2021届高考物理一轮复习方略关键能力-题型突破+2.1+重力弹力摩擦力

1、关键能力-题型突破考点一弹力的分析与判断题型1弹簧中的弹力【典例11如图所示，一劲度系数为k,原长为L0的轻弹簧，下端固 定在水平面上，先用向下的力F压缩弹簧至稳定，然后改用向上的力 F拉弹簧，再次至稳定，则弹簧上端上升的高度为 （ ）B.D.L0-FA一C.L0+-【解析】选B。当用向下的力F压缩弹簧至稳定时，根据二力平衡条件得弹簧压缩的长度为xi5；当改用向上的力F拉弹簧，再次至稳定时弹簧伸长的长度为x2=；则弹簧上端上升的高度为h=xi+x2三，选 KrC项B正确，A C、D错误。髭型2轻绳问题（死结和活结）【典例2】如图所示，拉B物体的轻绳与竖直方向成60角，O为一定滑轮，物体A与B间

2、用跨过定滑轮的轻绳相连且均保持静止，已知B的重力为100 N,水平地面对B的支持力为80 N,绳和滑轮质量及摩擦均不计，试求:(1)物体A的重力;(2)物体B与地面间的摩擦力【通型通法】.题型特征：活结问题。.思维导弓 定滑轮两边轻绳的拉力大小均等于物体 A的重力大小。【解析】对A、B分别进行受力分析如图,则有对A : T=G a对 B: N+Tcos60 =Gb f=Tsin60解得：T=40 N ,即 Ga=40 N水平方向：f=Tsin60 =40 xy N-34.6 N答案：(1)40 N (2)34.6 N题型3轻杆问题(死杆和活杆)【典例3】如图所示，水平横梁一端插在墙壁内，另一端

3、装小滑轮B。一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量 m=8kg的重物，/CBA=30 ,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 m/s2)()A.30 N B.40 NC.80 N D.60 N【通型通法】.题型特征：死杆、活结问题。.思维导引：水平横梁是插入竖直墙壁里，滑轮位置不变，而跨过光滑滑轮的轻绳 上张力大小处处相等，滑轮受到绳子的作用力应该是两段细绳拉力的 合力。【解析】选a由题意可得，对b点受力分析如图所示。滑轮受到绳 子的作用力应为图中两段绳子拉力 Fl和F2的合力，因同一根绳张力 处处相等，都等于重物的重力，即 Fi=F2=G=mg=80 N 。用平行四 边形定

4、则作图，由于拉力Fi和F2的夹角为120 则有合力F=80 N 所以滑轮受绳的作用力为80 N。方向与水平方向成30 角斜向下。.弹力有无的判断:条件法J根据强力产生的两个条件一接胞和招变直 接判断.弹力方向的判断: (1)常见模型中弹力的方向。一画电局H：里宜公共接砸面:静取力方 几啊弹的向P(核触方式 伞丽H5百五五手面YRHjgff指向/收缩的方闻而不沿用(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。.计算弹力大小的三种方法:(1)根据胡克定律进行求解。(2)根据力的平衡条件进行求解。(3)根据牛顿第二定律进行求解。4.“死结”“活结”模型的比较:结”两侧的绳因结而变成两根独立

5、的绳规律特占八、“死结”两侧的绳上张力不一定相等但实际为同一根绳相等过滑轮或绳上挂一光滑挂钩而形成，绳子因“活结”而弯曲,“活结”绳子上的张力大小处处5.“活杆” “死杆”模型比较:“活杆”模型“死杆”模型模型结构图k1工 科1模型解读杆通过转轴或钱链与墙壁相连杆被插入墙体内不能发生转动当杆平衡时杆受到的弹力方向规律特点 一定沿杆，否则会引起杆的转 杆所受到的弹力方向不一定沿杆【加固训练】1.（2019 阜阳模拟）将一根轻质弹簧上端固定，下端悬挂一质量为 m 的物体，物体静止时，弹簧长度为Li；而当弹簧下端固定在水平地面 上，将质量为m的物体压在其上端，物体静止时，弹簧长度为 L2。已 知重力

6、加速度为g,则该弹簧的劲度系数是（）B.D.【解析】选B。设弹簧原长为L0,由胡克定律，当弹簧下端挂物体时有mg=k（L-Lo）,当弹簧上端压物体时有mg=k（Lo-L2）,联立解得k=,选项B正确。2.（2019 徐州模拟）将一细绳的两端固定于两面竖直墙的 A B两点， 通过一个光滑的挂钩将某重物挂在细绳上， 下面给出的四幅图中，有 可能使物体处于平衡状态的是（）MtH* 1t WAHCD【解析】选C。光滑挂钩两侧的绳为同一根绳，它们的拉力相等，均为 T,如图所示。由 Tcos o-Tcos B 二0Tsin % +Tsin & =G % = 3 即绳子与竖直方向的夹角相等，选项 C正确。考

7、点二摩擦力的分析与判断癌型1摩擦力方向的判断和大小的计算【典例4】如图甲所示为某公司研制的“双动力智能型救援机器人”（又被网友称为“麻辣小龙虾”），其长长的手臂前端有两个对称安装 的“铁夹”。在某次救援活动中，“麻辣小龙虾”用铁夹恰好竖直抓取到重量为G的长方形水泥制品，水泥制品在空中处于静止状态，如图 乙所示，则 （）甲乙A.水泥制品受到的摩擦力大小一定等于 GB.水泥制品受到的摩擦力方向可能竖直向下C.若铁夹的位置稍向上移，水泥制品受到的摩擦力变大D.若增大铁夹对水泥制品的挤压，水泥制品受到的摩擦力变大【通型通法】.题型特征：判断摩擦力的方向、计算摩擦力的大小。.思维导引：【解析】选A。水泥

8、制品在竖直方向只受到重力和摩擦力，水泥制品 静止故重力与摩擦力大小一定相等，重力竖直向下，摩擦力竖直向上, 选项A正确，B、C错误；静摩擦力的大小与压力无关，选项 D错误【多维训练】如图所示，节目激情爬竿在春晚受到观众的好评。当杂技演员用双手握住固定在竖直方向的竿匀速攀上和匀速下滑时，他所受的摩擦力分别是Ffi和Ff2，那么 （）A.Ffi向下，Ff2向上，且F1F2B.Ffi 向下，Ff2 向上，且 Ffi F2C.Ffi 向上，Ff2 向上，且 Ffi=F2DR 向上，Ff2向下，且Ffi=F2【解析】选C。匀速攀上时，杂技演员所受重力与静摩擦力平衡，由 平衡条件可知Ffi=G方向竖直向上

9、，匀速下滑时，其重力与滑动摩 擦力平衡，则Ff2=G方向竖直向上，所以Ffi=Ff2。故A、B、D错误， C正确。题型2摩擦力的突变问题【典例5】（2019 武汉模拟）如图所示，一箱子放在水平地面上，现 对箱子施加一斜向上的拉力F,保持拉力的方向不变，在拉力 F的大 小由零逐渐增大的过程中（箱子未离开地面），关于摩擦力f的大小随 拉力F的变化关系，下列四幅图可能正确的是（）【通型通法】.题型特征：摩擦力随外力的变化情况。.思维导引：【解析】选B。F与水平方向的夹角为9 ,箱子处于静止状态时，根 据平衡条件得：箱子所受的静摩擦力为 f=Fcos 9 F增大，f增大； 当拉力达到一定值，箱子运动瞬

10、间，静摩擦力变为滑动摩擦力，由于 最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；箱 子运动时，所受的支持力 N=GFsin 0, F增大，N减小，此时箱子受 到的是滑动摩擦力，大小为f= pN, N减小，则f减小，选项A、C、 D错误，B正确。【多维训练】把一重为G的物体，用一个水平的推力F=kt（k为恒量， t为时间）压在竖直的足够高的平整墙上，如图所示，从 t=0开始物 体所受的摩擦力随t的变化关系的图象可能正确的是 （ ）【解析】选B。由才1力F的表达式F=kt可知，力F从零逐渐增大。 当力F比较小时，物体沿墙壁下滑，物体所受的摩擦力为滑动摩擦力， 大小为Ff=wF=w kt

11、,即滑动摩擦力与时间t成正比。当滑动摩擦力 Ff=G时，物体的速度达到最大，当 FfG时，物体开始做减速运动，物体所受的滑动摩擦力继续随时间而增大当物体速度减为零后，物体静止在墙壁上，此后摩擦力变为静摩擦力。根据平衡条件可知此后静摩擦力Ff=G保持不变。所以从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化关系可能正确的是图象 R.摩擦力的有无及方向的判断方法:假设法。(2)状态法：根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的有无及方向。(3)牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向, 再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。.求解摩擦力的技巧：3.摩擦力突变的三种情况:

12、静一静“突变”物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作 用在物体上的其他力发生变化时，如果物体仍然保持 静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生“突变”静一动“突变”或动一静“突变，物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他 力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到 的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力动一动“突变”某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向变了，则滑动摩擦力方晌发生“突变”4.分析摩擦力突变问题的三点注意：(1)题目中出现“最大” “最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着 临界问题。(2)静摩擦力是被动力，具存在及大小、方向取决于物体间的相对运

13、动的趋势，而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦的连接系统，相对 滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值。(3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦 力的大小、方向和运动性质的分界点。【加固训练】.如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为0,在斜杆下端固定有质量为 m的小球，小车静止，下列关于杆对球的弹力 的判断中，正确的是A.大小为mg方向沿杆向上B.大小为mg方向垂直杆向上C.大小为mg方向竖直向上D.以上说法都不对【解析】选a小球受竖直向下的重力 mg与杆对小球的力F作用； 当小车静止时，小球也静止，小球处于平衡状态，受平衡力作用，杆 的作用力F与重力是一

14、对平衡力，由平衡条件得 F=mg方向竖直向 上，选项A B、D错误，C正确。.（多选）如图1所示，水平木板上有质量 m=3.75 kg的物块，受到随 时间t变化的水平拉力F作用，如图2所示，用力传感器测出相应时 刻物块所受力Ff的大小，g取10 m/s2,下列判断正确的是（）图I图2A.t=1 s时外力F等于零B.t=6 s时外力F可能等于5 NC.物块与木板间的动摩擦因数为 0.08D.物块与木板间的动摩擦因数为 0.11【解析】选A、R a由题意可知水平木板表面粗糙，物块在水平方向上的摩擦力在t=1 s时为零，若受到不为零的外力 F作用，则必 定会产生摩擦力，故互相矛盾，因此 t=1 s时，