因数为0 5 则a球球心距墙角的最远距离是 a 2rb rc rd r 答案c由题可知b球质量为2m 当a球球心距墙角最远时 a受地面水平向右的摩擦力f 3mg 此时以b球为研究对象 对其受力分析如图所示 有f2 以a和b整体为研究对象 在水平方向有 3mg f2 则tan 代入数据得 53 由几何关系可知 a球球心到墙角的最远距离l r 2rcos r 选项c正确 关键点拨a为半球体 b为球体 密度和半径均相同 说明mb 2ma 2m a球心距墙角距离最远时 地面对a的摩擦力f 3mg 3 2017山西五校四联 16 如图所示 轻绳oa一端固定在天花板上 另一端系一光滑的圆环 一根系着物体的轻绳穿过圆环后 另一端固定在墙上b点 且ob处于水平 现将a点缓慢沿天花板水平向右移动 且ob段的轻绳始终保持水平 则oa ob段轻绳所受的拉力的大小ta tb的变化情况是 a ta增大 tb不变b ta tb均不变c ta不变 tb增大d ta tb均减小 答案b因为圆环光滑 则oc ob段轻绳所受的拉力的大小tc tb始终相等 且等于物体的重力 又ob段轻绳始终保持水平 oc段轻绳始终保持竖直 则a点缓慢右移 圆环也随之右移 角 不变 由平衡条件可知oa段绳上所受的拉力不变 故b项正确 关键点拨bc轻绳穿过光滑圆环 o点并非结点 当a点向右移时 光滑圆环也向右侧移动 保持ob水平 物体下降 tc tb mg 而ta mg保持不变 易错点评在a点缓慢移动过程中误以为o点不动从而造成错解 4 2017江西南昌3月模拟 20 多选 如图所示 静止在粗糙水平面上的半径为4r的半球的最高点a处有一根水平细线系着质量为m 半径为r的光滑小球 已知重力加速度为g 下列说法正确的是 a 地面对半球的摩擦力的方向水平向右b 细线对小球的拉力大小为mgc 保持小球的位置不变 将a点沿半球逐渐下移 半球对小球的支持力逐渐减小d 剪断细线的瞬间 小球的加速度大小为0 6g 答案bd以半球和小球整体为研究对象 整体处于平衡状态 不受摩擦力作用 a项错误 对小球受力分析如图 拉力fa mgtan 由几何关系可知tan 则fa mg b项正确 半球对小球的支持力fn 在a点下移时 增大 cos 减小 则fn增大 c项错误 在剪断细线的瞬间 细线对小球的拉力消失 小球在沿切线方向有mgsin ma 其中sin 0 6 得a 0 6g d项正确 解题指导a点沿半球下移时 mg恒定 fn的方向始终在两球心连线方向上 可画动态矢量三角形判断各力大小如何变化 剪断细线时 重力的作用效果是压紧半球及在切线方向产生加速度a 易错点评只考虑细线对半球有向右的拉力 同时忽视小球对半球的压力作用 而误认为a项正确 5 2017广东汕头二模 16 重力都为g的两个小球a和b用三段轻绳如图连接后悬挂在o点上 o b间的绳子长度是a b间的绳子长度的2倍 将一个拉力f作用到小球b上 使三段轻绳都伸直且o a间和a b间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上 则拉力f的最小值为 a gb gc gd g 答案a对a球受力分析可知 因o a间绳竖直 则a b间绳上的拉力为0 对b球受力分析如图所示 则可知当f与o b间绳垂直时f最小 fmin gsin 其中sin 则fmin g 故a项正确 关键点拨 o a间绳竖直时 a b间绳上拉力为0 画出b球的受力分析图 结合几何关系寻找f的最小值 6 2016湖南长沙一模 16 如图所示 倾角为 的斜面体c置于水平地面上 小盒b置于斜面上 通过跨过光滑定滑轮的细绳与物体a连接 连接b的一段细绳与斜面平行 连接a的一段细绳竖直 a连接在竖直固定在地面的弹簧上 现向b盒内缓慢加入适量砂粒 a b c始终处于静止状态 下列说法中正确的是 a b对c的摩擦力可能先减小后增大b 地面对c的支持力可能不变c c对地面的摩擦力方向始终向左d 弹簧的弹力可能增大 答案a当向b盒内缓慢加入砂粒的过程中 a b c一直处于静止状态 对a分析 弹簧弹力不变 a的重力不变 则细绳拉力不变 对b c整体分析知 其受方向始终向左的摩擦力 故c对地面的摩擦力方向始终向右 由于b c整体质量增大 则地面对c的支持力增大 b c d错 如果开始时 b所受c的摩擦力沿斜面向上 则对b分析可知 随着砂粒的加入b对c的摩擦力可能先减小后增大 a对 解题关键 a b c始终处于静止状态 隐含条件为a下面的弹簧长度不变 则弹簧的弹力不变 从而可知绳子上的张力不变 以b c整体为研究对象可分析地面与c间力的变化情况 温馨提示由于b和c之间为静摩擦力 而b的运动趋势有沿斜面向上和向下两种情况 则静摩擦力的方向有沿斜面向下和向上两种可能 7 2016山西右玉一模 14 如图所示 物块a和滑环b用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接 滑环b套在与竖直方向成 37 的粗细均匀的固定杆上 连接滑环b的绳与杆垂直并在同一竖直平面内 滑环b恰好不能下滑 滑环和杆间的动摩擦因数 0 4 设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 则物块a和滑环b的质量之比为 a b c d 答案c设物块a和滑环b的质量分别为m1 m2 若杆对b的弹力垂直于杆向下 因滑环b恰好不能下滑 则由平衡条件有m2gcos m1g m2gsin 解得 若杆对b的弹力垂直于杆向上 因滑环b恰好不能下滑 则由平衡条件有m2gcos m2gsin m1g 解得 舍去 综上分析可知应选c 解题关键 光滑定滑轮 绳与杆垂直 恰好不能下滑 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 温馨提示滑环静止 则环与杆之间的摩擦力为静摩擦力 注意杆对环b的弹力有垂直于杆向上和向下两种可能情况 要关注所求结果是否有实际的物理意义 8 2016安徽第三次联考 14 如图所示 一圆环套在竖直光滑的杆上 杆的直径比环的内径略小 圆环通过轻弹簧与放在地面上的物块相连 开始时弹簧处于原长 由静止释放圆环 到圆环向下的速度达到最大的过程中 此过程物块一直保持静止 a 圆环受到的合力在减小b 杆对圆环的作用力在减小c 地面对物块的摩擦力在减小d 地面对物块的支持力在减小 答案a圆环从静止释放到速度最大的过程中 对圆环分析可知 其速度不断增大 加速度不断减小 所受的合力不断减小 a项正确 由于环在向下运动的过程中 弹簧的长度不断减小 弹力不断增大 弹力沿水平方向的分力不断增大 对环水平方向研究知 杆对圆环的作用力不断增大 b项错误 对环 弹簧和物块整体研究 地面对物块的摩擦力与杆对环的作用力等大反向 因此地面对物块的摩擦力不断增大 c项错误 对环 弹簧和物块整体研究知 由于环沿竖直方向向下的加速度不断减小 因此整体所受合力向上且不断增大 又因杆光滑 则知