2020年高考复习课标 II 版 专题二 相互作用 PPT课件

F1 =cos 30°, F2 =cos 60°,则F1= 3 mg,F2= 1 mg,故只有D选项正确。
mg
mg
2
2
解题关键 本题重点是画力的合成图,找准角度,列三角函数方程求解。
4.(2019课标Ⅰ,19,6分)(多选)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一 细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水 平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止,则在此 过程中 ( )
答案 B 设弹性绳劲度系数为k,绳总长l1=100 cm时,绳上弹力大小F1=k(l1-l0),绳中点处受力
平衡,设绳与水平方向夹角为θ,则有2F1
sin
θ=F'=G,cos
θ= 4 ,sin
5
θ= 3 ,绳两端缓慢移至同一点时,
5
设绳长为l2,其弹力大小F2=k(l2-l0),此时绳中点处受力平衡,有2F2=F'=G,综上所述有2k(l1-l0) sin θ
物块沿斜面向上匀速运动,则物块受力平衡,满足关系F-mg sin 30°-μmg cos 30°=0,其中μ= 3 ,g 3
=10 m/s2,当F=1 500 N时,物块的质量最大,为m= F
=150 kg,故A正确。
g sin 30 μg cos30
审题指导 ①物块沿斜面向上匀速运动,说明摩擦力为滑动摩擦力,f=μmg cos θ。②轻绳承受
大后减小,故A、D正确,B、C错误。
6.(2016课标Ⅰ,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 ( )
D.T cos α
答案 C 本题考查力的分解内容,有利于培养应用数学知识处理物理问题的能力,体现了核 心素养中的模型建构要素。 如图所示,气球处于平衡状态,在水平方向上风力与拉力T的水平分力平衡,F风=T sin α,故选项C 正确。
关键指导 气球在浮力、重力、水平向右的风力和绳的拉力共同作用下处于平衡状态,其中 浮力与重力的合力竖直向上。
解题关键 对索塔和钢索进行受力分析,正确进行力的分解与合成是解决本题的关键。
2.(2019江苏单科,2,3分)如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的作用力水平向 右。细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风T
cos α
C.T sin α
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mg cos 60°+mg cos 60°=Mg,故有M=m,C正确。
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θ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
一题多解 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α> 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
2
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
7.(2016课标Ⅲ,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. m B. 3 m C.m D.2m
2
2
面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为 3 ,重力加速度取10 m/s2。若轻绳能承受的最 3
大张力为1 500 N,则物块的质量最大为 ( ) A.150 kg B.100 3 kg C.200 kg D.200 3 kg
答案 A 本题考查了对平衡条件的理解与应用,检验了理解能力、推理能力,体现了模型建 构、科学推理等核心素养。
五年高考
A组 统一命题·课标卷题组
考点一 常见的三种力、力的合成与分解
1.(2017课标Ⅲ,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80 cm的两点上, 弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;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.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm
A.F1= 3 mg,F2= 3 mg
3
2
C.F1= 1 mg,F2= 3 mg
2
2
B.F1= 3 mg,F2= 3 mg
2
3
D.F1= 3 mg,F2= 1 mg
2
2
答案 D 本题考查物体的受力分析和共点力平衡条件,以及学生应用几何知识处理物理问 题的能力,体现了运动与相互作用观念。
以工件为研究对象,受力分析如图所示,重力与F1、F2的合力等大反向,根据共点力平衡条件得
答案 AD 本题考查对共点力平衡问题的理解和推理能力,要求运用数学工具求解物理问 题。 设MN上的张力为T,OM上的张力为F,在缓慢拉起的过程中重物处于动态平衡状态。当OM与 竖直方向成任意θ角时,由受力分析有
F cos θ+T cos (α-θ)=mg F sin θ=T sin (α-θ) 利用三角函数化简解得
3.(2019浙江4月选考,6,3分)如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是 ( )
A.小明与船之间存在摩擦力 B.杆的弯曲是由于受到杆对小明的力 C.杆对岸的力大于岸对杆的力 D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
答案 A 小明与船之间存在相对运动的趋势,则存在静摩擦力,选项A正确;杆的弯曲是由于 杆受到力的作用,选项B错误;杆对岸的力与岸对杆的力是作用力与反作用力,大小相等,选项C 错误;小明对杆的力和杆对小明的力是一对相互作用力,选项D错误。
=2k(l2-l0),解得l2=92 cm,则选项B正确。
解题关键 关键词理解与情景构建
弹性绳可按弹簧模型处理,始终处于弹性限度内说明劲度系数k不变,钩码挂在绳的中点,绳中
点处受力平衡,两侧绳上弹力大小相等,等于弹性绳的弹力。
考点二 受力分析、共点力的平衡
2.(2019课标Ⅱ,16,6分)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜
4.(2018天津理综,7,6分)(多选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲 正之,非万缗不可。一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖 缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背 上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则( )
当物块M的质量满足mMg sin θ>mNg时,初始时M受到的摩擦力方向沿斜面向上,这时随着对物 块N的缓慢拉动,细绳的拉力T逐渐增大,物块M所受的摩擦力先向上逐渐减小,然后可能再向下 逐渐增大,故C错误,D正确。 解题关键 ①系统处于静止状态,水平向左缓慢拉动N,M处于平衡状态,则N处于动态平衡状 态。②因为物块M和物块N的质量关系未知,故存在多种可能,其中临界条件为mMg sin θ=mNg。
5.(2017课标Ⅰ,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α(α> )。现将重物向右
2
上方缓慢拉起,并保持夹角α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
FN+T1 cos θ+F sin α-Gb=0 f+T1 sin θ-F cos α=0 FN、f均随F的变化而变化,故B、D项正确。 考查点 共点力平衡、正交分解法 思路分析 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。
最大张力时对应物块的质量最大。
3.(2019课标Ⅲ,16,6分)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两 光滑斜面之间,如图所示,两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。 当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则 ( )
A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力 B.为了减小钢索承受的拉力,可以适当降低索塔的高度 C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下 D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下,索塔两侧的钢索必须对称分布
答案 C 本题考查实际情景下的受力分析和力的合成与分解,是物理知识在实际生活中的 具体应用,体现了科学思维中的科学推理素养。本题以港珠澳跨海大桥为背景材料,关注我国 的科技进步,体现爱国主义情怀。 每根钢索对索塔的拉力可分解为水平分力和竖直向下的分力,竖直方向上,索塔受到的向下的 压力大小等于钢索和桥面的总重力,故增加钢索数量不能减小索塔受到的向下的压力,A错;降 低索塔高度,钢索的水平倾角减小,钢索所受拉力反而会增大,B错;不论两侧钢索是否对称分 布,只要两侧钢索的水平分力相互抵消,钢索对索塔的合力就会竖直向下,C对,D错。
A.若F一定,θ大时FN大 B.若F一定,θ小时FN大 C.若θ一定,F大时FN大 D.若θ一定,F小时FN大
答案 BC 本题考查力的分解。如图所示,把力F分解在垂直于木楔两侧的方向上,根据力的作用
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 本题考查了受力分析、共点力平衡中的动态平衡内容、理解能力和推理能力的 应用,体现了核心素养中科学推理、科学论证要素。 用水平拉力向左缓慢拉动N,如图所示,水平拉力F逐渐增大,细绳的拉力T逐渐增大,则细绳对M 的拉力逐渐增大,故A错误,B正确。
T= sin θ mg
sin α
F= sin(α θ) mg
sin α
可知,在θ由0增加至 的过程中,MN上的张力T逐渐增大,选项A正确,B错误。由于OM与MN之
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间的夹角α> ,所以在θ由0增加至 的过程中,α-θ的值先由大于 减小至 后,进一步再减小,
2
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2
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相应sin (α-θ)的值先增大后减小,即OM上的张力F先增大后减小,选项C错误,D正确。
考查点 共点力平衡 解题关键 利用几何关系推出各角的大小。 审题技巧 (1)给出a、b间的距离恰好等于圆弧的半径,应该联想到a、b、O连线组成等边三 角形。 (2)圆弧对轻环的弹力沿圆弧半径方向。
B组 自主命题·省(区、市)卷题组
考点一 常见的三种力、力的合成与分解
1.(2019天津理综,2,6分)2018年10月23日,港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯,在 航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥,其索塔与钢索如图所示。下列 说法正确的是 ( )