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第1页(共1页)2025年高考物理复习之小题狂练600题(多选题):相互作用——力(10题)一.多选题(共10小题)(多选)1.(2024•凉山州模拟)某同学在家清洁墙面的情景如图所示,他用力推着一个0.8kg的拖把沿墙竖直向上做匀速直线运动,推力保持在沿轻杆方向上,此时轻杆与竖直墙面的夹角为53°,推力大小为40N。已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,则()A.拖把头对墙的压力为32N B.拖把头对墙的压力为24N C.拖把头与墙面之间的动摩擦因数为0.5 D.拖把头与墙面之间的动摩擦因数为0.75(多选)2.(2024•岳麓区校级模拟)光滑半圆槽的边缘上固定有一轻质定滑轮,轻质定滑轮轴与一直杆AB一端连接,直杆可绕B在竖直面上转动,轻绳一端连接一小球P,另一端跨过轻质定滑轮后套着一铁环Q,然后固定在直杆的A端,如图所示。开始时直杆通过外力水平放置并使整个系统处于平衡状态,不计任何摩擦阻力,小球可视为质点,则()A.若轻绳PB段与BQ段均与竖直方向成30°角,小球P和铁环Q的质量之比为1:1 B.若小球P的质量足够大,系统平衡时小球P可能位于半圆弧槽的最低点 C.若通过外力把直杆AB顺时针缓慢转动一小段距离,小球P的位置可能不动 D.若通过外力把直杆AB逆时针缓慢转动一小段距离,小球P的位置一定下移(多选)3.(2024•荔湾区校级一模)建筑工地上,工人用如图所示的方式将重物从平台运到地面。甲、乙两人在同一高度手握轻绳,不计重力的光滑圆环套在轻绳上,下端吊一重物。甲站在A点静止不动,乙从B点缓慢向A点移动一小段距离。此过程中,下列说法正确的是()A.绳的拉力大小减小 B.甲所受平台的支持力增大 C.甲所受平台的摩擦力变小 D.绳对圆环拉力的合力变小(多选)4.(2024•江苏四模)质量均为m的相同物块P、Q静止于同一水平面上,它们与水平面间的动摩擦因数均为0.5,现分别给两物块施加等大的作用力F,方向如图所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g,下列说法正确的是()A.若F=0.2mg,则P受到的摩擦比Q受到的摩擦小 B.若F=0.2mg,则P受到的摩擦力与Q受到的摩擦力大小相等 C.若F=0.4mg,则P受到的摩擦力比Q受到的摩擦力小 D.若F=0.4mg,则P受到的摩擦力与Q受到的摩擦力大小相等(多选)5.(2024•茂名一模)某同学上网课时把平板放在倾角为30°的斜面上,平板质量为1kg,平板处于静止状态,示意图如图所示,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是()A.斜面对平板的支持力方向竖直向上 B.斜面对平板的支持力小于平板所受的重力 C.斜面对平板的摩擦力大小是5N,方向沿斜面向下 D.斜面对平板的作用力竖直向上(多选)6.(2024•泰安三模)间距为10m的两根固定的竖直杆间有一根腔衣绳,晾衣绳两端等高,长度为14m且不可伸长。将一件衣服通过晾衣架挂在晾衣绳上,衣架能沿晾衣绳自由滑动,衣架挂钩和晾衣绳之间的摩擦力忽略不计。无风时,衣服和衣架的悬挂点刚好位于晾衣绳的中间位置,如图甲所示;有风时,有水平向右的风作用在衣服上,稳定后衣架悬挂点两侧的晾衣绳刚好垂直,如图乙所示。已知衣服和衣架的总质量为1.4kg,重力加速度g取10m/s2,风对晾衣绳的作用力忽略不计,则下列说法正确的是()A.无风时,晾衣绳中的拉力大小为7N B.有风时,晾衣绳中的拉力大小为10N C.有风时,风对衣服的作用力大小为2N D.有风时,晾衣绳对衣架的作用力大小为12N(多选)7.(2024•东湖区校级三模)如图所示,半圆环竖直固定在水平地面上,光滑小球套在半圆环上。对小球施加一始终指向半圆环最高点B的拉力F,使小球从圆环最低点A缓缓移动到最高点B。下列说法正确的是()A.拉力F一直减小 B.拉力F先增大后减小 C.小球对圆环的压力大小始终不变 D.小球对圆环的压力先增大后减小(多选)8.(2024•雨花区校级三模)一条两端固定的粗细和质量分布均匀、柔软、不可伸长的链条,在重力的作用下所具有的曲线形状,称之为悬链线。为探究其特点,现搭建如图所示的一条悬链线,经测量知两悬点A、B处切线与竖直方向夹角分别为30°和60°,两切线的交点为C,E是C点正上方链条上的点,F为悬链线的最低点,则()A.A、B两悬点对墙面的拉力大小之比为3:1 B.链条AF和链条FB长度之比为3:1 C.整个链条上拉力最小的点为最低点F D.此时链条的重心在链条上的E点(多选)9.(2024•菏泽一模)新春佳节,小强把红纸铺在水平桌面上写“福”字,为防止红纸滑动,在其左侧放一镇纸压住,如图所示,下列说法正确的是()A.在写最后一个笔画时红纸受到7个力 B.在写最后一个笔画时镇纸受到向右的摩擦力 C.用毛笔在红纸上写字存在毛细现象 D.在空间站里可以用毛笔写字(多选)10.(2024•北辰区三模)图甲为家用燃气炉架,其有四个对称分布的爪,若将总质量一定的锅放在炉架上,如图乙所示(侧视图)。忽略爪与锅之间的摩擦力,若锅可以看作半径为R的球面,正对的两爪间距为d,则下列说法正确的是()A.R越大,爪与锅之间的弹力越小 B.R越大,爪与锅之间的弹力越大 C.d越大,爪与锅之间的弹力越大 D.d越大,锅受到的合力越大
2025年高考物理复习之小题狂练600题(多选题):相互作用——力(10题)参考答案与试题解析一.多选题(共10小题)(多选)1.(2024•凉山州模拟)某同学在家清洁墙面的情景如图所示,他用力推着一个0.8kg的拖把沿墙竖直向上做匀速直线运动,推力保持在沿轻杆方向上,此时轻杆与竖直墙面的夹角为53°,推力大小为40N。已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,则()A.拖把头对墙的压力为32N B.拖把头对墙的压力为24N C.拖把头与墙面之间的动摩擦因数为0.5 D.拖把头与墙面之间的动摩擦因数为0.75【考点】共点力的平衡问题及求解;力的合成与分解的应用.【专题】定量思想;推理法;共点力作用下物体平衡专题;推理能力.【答案】AC【分析】AB:对拖把头受力分析,水平方向根据平衡条件列式求解墙对拖把头的弹力,根据牛顿第三定律求解拖把头对墙的压力;CD:竖直方向根据平衡条件列式求解拖把头与墙面之间的动摩擦因数。【解答】解:AB.拖把沿墙竖直向上做匀速直线运动,对拖把头受力分析根据平衡条件可得墙对拖把头的弹力为FN=Fsin53°=40×0.8N=32N根据牛顿第三定律,拖把头对墙的压力为32N,故A正确,B错误;CD.拖把沿墙竖直向上做匀速直线运动,有Fcos53°=mg+f拖把受到的滑动摩擦力为f=μFN代入数据联立解得拖把头与墙面之间的动摩擦因数为μ=0.5故C正确,D错误。故选:AC。【点评】本题考查共点力作用下的平衡问题,要求学生能正确选择研究对象,受力分析,根据平衡条件列式解题。(多选)2.(2024•岳麓区校级模拟)光滑半圆槽的边缘上固定有一轻质定滑轮,轻质定滑轮轴与一直杆AB一端连接,直杆可绕B在竖直面上转动,轻绳一端连接一小球P,另一端跨过轻质定滑轮后套着一铁环Q,然后固定在直杆的A端,如图所示。开始时直杆通过外力水平放置并使整个系统处于平衡状态,不计任何摩擦阻力,小球可视为质点,则()A.若轻绳PB段与BQ段均与竖直方向成30°角,小球P和铁环Q的质量之比为1:1 B.若小球P的质量足够大,系统平衡时小球P可能位于半圆弧槽的最低点 C.若通过外力把直杆AB顺时针缓慢转动一小段距离,小球P的位置可能不动 D.若通过外力把直杆AB逆时针缓慢转动一小段距离,小球P的位置一定下移【考点】共点力的平衡问题及求解;力的合成与分解的应用.【专题】定量思想;推理法;共点力作用下物体平衡专题;分析综合能力.【答案】AD【分析】画出P物体的受力分析图,由平衡条件解答质量之比等问题;由平衡条件结合正交分解法解答。【解答】解:A、受力分析如下图所示,若轻绳PB段与BQ段均与竖直方向成30°角,根据水平方向的合力为零可知:α=β=30°由几何关系可得,只有OP与竖直方向的夹角也为30°,水平方向上合力才可能为零,对小球P在竖直方向有:m1g=FTcos30°+FNcos30°对小球P水平方向有:FTsin30°=FNsin30°对铁环Q竖直方向有:m2g=2FTcosα联立可得出小球P和铁环Q的质量之比为1:1,故A正确;B、如果小球P在半圆弧槽的最低点,那么连接小球的轻绳拉力应该为零,此时整个系统不可能平衡,故B错误;C、假设小球P位置不变,轻绳拉力不变,B端右侧的绳长l不变,把直杆AB顺时针转动一小段距离,AB段的水平距离d变小,由:sinα=由此可知,α变小,绳的拉力:FT=m2g2cosα将变小,与小球D、直杆AB逆时针缓慢转动一小段距离,AB段的水平距离d也是变小,设∠BOP=θ,如图建立直角坐标系,对小球P受力进行正交分解后,可得:F变形可得:FT=m1g(2cosθ2故选:AD。【点评】熟练应用平衡条件及正交分解法解答共点力平衡问题,提高应用数学知识解决物理问题的能力。(多选)3.(2024•荔湾区校级一模)建筑工地上,工人用如图所示的方式将重物从平台运到地面。甲、乙两人在同一高度手握轻绳,不计重力的光滑圆环套在轻绳上,下端吊一重物。甲站在A点静止不动,乙从B点缓慢向A点移动一小段距离。此过程中,下列说法正确的是()A.绳的拉力大小减小 B.甲所受平台的支持力增大 C.甲所受平台的摩擦力变小 D.绳对圆环拉力的合力变小【考点】解析法求共点力的平衡;力的合成与分解的应用.【专题】比较思想;方程法;共点力作用下物体平衡专题;推理能力.【答案】AC【分析】对结点处受力分析,根据平衡条件列出平衡方程,再根据夹角的变化判断绳子的拉力如何变化;对甲受力分析,根据平衡条件列出平衡方程,判断甲所受平台的支持力是否变化;根据平衡条件列出水平方向的平衡方程,结合角度的变化判断绳子的拉力如何变化,进而判断甲所受平台的摩擦力如何变化;根据两边绳子的合力大小等于重物重力大小,判断绳对圆环拉力的合力是否变化。【解答】解:A、根据题图可知,绳子与圆环构成“活结”,则两段绳子上的拉力大小始终相同。设绳子与竖直方向的夹角为θ,对结点处受力分析如图所示。根据平衡条件有:2Tcosθ=mg得T=当乙从B点缓慢向A点移动一小段距离后,绳子与竖直方向的夹角θ将减小,则知绳子上的拉力T将减小,故A正确;BC、对甲受力分析如图所示。根据平衡条件有FN=G甲+Tcosθ,f=Tsinθ结合T=mg2cosθ,可得FN=G甲+mg2,可知,当乙从B点缓慢向A点移动一小段距离后,绳子与竖直方向的夹角θ将减小,甲所受平台的支持力FN不变,而摩擦力f变小,故B错误,C正确;D、绳对圆环的拉力合力的大小始终等于重物的重力,则绳对圆环拉力的合力不变,故D错误。故选:AC。【点评】本题考查动态平衡问题,解决本题的关键要灵活选择研究对象,根据平衡条件列出相关的平衡方程,再进行分析。(多选)4.(2024•江苏四模)质量均为m的相同物块P、Q静止于同一水平面上,它们与水平面间的动摩擦因数均为0.5,现分别给两物块施加等大的作用力F,方向如图所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g,下列说法正确的是()A.若F=0.2mg,则P受到的摩擦比Q受到的摩擦小 B.若F=0.2mg,则P受到的摩擦力与Q受到的摩擦力大小相等 C.若F=0.4mg,则P受到的摩擦力比Q受到的摩擦力小 D.若F=0.4mg,则P受到的摩擦力与Q受到的摩擦力大小相等【考点】判断是否存在摩擦力;共点力的平衡问题及求解.【专题】学科综合题;定量思想;推理法;摩擦力专题;推理能力.【答案】BD【分析】判断P和Q受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力。两物体均受到静摩擦力作用,根据共点力平衡分析摩擦力大小。【解答】解:首先判断P和Q受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力,AB、当F=0.2mg时,P和Q均受到静摩擦力作用,fp=Fcos30°=0.13mg,fQ=Fcos30°=0.13mg,故A错误,B正确;CD、当F=0.4mg时,P和Q均受到静摩擦力作用,fp'=Fcos30°=0.23mg,fQ'=Fcos30°=0.23mg,故C错误,D正确。故选:BD。【点评】此题考查了摩擦力的判断与计算,研究多个物体的临界问题,一要注意灵活选择研究对象,采用隔离法和整体法结合研究,比较简洁。二要明确临界条件:一个相对于另一个物体刚要相对运动时两者间的静摩擦力达到最大。(多选)5.(2024•茂名一模)某同学上网课时把平板放在倾角为30°的斜面上,平板质量为1kg,平板处于静止状态,示意图如图所示,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是()A.斜面对平板的支持力方向竖直向上 B.斜面对平板的支持力小于平板所受的重力 C.斜面对平板的摩擦力大小是5N,方向沿斜面向下 D.斜面对平板的作用力竖直向上【考点】共点力的平衡问题及求解.【专题】定量思想;推理法;共点力作用下物体平衡专题;推理能力.【答案】BD【分析】分析手机的受力情况,根据平衡条件分析判断;根据三力平衡分析判断。【解答】解:AB.设手机的质量为m,斜面倾角为θ。对平板进行受力分析,支持力方向垂直斜面向上,如图所示根据平衡条件可知,斜面对平板的支持力小于平板所受的重力,故A错误,B正确;C.由图可知,平板受到的摩擦力方向沿斜面向上,根据平衡条件则有Ff=mgsinθ=1×10×0.5N=5N静摩擦力等于平板重力沿斜面向下的分力,故C错误;D.斜面对平板的作用力是支持力和摩擦力的合力,由共点力平衡条件知;斜面对平板的作用力和重力的方向相反,为竖直向上,故D正确。故选:BD。【点评】本题关键掌握受力分析的方法和共点力平衡的条件。(多选)6.(2024•泰安三模)间距为10m的两根固定的竖直杆间有一根腔衣绳,晾衣绳两端等高,长度为14m且不可伸长。将一件衣服通过晾衣架挂在晾衣绳上,衣架能沿晾衣绳自由滑动,衣架挂钩和晾衣绳之间的摩擦力忽略不计。无风时,衣服和衣架的悬挂点刚好位于晾衣绳的中间位置,如图甲所示;有风时,有水平向右的风作用在衣服上,稳定后衣架悬挂点两侧的晾衣绳刚好垂直,如图乙所示。已知衣服和衣架的总质量为1.4kg,重力加速度g取10m/s2,风对晾衣绳的作用力忽略不计,则下列说法正确的是()A.无风时,晾衣绳中的拉力大小为7N B.有风时,晾衣绳中的拉力大小为10N C.有风时,风对衣服的作用力大小为2N D.有风时,晾衣绳对衣架的作用力大小为12N【考点】共点力的平衡问题及求解;力的合成与分解的应用.【专题】定量思想;推理法;受力分析方法专题;分析综合能力.【答案】BC【分析】根据几何关系,结合受力分析可求出各个选项的受力情况。【解答】解:A、无风时,设悬挂点两侧的晾衣绳与竖直方向的夹角为θ,由几何关系可知sinθ=57,cosθ=267,对悬挂点受力分析,可知2Tcosθ=mg,解得TB、有风时,设悬挂点左侧的晾衣绳长度为L1,右侧长度为L2,因为衣架悬挂点两侧的晾衣绳刚好垂直,则根据勾股定理有L12+L22=102m,L1十L2=14m,解得L1=8m,L2=6m,设左侧晾衣绳与竖直方向的夹角为θ1,右侧晾衣绳与竖直方向的夹角为θ2,由几何关系可知sinθ1=0.8,sinθ2=0.6,设此时细线中的拉力大小为T',对悬挂点受力分析,竖直方向有T'cosθ1+T'cosθ2=mgC、水平方向有T'sinθ1=T'sinθ2+F,解得F=2N,故C正确;D、衣服和衣架稳定后,晾衣绳对其作用力大小等于其重力和风力的矢量和,则FT=F2+m2g2,解得FT故选:BC。【点评】学生在解答本题时,应注意对于受力分析问题,要与几何关系结合起来。(多选)7.(2024•东湖区校级三模)如图所示,半圆环竖直固定在水平地面上,光滑小球套在半圆环上。对小球施加一始终指向半圆环最高点B的拉力F,使小球从圆环最低点A缓缓移动到最高点B。下列说法正确的是()A.拉力F一直减小 B.拉力F先增大后减小 C.小球对圆环的压力大小始终不变 D.小球对圆环的压力先增大后减小【考点】相似三角形法解决动态平衡问题;力的合成与分解的应用.【专题】定性思想;图析法;共点力作用下物体平衡专题;理解能力.【答案】AC【分析】对小球受力分析,作出力的平行四边形,由相似三角形知识可求得拉力及压力的变化情况.【解答】解:小球受力如图所示根据相似三角形法可得mgR从圆环最低点A缓缓移动到最高点B过程中,小球与B点间的距离l逐渐减小,则拉力F减小,N的大小不变,根据牛顿第三定律可得小球对圆环的压力大小始终不变,故AC正确,BD错误。故选:AC。【点评】本题考查共点力平衡条件的动态分析问题,注意使用了相似三角形法;而此类方法在处理共点力的动态平衡时较为常见,当题目无法找到直角时,应考虑应用此法.(多选)8.(2024•雨花区校级三模)一条两端固定的粗细和质量分布均匀、柔软、不可伸长的链条,在重力的作用下所具有的曲线形状,称之为悬链线。为探究其特点,现搭建如图所示的一条悬链线,经测量知两悬点A、B处切线与竖直方向夹角分别为30°和60°,两切线的交点为C,E是C点正上方链条上的点,F为悬链线的最低点,则()A.A、B两悬点对墙面的拉力大小之比为3:1 B.链条AF和链条FB长度之比为3:1 C.整个链条上拉力最小的点为最低点F D.此时链条的重心在链条上的E点【考点】共点力的平衡问题及求解;重心的概念和物理意义;弹力的概念及其产生条件;力的合成与分解的应用.【专题】信息给予题;比较思想;推理法;共点力作用下物体平衡专题;推理能力.【答案】BC【分析】A.根据“三力汇交”原理对悬链线受力分析,再根据共点力的平衡条件分析求解两悬点处墙壁对链条的拉力大小之比,根据牛顿第三定律求解链条对墙面的拉力大小之比;B.对两部分链条进行受力分析,根据平衡条件求解两部分链条的质量之比,再求长度之比;C.在链条上任取一点D(除F外),取D与F点之间这一部分链条为对象,根据平衡条件分析作答;D.根据“三力汇交”原理可知E点在重力作用线上,再根据链条的形状分析重心的位置。【解答】解:A.对悬链线受力分析,两悬点A、B处切线与竖直方向夹角分别为30°和60°受力分析图如图1所示:根据平衡条件TTB代入数据联立解得,A、B两悬点处墙壁对链条的拉力大小之比为得T根据牛顿第三定律,A、B两悬点链条对墙面的拉力大小之比为3:1,故B.设最低点F处的张力为T,左侧悬链质量为m1,右侧质量为m2,两部分链条的受力图如图2所示:根据平衡条件,对左侧悬链m对右侧悬链m得两部分链条的质量之比m链条AF和链条FB长度之比为3:1,故B正确;C.在链条上任取一点D(除F外),取D与F点之间这一部分链条为对象,质量为Δm,D点的张力为TD由于F点的张力处于水平方向,根据平衡条件结合数学知识T可知整个链条上拉力最小的点为最低点F,故C正确;D.根据“三力汇交”原理,由题意可知,重力作用线经过E点,但由于链条形状不规则,重心不在链条的E点,故D错误。故选:BC。【点评】本题考查了链条的平衡,对于链条这类物体的平衡可根据“三力汇交”原理结合平衡条件分析作答。(多选)9.(2024•菏泽一模)新春佳节,小强把红纸铺在水平桌面上写“福”字,为防止红纸滑动,在其左侧放一镇纸压住,如图所示,下列说法正确的是()A.在写最后一个笔画时红纸受到7个力 B.在写最后一个笔画时镇纸受到向右的摩擦力 C.用毛笔在红纸上写字存在毛细现象 D.在空间站里可以用毛笔写字【考点】判断是否存在摩擦力.【专题】定性思想;解题方法;摩擦力专题;理解能力.【答案】ACD【分析】通过题意,对书写过程中的纸张进行受力分析,同时需要结合毛细现象及空间站里的真实情况。【解答】解:A.对纸进行受力分析可知,书写过程中纸张收到笔的压力、笔的摩擦力、重力、桌面的支持力、桌面的摩擦力、镇纸的压力、以及墨水的压力共7个力,故A正确;B.镇纸相对于纸既没有相对运动的趋势,也未发生滑动,因此不受来自于纸的摩擦力,故B错误;C.纸张内存在缝隙,因此存在毛细现象,故C正确;D.空间站内毛细现象同样存在,因此在空间站里毛笔可以写字,故D正确。故选:ACD。【点评】本题需要找出各部分间的相互作用情况,进而判断某一物体的受力情况,另外需要了解毛细现象的原理及应用。(多选)10.(2024•北辰区三模)图甲为家用燃气炉架,其有四个对称分布的爪,若将总质量一定的锅放在炉架上,如图乙所示(侧视图)。忽略爪与锅之间的摩擦力,若锅可以看作半径为R的球面,正对的两爪间距为d,则下列说法正确的是()A.R越大,爪与锅之间的弹力越小 B.R越大,爪与锅之间的弹力越大 C.d越大,爪与锅之间的弹力越大 D.d越大,锅受到的合力越大【考点】共点力的平衡问题及求解;力的合成与分解的应用.【专题】定量思想;控制变量法;共点力作用下物体平衡专题;应用数学处理物理问题的能力.【答案】AC【分析】锅静止,所受合力为零。对锅受力分析,受重力、四个对称分布的爪的支持力,这几个力为共点力。根据平衡关系、几何关系可解。【解答】解:如下图所示,锅静止,受重力G、四个对称分布的爪的支持力F。则有:4Fcosθ=Gsinθ=cosθ=联立方程解得:F=可知,R越大,爪与锅之间的弹力F越小;d越大,爪与锅之间的弹力F越大。故AC正确,BD错误。故选:AC。【点评】解答本题,关键要列出竖直方向的平衡方程,结合几何关系、三角函数可解。
考点卡片1.重心的概念和物理意义【知识点的认识】1.概念:一个物体的各部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.2.性质:重心不是真实存在的,是假象的一个点。3.思想方法:重心概念的提出用到了等效替代法。【命题方向】关于重心的说法中,正确的是()A、重心是物体所受重力的等效作用点B、重心是物体上最重的一点C、重心的位置一定在物体上D、质量不均匀但形状规则的物体的重心在它的几何中心分析:重心是物体所受重力的等效作用点,物体的重心不一定在物体上,重心不是物体内最重的一点.物体的重心位置与物体的质量分布、物体的形状有关.用线悬挂的物体静止时,根据平衡条件分析细线方向与重心的关系.解答:A、我们把物体受到的重力等效与一点,这一点就是重心。重心是物体所受重力的等效作用点。故A正确。B、物体的重心是重力的作用点,不是物体内最重的一点。故B错误。C、物体的重心不一定在物体上,也可以在物体之外,比如均匀的圆环,重心在圆环之外。故C错误。D、物体的重心位置与物体的质量分布、物体的形状两个因素有关,质量均匀形状规则的物体的重心在它的几何中心。故D错误。故选:A。点评:本题考查对于重心的理解.重心是物体各部分所受重力的合力的作用点,可以用悬挂法确定薄形物体的重心位置.【解题思路点拨】重心是重力的等效作用点,所以只要物体有重力就一定会有重心,但是重心却不一定在物体的几何中心,甚至不一定在物体上。2.弹力的概念及其产生条件【知识点的认识】1.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生的力叫弹力.(2)弹力的产生条件:①弹力的产生条件是两个物体直接接触,②并发生弹性形变.(3)弹力的方向:力垂直于两物体的接触面.①支撑面的弹力:支持力的方向总是垂直于支撑面,指向被支持的物体;压力总是垂直于支撑面指向被压的物体.点与面接触时弹力的方向:过接触点垂直于接触面.球与面接触时弹力的方向:在接触点与球心的连线上.球与球相接触的弹力方向:垂直于过接触点的公切面.②弹簧两端的弹力方向:与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向.其弹力可为拉力,可为压力.③轻绳对物体的弹力方向:沿绳指向绳收缩的方向,即只为拉力.(4)弹力的大小对有明显形变的弹簧,弹力的大小可以由胡克定律计算.对没有明显形变的物体,如桌面、绳子等物体,弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定.①胡克定律可表示为(在弹性限度内):F=kx,还可以表示成△F=k△x,即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比.式中k叫弹簧的劲度系数,单位:N/m.k由弹簧本身的性质决定(与弹簧的材料、粗细、直径及原长都有关系).②“硬”弹簧,是指弹簧的k值较大.(同样的力F作用下形变量△x较小)③几种典型物体模型的弹力特点如下表.项目轻绳轻杆弹簧形变情况伸长忽略不计认为长度不变可伸长可缩短施力与受力情况只能受拉力或施出拉力能受拉或受压,可施出拉力或压力同杆力的方向始终沿绳不一定沿杆沿弹簧轴向力的变化可发生突变同绳只能发生渐变【知识点的应用及延伸】弹力有无及方向的判断问题:怎样判断弹力的有无?解答:(1)对于形变明显的情况(如弹簧)可由形变直接判断.(2)对于接触处的形变不明显,判断其弹力的有无可用以下方法.①拆除法即解除所研究处的接触,看物体的运动状态是否改变.若不变,则说明无弹力;若改变,则说明有弹力.②分析主动力和运动状态来判断是否有弹力.分析主动力就是分析沿弹力所在方向上,除弹力以外其他力的合力.看该合力是否满足给定的运动状态,若不满足,则存在弹力;若满足,则不存在弹力.【命题方向】(1)第一类常考题型是对概念的考查:关于弹力,下列说法中正确的是()A.相互接触的物体之间一定有弹力作用B.不接触的物体之间也可能有弹力作用C.压力和支持力的方向都垂直物体的接触面D.压力和支持力的方向都平行于物体的接触面分析:知道弹力产生的条件:1、物体要相互接触2、物体要发生弹性形变.清楚弹力的方向.解答:解:A、弹力产生的条件是:1、物体要相互接触2、物体要发生弹性形变.两个条件同时满足物体间才会产生弹力.故A错误.B、根据A选项分析,故B错误.C、压力和支持力的方向都垂直物体的接触面,指向被压和被支持的方向,故C正确.D、压力和支持力的方向都垂直物体的接触面,故D错误.故选C.点评:要注意支持力、压力属于弹力.压力和支持力的方向都垂直物体的接触面.(2)第二类常考题型是对具体事例进行分析:如图,球A放在斜面上,被竖直挡板挡住而处于静止状态,关于球A所受的弹力,正确的()A.球A仅受一个弹力作用,弹力方向垂直斜面向上B.球A受两个弹力作用,一个水平向左,一个垂直斜面向下C.球A受两个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上D.球A受三个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上,一个竖直向下分析:小球处于静止状态,对挡板和斜面接触挤压,挡板和斜面都产生弹性形变,它们对小球产生弹力,弹力的方向垂直于接触面.解答:解:由于小球对挡板和斜面接触挤压,挡板和斜面都产生弹性形变,它们对小球产生弹力,而且弹力的方向垂直于接触面,所以挡板对小球的弹力方向水平向右,斜面对小球的弹力方向垂直于斜面向上.故选C点评:支持力是常见的弹力,其方向垂直于接触面并且指向被支持物.基础题,比较容易.【解题方法点拨】这部分知识难度中等、也有难题,在平时的练习中、阶段性考试中会单独出现,选择、填空、计算等等出题形式多种多样,在高考中不会以综合题的形式考查的,但是会做为题目的一个隐含条件考查.弹力的有无及方向判断比较复杂,因此在确定其大小和方向时,不能想当然,应根据具体的条件或计算来确定.3.判断是否存在摩擦力【知识点的认识】1.考点意义:有很多题目会综合考查摩擦力的相关知识,不区分静摩擦力和滑动摩擦力,所以设置本考点。2.对于是否存在摩擦力可以按以下几个方法判断:①条件法:根据摩擦力的产生条件进行判断。a、接触面粗糙;b、两物体间存在弹力;c、有相对运动或相对运动的趋势。②假设法:假设有或者没有摩擦力,判断物体运动状态是否会改变。【命题方向】如图,长方体甲乙叠放在水平地面上.水平力F作用在甲上,使甲乙一起向右做匀速直线运动()A、甲、乙之间一定有摩擦力B、水平地面对乙没有摩擦力C、甲对乙的摩擦力大小为F,方向水平向右D、水平地面对乙的摩擦力大小为F.方向水平向右分析:首先对甲、乙的整体进行分析,根据平衡力的知识得出乙与地面间的摩擦力;以甲为研究对象,进行受力分析,得出甲与乙之间的摩擦力.解答:A、以甲为研究对象,由于做匀速直线运动,所以受力平衡,水平方向受向右的拉力F,所以受乙对其向左的摩擦力,故A正确;B、以甲、乙的整体为研究对象,由于受向右的拉力作用,所以还受向左的摩擦力作用,B错误;C、由A知,甲受乙对其向左的摩擦力,根据力的作用的相互性,所以甲对乙向右的摩擦力作用,故C正确;D、由B知,水平地面对乙的摩擦力大小为F,方向水平向左,故D错误。故选:AC。点评:本题关键正确选择研究对象,然后再根据两物体及整体处于平衡状态,由平衡条件分析受力情况即可.【解题思路点拨】对物体受力的判断常采用的方法之一就是假设法,假设物体受或不受某力会使物体的运动状态发生变化,那么假设不成立。4.力的合成与分解的应用【知识点的认识】本考点针对比较复杂的题目,题目涉及到力的合成与分解的综合应用。【命题方向】假期里,一位同学在厨房里协助妈妈做菜,对菜刀发生了兴趣.他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大(如图所示),下列有关刀刃的说法合理的是()A、刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关B、在刀背上加上同样的压力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C、在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大D、在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大分析:根据力的平行四边形定则可知,相同的压力下,顶角越小,分力越大;相同的顶角下,压力越大,分力越大.解答:把刀刃部分抽象后,可简化成一个等腰三角劈,设顶角为2θ,背宽为d,侧面长为l,如图乙所示当在劈背施加压力F后,产生垂直侧面的两个分力F1、F2,使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体。由对称性知,这两个分力大小相等(F1=F2),因此画出力分解的平行四边形,实为菱形,如图丙所示。在这个力的平行四边形中,取其四分之一考虑(图中阴影部分),根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系,由关系式,得F1=F2由此可见,刀背上加上一定的压力F时,侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关,顶角越小,sinθ的值越小,F1和F2越大。但是,刀刃的顶角越小时,刀刃的强度会减小,碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂,实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要,所以做成前部较薄,后部较厚。使用时,用前部切一些软的物品(如鱼、肉、蔬菜、水果等),用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品,俗话说:“前切后劈”,指的就是这个意思。故D正确。故选:D。点评:考查力的平行四边形定则,体现了控制变量法,同时学会用三角函数来表示力与力的关系.【解题思路点拨】对力的合成与力的分解的综合应用问题,要首先熟练掌握力的合成和力的分解的相关内容,再选择合适的合成和分解方法进行解题。5.共点力的平衡问题及求解【知识点的认识】1.共点力(1)定义:如果一个物体受到两个或更多力的作用,这些力共同作用在物体的在同一点上,或者虽不作用在同一点上,但它们的延长线交于一点,这几个力叫作共点力。(2)力的合成的平行四边形定则只适用于共点力。2.共点力平衡的条件(1)平衡状态:物体保持静止或匀速直线运动的状态。(2)平衡条件:在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。3.对共点力平衡条件的理解及应用合外力等于0,即F合=0→正交分解法Fx合=0Fy合=0,其中Fx合和Fy4.平衡条件的推论(1)二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向。(2)三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力等大、反向。(3)多力平衡:若物体在n个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意一个力必定与另外(n﹣1)个力的合力等大、反向。5.解答共点力平衡问题的三种常用方法6.平衡中的临界、极值问题a.临界问题(1)问题特点:①当某物理量发生变化时,会引起其他几个物理量的变化。②注意某现象“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。(2)分析方法:基本方法是假设推理法,即先假设某种情况成立,然后根据平衡条件及有关知识进行论证、求解。b.极值问题(1)问题界定:物体平衡的极值问题,一般指在力的变化过程中涉及力的最大值和最小值的问题。(2)分析方法:①解析法:根据物体平衡的条件列出方程,在解方程时,采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。②图解法:根据物体平衡的条件作出力的矢量图,画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析,确定最大值或最小值。7.“活结”与“死结”、“活杆”与“死杆”模型(1)“活结”与“死结”模型①“活结”一般是由轻绳跨过光滑滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。绳虽然因“活结”而弯曲,但实际上是同一根绳,所以由“活结”分开的两段绳上弹力的大小一定相等,两段绳合力的方向一定沿这两段绳夹角的平分线。②“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳,因此由“死结”分开的两段绳上的弹力不一定相等。(2)“活杆”与“死杆”模型①“活杆”:指轻杆用转轴或铰链连接,当轻杆处于平衡状态时,轻杆所受到的弹力方向一定沿着杆,否则会引起轻杆的转动。如图甲所示,若C为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿杆的方向。②“死杆”:若轻杆被固定,不发生转动,则轻杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向。如图乙所示,水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端B装有一个小滑轮,绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂重物m。滑轮对绳的作用力应为图丙中两段绳中拉力F1和F2的合力F的反作用力,即AB杆弹力的方向不沿杆的方向。【命题方向】例1:在如图所示的甲、乙、丙、丁四幅图中,滑轮光滑且所受的重力忽略不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面挂一质量为m的重物。当滑轮和重物都静止不动时,甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹角均为θ,乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四幅图中滑轮受到木杆P的弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD,则以下判断正确的是()A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD分析:对滑轮受力分析,受两个绳子的拉力和杆的弹力;滑轮一直保持静止,合力为零,故杆的弹力与两个绳子的拉力的合力等值、反向、共线。解答:由于两个绳子的拉力大小等于重物的重力,大小不变,即四个选项中绳子的拉力是大小相等的,根据平行四边形定则知两个力的夹角越小,则合力越大,即滑轮两边绳子的夹角越小,绳子拉力的合力越大,故丁图中绳子拉力合力最大,则杆的弹力最大,丙图中夹角最大,绳子拉力合力最小,则杆的弹力最小,甲图和乙图中的夹角相同,则绳子拉力合力相等,则杆的弹力相等,所以甲、乙、丙、丁四幅图中滑轮受到木杆P的弹力的大小顺序为:FD>FA=FB>FC,故B正确,ACD错误。故选:B。本题考查的是力的合成与平衡条件在实际问题中的应用,要注意杆的弹力可以沿着杆的方向也可以不沿着杆方向,结合平衡条件分析是关键。例2:如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持水平,所受重力为G。则()A.两绳对日光灯拉力的合力大小等于GB.两绳的拉力和重力不是共点力C.两绳的拉力大小均为22D.两绳的拉力大小均为G分析:两绳的拉力和重力是共点力,根据合力为零分析AB选项;根据对称性可知,左右两绳的拉力大小相等,分析日光灯的受力情况,由平衡条件求解绳子的拉力大小。解答:B.对日光灯受力分析如图:两绳拉力的作用线与重力作用线的延长线交于一点,这三个力是共点力,故B错误;A.由于日光灯在两绳拉力和重力作用下处于静止状态,所以两绳的拉力的合力与重力G等大反向,故A正确;CD.由于两个拉力的夹角成直角,且都与竖直方向成45°角,则由力的平行四边形定则可知:G=F12+F22,F1=F2,解得:F1=F故选:AC。点评:本题主要是考查了共点力的平衡,解答本题的关键是:确定研究对象、进行受力分析、进行力的合成,利用平衡条件建立方程进行解答。例3:如图,三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2l。现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加力的最小值为()A.mgB.33C.12D.14分析:根据物体的受力平衡,依据几何关系求解即可。解答:依题得,要想CD水平,则各绳都要紧绷,根据几何关系可知,AC与水平方向的夹角为60°,结点C受力平衡,则受力分析如图所示因此CD的拉力为T=mg•tan30°D点受CD绳子拉力大小等于T,方向向左。要使CD水平,则D点两绳的拉力与外界的力的合力为零,则CD绳子对D点的拉力可分解为沿BD绳的F1以及另一分力F2。由几何关系可知,当F2与BD垂直时,F2最小,F2的大小即为拉力大小,因此有F2min=T•sin60°=1故ABD错误,C正确。故选:C。点评:本题考查的是物体的受力平衡,解题的关键是当F2与BD垂直时,F2最小,F2的大小即为拉力大小。例4:如图甲所示,细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的轻质光滑定滑轮悬挂一质量为M1的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙壁上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向的夹角为30°,在轻杆的G点用细绳GF悬挂一质量为M2的物体(都处于静止状态),求:(1)细绳AC的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比;(2)轻杆BC对C端的支持力;(3)轻杆HG对G端的支持力。分析:(1)根据力的分解及几何关系解答。(2)图甲中对滑轮受力分析,运用合成法求解细绳AC段的张力FAC与轻杆BC对C端的支持力;(3)乙图中,以C点为研究对象,根据平衡条件求解细绳EG段的张力F2以及轻杆HG对G端的支持力。解答:下图(a)和下图(b)中的两个物体M1、M2都处于平衡状态,根据平衡的条件,首先判断与物体相连的细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C点和G点为研究对象,进行受力分析如图(a)和右图(b)所示,根据平衡规律可求解。(1)上图(a)中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体,物体处于平衡状态,轻绳AC段的拉力FTAC=FCD=M1g;上图(b)中由于FTEGsin30°=M2g得FEG=2M2g所以FTAC:FTEG=M1:2M2。(2)上图(a)中,根据FAC=FCD=
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