2020高考物理二轮复习专题二相互作用对对练含解析

1、 19 14 17 21 16 17 簧伸长的关系22 力的合成与分解B上, F A和B, F2-F11的分力和F=F F M+m)g, .19 16 16 22 1、F2分别推 1 .) 2) 现将重物向B.b可能受到 3个力的作用C.绳子对 a的拉力等于 mgD.a的重力为 mgtan 答案 C 解析 , 只受两个力的作用 ,B 错误; ,A 错误;绳子上的拉力大小等于 mg,C 正确;小球 a受重力 G、支持力 F mg作用,且支持力 Fmg间的夹角为锐角 ,a球受力如图 ,由平衡条件可知 ,F =mgcos 2 ,F +mgsin 2=mag,解得小球 a的重力 m ,D 错误.命题角

2、度 3力的动态平衡问题分析高考真题体验对方向1.(多选)(2019 全国19)如图 ,一粗糙斜面固定在地面上细绳跨过滑轮 ,其一端悬挂物块 N,另一端与斜面上的物块向左的拉力缓慢拉动程中( ) A.水平拉力的大小可能保持不变B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加答案 BD 解析对物块 N进行受力分析 ,如图所示 .F=mgtan ,随着 的增大 ,F增大,A 错误.F 随着 的增大, F 增大,B 正确.由于物块 M和 N的质量关系、斜面倾角的大小均未知面摩擦力的方向 ;当物块 M开始时所受斜面摩擦力的方向沿斜面向上

3、时斜面摩擦力可能先减小后增加2.(多选)(2017 全国21)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- 13 - ,M点绕 O点做圆周运动 ,沿切线方向 :F,M点绕 O点做圆周运动 ,沿切线方向 :F -90）=mgsin OM=FMNsin(?sin?MN=?sin?OM=?sin( ?-90）+?cos?cos(?-90）cos(?-90）?OM先增大再减小OM与 MN夹角即圆心角保持不变 MN一直增大到F OM与竖直夹角为 =-90时 F .MNcos(cos(?-90）,c

4、os(?-90）sin(OM先增大再减小 OM最大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 解析方法一 :受力分析如图 .设OM与竖直方向夹角为, 沿半径方向 :F -90）+mgcos , 故F 随 增大而增大 ,A 正确.F -90）+mgcos =?sin=cos(?-90）cos( -90-), 当 =-90时存在极大值 ,故F ,D 项正确.方法二:利用矢量圆 ,如图重力保持不变 ,是矢量圆的一条弦 ,F F ,由图知 F最大, ,当3.(多选)(2016 全国19)如图 ,一光滑的轻滑轮用细绳 OO悬挂于 O

5、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( ) - 14 - b始终保持静止 a也始终保持静止 a a的重力b始终保持静止 a也始终保持静止 a a的重力Tcos N=mbg, T不变 N也变化 T14)质量为 m的物体用轻绳 AB悬挂于天花板上 .) ?合=F缓慢拉动cos?,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

6、一定范围内变化答案 BD 解析物块 ,物块 ,绳子对 的拉力等于 ,绳子的夹角也保持不变 ,OO绳的拉力也保持不变 ,选项 A、C错误.选 b为研究对象 ,在 y轴方向有 F+Fcos +F 由于 F ,F变化,所以 F ,选项 B正确.F 和 F在 x轴方向的分力和桌面对 b的摩擦力的合力为零 ,由于 F在一定范围内变化 ,则摩擦力也在一定范围内变化 ,选项 D正确.4.(2016 全国 用水平向左的力绳的中点 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

7、 ,T逐渐变小答案 A 解析由于是缓慢移动 ,O点所受力处于动态平衡 ,设任意时刻绳子与竖直方向的夹角为 ,移动过程中 增大,如图所示 .将拉力 F与重力合成后 ,合力与绳子拉力等大反向 .根据几何关系 ,可知 F=Gtan ,T=F 随 增大,F和 T都增大.- 15 - ,求力的变化时 ,可用图解法 .,先确定大小方向均不变的力,定性分析待求力大小、方向的变化,写出待求力大小或方向.,一般用于较复杂的动态现象,不考F 挡板对小球的弹力为,所以小球处于动态平衡状,求力的变化时 ,可用图解法 .,先确定大小方向均不变的力,定性分析待求力大小、方向的变化,写出待求力大小或方向.,一般用于较复杂的

8、动态现象,不考F 挡板对小球的弹力为,所以小球处于动态平衡状态 ,在此过程中 ,重G、FN2,再确定只改变大小或方向的力 ,最后.(角度)的函数表达式 ,通过函数规律分.N1,N1、FN2组成的封闭矢量三角形的变化情况如图乙所示,由图可知此过程中 ,F ,F ,选F 如果把挡板由图示位置缓慢.G FN1始终减小 N2始终减小N2.大小、方向均不变 ,N1方向始终用图解法或解析法分析动态平衡(1) 图解法物体受三个力 ,其中一个力恒定 ,另一个力大小或方向不变在相应的“力三角形”中结合力三角形边长、角度的变化特点(2) 解析法依据平衡条件和几何关系析待求力变化特点及“临界值”等解析法较为精确 ,

9、可以具体计算力的大小、方向典题演练提能刷高分1.(多选)(2019 山东聊城模拟 )如图所示 ,一光滑小球放置在斜面与挡板之间处于静止状态虑一切摩擦 ,设斜面对小球的弹力为绕 O点转至竖直位置 ,则此过程中 ( ) A.FN1始终减小 B.FN1先减小后增大C.FN2先减小后增大 D.FN2始终减小答案 AD 解析小球受力如图甲所示 ,因挡板是缓慢转动的力不变,F 方向与水平方向夹角逐渐减小到零项 A、D正确.- 16 - 30,重) OB绳上拉力变大TA=FTB,230,重) OB绳上拉力变大TA=FTB,2 TAsin 30 TA=mg=FTB; TA TA TB23 1 3TA= TB=

10、 TA=AO和 BO下端共同系一个物体 P, AOBO,AB两端点A、 B,A B.3 2F 32.如图所示 ,轻绳 OA、OB系于水平杆上的 A点和 B点,两绳与水平杆之间的夹角均为物通过细线系于 O点.将杆在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转动 30,此过程中 (A.OA绳上拉力变大 ,B.OA绳上拉力变大 ,OB绳上拉力变小C.OA绳上拉力变小 ,OB绳上拉力变大D.OA绳上拉力变小 ,OB绳上拉力变小答案 B 解析转动前 ,F F =mg,则 F转动后,OA与水平方向的夹角变为 60，OB变为水平 .F sin 60 =mg,F cos 60=F解得 F mg,F mg,故 B正确,ACD错

11、误.故选 B.3.(多选)如图所示 ,不可伸长的轻绳 且绳长在同一水平线上 ,开始时两绳刚好绷直 ,细绳 AO、BO的拉力分别设为 F F 现保持 A、B端点在同一水平线上 ,在 A、B缓慢向两侧远离的过程中 ,关于两绳拉力的大小随 A、B间距离的变化情况是 ( ) A.FA随距离的增大而一直增大B.FA随距离的增大而一直减小C.FB随距离的增大而一直增大D.FB随距离的增大先减小后增大答案 AD 解析以结点 O为研究对象 ,受力分析如图所示 ,由受力图可以看出 ,开始时 A的拉力为零 ,B的拉力与重力平衡 ;当 A、B缓慢向两侧远离的过程中 ,A的拉力增大、 B的拉力开始减小 ,当 OA与A

12、B垂直时 OB的拉力最小 ,当 OA和 OB之间的夹角大于 90时,OA的拉力一直在增大 ,OB的拉力开始增大 ;所以 F 随距离的增大而一直增大 ,F 随距离的增大先减小后增大 .根据以上分析可以知道,AD正确、 BC错误- 17 - 实验:1.探究弹力和弹簧伸长的关系,下端悬挂一托盘 ;一标尺由游标和主;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,移动游标 ,使其零刻度线对准指针实验:1.探究弹力和弹簧伸长的关系,下端悬挂一托盘 ;一标尺由游标和主;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,移动游标 ,使其零刻度线对准指针 ,0.100 kg 的砝码时 ,移动游标 ,再次使其零刻cm

13、.当地的重力加速度大小为 9.80 N/m(保留 3位有效数字 ). ,所以总读数为120? ? ? ?2-? ?0.1009.8-1.950) 10-0.98,综合应用力学中的规律与方法,理解题中图象的物理意义2.验证力的平行四边形定则,简化= =12.本,利用斜率解决问题 .考点三命题角度 1探究弹力和弹簧伸长的关系及其“变式型”实验高考真题体验对方向(2018 全国22)如图 (a), 一弹簧上端固定在支架顶端尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边为图中的指针 .现要测量图 (a) 中弹簧的劲度系数 .当托盘内没有砝码时此时标尺读数为 1.950 cm; 当托盘内放有质量为度线对准指针 ,标尺示

14、数如图 (b) 所示,其读数为m/s2,此弹簧的劲度系数为答案 3.775 53.7 解析主尺读数 3.7 cm, 即 37 mm,游标尺第 15格与主尺某刻度对齐37 mm+15 m=37.75 mm=3.775 cm; 由 F=kx得k=(3.775 N/m =1.82510-2 N/m53.7 N/m “变式型”实验的突破“变式型”实验的分析解答要以教材实验原型为基础题以胡克定律为基础- 18 - ,使用两b,00=0) 0),使用两b,00=0) 0),0) 0=25 cm.,用刻度尺测出弹簧的长度L 00 cm.1=4.典题演练提能刷高分1.(2019 河北承德一中模拟 )(1) 实

15、验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中条不同的轻质弹簧 a和 b,得到弹力与弹簧长度的图象如图甲所示 .下列表述正确的是 ; 甲A.a的原长比 的长B.a的劲度系数比 b的大C.a的劲度系数比 b的小D.测得的弹力与弹簧的长度成正比(2) 另一实验小组在同一实验的研究性学习中 ,利用所学的知识解决了如下问题 :一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为 h=35.0 cm,且开口向下的小筒中 (没有外力作用时弹簧的下端位于筒内用弹簧测力计可以与弹簧的下端接触 ), 如图乙所示 ,若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度 l ,现要测出弹簧的原长 l 和弹簧的劲度系数 ,该同学通过改变 l 而

16、测出对应的弹力 F,作出 F-l 图象如图丙所示 ,则弹簧的劲度系数为 k= N/m, 弹簧的原长 lcm. 答案(1)B (2)200 25 解析(1) 在图象中横截距表示弹簧的原长 ,故 a的原长比 b的短,选项 A错误;在图象中斜率表示弹簧的劲度系数 k,故 a的劲度系数比 b的大,选项 B正确、 C错误;弹簧的弹力满足胡克定律,弹力与弹簧的形变量成正比 ,选项 D错误.(2) 根据胡克定律 F与l 的关系式为 :F=k(l+h-l =kl+k(h-l 从图象中可得直线的斜率为2 N/cm,截距为 20 N,故弹簧的劲度系数为 k=2 N/cm=200 N/m;由k(h-l =20 N,

17、于是 l2.实验桌上放有小木块、长木板、轻弹簧、毫米刻度尺、细线等 ,物理兴趣小组的同学们设计了一个实验 ,间接测量小木块与长木板间的动摩擦因数 .实验步骤如下 : (1) 如图甲将弹簧竖直悬挂- 19 - 2=3=6.fP端回到 2=3=6.fP端回到 A点; P端拉至1=4. 2=5.1、 2合; mg=k(L F=k(L 代入数据解2-L1), f 3-L1),(2) 在图甲的基础上 ,将小木块挂在弹簧下端 (如图乙 ), 用刻度尺测出弹簧的长度 Lcm. (3) 将长木板固定在水平面上 ,如图丙,用弹簧拉着小木块 (选填“水平匀速运动”或“水平加速运动” ), 测出此时弹簧的长度 L

18、07 cm. (4) 根据上面的操作 ,可以得出小木块与长木板间的动摩擦因数 (结果保留两位有效数字 ). 答案(2)8 .65(8.638.67间都对 ) (3) 水平匀速运动(4)0 .45(0.44也对) 解析(2) 刻度尺的读数需要估读一位 ,故读数为 8.65 cm; (3) 用弹簧拉着小木块水平匀速运动时 ,拉力等于滑动摩擦力 ; (4) 滑动摩擦力 F=mg,?f?,而根据平衡条件得得 .45.命题角度 2验证力的平行四边形定则及其“变式型”实验高考真题体验对方向(2017 全国22)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验 ,将画有坐标轴 (横轴为 x轴,纵轴为 y轴,最小刻

19、度表示 1 mm)的纸贴在水平桌面上 ,如图(a) 所示.将橡皮筋的一端 Q固定在 y轴上的 B点(位于图示部分之外 ), 另一端 P位于 y轴上的 A点时,橡皮筋处于原长 .(1) 用一只测力计将橡皮筋的 P端沿 y轴从 A点拉至坐标原点 O,此时拉力 F的大小可由测力计读出.测力计的示数如图 (b) 所示,F的大小为 N. (2) 撤去(1) 中的拉力 ,橡皮筋 现使用两个测力计同时拉橡皮筋 ,再次将O点.此时观察到两个拉力分别沿图 (a) 中两条虚线所示的方向 ,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为 F 2 N 和F 6 N.()用5 mm长度的线段表示 1 N 的力,以 O为作用点

20、,在图(a) 中画出力 F F 的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力 F图(a) - 20 - 合的大小为 合F F1、合的大小为 合F F1、 2和 合如图所示2 1合的长度为 合的大小为合、 合tan 0.11.9.05.利用. 合与拉力,则该实验验证了力的平图(b) ()F N, F 与拉力 F的夹角的正切值为若 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内行四边形定则 .答案(1)4 .0 (2)( )F F F ()3.8 0.05 解析(1) 题图(b) 中弹簧测力计的精度为 0.2 N, 则示数为 4.0 N; (2) 用 5 mm长的线段表示 1 N的力,F 对应的长度

21、为 2.8 cm,F 对应的长度为 2.1 cm,根据平行四边形定则作出的图形如答案图所示 ;测出 F 1.9 cm, 则 F 3.8 N, 如图 F F及 F构成的三角形 , F的长度约 0.1 cm,此三角形可近似看作直角三角形 ,则 F与拉力 F的夹角的正切值作图法求合力按力的实际效果作图 ,应用平行四边形定则画出合力 ,根据比例关系求出合力大小夹角很小时 ,近似看作直角三角形处理相关角度问题 ,是高考的一个考查点 .典题演练提能刷高分- 21 - ,所用器材有 :方木板), 刻度尺,图钉(若干,其中正确的有,结,所用器材有 :方木板), 刻度尺,图钉(若干,其中正确的有,结点 O的位置

22、可以与前一次不同;读数时视线应正对测力计刻度,白纸上留下的标注信息有结点位置 O、力的标,如下图所示 .其中对于提高实验精度最有利的,橡皮筋和两绳套夹角的角平分线没有必要在一条O在同一位置 ,但为了寻找普遍规律重)时,结点 O的位置可以不同 ,选项 B正确;由弹簧测力计的使用规,实验中没有必要使两个测力计拉橡皮筋时,不方便作图 ,并且 A图中表示力的作用线的点离结点,选项 A、D错误;C图中实验时弹簧测力计的示数太小,选项 C错误.故只有选项 B最符合题意 .,他设计了以下实验过程 .在竖直木M M 在一个铁环 P上系三根轻细绳,. O,作图误差较大 ,1和 2,a、b、c,其中 a、b细绳跨

23、过滑轮1.2018天津9(2) 某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验一块,白纸,量程为 5 N 的弹簧测力计两个 ,橡皮条(带两个较长的细绳套个).(1) 具体操作前 ,同学们提出了如下关于实验操作的建议A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时C.使用测力计时 ,施力方向应沿测力计轴线D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力(2) 该小组的同学用同一套器材做了四次实验度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点是 . 答案(1)BC (2)B 解析(1) 做验证力的平行四边形定则实验时直线上,选项 A错误;在同一次实验中要保持橡

24、皮筋结点复实验(或不同实验小组实验则可知选项 C正确;合力与分力的大小关系不确定拉力小于只用一个测力计时的拉力 ,选项 D错误.(2)A、D图中选择的力的标度太大太近不利于确定力的方向不利于总结实验结论2.小明同学想利用实验验证共点力作用下物体的平衡条件板上固定两个定滑轮各挂一组钩码 ,细绳 c直接挂一组钩码 ,每个钩码质量相同 ,轻绳、钩码、铁环均与木板不接触整个装置平衡时情况如图所示- 22 - . 高考总复习. (1) 小明想通过作图法来进行验证 ,他除了记录铁环 P位置及三根细绳的方向外 ,还需知道哪些物理量?A.每组钩码的个数B.每个钩码的质量C.铁环 P的质量D.M1、M2两滑轮的

25、高度差(2) 关于本实验 ,下列说法正确的是 . A.为了减小实验误差 ,两滑轮与绳间的摩擦尽量小些B.为了减小实验误差 ,铁环 P的质量应尽量小些C.改变滑轮两侧钩码个数 ,重新实验时应保持铁环 P位置不变D.作力的图示时应选择适当的标度答案(1)ABC (2)AD 解析(1) 作图法验证力的平行四边形定则 ,必须知道铁环所受的各个力的大小和方向 ,故 ABC正确,D 错误.(2) 两滑轮与绳间的摩擦越小 ,绳上的拉力测得越准 ,若没有摩擦则等于所挂钩码的重力 ,故A正确;因为作图时考虑了铁环的重力 ,故铁环的质量没有影响 ,B错误;本实验是利用共点力的平衡验证平行四边形定则 ,故 P的位置

26、没有要求 ,C 错误;作力的图示时应结合力的大小选择合适的标度 ,D 正确.3.(2019 辽宁大连模拟 )将橡皮筋的一端固定在 A点,另一端拴上两根细绳 ,每根细绳分别连着一个量程为 5 N、最小刻度为 0.1 N的弹簧测力计 ,沿着两个不同的方向拉弹簧测力计 ,当橡皮筋的活动端拉到 O点时,两根细绳相互垂直 ,如图甲所示 .这时弹簧测力计的读数可从图中读出.甲- 23 - N 和.,其中哪一个图符合实际? (2) 见解析图0.1 N,读数时应估读一位 ,所以读数分别为 N 和.,其中哪一个图符合实际? (2) 见解析图0.1 N,读数时应估读一位 ,所以读数分别为0.50 N, 作出两个力

27、及它们的合力如图所示,其方向一定在橡皮筋所在直线上 ,所以 b图,确定分力方向不够准确等 .DLS实验装置研究支架上力的分解,受到压力时读数为负,B连结质量不计的轻杆2AOB=; ; N. ?(3)b2.50 N和4.00 N.A、B为两个相同的双向力传.A 连结质量不计的细绳 ,并,结点位于圆弧形轨道的圆心处 ,保持杆沿;若合力误差原因见解析乙(1) 由图甲可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为(2) 在如图乙所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力丙(3) 图丙中 a、b两图是两位同学得到的实验结果测量值 F 是准确的 ,则 F与 F有误差的原因可能有哪些. 答案(1)2 .50

28、 4.00(或 4.00 2.50)解析(1) 弹簧测力计的最小刻度为(2) 取一个小方格的边长表示(3) F是用一个弹簧测力计拉橡皮筋所得到的符合实际 .产生误差的原因主要是弹簧测力计读数误差4.如图所示 ,某小组同学利用感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正可沿固定的圆弧形轨道移动水平方向 .随后按如下步骤操作 (g取10 m/s ): 测量绳子与水平杆的夹角对两个传感器进行调零 ; 用另一绳在 O点悬挂一个钩码 ,记录两个传感器读数- 24 - 1”或“ 2”),21/2/1”或“ 2”),21/2/1/2/11, 1sin 301、 2 2=F1cos 302空缺处数据应为N(如图乙所示 ), 则弹簧秤甲的读数N 1.013 取下钩码 ,移动传感器 A,改变 角,重复上述步骤 ,得到数据表格 a.(1) 根据表格 a,可知 A传感器对应的是表中的力 (填“F F 并求得钩码质量为 kg( 保留一位有效数字 ); (2) 换用不同钩码做此实验 ,重复上述实验步骤 ,得到数据表格 b.则表格 b中 30所对应的 F空缺处数据应为 N; FF N 30 60表格 a F N 1.