2020届高考物理全优二轮复习课件：专题1 第1讲 相互作用与物体的平衡

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
风对气球作用力的大小为( )
A．sinT α
B．coTs α
C．Tsin α
D．Tcos α
【答案】C 【解析】对气球受力分析，由水平方向平衡条件可得F风＝Tsin α，故C正确．
2．[复杂的连杆受力分析](2019 年河北名校模拟) 如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上， 一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球 b，另一端 与套在水平细杆上的小球 a 连接．在水平拉力 F 作 用下小球 a 从图示虚线位置开始缓慢向右移动(细绳 中张力大小视为不变)．已知小球 a 的质量为 m，是小球 b 的 2 倍，滑动摩擦力等于 最大静摩擦力，小球 a 与细杆间的动摩擦因数为 33.则下列说法正确的是( )
力的三角形解法：由题意可知，重物在运动过程中受重力，MN绳拉力TMN， OM绳拉力TOM.在某一时刻三个力受力分析示意图如图甲所示，将此三个力平移为 矢量三角形如图乙所示．对于图乙，因为边mg不变、该边的对角(180°－α)不变，根
据固定弦所对应的圆周角为定值的几何特点，则该力可平移在圆中，mg为固定的
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】正弦定理解法：OM 的张力 F1 和 MN 的张力 F2 的合力 F 不变(等于 mg)，关系如图所示，sin18F0°－α＝siFn1β＝siFn2γ，将重物向 右上方缓慢拉起，夹角 α 不变，β 由钝角逐渐减小到锐角，γ 由锐角逐 渐增大到直角，则 MN 上的张力 F2 逐渐增大，OM 上的张力 F1 先增大 后减小，选项 A、D 正确．
4．(多选)(2017年天津卷)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖 直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状 态．如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是( )
A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变 B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大 C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移 【答案】AB
第1讲 相互作用与物体的平衡
栏 目 导 航
01
真题再现
02
热点突破
03
强化集训
01
真题再现
物体的受力分析
1．(2019 年新课标Ⅱ卷)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，轻绳与斜面平行．已知物块与斜面之间的动摩擦因数为 33，重力加速度取 10 m/s2.若轻绳能承受的最大张力为 1 500 N，则物块的质量最大为( )
物体受力分析的技巧 1．分析受力的思路 (1)先数研究对象有几个接触处，每个接触处最多有两个力(弹力和摩擦力)． (2)受力分析的顺序：一般按照“一重、二弹、三摩擦，四其他”的程序，结合 整体法与隔离法分析物体的受力情况． (3)假设法是判断弹力、摩擦力的存在及方向的基本方法．
2.受力分析的基本步骤：明确研究对象→隔离物体分析→画受力示意图→验证 受力合理性．
【解析】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向 左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T 逐渐增大．对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉 力T的增加，摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子 拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加．故本题选BD.
Ⅰ卷·15 Ⅲ卷·19
Ⅰ卷·21 Ⅱ卷·16 Ⅲ卷·17,25
Ⅰ卷·18,19 Ⅱ卷·14,19
Ⅲ卷·17
Ⅱ卷·19
Ⅱ卷·17
Ⅰ卷·17 Ⅱ卷·17
Ⅰ卷·25 Ⅱ卷·16,25 Ⅲ卷·20,24
Ⅰ卷·21 Ⅱ卷·21 Ⅲ卷·15
Ⅰ卷·20 Ⅱ卷·16 Ⅲ卷·15
Ⅱ卷·19 Ⅲ卷·14
Ⅱ卷·16 Ⅲ卷·14
热度 ★★☆ ★★★★★ ★★★ ★★★★★
摘要：直线运动要熟练掌握五个运动规律：速度规律、位移规律、平均速度规 律、速度平方差规律、逆向思维规律．对平抛运动考查情景主要有：斜面上平抛、 相向平抛、可逆向思维为平抛运动的斜抛、半球面上(或半球面内，抛物面内)的平 抛．牛顿运动定律作为经典物理学的核心知识，考查的情景主要有：连接体、叠加 体，瞬时性问题，超重失重问题，变加速后终态匀速运动，板块模型；与水平面内 的圆周运动结合，与竖直面内的圆周运动(轻绳模型、轻杆模型)结合，与万有引力 定律结合，与洛伦兹力结合，与电场力结合，与安培力结合，与电磁感应结合等．
【解析】如图所示，两个绳子是对称的，与竖直方向夹角是相 等的．
假设绳子的长度为 x，则 xcos θ＝L，绳子一端在上下移动的时 候，绳子的长度不变，两杆之间的距离不变，则 θ 角度不变．两个 绳子的合力向上，大小等于衣服的重力，由于夹角不变，所以绳子的拉力不变，故 A 正确，C 错误；当杆向右移动后，根据 xcos θ＝L，即 L 变大，绳长不变，所以 θ 角 度减小，绳子与竖直方向的夹角变大，绳子的拉力变大，B 正确；绳长和两杆距离不 变的情况下，θ 不变，所以挂的衣服质量变化，不会影响悬挂点的移动，D 错误．
μ2＋1 2 mgcos(30°
＋θ)＝ 33mg[1＋cos(θ＋30°)]，θ 增大到 60°时，F 一直增大，C 正确，D 错误．
3．[引力的受力分析](2019 年马鞍山质检)如图所示，地球绕太阳的运动与月亮
绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动，农历初一前后太阳与月亮对地
球的合力约为 F1，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为 F2，则农历初八前后 太阳与月亮对地球的合力约为( )
A
B
C
D
【答案】A
【解析】物块P静止在弹簧上时有mg＝kx0 ，当施加力F后，根据牛顿第二定律 有F－mg＋k(x0－x)＝ma，联立解得F＝kx＋ma，选项A正确．
静态平衡
3．(2019 年新课标Ⅲ卷)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，
弦 ． 开 始 时 TMN ＝ 0 ， 对 应 图 中 1 的 位 置 ， 结 束 时 TOM 与 mg 垂 直 ， 对 应 图 中 5 的 位 置．由图可得TMN从0逐渐变为直径，逐渐增大，A对，B错；TOM先从弦变为直径再 变为弦，先变大后变小，C错，D对．
02
热点突破
热点1 物体的受力分析
例 1 如图所示，水平细杆上套一环 A，环 A 与球 B 间用一轻质绳相连，质量 分别为 mA、mB，由于球 B 受到水平风力作用，环 A 与球 B 一起向右匀速运动．已 知细绳与竖直方向的夹角为 θ，则下列说法正确的是( )
A．环 A 受到的摩擦力大小为 mBgtan θ B．风力增大时，轻质绳对球 B 的拉力保持不变 C．杆对环 A 的支持力随着风力的增大而增大 D．环 A 与水平细杆间的动摩擦因数为mAm＋BmB 【答案】A
【解析】以整体为研究对象，分析受力如图甲所示，杆 对环 A 的支持力 N＝(mA＋mB)g，f＝F；所以杆对环 A 的支 持力保持不变，故 C 错误．以 B 球为研究对象，分析受力如 图乙所示，轻质绳对球 B 的拉力 T＝cmosgθ，风力 F＝mBgtan θ， 风力 F 增大时，θ 增大，cos θ 减小，T 增大，故 B 错误．环 A 受到的摩擦力大小为 f＝F＝mBgtan θ，选项 A 正确．由图甲得到 f＝F，环 A 与水平细杆间的动摩擦因数 为tmanA＋θ·mmBB，故 D 错误．
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．F1＝
33mg，F2＝
3 2 mg
B．F1＝
23mg，F2＝
3 3 mg
C．F1＝12mg，F2＝ 23mg
D．F1＝ 23mg，F2＝12mg
【答案】D
【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几 何关系可知 F′1＝mgcos 30°，F′2＝mgsin 30°，解得 F′1＝ 23mg，F′2＝12mg， 由牛顿第三定律知 F1＝ 23mg，F2＝12mg，故 D 正确．
A．当细绳与细杆的夹角为 60°时，拉力 F 的大小为2－ 33mg B．支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大 C．拉力 F 的大小一直增大 D．拉力 F 的大小先减小后增大
【答案】C
【解析】已知小球 a 的质量为 m，则小球 b 的质量为12
m，在缓慢移动的过程中，两小球都处于平衡状态，绳子的
拉力 T＝mbg＝12mg，当细绳与细杆的夹角为 60°时，对小球
3．在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进 行分析．
4．采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状态应该相同． 5．当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物 体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转移研究对象法”．
1．[利用平衡条件求解力](2019 年江苏卷)如图所示，一只气球在风中处于静止
A．150 kg
B．100 3 kg
C．200 kg 【答案】A
D．200 3 kg
【解析】对物块受力分析，T＝μmgcos θ＋mgsin θ，解得m＝150 kg，故A正
确．
2．(2018年新课标Ⅰ卷)如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块 P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线 运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间的关 系图象可能正确的是( )
A．F1＋F2