2019高考物理一轮复习第二章相互作用第7讲章末热点集训学案

丰富丰富
纷繁 第 7 讲
章末热门集训
整体法与隔绝法在受力剖析中的应用
(2018 ·广东湛江模拟 ) 如下图， 三根粗细平均完整同样的圆木 、 、 C 堆放在水平川面上， 处于静止状
A B
态，每根圆木的质量为
m ，截面的半径为 R ，三个截面圆心连线组成的等腰三角形的顶角∠
O 1＝ 120°，若在地
面上的两根圆木恰好要滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑圆木之间的摩擦，重力加快度为 g ，则
(
)
1
A ．圆木间的弹力为 2mg
3
B ．下边两根圆木对地面的压力均为
2mg
3
C ．地面上的每根圆木遇到地面的作使劲为
2mg
D ．地面与圆木间的动摩擦因数为
[分析]
3
2
1
mg
N2
θ 1
N1
N2
2
对 A 进行受力剖析， 如下图， A 处于均衡状态， 协力为零， 则有 F cos 2 ＝ 2mg ，解得 F ＝ F ＝cos 60 °
＝ mg ，故 A 错误；对整体受力剖析，遇到重力、地面的支持力、 B 遇到的向右的摩擦力和 C 遇到的向左的摩擦 力，由对称性可知，竖直方向有
N
＝ N 3
，故 B 正确；对 B 进行研究，地面对 B 的作使劲等于地面对 B 的
＝
B
C
3
3
支持力与地面对 B 的摩擦力的协力，大于
2mg ，故 C 错误；对 C ，依据均衡条件得 F f ＝ F N2sin 60 °＝ mg × 2 ＝
3
3
3
f
2 mg
3
f
NC
F ＝ ＝
mg ，所以地面对 C 的摩擦力大小为 2 mg ，依据摩擦力公式 F
＝μ F ，可得μ＝ 3 ，故 D 错误．2
F NC
3
2mg
[答案] B
1. 在粗拙水平面上放着一个三角形木块
abc ，在它的两个粗拙斜面上分别放有质量为
m 1
和 m 2 的两个物体， m 1>m 2，如下图，若三角形木块和两物体都是静止的，则粗拙水平面对三角形木块
(
)
A．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右
B．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左
C．有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不可以确立，因m1、 m2、θ1、θ2的数值均未给出
D．以上结论都不对
分析：选 D. 法一：隔绝法把三角形木块隔绝出来，它的两个斜面上分别遇到两物体对它的压力F N1、F N2，摩擦力 F1、 F2.由两物体的均衡条件知，这两个力的大小分别为
F N1＝m1g cosθ1F N2＝m2g cosθ2
F1＝ m1g sinθ1F2＝ m2g sinθ 2
它们的水均分力的大小( 如下图 ) 分别为
F N1x＝ F N1sinθ 1＝m1g cosθ 1sinθ1
F N2x＝ F N2sinθ 2＝m2g cosθ 2sinθ2
F1x＝F1cosθ1＝m1g cosθ1sinθ 1
F2x＝F2cosθ2＝m2g cosθ2sinθ 2
此中 F N1x＝ F1x，F N2x＝F2x，即它们的水均分力相互均衡，木块在水平方向无滑动趋向，所以不受水平面的摩
擦力作用．
法二：整体法因为三角形木块和斜面上的两物体都静止，能够把它们当作一个整体，设三角形木块质量
为 M，则竖直方向遇到重力( m1＋ m2＋ M) g 和支持力 F N作用途于均衡状态，受力如下图．水平方向无任何滑动
趋向，所以不受水平面的摩擦力作用．
摩擦力的综合问题剖析
( 多项选择 ) 将力传感器 A 固定在圆滑水平桌面上，测力端经过轻质水平细绳与滑块相连，滑块放在较
长的小车上．如图甲所示，力传感器 A 与计算机相连结，可获取力随时间变化的规律曲线．一水平轻质细绳越过圆
滑的定滑轮，一端连结小车，另一端系砂桶，整个装置开始处于静止状态．在滑块与小车分别前迟缓向砂
桶里倒入细砂，力传感器收集的F－ t图象如图乙所示．则以下剖析正确的选项是()
A． 2.5 s 前小车做变加快运动
B． 2.5 s 后小车做变加快运动
C． 2.5 s 前小车所受摩擦力不变
D． 2.5 s 后小车所受摩擦力不变
[ 分析 ]由题图乙可知，在F变化的阶段，砂桶质量由小变大，滑块与小车之间没有相对滑动，属于静摩擦力，所以 2.5 s前，小车、滑块均处于静止状态， A 错误； 2.5 s后小车受恒定摩擦力，可是外力增添，因
此小车做变加快直线运动， B 正确；依据上述剖析， 2.5 s前滑块受静摩擦力，且静摩擦力在变化， 2.5 s后受滑动摩擦力，且大小不变， C 错误、 D 正确．
[答案] BD
2.(2018 ·湖北黄冈模拟) 如图甲所示，粗拙的水平川面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿
斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力为F f1；如图乙所示，若对该物块施加一平行
于斜面向下的推力F1使其加快下滑，则地面对斜劈的摩擦力为F f2；如图丙所示，若对该物块施加一平行于斜
面向上的推力F2使其减速下滑，则地面对斜劈的摩擦力为F f3；如图丁所示，若对该物块施加一与斜面成30°斜向下的推力F3使其沿斜面下滑，则地面对斜劈的摩擦力为F f4.以下对于 F f1、F f2、F f3和 F f4大小及其关系式中正确的选项是 ()
A．f1 ＞ 0 B．f2 ＜ f3
F F F
C．F＜F D．F ＝ F
f2 f4 f3 f4
分析：选 D. 由题图甲可知，斜劈和物块都均衡，对斜劈和物块整体进行受力剖析知地面对斜劈的摩擦力
为零．无论物块受力状况和运动状态怎样，只需物块沿斜面下滑，物块对斜面的摩擦力与压力的协力老是竖直
向下的，所以有F f1＝ F f2＝ F f3＝ F f4＝0，即只有选项 D 正确．
共点力作用下物体的动向均衡问题
半圆柱体 P 放在粗拙的水平川面上，其右端有一固定搁置的竖直挡板MN.在半圆柱体P 和 MN之间放有一个圆滑平均的小圆柱体Q，整个装置处于均衡状态，如下图是这个装置的截面图．现使MN保持竖直而且迟缓地向右平移，在Q滑落到地面以前，发现P一直保持静止．则在此过程中，以下说法中正确的选项是( )
A．MN对Q的弹力渐渐减小
3
丰富丰富
纷繁
D ． Q 所受的协力渐渐增大
[分析]
Q 的受力状况如图甲所示， F 1 表示 P 对 Q 的弹力， F 2 表示 MN 对 Q 的弹力， F 2 的方向水平向左保持 水平， F 的方向顺时针旋转，由平行四边形的边长变化可知： F 与 F 都渐渐增大，选项 A 、 C 错误；因为挡板
1
1 2
迟缓挪动， 处于均衡状态，所受协力为零，选项
D 错误；对 、 Q 整体受力剖析，如图乙所示，由均衡条
MN
Q P
件得， F f ＝ F 2＝ mg tan θ ，因为 θ 不停增大，故 F f 不停增大，选项 B 正确．
[答案] B
3.
如下图，圆滑半球面上的小球被一经过定滑轮的力
F 由底端迟缓拉到顶端的过程中，试剖析绳的拉力 F
及半球面对小球的支持力
F N 的变化状况．
分析：如下图，作出小球的受力表示图，注意弹力
F N 总与球面垂直，从图中可获取相像三角形．
设球体半径为 R ，定滑轮到球面最高点的距离为
h ，定滑轮与小球间绳长为 L ，依据三角形相像得
F
mg F N
mg
L ＝ h ＋ R ， R ＝
h ＋ R
L
由以上两式得绳中的张力
F ＝ mg
R 球面的弹力
F N ＝ mg
h ＋ R
因为在拉动过程中
h 、 R 不变， L 变小，故 F 减小， F N 不变．
答案：看法析。