2025年高考物理复习之小题狂练600题(选择题):相互作用-力(10题)_第1页
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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(选择题):相互作用——力(10题)一.选择题(共10小题)1.(2024•鹿城区校级模拟)如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝。飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为马的重心位置和飞燕(视为质点)在一条竖直线上。下列关于重力和重心的说法中正确的是()A.只有静止的物体才受到重力作用 B.这件艺术品的重力大小总是恒定的 C.物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力 D.质量分布均匀形状规则物体的重心一定在其几何中心,但不一定在物体上2.(2024•龙岗区校级三模)如图所示,在竖直墙壁上固定水平轻杆OB,B为铰链装置,OA为轻质细绳且与水平方向夹角θ=30°,小球质量为m,通过轻绳系于O点,初始时整个装置处于静止状态,现保证O点位置不变,逐渐减小绳OA的长度,使绳的上端由A点缓慢移动至C点。已知重力加速度为g,不计所有摩擦,则下列说法正确的是()A.初始时OA绳的拉力大小为3mg B.移动过程中OA绳的拉力大小逐渐增大 C.移动过程中OB杆的弹力逐渐减小 D.最终OA绳的拉力大小减小至03.(2024•江苏模拟)如图所示,圆柱体B放在水平地面上,它与竖直墙面之间放着一个斜面体A,斜面体A未接触地面,整个装置在水平推力F作用下处于静止状态,所有接触面均光滑。现推动物体B缓慢向左移动一小段距离,在此过程中,下列说法正确的是()A.水平推力F逐渐减小 B.地面对圆柱体B的支持力逐渐增大 C.斜面体A对圆柱体B的压力逐渐增大 D.墙面对斜面体A的支持力保持不变4.(2024•浙江二模)燃气灶支架有很多种规格和款式。如图所示,这是a、b两款不同的燃气灶支架,它们都是在一个圆圈底座上等间距地分布有五个支架齿,每一款支架齿的简化示意图在对应的款式下方。如果将含有食物的球面锅置于两款支架上,假设锅和锅内食物的总重量总是维持不变,则()A.如果锅的尺寸越大,则a款每个支架齿受到的压力越大 B.如果锅的尺寸越大,则a款每个支架齿受到的压力越小 C.如果锅的尺寸越大,则b款每个支架齿受到的压力越大 D.如果锅的尺寸越大,则b款每个支架齿受到的压力越小5.(2024•广西)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3,则()A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3 C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff36.(2024•南充模拟)如图(a),某人借助瑜伽球锻炼腿部力量,她曲膝静蹲,背部倚靠在瑜伽球上,瑜伽球紧靠竖直墙面。假设瑜伽球光滑且视为均匀球体,整体可简化成如图(b)。当人缓慢竖直站立的过程中,人的背部与水平面夹角θ<πA.墙面对球的力保持不变 B.人受到地面的摩擦力变大 C.地面对人的支持力变大 D.球对人的压力先增大后减小7.(2024•辽宁一模)高空走钢丝杂技表演在越接近钢丝末端时,钢丝绳会倾斜得越厉害,行走也越缓慢。一位杂技演员正在进行走钢丝表演,对该演员在甲、乙两位置时,下列说法正确的是()A.在甲位置时钢丝对演员的作用力小于在乙位置时钢丝对演员的作用力 B.在甲位置时演员受到的合外力小于在乙位置时演员受到的合外力 C.在甲位置时演员对钢丝的压力大于在乙位置时演员对钢丝的压力 D.在甲位置时钢丝对演员的摩擦力大于在乙位置时钢丝对演员的摩擦力8.(2024•麦积区二模)如图所示,粗糙水平地面上放有横截面为14圆的柱状物体A,A与墙面之间放有表面光滑的圆柱形物体B,A、B均保持静止。若将AA.地面对A的支持力不变 B.地面对A的摩擦力不变 C.墙对B的作用力不变 D.B对A的支持力不变9.(2024•沙坪坝区校级模拟)歼﹣35舰载机在航母上降落,需利用阻拦系统使之迅速停下。如图,某次着舰时,飞机钩住阻拦索中间位置,两段绳索夹角为120°时阻拦索中张力为F,此刻飞机受阻拦索作用力的大小为()A.F B.3F C.32F 10.(2024•聊城一模)如图甲所示,车辕是马车车身上伸出的两根直木,它是驾在马上拉车的把手。如图乙为马拉车时的简化模型,车辕前端距车轴的高度H大约为1.0m,马拉车的力可视为沿车辕方向,马车的车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的33A.2m B.3m C.3m D

2025年高考物理复习之小题狂练600题(选择题):相互作用——力(10题)参考答案与试题解析一.选择题(共10小题)1.(2024•鹿城区校级模拟)如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝。飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为马的重心位置和飞燕(视为质点)在一条竖直线上。下列关于重力和重心的说法中正确的是()A.只有静止的物体才受到重力作用 B.这件艺术品的重力大小总是恒定的 C.物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力 D.质量分布均匀形状规则物体的重心一定在其几何中心,但不一定在物体上【考点】重心的概念和物理意义;重力的概念、物理意义及其产生(来源).【专题】定性思想;推理法;受力分析方法专题;理解能力.【答案】D【分析】物体是否受到重力与运动状态无关;在地球上不同位置重力加速度不同;物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时,弹簧测力计的示数等于物体的重力;质量分布均匀形状规则物体的重心一定在其几何中心,但不一定在物体上。【解答】解:A、物体是否受到重力与运动状态无关,地面附近一切物体无论处于何种运动状态,都受到重力的作用,故A错误;B、在地球上不同位置重力加速度不同,故重力G=mg不同,故B错误;C、物体挂在弹簧测力计下,竖直处于平衡状态时,弹簧测力计的示数等于物体的重力,当弹簧测力计和物体有加速度时,示数不等于物体的重力,故C错误;D、质量分布均匀形状规则物体的重心一定在其几何中心,但不一定在物体上,故D正确;故选:D。【点评】本题考查重力和重心,知道重力的产生与运动状态无关,知道重力的大小、方向和作用点。2.(2024•龙岗区校级三模)如图所示,在竖直墙壁上固定水平轻杆OB,B为铰链装置,OA为轻质细绳且与水平方向夹角θ=30°,小球质量为m,通过轻绳系于O点,初始时整个装置处于静止状态,现保证O点位置不变,逐渐减小绳OA的长度,使绳的上端由A点缓慢移动至C点。已知重力加速度为g,不计所有摩擦,则下列说法正确的是()A.初始时OA绳的拉力大小为3mg B.移动过程中OA绳的拉力大小逐渐增大 C.移动过程中OB杆的弹力逐渐减小 D.最终OA绳的拉力大小减小至0【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;合成分解法;共点力作用下物体平衡专题;推理能力.【答案】C【分析】初始时整个装置处于静止状态,根据平衡条件求解OA绳的拉力大小。根据平衡条件得到OA绳的拉力、OB杆的弹力与θ的关系,再分析它们的变化情况。【解答】解:A、初始时整个装置处于静止状态,设OA绳的拉力大小为FT,竖直方向上,根据平衡条件得:mg=FTsin30°,解得:FT=2mg,故A错误;BD、根据平衡条件,竖直方向上可得mg=FTsinθ则得F绳的上端由A点缓慢移动至C点,θ增大,sinθ增大,则FT逐渐减小直至mg,故BD错误;C、水平方向上,根据平衡条件得:F绳的上端由A点缓慢移动至C点,θ增大,tanθ增大,则FNB逐渐减小,故C正确。故选:C。【点评】本题是动态平衡问题,采用正交分解法处理,根据平衡条件列式进行分析。3.(2024•江苏模拟)如图所示,圆柱体B放在水平地面上,它与竖直墙面之间放着一个斜面体A,斜面体A未接触地面,整个装置在水平推力F作用下处于静止状态,所有接触面均光滑。现推动物体B缓慢向左移动一小段距离,在此过程中,下列说法正确的是()A.水平推力F逐渐减小 B.地面对圆柱体B的支持力逐渐增大 C.斜面体A对圆柱体B的压力逐渐增大 D.墙面对斜面体A的支持力保持不变【考点】解析法求共点力的平衡;牛顿第三定律的理解与应用;整体法与隔离法处理物体的平衡问题.【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】D【分析】以A为研究对象,根据平衡条件推导墙面对A的支持力和圆柱体B对斜面体A的支持力表达式分析判断;以整体为研究对象根据平衡条件分析水平推力和地面对圆柱体B的支持力变化情况;以斜面为研究对象根据平衡条件分析和牛顿第三定律分析判断。【解答】解:D.设斜面体A的斜面与竖直面的夹角为θ,以A为研究对象,根据平衡条件可得墙面对A的支持力F1圆柱体B对斜面体A的支持力F2现缓慢向左推动圆柱体B,θ保持不变,所以F1、F2保持不变,故D正确;AB.以整体为研究对象,根据平衡条件可知水平推力F的大小等于墙面对A的支持力F1的大小,地面对圆柱体B的支持力等于A、B重力之和,可知水平推力和地面对圆柱体B的支持力不变,故AB错误;C.如图由于墙面对A的支持力F1和斜面的重力保持不变,根据平衡条件可知圆柱体B对斜面体A的支持力F2不变,根据牛顿第三定律可知斜面体A对圆柱体B的压力不变,故C错误。故选:D。【点评】本题关键掌握整体和隔离体分析受力情况,根据平衡条件分析判断。4.(2024•浙江二模)燃气灶支架有很多种规格和款式。如图所示,这是a、b两款不同的燃气灶支架,它们都是在一个圆圈底座上等间距地分布有五个支架齿,每一款支架齿的简化示意图在对应的款式下方。如果将含有食物的球面锅置于两款支架上,假设锅和锅内食物的总重量总是维持不变,则()A.如果锅的尺寸越大,则a款每个支架齿受到的压力越大 B.如果锅的尺寸越大,则a款每个支架齿受到的压力越小 C.如果锅的尺寸越大,则b款每个支架齿受到的压力越大 D.如果锅的尺寸越大,则b款每个支架齿受到的压力越小【考点】解析法求共点力的平衡;牛顿第三定律的理解与应用.【专题】比较思想;合成分解法;共点力作用下物体平衡专题;理解能力.【答案】D【分析】设每个支架齿对锅的支持力与竖直方向的夹角为θ,根据平衡条件列式,得到每个支架齿对锅的支持力与θ的关系式,再进行分析。【解答】解:AB、因为a款支架与球面锅的接触点的弹力始终垂直于支架的斜面,方向不变,设每个支架齿对锅的支持力与竖直方向的夹角为θ。锅静止,由平衡条件得5FNcosθ=G锅可知,锅的尺寸越大,θ不变,支架齿对锅的支持力FN不变,由牛顿第三定律可知,a款每个支架齿受到的压力不变,故AB错误;CD、因为b款支架与球面锅的接触点的弹力始终垂直于公切面,则知锅的尺寸越大,b款每个支架齿对锅的支持力与竖直方向的夹角θ变小,由上式分析可知,支架齿对锅的支持力FN越小,由牛顿第三定律可知,b款每个支架齿受到的压力越小,故C错误,D正确。故选:D。【点评】本题主要是考查共点力的平衡问题,关键是能够确定研究对象,进行受力分析,利用平衡条件列方程进行分析。5.(2024•广西)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3,则()A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3 C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3【考点】判断是否存在摩擦力.【专题】比较思想;推理法;摩擦力专题;推理能力.【答案】D【分析】货箱沿着木板下滑时受到的摩擦力为滑动摩擦力,根据滑动摩擦力的公式分析解答。【解答】解:货箱沿着木板下滑时受到的摩擦力为滑动摩擦力,根据滑动摩擦力的公式:f滑=μFN,又有:FN=mgcosθ,(m为货箱的重力,θ为斜面的倾角),联立可得:f滑=μmgcosθ,因三个货箱各表面材质和粗糙程度均相同,故摩擦因数均相同,可知三个货箱与直木板间摩擦力的大小,即:Ff1=Ff2=Ff3,故ABC错误,D正确。故选:D。【点评】本题考查了滑动摩擦力大小的计算,基础题目。根据滑动摩擦力的公式解答即可。6.(2024•南充模拟)如图(a),某人借助瑜伽球锻炼腿部力量,她曲膝静蹲,背部倚靠在瑜伽球上,瑜伽球紧靠竖直墙面。假设瑜伽球光滑且视为均匀球体,整体可简化成如图(b)。当人缓慢竖直站立的过程中,人的背部与水平面夹角θ<πA.墙面对球的力保持不变 B.人受到地面的摩擦力变大 C.地面对人的支持力变大 D.球对人的压力先增大后减小【考点】解析法求共点力的平衡;力的合成与分解的应用.【专题】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】B【分析】根据整体和隔离法,对瑜伽球、瑜伽球和人进行受力分析,列出对应的平衡式子即可。【解答】解:AD.对瑜伽球受力分析,如图所示:由平衡条件可知:N1=mgtanθ,N2=人缓慢竖直站立的过程中,人的背部与水平面夹角逐渐变大,则墙面对球的力增大。人对球的支持力增大根据牛顿第三定律可知球对人的压力增大,故AD错误;BC.对整体受力分析,如图所示由平衡条件,可知:FN=(M+m)g,f=N1由此可知人受到地面的摩擦力变大,地面对人的支持力不变,故B正确,C错误。故选:B。【点评】本题考查了动态平衡,画出受力分析,列出平衡式子是解决此类题的关键。7.(2024•辽宁一模)高空走钢丝杂技表演在越接近钢丝末端时,钢丝绳会倾斜得越厉害,行走也越缓慢。一位杂技演员正在进行走钢丝表演,对该演员在甲、乙两位置时,下列说法正确的是()A.在甲位置时钢丝对演员的作用力小于在乙位置时钢丝对演员的作用力 B.在甲位置时演员受到的合外力小于在乙位置时演员受到的合外力 C.在甲位置时演员对钢丝的压力大于在乙位置时演员对钢丝的压力 D.在甲位置时钢丝对演员的摩擦力大于在乙位置时钢丝对演员的摩擦力【考点】判断是否存在摩擦力;力的合成与分解的应用;牛顿第三定律的理解与应用.【专题】定性思想;推理法;摩擦力专题;推理能力.【答案】C【分析】甲、乙两人行走缓慢,两人处于平衡状态,合外力为零,据此可分析钢丝对人的作用力大小、人对钢丝的压力大小、钢丝对人的摩擦力大小。【解答】解:AB、因行走缓慢,两人处于平衡状态,合外力为零,钢丝对人的作用力大小等于人及其装备的总重力,故AB错误;C、压力FN=mgcosθ(θ为人所在位置的钢丝与水平方向的夹角,下同),越接近末端,θ越大,所以甲对钢丝的压力大于乙对钢丝的压力,故C正确;D、摩擦力Ff=mgsinθ,越接近末端,θ越大,所以钢丝对甲的摩擦力小于对乙的摩擦力,故D错误。故选:C。【点评】本题考查了物体的平衡条件的应用,难度不大,基础题目。8.(2024•麦积区二模)如图所示,粗糙水平地面上放有横截面为14圆的柱状物体A,A与墙面之间放有表面光滑的圆柱形物体B,A、B均保持静止。若将AA.地面对A的支持力不变 B.地面对A的摩擦力不变 C.墙对B的作用力不变 D.B对A的支持力不变【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;推理能力.【答案】A【分析】利用整体与隔离法、力的合成与分解法对本题进行求解。【解答】如图,A的重力为GA,B的重力为GB,地面对A的支持力为F,地面对A的摩擦力为f,B对A的作用力为FBA,与水平方向的夹角为θ,A对B的作用力为FAB,与水平方向的夹角为θ,墙面对B的作用力为FB。解:A.由整体分析可知,A、B保持静止时地面对A的支持力等于A与B的重力之和,将A向左移动少许,A、B仍将保持静止,因此地面对A的支持力不变,故A正确;B.如图,对A进行受力分析可知f=FBAcosθ,又有FBA=FAB,且FABsinθ=GB,因此有f=GBcosθ将A向左移动,θ增大,f减小,故B错误;C.由整体分析可知,墙面对B的作用力等于地面对A的摩擦力,已知地面对A的摩擦力减小,故C错误;D.B对A的作用力FBA=θ增大,FBA减小,故D错误。故选:A。【点评】本题考查的是共点力平衡问题,需要用到整体与隔离的受力分析,找出平衡条件求解此类问题。9.(2024•沙坪坝区校级模拟)歼﹣35舰载机在航母上降落,需利用阻拦系统使之迅速停下。如图,某次着舰时,飞机钩住阻拦索中间位置,两段绳索夹角为120°时阻拦索中张力为F,此刻飞机受阻拦索作用力的大小为()A.F B.3F C.32F 【考点】力的合成与分解的应用.【专题】定量思想;合成分解法;平行四边形法则图解法专题;推理能力.【答案】A【分析】已知两个分力的大小与方向,由平行四边形定则求出合力的大小与方向。【解答】解:阻拦索两侧的拉力是大小相等的,由力的合成的平行四边形法则,可知合力的方向沿拦阻索夹角的角平分线上,如图:结合数学知识知,歼﹣35所受阻拦索的力为f=F合=2Fcos60°=F,故A正确,BCD错误。故选:A。【点评】该题考查力的合成,知道两个分力大小相等时,合力的方向沿它们夹角的角平分线时是解答的关键。10.(2024•聊城一模)如图甲所示,车辕是马车车身上伸出的两根直木,它是驾在马上拉车的把手。如图乙为马拉车时的简化模型,车辕前端距车轴的高度H大约为1.0m,马拉车的力可视为沿车辕方向,马车的车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的33A.2m B.3m C.3m D【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】D【分析】车匀速运动,受力平衡,根据平衡条件列式,结合牛顿第三定律和数学知识,分析拉力F大小的最小值和车辕的长度。【解答】解:车匀速运动,受力平衡,设马拉车的力为F,车辕与水平方向夹角为θ,根据平衡条件可得Fsinθ+FN=mg,Fcosθ=f根据牛顿第三定律,可知车对地面的压力大小等于车所受支持力,即FN=FN′又f=解得F=当sin(60°+θ)=1时,有F可得θ=30°车辕的长度为L=Hsinθ,解得L=2m,故故选:D。【点评】本题解题关键是根据平衡状态,正确的列出平衡等式,是一道基础题。

考点卡片1.重力的概念、物理意义及其产生(来源)【知识点的认识】1.定义:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力.2.注意:①重力不等于物体受到的地球的吸引力;②一切物体都受重力作用,物体所受重力的施力物体是地球;③物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关.【命题方向】关于重力,下列说法正确的是()A、重力就是地球对物体的吸引力B、只有静止的物体才受到重力作用C、同一物体在地球上无论向上或向下运动,都受到重力D、物体只有在向下运动时才受到重力作用分析:重力由于地球的引力而使物体受到的力,不能说重力就是地球对物体的吸引力.无论物体处于什么运动状态,都要受到重力.解答:A、重力由于地球的引力而使物体受到的力,重力是引力的一个分力,不能说重力就是地球对物体的吸引力。故A错误。B、静止的物体和运动的物体都受到重力作用。故B错误。CD物体受到的重力与物体的运动方向与无关,同一物体在地球上向什么方向运动,都受到重力。故C正确,D错误。故选:C。点评:地球附近有重力场,其基本特性是对地球附近的一切物体都有重力作用,基本题.【解题思路点拨】正是由于重力是由地球的吸引而产生的,所以无论物体处于何处,是何运动状态,都会受到重力。2.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。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=M1g且夹角为120°故FNC=FAC=M1g,方向与水平方向成30°,指向斜右上方。(3)上图(b)中,根据平衡方程有FNG=M2gtan30°答:(1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比为M1(2)轻杆BC对C端的支持力为M1g,指向斜右上方;(3)轻杆HG对G端的支持力大小为3M2g方向水平向右。点评:本题首先要抓住定滑轮两端绳子的特点,其次要根据平衡条件,以C、G点为研究对象,按力平衡问题的一般步骤求解。【解题思路点拨】1.在分析问题时,注意“静止”和“v=0”不是一回事,v=0,a=0时,是静止,是平衡状态2.解答共点力平衡问题的一般步骤(1)选取研究对象,对于有相互作用的两个或两个以上的物体构成的系统,应明确所选研究对象是系统整体还是系统中的某一个物体(整体法或隔离法)。(2)对所选研究对象进行受力分析,并画出受力分析图。(3)对研究对象所受的力进行处理,对三力平衡问题,一般根据平衡条件画出力合成时的平行四边形。对四力或四力以上的平衡问题,一般建立合适的直角坐标系,对各力按坐标轴进行分解。(4)建立平衡方程,对于四力或四力以上的平衡问题,用正交分解法列出方程组。3.临界与极值问题的分析技巧(1)求解平衡中的临界问题和极值问题时,首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,找出平衡中的临界点和极值点。(2)临界条件必须在变化中寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而是要把某个物理量推向极端,即极大或极小,并依此作出科学的推理分析,从而给出判断或结论。6.整体法与隔离法处理物体的平衡问题【知识点的认识】整体法与隔离法是物理学中处理物体平衡问题的两种基本方法,它们各有适用场景,并且经常交替使用以解决复杂问题。①整体法适用于将两个或多个物体组成的系统作为研究对象,当需要研究外力对系统的作用时,整体法更为简便,因为它不需要考虑系统内部的作用力。整体法的思维特点是从全局出发,通过整体受力分析揭示系统的整体受力情况和全过程的受力情况,从而避免繁琐的中间环节计算,能够灵巧地解决问题。例如,在处理连接体平衡问题时,如果只涉及系统外力而不涉及系统内部物体之间的内力以及加速度问题,通常选取整个系统为研究对象,使用整体法进行分析。②隔离法则是将研究对象从周围物体中隔离出来进行受力分析的方法,适用于需要研究系统内各物体之间的作用力或加速度的情况。隔离法不仅能求出其他物体对整体的作用力,而且还能求出整体内部物体之间的作用力。在处理复杂问题时,通常先用整体法确定整体的运动状态,然后再用隔离法分析内部物体的相互作用。在实际应用中,整体法和隔离法并不是独立使用的,对于一些复杂问题,可能需要多次选取

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