2024江苏高考物理第一轮章节复习--专题二 相互作用
2024年高考物理分类考点二相互作用
相互作用是物理学中一个重要的概念，指的是物体或者系统之间的相互影响和相互作用。
在2024年高考物理中，相互作用是一个重要的分类考点。
本文将从基本概念、力的作用、力的合成等方面，对2024年高考物理中的相互作用进行详细解析。
首先，我们来了解相互作用的基本概念。
相互作用的基本概念涉及到力的作用，即一个物体对另一个物体施加的力。
在物理学中，我们通常使用箭头来表示力的方向和大小。
力是一个矢量量，它有大小和方向的属性。
力的作用在物理学中有很多不同的类型。
首先，常见的力有重力、弹力、摩擦力等。
重力是指地球对物体施加的力，它的方向是向下的，并且大小与物体的质量成正比。
弹力是当一个物体受到弹性物体的拉伸或压缩时产生的力，它的方向是与物体受力方向相反的，并且大小与弹性物体的属性有关。
摩擦力是物体与物体之间接触产生的力，它的方向和大小与物体的接触性质有关。
除了上述常见的力，还有其他一些特殊的力，如浮力和电磁力。
浮力是物体在液体或气体中受到的向上的力，它的大小与物体在液体或气体中浸入的体积有关。
电磁力是当物体带有电荷或磁性时产生的力，它的方向和大小与物体的电荷或磁性有关。
相互作用中还有一个重要的概念是力的合成。
力的合成是指两个或多个力同时作用在同一个物体上时，所产生的效果。
根据向量的运算规则，我们可以使用合力这个概念来表示多个力的总和。
合力的大小等于各个力矢量的矢量和的大小，合力的方向与各个力矢量的方向相同。
为了更好地理解相互作用的概念，我们可以通过一些实例来说明。
例如，当我们用一块绳子拉动一个箱子时，我们实际上施加了一个拉力。
这个拉力是一个力的作用，它使得箱子向我们的方向移动。
另一个例子是当我们扔石头时，我们用手施加力将石头向上抛出，然后重力会使得它下坠。
在这个过程中，我们可以看到不同的力相互作用，最终使得石头做抛物线运动。
除了力的作用，相互作用中还有一些重要的概念需要注意。
例如，作用力和反作用力。
根据牛顿第三定律，当两个物体相互作用时，它们之间的力相等且方向相反。
2024年高考物理第一轮复习课件(共59张PPT)：第二章 第3讲 力的合成和分解
2024年高考物理第一轮复习课件(共59张PPT)：第二章第3讲力的合成和分解(共59张PPT)第二章相互作用——力第3讲力的合成和分解[自主落实]一、力的合成和分解1．共点力作用在物体的______，或作用线的______交于一点的力。
下列各图中的力均是共点力。
同一点延长线2．合力与分力(1)定义：假设一个力______________跟几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的____。
假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的____。
(2)关系：合力和分力是________的关系。
3．力的合成(1)定义：求几个力的____的过程。
单独作用的效果合力等效替代合力(2)运算法则①平行四边形定则：求两个互成角度的______的合力，可以用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的____和____，如图甲所示。
②三角形定则：把两个矢量________，从而求出合矢量的方法，如图乙所示。
共点力大小方向首尾相接4．力的分解(1)定义：求一个已知力的____的过程。
(2)遵循原则：__________定则或______定则。
(3)分解方法：①按解决问题的________分解；②正交分解。
二、矢量和标量1．矢量：既有大小又有____，相加时遵从______________的物理量。
2．标量：只有大小，____方向，相加时遵从________的物理量。
平行四边形三角形实际需要方向平行四边形定则没有算术法则[自我诊断]一、判断题(1)合力与它的分力的作用对象为同一个物体。
( )(2)合力及其分力可以同时作用在物体上。
( )(3)在进行力的合成与分解时，都要应用平行四边形定则或三角形定则。
( )(4)两个力的合力一定比其分力大。
( )(5)互成角度(非0°或180°)的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形。
( )(6)既有大小又有方向的物理量一定是矢量。
2025版高考物理一轮总复习第2章相互作用专题强化2动态平衡问题平衡中的临界和极值问题课件
[解析] (1)如图甲所示，未施加力F时，对物体受力分析，由平衡 条件得mgsin 30°＝μmgcos 30°
解得 μ＝tan 30°＝ 33。
(2)设斜面倾角为 α，受力情况如图乙所示，由平衡条件得 Fcos α＝
mgsin α＋Ff′， FN′＝mgcos α＋Fsin α
Ff′＝μFN′
3. 突破共点力平衡中的临界、极值问题的步骤
►考向1 极值问题
(2022·浙江1月选考)如图所示，学校门口水平地面上有一质量
为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为μ，工作人员用轻绳按图
示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ，则下列
说法正确的是( B ) A．轻绳的合拉力大小为cμoms gθ
类型二 “一力恒定，另外两力方向变化但夹角一定”的动态平衡 问题
作出不同状态的矢量三角形，利用两力夹角不变，结合正弦定理列 式求解，也可以作出动态圆。
(2024·河北沧州联考)如图所示，两根相同的轻质弹簧一端分 别固定于M、N两点，另一端分别与轻绳OP、OQ连接于O点。现用手拉 住OP、OQ的末端，使OM、ON两弹簧长度相同(均处于拉伸状态)，且 分别保持水平、竖直。最初OP竖直向下，OQ与OP成120°夹角。现使 OP、OQ的夹角不变，在保持O点不动的情况下，将OP、OQ沿顺时针方 向缓慢旋转70°。已知弹簧、轻绳始终在同一竖直平面内，则在两轻绳 旋转的过程中( A )
[速解指导] 晾衣绳模型：近小远大恒不变→绳长不变，绳子端点 水平间距d变小→绳子拉力变小。
[解析] 设绳子两端点所悬点的水平距离为 d，绳长为 l，绳子拉力
为 T，绳子与竖直方向之间的夹角为 θ，物体的质量为 m。根据共点力平
衡有 2Tcos θ＝mg，sin θ＝dl ，T＝ 2
2024年新高考版物理专题二相互作用讲解部分
②建立坐标轴的原则:使尽量多的力落在坐标轴上。 ③方法:物体受到多个力F1、F2、F3……作用,求合力F时,可把各力沿相互 垂直的x轴、y轴分解。 x轴上的合力:Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…; y轴上的合力:Fy=Fy1+Fy2+Fy3+…;
合力大小:F= Fx2 Fy2 ; 合力方向:与x轴夹角θ满足tan θ= Fy 。
高考 物理
新高考专用
专题二 相互作用
基础篇
考点一 常见的三种力 一、力 1.定义:力是物体与物体间的相互作用。 2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)。 二、常见的三种力 1.重力 1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。 2)大小:G=mg,与物体的运动状态无关,与物体所在的纬度、高度有关。 3)方向:竖直向下。 4)重心:重心不是物体的实际受力点,是人们为了研究问题方便假设的 点。物体的重心可以在物体上,也可以在物体外。
大小 方向
(1)静摩擦力为被动力,与正压力无关 (2)最大静摩擦力Fmax大小与正压力大小有关 沿接触面与受力物体相对运动
趋势的方向相反
F=μFN(μ为动摩擦因数,取决于 接触面粗糙程度,FN为正压力) 沿接触面与受力物体相对运动
的方向相反
作用点
实际上接触面上各点都是作用点,常把它们等效到一个点上,在作 力的图示或示意图时,一般把力的作用点画到物体的重心上
3.摩擦力
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产 两个具有相对运动的4物体间在接触
生的阻碍相对运动趋势的力
面上产生的阻碍相对运动的力
产生条件 (必要条件)
(1)接触面粗糙
2024届高考一轮复习物理教案(新教材人教版)第二章相互作用实验三探究两个互成角度的力的合成规律
实验三探究两个互成角度的力的合成规律目标要求 1.掌握实验原理、器材、步骤及注意事项.2.理解教材基本实验的数据处理方法，并会进行误差分析.3.理解创新和拓展实验原理并会处理数据，进行误差分析．实验技能储备1．实验原理如图所示，分别用一个力F、互成角度的两个力F1、F2，使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，根据合力的定义，F为F1和F2的合力，作出力F及F1、F2的图示，分析F、F1和F2的关系．2．实验器材方木板，白纸，弹簧测力计(两个)，橡皮条，小圆环，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(若干)，铅笔．3．实验步骤(1)装置安装：在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的原长为GE.(2)两力拉：如图乙，在小圆环上系上两个细绳套，用手通过两个弹簧测力计互成角度地共同拉动小圆环，小圆环处于O点，橡皮条伸长的长度为EO.用铅笔描下O点位置、细绳套的方向，并记录两弹簧测力计的示数F1、F2.(3)一力拉：如图丙，改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点，记下细绳套的方向和弹簧测力计的示数F.(4)重复实验：改变拉力F1和F2的大小和方向，重复做几次实验．4．数据处理(1)用铅笔和刻度尺从点O沿两细绳套的方向画直线，按选定的标度作出F1、F2和F的图示．(2)以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线代表的力记为F′，如图丁．(3)分析多次实验得到的多组数据，比较F与F′在误差允许的范围内是否完全重合，从而总结出两个互成角度的力的合成规律：平行四边形定则．5．注意事项(1)弹簧相同：使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要设法调整指针，使它指在零刻度处，再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，两个测力计的示数相同方可使用．(2)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时小圆环的位置一定要相同．(3)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～120°之间为宜．(4)尽量减少误差：在合力不超出弹簧测力计的量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．(5)统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些．考点一教材原型实验例1(2023·黑龙江省哈师大附中高三检测)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示，E为橡皮筋原长时小圆环的位置，O为实验时小圆环被拉至的位置．(1)图丁中弹簧测力计的示数为________ N；(2)在实验过程中，不必记录的有________；A．甲图中E的位置B．乙图中O的位置C．OB、OC的方向D．弹簧测力计的示数(3)下列选项中，与本实验要求相符的是________；A．两细绳OB、OC夹角越大越好B．读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度C．实验时，只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可(4)某次实验记录纸如图戊所示，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，拉力F的方向过P 点；三个力的大小分别为：F1＝N、F2＝N和F＝N，得出正确实验结论后，请根据实验结论和图中给出的标度：①在图中作出F1和F2的合力；②根据作图求出该合力大小为________ N.答案(1)(2)A(3)B(4)①见解析图②解析(1)弹簧测力计最小分度值为N，估读到N，题图丁中读数为N.(2)必须要记录的有两个分力F1和F2的大小和方向、合力F的大小和方向，力的大小通过弹簧测力计读出，两次都要使小圆环被拉到O点位置，所以必须记录的有B、C、D；不需要记录的是题图甲中E的位置，故选A.(3)两个细绳OB、OC夹角要适当大一些，但不能太大，合力一定时，两分力夹角太大导致两分力太大，测量误差变大，A错误；读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，规范操作，B 正确；实验时，不仅需保证两次橡皮筋伸长量相同，还必须都是沿竖直方向伸长至O点才行，C错误．(4)①由于标度已经选定，作图时要保证表示F1、F2的线段长度分别为标度的倍和倍，作图如图所示；②量出作图法求出的合力长度约为标度的倍，所以合力大小为N.例2(2023·浙江绍兴市模拟)如图所示，某同学在家中尝试验证力的平行四边形定则，他找到三根完全相同的橡皮条(遵循胡克定律)、三角板、刻度尺、白纸、方木板、几枚图钉、细绳，并设计了如下实验．(1)将三根橡皮条两端各拴接一根相同的细绳，用刻度尺测出橡皮条的原长，记为L0.(2)将三根橡皮条一端的细绳拴在同一结点上，另一端的细绳分别拴在三个图钉上．(3)将白纸固定在方木板上，互成角度地拉伸三根橡皮条，并在白纸上分别固定三枚图钉，如图所示，记下结点位置O和________________________________，分别测出三根橡皮条的长度，记为L1、L2、L3，则三根橡皮条的拉力大小之比为________________________________．(4)取下器材，用铅笔和刻度尺从O点沿着三根橡皮条的方向画直线，按照一定的标度作出三根橡皮条对结点O的拉力F1、F2、F3的图示，用平行四边形定则求出F1、F2的合力F.改变三枚图钉的位置重复实验．(5)若测量发现F与F3在同一直线上，大小接近相等，则实验结论为____________________ _______________________________________________________________________________.本实验采用的科学方法是____________(填“理想实验法”或“等效替代法”)．答案(3)三根橡皮条伸长的方向(L1－L0)∶(L2－L0)∶(L3－L0)(5)在实验误差允许的范围内，力的合成遵循力的平行四边形定则等效替代法解析(3)要作出力的图示，需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时，也要记录三根橡皮条伸长的方向；三根橡皮条的拉力大小之比等于三根橡皮条的伸长量之比，即为(L1－L0)∶(L2－L0)∶(L3－L0)．(5)结点O受三个力的作用处于平衡状态，所受合力为零，则实验结论为：在实验误差允许的范围内，力的合成遵循力的平行四边形定则；在“验证力的平行四边形定则”实验中，运用了合力的作用效果和分力的作用效果相同这一原理进行实验，故采用了等效替代法．考点二探索创新实验常见创新实验方案合力的改进：橡皮筋伸长到同一位置→钩码(重物)的重力不变分力的改进：弹簧测力计示数→⎩⎪⎨⎪⎧力传感器钩码的重力 力的大小创新：弹簧测力计的示数→橡皮筋长度的变化考向1 实验原理的改进例3 某同学要验证力的平行四边形定则，所用器材有：轻弹簧一只，钩码一个，橡皮条一根，刻度尺及细绳若干．实验步骤：①用轻弹簧竖直悬挂钩码，静止时测得弹簧的伸长量为 cm.②如图所示，把橡皮条的一端固定在竖直板上的A 点，用两根细绳连在橡皮条的另一端，其中一根细绳挂上钩码，另一根细绳与轻弹簧连接并用力拉弹簧使橡皮条伸长，让细绳和橡皮条的结点到达O 点，用铅笔在白纸上记下O 点的位置，并分别沿细绳的方向在适当位置标出点B 、C .③测得轻弹簧的伸长量为 cm.④去掉钩码，只用轻弹簧仍将结点拉到O 点的位置，并标出了力F 作用线上的一点D ，测得此时轻弹簧的伸长量为 cm.请完成下列问题：(1)该实验____________(选填“需要”或“不需要”)测出钩码的重力；(2)在图中以O 为力的作用点，每一个小方格边长代表 cm ，以 cm 为标度作出各力的图示，并根据平行四边形定则作出步骤②中的两个力的合力F ′的图示；(3)观察比较F 和F ′，得出的结论是__________________________________．答案(1)不需要(2)见解析图(3)在误差允许的范围内，力的平行四边形定则成立解析(1)由胡克定律可得，在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比，即有F＝kΔx，故可以用弹簧的伸长量来代替重力的大小，无需测出钩码的重力；(2)根据平行四边形定则作出步骤②中的两个力的合力F′的图示，如图所示(3)观察比较F和F′，由图示可得出的结论是：在误差允许的范围内，力的平行四边形定则成立．考向2测量物理量的创新例4某实验小组欲验证力的平行四边形定则．实验步骤如下：①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向；②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧测力计的示数为某一设定值，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧测力计的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧测力计的示数改变N，测出对应的l，部分数据如下表所示；F/N0l/cm l0③找出步骤②中F＝N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′(橡皮筋上端为O，下端为O′)，此时橡皮筋的拉力记为F OO′；④在挂钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在挂钩上，如图乙所示，用两圆珠笔尖成适当角度地同时拉橡皮筋的两端，使挂钩的下端到达O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA 段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB；⑤根据给出的标度，作出F OA和F OB的合力F′，如图丙所示．(1)利用表中数据可得l0＝________ cm；(2)若测得OA＝cm，OB＝cm，则F OA的大小为________ N；(3)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．答案(1)(2)(3)F OO′解析(1)根据胡克定律，有ΔF＝kΔx代入表格中第二组和第三组数据，有(－) N＝k(－)×10－2 m解得k＝100 N/m同理，再代入第一组和第二组数据，有(－0) N＝100 N/m×(－l0)×10－2 m解得l0＝cm.(2)根据OA、OB的长度可求橡皮筋的弹力大小为F OA＝kΔl＝100×(＋－)×10－2 N＝N(3)在两个力的作用效果和一个力的作用效果相同的情况下，通过比较F′和F OO′的大小和方向，即可验证力的平行四边形定则．考向3实验器材的创新例5如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究力的平行四边形定则，A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的圆弧形轨道移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长为m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ；②对两个传感器进行调零；③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数；④取下钩码，移动传感器A改变θ角，重复上述实验步骤，得到表格．F1/N……(1)根据表格，A传感器对应的是表中力______(选填“F1”或“F2”)．钩码质量为______ kg(g 取10 m/s2，结果保留1位有效数字)．(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是________．A．因为事先忘记调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除水平杆自身重力对结果的影响D．可以完全消除实验的误差(3)实验中，让A传感器沿圆心为O的圆弧形(而不是其他形状)轨道移动的主要目的是________．A．方便改变A传感器的读数B．方便改变B传感器的读数C．保持杆右端O的位置不变D．方便改变细绳与杆的夹角θ答案(1)F1(2)C(3)C解析(1)A传感器中的力均为拉力，为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡时，mg ＝F1sin θ当θ＝30°时，F1＝N，可求得m≈ kg(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，是为了消除水平杆自身重力对结果的影响，故C正确．(3)让A传感器沿圆心为O的圆弧形轨道移动的过程中，传感器与O点的距离保持不变，即O点位置保持不变，故A、B、D错误，C正确．课时精练1．(2023·云南省模拟)如图甲所示，实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，先将白纸贴在水平桌面上，然后将橡皮筋的一端用图钉固定在白纸上的O点，让橡皮筋处于原长．部分实验步骤如下：(1)用一个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋的P端拉至O1点，此时拉力的大小F可由弹簧测力计读出，弹簧测力计的示数如图乙所示，F的大小为________ N；(2)用两个弹簧测力计通过细绳同时拉橡皮筋的P端，再次将P端拉到O1点．此时观察到两个弹簧测力计的示数分别为F1＝N，F2＝N，方向如图丙的虚线所示；(3)用图丙所示的标度，以O1点为作用点，在图丙中画出这两个共点力的合力F合的图示，F合的大小为________ N(结果保留3位有效数字)；(4)通过比较________这两个力的大小和方向，即可得出实验结论．答案(1)(3)见解析图( ～)(4)F和F合解析(1)弹簧测力计的最小刻度为N，则F的大小为N；(3)画出这两个共点力的合力F合如图：由图可知F合的大小为N(～N)；(4)通过比较F和F合这两个力的大小和方向，即可得出实验结论．2．(2023·浙江省镇海中学模拟)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则．设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定于量角器圆心O的正上方A处，另一端系着绳套1和绳套2.(1)主要实验步骤如下：①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，记下弹簧测力计的示数F；②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点．此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，记下拉绳套1的弹簧测力计的示数F1；③根据力的平行四边形定则计算此时绳套1的拉力F1′＝________ F；④比较F1和F1′，即可初步验证力的平行四边形定则；⑤改变绳套2的方向，重复上述实验步骤．(2)保持绳套2的方向不变，绳套1从图示位置逆时针缓慢转动90°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是________．A．逐渐增大B．先增大后减小C．逐渐减小D．先减小后增大答案(1)③33(2)D解析(1)③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′＝F tan 30°＝3 3F(2)保持绳套2的方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动90°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，说明两个细绳拉力的合力不变，作图如下，故绳套1的拉力先减小后增大，故A、B、C错误，D正确．3．某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验，装置如图甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为F1、F2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角．实验中使用若干相同的钩码，每个钩码质量均为100 g，取g＝m/s2.(1)关于实验，下列说法正确的是________．A．实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内B．每次实验都必须保证结点位于O点C．实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向D．实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力(2)根据某次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2(如图乙)，请你作图得到F1、F2的合力F(只作图，不求大小)，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因．____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________答案(1)AC(2)见解析图定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等(回答出一项合理答案即可)解析(1)实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内，以保证钩码重力等于细绳的拉力，选项A正确；该装置不需要每次实验保证结点位于O点，选项B错误；实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向，选项C正确；因为每个钩码的重力已知，所以不需要测钩码总重力，选项D错误．(2)利用平行四边形定则作出F1和F2的合力F，如图所示，该合力方向不完全在竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等．4.有同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重力相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验可能完成的是________(填正确答案前的字母)．A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝5B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________(填选项前字母)．A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度C．用量角器量出三段绳子之间的夹角D．用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为________(填“甲”或“乙”)是正确的．答案(1)BCD(2)A(3)甲解析(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1－F2|≤F3≤F1＋F2(等号在反向或同向时取得)，因此B、C、D三项都是可以的．(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向．(3)F3的方向一定竖直向下，由于测量误差，F1和F2的合力方向可能偏离竖直方向，所以甲是正确的．5．(2023·浙江省丽水第二高级中学模拟)在“探究求合力的方法”的实验中：(1)小王同学采用图甲所示实验装置，在实验过程中需要记录的“结点”应该选择________(填“O”或“O′”)．某次实验时弹簧测力计的显示如图乙所示，则读数是________ N.(2)小李同学用两根完全相同的轻弹簧、一瓶矿泉水、智能手机等器材做实验．先用一根弹簧静止悬挂一瓶矿泉水，如图丙所示；然后用两根弹簧互成角度的悬挂同一瓶矿泉水，静止时用智能手机的测角功能分别测出AO、BO与竖直方向的夹角α、β，如图丁所示．对于本实验，下列说法或操作正确的是________．(选填选项前的字母)A．结点O的位置必须固定B．弹簧的劲度系数必须要已知C．必须要测量弹簧的伸长量D．矿泉水的质量对实验误差没有影响答案(1)O′(2)C解析(1)由题图可知，小王同学采用题图甲所示实验装置，在实验过程中需要记录的“结点”应该选择O′.弹簧测力计分度值为N，其读数为N；(2)实验中矿泉水的重力是定值，所以不必保证结点O的位置必须固定，故A错误；实验中，题图丙用来测量合力，题图丁用来测量两个分力，根据胡克定律，力的大小与弹簧伸长量成正比，力的大小可以用弹簧伸长量来表示，因此必须测量弹簧的伸长量，不必知道弹簧的劲度系数，故C正确，B错误；矿泉水的质量影响重力的大小，会影响弹簧测力计读数的精确度，故D错误．。
2024新高考物理第一轮章节复习--专题二相互作用
专题二相互作用基础篇考点一常见的三种力1.(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 A2.(2022云南大理调研,2)(多选)锻炼身体用的拉力器如图所示,并列装有四根相同的轻质弹簧,每根弹簧的自然长度都是40 cm,某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m,则()A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 NB.每根弹簧产生的弹力为120 NC.每根弹簧的劲度系数为100 N/mD.每根弹簧的劲度系数为500 N/m答案BC3.(2022河北张家口二模,8)(多选)一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧短0.20 m,它们的下端固定在地面上而上端自由,如图甲所示。
当用力压缩此组合弹簧时,测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示,若小、大两弹簧的劲度系数分别是k1、k2,则()A.k1=100 N/m,k2=200 N/mB.k1=100 N/m,k2=100 N/mC.当压缩距离为0.30 m时,小弹簧弹力为20 N,大弹簧弹力为30 ND.当压缩距离为0.30 m时,小弹簧弹力为30 N,大弹簧弹力为20 N答案AD4.(2022广西桂林、崇左、贺州联考,5)如图所示,一物块置于水平地面上,当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动。
若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.√3−1B.2−√3C.√32−12D.1−√32答案 B5.(2022江西上饶六校联考一,1)如图所示,某时刻四个物体a、b、c、d与两个长木板巧妙地摆放在底座上,且系统处于平衡状态。
则在该时刻,下列说法正确的是()A.物体a可能不受摩擦力B.物体b受到木板的作用力的方向竖直向上C.物体d受到木板的作用力的方向垂直于木板向上D.物体c可能不受摩擦力答案 B考点二力的合成与分解1.(2022广东,1,4分)如图是可用来制作豆腐的石磨。
2024年高考物理总复习第一部分知识点梳理第二章相互作用第3讲力的合成与分解
第3讲 力的合成与分解整合教材·夯实必备知识一、力的合成(必修一第三章第4节) 1.合力与分力2.力的合成定义求几个力的合力的过程运算法则平行四边形定则用表示这两个分力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。
三角 形定则 把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的有向线段为合矢量。
二、力的分解(必修一第三章第4节)1.力的分解是力的合成的逆运算,遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则。
2.分解方法(1)按力产生的效果分解;(2)正交分解法。
【质疑辨析】角度1合力与分力(1)合力和分力可以同时作用在一个物体上。
(×)(2)几个力的共同作用效果可以用一个力来替代。
(√)角度2平行四边形定则(3)两个力的合力一定比分力大。
(×)(4)当一个分力增大时,合力一定增大。
(×)(5)一个力只能分解为一对分力。
(×)(6)两个大小恒定的力F1、F2的合力的大小随它们夹角的增大而减小。
(√)(7)互成角度的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形。
(√)精研考点·提升关键能力考点一共点力的合成(核心共研)【核心要点】1.求合力的方法作图法作出力的图示,结合平行四边形定则,用刻度尺量出表示合力的线段的长度,再结合标度算出合力大小计算法根据平行四边形定则作出力的示意图,然后利用勾股定理、三角函数、正弦定理等求出合力2.合力范围的确定(1)两个共点力的合力大小的范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2。
①两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减小。
②当两个力反向时,合力最小,为|F1-F2|;当两个力同向时,合力最大,为F1+F2。
(2)三个共点力的合力大小的范围①最大值:三个力同向时,其合力最大,为F max=F1+F2+F3。
②最小值:若任意两个力的大小之和大于或等于第三力,则三个力的合力最小值为零,否则合力最小值等于最大的力减去另外两个力。
2024届高考物理一轮复习：重力、弹力和摩擦力
第二章 相互作用重力、弹力和摩擦力【考点预测】 1.重心2.弹力有无及方向的判断3.静摩擦力的大小和方向4.滑动摩擦力的大小和方向5.轻杆、轻绳的弹力 【方法技巧与总结】1. 影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的质量分布． 2．弹力有无的判断方法(1)条件法：根据弹力产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变．(2)假设法：假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处没有弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力．(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在． 3.摩擦力的有无和大小、方向的判断摩擦力的产生条件：接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势。
根据物体的相对运动方向、或相对运动趋势的方向和运动状态，判断摩擦力的方向。
摩擦力大小要首先区分是静摩擦力还是滑动摩擦力。
静摩擦力大小根据物体所处的状态进行判断，滑动摩擦力利用公式f N F F μ=计算。
【题型归纳目录】题型一：弹力有无及方向的判断 题型二： 摩擦力的大小和方向题型三：轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的弹力 题型四：摩擦力的突变问题 【题型一】弹力有无及方向的判断 【典型例题】例1．如图所示，将一个钢球分别放在甲、乙、丙三个容器中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态。
若钢球和各容器的接触面都是光滑的，各容器的底面均水平，则以下说法中正确的是（ ）A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C．甲容器的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D．乙容器的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用【方法技巧与总结】1.弹力有无的判断2. 弹力方向的判断①五种常见模型中弹力的方向②根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。
3．弹力大小计算的三种方法(1)根据胡克定律进行求解；(2)根据力的平衡条件进行求解；(3)根据牛顿第二定律进行求解。
备考2025届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用专题四动态平衡问题平衡中的临界极值问题
专题四动态平衡问题平衡中的临界、极值问题1.[2024黑龙江鸡西试验中学校考]建筑工人用如图所示的方式将重物从平台缓慢下放到地面上，固定重物的光滑圆环套在轻绳上，轻绳的一端固定在竖直墙上，工人手握的部分有足够长的绳子，工人站在平台上的位置保持不变，缓慢释放手中的绳子，重物缓慢下降，则在重物下降的过程中（D）A.绳对圆环的作用力渐渐减小B.工人对绳的拉力不变C.平台对工人的支持力渐渐增大D.平台对工人的摩擦力渐渐减小解析由于重物缓慢下降，故绳对环的作用力等于重物的重力，保持不变，A错误；设重物重为G，绳与竖直方向的夹角为θ，绳的拉力大小为F，依据力的平衡可知2F cosθ＝G，缓慢释放手中的绳子，圆环两侧绳间夹角变小，即θ变小，易知绳上拉力F变小，故B错误；每侧绳的拉力的竖直分力等于重物重力的一半，对工人受力分析可知，平台对工人的支持力等于工人自身的重力与重物重力的一半之和，即平台对工人的支持力保持不变，故C错误；平台对工人的摩擦力等于绳的拉力的水平分力，即f＝1G tanθ，因此随着θ的减2小，平台对工人的摩擦力也渐渐减小，故D正确.2.[2024辽宁鞍山模拟]如图所示，装卸工人利用斜面将一质量为m、表面光滑的油桶缓慢地推到汽车上.在油桶上移的过程中，人对油桶推力的方向由与水平方向成60°角斜向上渐渐变为水平向右，已知斜面的倾角为θ＝30°，重力加速度为g，则关于工人对油桶的推力大小，下列说法正确的是（D）A.不变B.渐渐变小C.渐渐变大D.最小值为mg 2解析 分析油桶的受力状况，油桶受重力、斜面的支持力和推力，因工人缓慢地将油桶推到汽车上，油桶处于动态平衡状态，由三角形定则作出力的动态变更过程，如图所示，推力F 由与水平方向成60°角斜向上渐渐变为水平向右的过程中，推力先变小后变大，最小时力F 和支持力N 垂直，即沿斜面方向，此时最小值为mg 2，D 正确.3.[设问创新/2024湖北武汉部分学校调研]某装备矢量发动机（其喷口可以偏转，以产生不同方向的推力）的战斗机沿水平方向飞行.已知战斗机的质量为m ，升阻比（升力与阻力之比，升力主要由机翼上下表面空气流速不同产生，垂直机身向上，阻力平行机身向后）为k ，重力加速度取g .战斗机匀速巡航时，该发动机供应的最小推力为（ D ）A.mgB.mg kC.√k 2+1kmgD.√k 2+1k 2+1mg解析 由题意可知战斗机在匀速巡航时受到的重力、升力、阻力的示意图如图所示，由于F 升F 阻＝k 为确定值，所以升力和阻力的合力的方向是确定的，设此合力与阻力的夹角为θ，则tan θ＝k ，易知cos θ＝√k 2+1k 2+1，将重力向左上平移至如图所示，由图示的几何关系可知，当推力F 与升力和阻力的合力垂直时，推力最小，故最小推力F min ＝mg cos θ＝√k 2+1k 2+1mg ，D 正确.4.重庆南开中学为增加学生体魄，组织学生进行多种体育熬炼.在某次熬炼过程中，一学生将铅球置于两手之间，其中两手之间夹角为60°，保持两手之间夹角不变，将右手由图示位置缓慢旋转60°至水平位置.不计一切摩擦，则在转动过程中，下列说法正确的是（ B ）A.右手对铅球的弹力增加B.右手对铅球的弹力先增加后减小C.左手对铅球的弹力增加D.左手对铅球的弹力先增加后减小解析对铅球受力分析，右手对铅球的弹力为F1，左手对铅球的弹力为F2，受力分析如图甲所示.F1与F2夹角为120°保持不变，故可以用动态圆求解如图乙所示.从图乙可看出F1先增大后减小，F2始终减小.故选B.图甲图乙5.[2024湖南常德一中开学考]如图所示，质量均为m的铁球和木块通过轻绳a连接，轻绳b 一端拴接在铁球上，另一端连接在弹簧测力计的挂钩上，通过弹簧测力计牵引铁球和木块一起沿水平方向做匀速直线运动.当轻绳b与水平方向成30°角时弹簧测力计示数最小.已知重力加速度为g，则（D）A.木块与地面间的动摩擦因数为0.5mgB.弹簧测力计示数的最小值为12C.弹簧测力计示数最小时，轻绳a上的拉力大小为1mg2D.弹簧测力计示数最小时，轻绳a与竖直方向的夹角为60°解析由于弹簧测力计牵引铁球和木块一起沿水平方向做匀速直线运动，则对铁球和木块整体受力分析如图甲所示，当轻绳b与水平方向成30°角时，弹簧测力计示数最小，此时轻绳b上的拉力T、整体的重力2mg，地面给木块的支持力F N与地面给木块的摩擦力f的合力F合的关系如图乙所示，依据几何关系可知α＝30°，且tanα＝f、T＝2mg sinα、f＝F NμF N，解得μ＝√3、T＝mg，故A、B错误；弹簧测力计示数最小时，轻绳a与竖直方向的3夹角为θ，则对铁球受力分析有T sin30°＋T a cosθ＝mg、T cos30°＝T a sinθ，联立解得θ＝60°、T a＝T＝mg，故C错误、D正确.6.[回来教材/2024山西大同一中阶段练习/多选]如图所示，木板B放在粗糙水平地面上，O为光滑铰链.轻杆一端与铰链O固定连接，另一端固定连接重为G的小球A.现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过光滑定滑轮O'由力F牵引，定滑轮位于O的正上方，整个系统处于静止状态.现变更力F的大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到O点正上方，木板始终保持静止，则在小球A运动过程中（AD）A.牵引力F渐渐减小B.轻杆对小球的作用力先减小后增大C.地面对木板的支持力渐渐减小D.地面对木板的摩擦力渐渐减小解析对小球A进行受力分析，三力构成矢量三角形，如图所示.由几何三角形与力三角形相像可得mgOO'＝FO'A＝F'OA，缓慢运动过程中，O'A渐渐减小，由mgOO'＝FO'A可知牵引力F渐渐减小，选项A正确；由mgOO'＝F'OA可知F'大小不变，即轻杆对小球A的作用力大小始终保持不变，选项B错误；设轻杆与竖直方向的夹角为θ，由B项可知轻杆对木板的作用力大小也不变，方向沿杆指向右下，但夹角θ渐渐减小，由N＝G B＋F'cosθ可知地面对木板的支持力N渐渐增大，选项C错误；由受力分析可知，地面对B的静摩擦力大小为f s＝F'sinθ，因F'大小不变，θ角渐渐减小，故f s渐渐减小，选项D正确.7.拖把是常用的劳动工具，假设拖把与水平地面接触端的质量为m，其他部分质量可忽视，接触端与地面之间的动摩擦因数为μ，如图所示，人施加沿杆方向的力F（图中未画出），推着接触端在水平地面上匀速滑行，杆与水平地面的夹角为α，重力加速度为g，则（D）A.夹角α越大，推动拖把越轻松B.接触端受到的支持力大小为F sin αC.接触端受到地面的摩擦力大小为μmgD.接触端受到地面的摩擦力与支持力的合力方向不变解析 接触端所受水平地面的摩擦力f 与支持力N 满意的关系为f N＝μ，所以f 和N 的合力F'方向不变，则接触端可视为在mg 、F 和F'三个力的作用下保持平衡状态（把摩擦力与支持力合成为一个力，此题就转化成三个共点力的平衡问题，再由摩擦力与支持力的合力、人施加的力F 和接触端受到的重力建构出力的矢量三角形），如图所示，可知夹角α越大，F 越大，即推动拖把越费劲，故A 错误，D 正确；接触端受到的支持力为N ＝mg ＋F sin α，故B 错误；接触端受到地面的摩擦力为f ＝μ（mg ＋F sin α）＝F cos α，故C 错误.8.[情境创新/2024江苏苏州试验中学校考]某建筑工地用一可以移动的升降机来吊装重物，如图所示，轻绳穿过下方吊着重物的光滑圆环，A 、B 两点分别固定在建筑和升降机上，下列说法正确的是（ A ）A.升降机缓慢上升时，绳中的张力大小不变B.升降机缓慢向左移动时，绳中的张力变小C.升降机缓慢上升时，地面对升降机的摩擦力变小D.升降机缓慢向左移动时，升降机对地面的压力变大解析 光滑圆环受力状况如图所示，设绳长为l ，升降机和建筑间距离为d ，右侧绳与竖直方向夹角为θ，绳中张力大小为F ，依据几何学问可知sin θ＝dl ，依据平衡条件有2F cos θ＝mg ，又cos θ＝√1－d 2l 2，解得F ＝mg2√1－d 2l2，升降机缓慢上升时，d 和l 不变，故绳中的张力大小不变，A 正确；升降机缓慢向左移动时，d 变大，绳中的张力变大，故B 错误；依据平衡条件可知地面对升降机的摩擦力为f ＝12mg tan θ，升降机缓慢上升时，d 和l 不变，夹角θ不变，则地面对升降机的摩擦力不变，故C 错误；依据平衡条件可知，升降机对地面的压力为N'＝Mg ＋mg 2，升降机缓慢向左移动时，升降机对地面的压力不变，故D 错误.9.[2024河北]如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以直线MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽视圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（B）A.圆柱体对木板的压力渐渐增大B.圆柱体对木板的压力先增大后减小C.两根细绳上的拉力均先增大后减小D.两根细绳对圆柱体的拉力不变解析解法1：正弦定理法设两绳子对圆柱体的拉力的合力为T，木板对圆柱体的支持力为N，绳子与垂直于木板方向的夹角为α，如图所示.在矢量三角形中，依据正弦定理得sinαmg ＝sinβN＝sinγT.在木板以直线MN为轴向后方缓慢转动直至水平的过程中，α不变，γ从90°渐渐减小到0°，又γ＋β＋α＝180°且α＜90°，可知90°＜γ＋β＜180°，则0°＜β＜180°，可知β从锐角渐渐增大到钝角，依据sinαmg ＝sinβN＝sinγT可知，由于sinγ渐渐减小，sinβ先增大后减小，可知T渐渐减小，N先增大后减小.因两绳子的拉力的合力T渐渐减小，两绳子的拉力的夹角不变，则绳子拉力减小，故B正确.解法2：正交分解法设木板与竖直方向的夹角为θ，圆柱体受到重力mg、支持力F N和两绳拉力的作用，设两绳拉力的合力为T，方向在两绳角平分线上，设两绳夹角为2α，每条绳的拉力为T0，由平行四边形定则可知T＝2T0cosα，设合力T与木板间的夹角为β，由平衡条件可知T cosβ＝mg cosθ，F N＝mg sinθ＋T sinβ，联立得F N＝mg sinθ＋mg cosθtanβ，依据数学学问有F N＝mg·√1+tan2βsin（θ＋x），即θ由0°变更到90°的过程中，F N先增大后减小，A项错、B项正确；由上述式子解得T0＝mgcosθ2cosαcosβ，所以绳的拉力随木板与竖直方向的夹角的增大而减小，C、D项错.10.一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C（劲度系数为k）、锁舌D（倾角θ＝30°）、锁槽E以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示.设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力F f m由F f m＝μF N（F N为正压力）求得.有一次放学后，当某同学打算关门时，无论用多大的力，也不能将门关上（这种现象称为自锁），此刻暗锁所处的状态的俯视图如图乙所示，P为锁舌D与锁槽E之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了x.下面说法正确的是（D）A.自锁状态时锁舌D的下表面所受摩擦力的方向向左B.锁舌D受到锁槽E摩擦力的方向沿侧面对上C.无论μ多大，暗锁照旧能够保持自锁状态D.无论用多大的力拉门，暗锁照旧能够保持自锁状态，μ存在最小值解析锁舌D受力分析如图所示，自锁状态时，由于锁舌有向左运动的趋势，故锁舌D的下表面所受到的最大静摩擦力为f1，其方向向右，锁舌D受到锁槽E摩擦力f2的方向沿侧面对下，故A、B错误；设锁舌D受到锁槽E的最大静摩擦力为f2，正压力为N，下表面受到的正压力为F，所受弹簧弹力为kx，由平衡条件有kx＋f1＋f2cosθ－N sinθ＝0，F－N cosθ－f2sinθ＝0，又f2＝μN，f1＝μF，联立上述方程得N＝2kx，令N趋向于无穷大，则有1－2√3μ－μ2＝0，解得μ1－2√3μ－μ2＝2－√3，无论用多大的力拉门，暗锁照旧能够保持自锁状态，μ最小值为2－√3，故D正确、C错误.11.[传统文化/2024湖南师范高校附属中学开学考]“抖空竹”是中国传统的体育活动之一，在我国有悠久的历史，为国家级非物质文化遗产之一.现将“抖空竹”中的一个变更过程简化成以下模型：轻质绳系于两根轻杆的端点位置，左、右手分别握住两根轻杆的另一端，确定质量的空竹架在绳上.接下来做如下动作，左手抬高的同时右手放低，使绳的两个端点缓慢匀速移动，其轨迹为竖直面内等腰梯形的两个腰（梯形的上、下底水平），如图所示.两端点分别自A、C两点，沿AB、CD以同一速度大小v匀速移动，忽视摩擦力及空气阻力的影响，则运动过程中（A）A.左、右两边绳的弹力均不变且相等B.左、右两边绳的弹力均变大C.左边绳的弹力变大D.右边绳的弹力变小解析如图所示，以空竹为探讨对象进行受力分析，同一根绳子拉力到处相等，所以F1＝F2，设F1与水平方向的夹角为α，F2与水平方向的夹角为β，则有F1cosα＝F2cosβ，所以α＝β，故两根绳与竖直方向的夹角相等，设为θ，则2F1cosθ＝mg，即F1＝mg，两端点移动的过程，两端点在水平方2cosθ向上的距离不变，又绳长不变，所以θ不变，cosθ不变，从而得出F1和F2均不变，选项A正确，B、C、D错误.12.[空间力系＋活结问题/2024河南高三统考/多选]野炊时，三根对称分布的轻质细杆构成烹煮支架静置于水平地面上，如图甲所示.炊具与食物的总质量为m，各杆与竖直方向的夹角均为30°.出于平安考虑，盛取食物时用光滑铁钩缓慢拉动吊绳使炊具偏离火堆，如图乙所示.重力加速度为g，下列说法正确的是（AB）A.烹煮食物时，各杆对地面的压力大小均为2√3mg9mgB.烹煮食物时，各杆受到地面的摩擦力大小均为√39C.拉动吊绳过程中，吊绳上的张力不断增大D.拉动吊绳过程中，铁钩对吊绳的作用力方向不变mg，解析依据共点力平衡有3F cos30°＝mg，解得地面对各杆的支持力大小均为F＝2√39mg，故A正确；烹由牛顿第三定律知烹煮食物时，各杆对地面的压力大小均为F'＝F＝2√39煮食物时，各杆受到地面的摩擦力大小均为f＝F sin30°＝√3mg，故B正确；拉动吊绳过程9中，炊具与食物受力平衡，故绳子的拉力等于炊具与食物的重力，故大小不变，C错误；拉动吊绳过程中，结点受到竖直向下的绳子拉力、斜向上的绳子拉力，以及铁钩对吊绳的作用力，在拉动吊绳过程中，斜向上的绳子拉力的方向变更，依据共点力平衡可知铁钩对吊绳的作用力方向变更，故D错误.。
2024年高考物理一轮复习第2章相互作用、共点力的平衡专题2受力分析、共点力的平衡
4.如图所示,将小物块P轻轻放到半圆柱体上,O为圆心。当小物块处于B位
置时恰好能保持静止,OB与竖直半径的夹角∠AOB=30°。若小物块与圆柱
体之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则小物块与圆柱体之间的动摩擦
因数为(
B)
√3
A. 2
√3
B. 3
1
C.
2
1
D.
3
解析 当小物块处于B位置时恰好能保持静止,则此时小物块所受摩擦力为
个力的 合力
一定与第三个力大小相等,方向相反。
(3)多力平衡:如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其
余力的合力大小相等,方向相反。
易错辨析 (3)物体的速度为零即处于平衡状态。( × )
(4)物体处于平衡状态时,其加速度一定为零。( √ )
(5)物体受两个力作用处于平衡状态,这两个力必定等大反向。( √ )
的方法
将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的
方法
对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿运意事项
(1)养成按照一定顺序进行受力分析的习惯。
(2)涉及弹簧弹力时,要注意拉伸或压缩可能性分析。
(3)分析摩擦力时要特别注意摩擦力的方向。
(4)对于不能确定的力可以采用假设法分析。
支持力、右侧接触点处垂直棒向上的支持力,选项B错误。球A受重力和
地面的支持力,右球对其没有弹力,否则不会静止,选项C正确。球受重力、
绳子的拉力、竖直面对它向右的弹力,选项D错误。
2.(多选)如图所示,在水平力F作用下,A、B保持静止。若A与B的接触面是
水平的,且F≠0,则B的受力个数可能为(
A.3
【对点演练】
1.(2023湖北高三月考)如图所示,一架直梯
2024版高考物理一轮复习专题基础练专题二相互作用考点1三种常见力作业课件
经典3+2
5. [2022江苏无锡联考]如图所示,重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上,有一根原长为10 cm、劲度系数为
1 000 N/m的轻弹簧,其一端固定在斜面底端,另一端与物体A接触但不粘连,此时弹簧长度缩短为8 cm,现用一测力
计沿斜面向上拉物体,若物体与斜面间的最大静摩擦力为25 N,当弹簧的长度仍为8 cm时,测力计读数不可能为
带动最上面的第1张纸向右运动。重力加速度为g,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张
与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,工作时搓纸轮给第1张纸的压力大小为F(F≫mg)。打印机正常工作时,下
列说法正确的是
A.第2张纸受到第1张纸给它的摩擦力方向向左
B.第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小为μ2(F+10mg)
C.第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为0
D.要想做到“每次只进一张纸”,则μ1>μ2
创新1+1
答案
3.D 第1张纸相对第2张纸向右运动,所以给第2张纸的摩擦力方向向右,A错误;将第2张纸到10张纸作为整体,第1
张纸对第2张纸的摩擦力大小为f12=μ2(mg+F),第10张纸与第11张纸之间为静摩擦力,所以第10张纸与第11张纸之
块橡皮擦和一支笔一起挂在弹性绳下端时,由胡克定律可知G2+G1=k(x-L0) ,解得x=45 cm,故D正确。
创新1+1
3. 新情境·打印机进纸系统[2022吉林长春外国语学校考试]打印机进纸系统的结构示意图如图所示,正常情况下,
进纸系统能做到“每次只进一张纸”。假设图中刚好有20张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动
知斜面的倾角为θ,两物块和斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列
2024高考物理大一轮复习领航检测第二章相互作用-第2节word版含解析
2024高考物理大一轮复习领航检测第二章相互作用-第2节word版含解析高考物理大一轮复习领航检测：第二章相互作用-第2节一、选择题1.设两个质量分别为m1和m2的物体间的距离为r，它们之间的引力为F，若两物体间的距离减为原来的一半，则引力的大小将变为原来的A.1/4B.1/2C.1/3D.2/32.关于万有引力与电磁力的说法，以下正确的是A.万有引力和电磁力都是非接触力B.万有引力和电磁力都服从反比例定律C.万有引力可以吸引和排斥物体，电磁力只能吸引物体D.万有引力不存在作用范围的概念，而电磁力存在作用范围的概念3.目前科学家们还未能测量到万有引力的强度常数G的准确值，以下关于G的说法，正确的是A.G的单位是牛顿·千克的平方分之一·米的平方B.G的数值是从实验中得到的C. G的数值近似为6.67×10-8N·m2/kg2D.当两物体的质量和距离相同时，引力的大小是G的数值4.质点1和质点2分别位于物体A和物体B上，且它们之间的距离为r，F12为质点1受质点2的引力，F21为质点2受质点1的引力，则关于F12和F21的说法，以下正确的是A.F12=F21B.F12>F21C.F12严格小于F21D.F12和F21的大小不确定5.一质点在一个圆形轨道上做匀速圆周运动，绳子T和绳子m分别向质点的圆心方向和质点运动的方向施加有向力，以下关于这两个力的说法，正确的是A.T的大小等于m的大小B.T和m的大小和方向相同C.T的大小大于m的大小D.T的大小小于m的大小6.在地球上任意两点间，引力的强度与点到地心的距离r之比的平方成正比，则这两个物体之间的引力与质点的质量m成A.mB.1/mC.m2D.1/m27.计算几个发射升空的卫星在地球表面上获得的加速度（设地球的质量为M），可以采用的物理量是A.万有引力的强度常数GB.地球的质量MC.地球的质量M和地球半径RD.地球的质量M、地球半径R和万有引力的强度常数G8.将一个物体平移到地球的延伸长地表面上，要在水平方向上克服的力是支持它的曲线的张力，这个力为A.物体的重量B.物体的质量C.物体的质量和重力D.物体的重力二、解答题1.如图所示，物体A质量为m，物体B质量为3m，插入细竹筒的两端，每个细竹筒所受的支持力分别是N1和N2、已知A和B间的摩擦力不计求N1和N2答：由于物体A和B间的摩擦力不计，且竹竿的质量不计，竹竿对A和B两个物体的施力方向相同。
备考2024届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用实验二探究弹簧弹力与形变量的关系
实验三探究两个互成角度的力的合成规律1.某同学用如图甲所示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验.（1）以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤，请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上CBDAE.A.以弹簧长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据（l，m）对应的点，并用平滑的线连接起来.B.记下弹簧下端不挂钩码时，其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l0.C.把铁架台固定于桌子上，将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺.D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、…钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码（弹簧始终未超过弹性限度）.E.由图像找出m与l间的函数关系，进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式（重力加速度取g＝10m/s2），求出弹簧的劲度系数.（2）图乙为根据实验测得的数据标出的对应点，请作出钩码质量m与弹簧长度l的关系图线.图乙（3）写出弹簧弹力F关于弹簧长度l的函数表达式：F＝12.5（l－0.15）（N）.（4）此实验得到的结论：弹簧的劲度系数k＝12.5（12.4～12.6均可）N/m.（结果保留3位有效数字）（5）如果将指针分别固定在图甲A点上方的B处和A点下方的C处，作出钩码质量m和指针所对刻度l的关系图像，由图像进一步得出弹簧的劲度系数k B、k C，k B、k C与k相比，可能是AD.（请将正确选项的字母填在横线上）A.k B大于kB.k B等于kC.k C小于kD.k C等于k答案（2）如图所示解析 （1）合理的操作步骤的序号是CBDAE.（2）作出钩码质量m 与弹簧长度l 之间的关系图线，如答图所示.（3）由胡克定律可知mg ＝k （l －l 0），故有m ＝k （l －l 0）g＝k g（l －l 0），而m －l 图线的斜率k'＝0.3（39－15）×10－2kg/m ＝1.25kg/m ，弹簧的劲度系数k ＝k'g ＝12.5N/m ，则弹簧弹力F 和弹簧长度l 的关系为F ＝k （l －l 0），已知l 0＝1.5×10－1m ，所以F ＝12.5（l －0.15）（N ）.（4）由以上分析可知k ＝12.5N/m.（5）指针固定在B 处，测量的弹簧伸长量偏小，由F ＝k B Δl 可知，k B 偏大；指针固定在C 处，不影响弹簧伸长量的测量，k 值不变.2.一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”的实验.（1）甲同学采用如图（a ）所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，实验中作出小盘中砝码重力随弹簧伸长量x 变化的图像如图（b ）所示.（重力加速度g ＝10m/s 2）①利用图（b ）中图像，可求得该弹簧的劲度系数为 200 N/m.②利用图（b ）中图像，可求得小盘的质量为 0.1 kg ，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比 相同 （填“偏大”“偏小”或“相同”）.（2）为了制作一个弹簧测力计，乙同学选了A 、B 两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图（c ）所示的图像，为了制作一个量程较大的弹簧测力计，应选弹簧 B （填“A ”或“B ”）；为了制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧 A （填“A ”或“B ”）.解析 （1）①由图（b ）中图像可知，弹簧的劲度系数k ＝ΔF Δx ＝6－23.5－1.5N/cm ＝2N/cm ＝200N/m.②由图（b）中图像可知mg＝kx1，解得小盘质量m＝kx1g ＝2×0.510kg＝0.1kg；应用图像法处理实验数据，小盘的质量不会影响弹簧劲度系数的测量结果，即测量结果与真实值相同.（2）由图（c）可知，弹簧A所受拉力超过4N则超过弹性限度，弹簧B所受拉力超过8N 则超过弹性限度，故为了制作一个量程较大的弹簧测力计，应选弹簧B；由图（c）可知，在相同拉力作用下，弹簧A的伸长量大，则为了制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧A.3.某同学从废旧的弹簧测力计上拆下弹簧，用它来做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验.（1）对家中贴有瓷砖的墙面，用铅垂线测量，发现瓷砖之间的竖缝是竖直的，将刻度尺平行于竖缝固定在墙面上，将弹簧挂在墙面的挂钩上，并使刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐，如图甲所示.（2）在弹簧下端依次悬挂n个槽码（n＝0，1，2，3，…），当槽码静止时，测出弹簧拉力F n与指针所指的刻度尺示数L n，在F－L坐标系中描点，如图乙所示.图甲图乙①初始时弹簧下端未挂槽码，竖直弹簧的自然长度为L0＝ 1.3（1.2～1.4均可）cm（结果保留2位有效数字）；②实验中，若在测得图乙中P点的数据（27.0cm，10.78N）后，取下弹簧下端悬挂的所有槽码，则弹簧静止时不能（选填“能”或“不能”）恢复到自然长度L0；③在弹簧弹力从0增大至17.64N的过程中，弹簧劲度系数变化情况是先不变，再变小，后变大.（3）本次实验的部分数据如下.槽码个数n1234F n（N）0.98 1.96 2.94 3.92L n（cm） 2.5 3.7 4.9 6.1弹簧伸长量x n＝L n－L n－2（cm 2.4 2.4＝82N/m2位有效数字）.解析（2）①初始时弹簧下端未挂槽码，此时弹簧拉力F为0，由题图乙可知竖直弹簧的自然长度为1.3cm.②由题图乙分析可知，弹簧在挂8个以内槽码时弹力与弹簧形变量呈线性关系，大于8个之后的点不在同一直线上，说明弹簧被拉伸到超出了弹簧弹性限度范围，取下所有槽码后，弹簧静止时将无法恢复到自然长度，而P点时已大于8个槽码.③根据胡克定律有k＝ΔFΔL，将题图乙中的点平滑连接，连成的线的斜率对应弹簧的劲度系数，因此弹簧弹力从0增大至17.64N的过程中，弹簧劲度系数变化情况是先不变，再变小，后变大.（3）根据胡克定律有k＝ΔFΔL ＝（3.92－1.96）＋（2.94－0.98）2×2.4×10－2N/m＝82N/m.4.[实验原理创新/2024广东惠州第一次调研]某学习小组利用如图（a）所示的实验装置测量圆柱形橡皮筋的弹性模量，在弹性限度内，橡皮筋像弹簧一样，弹力大小F与伸长量x成正比，即F＝kx，k值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关，理论与实践都表明k＝Y SL，其中Y在材料力学上被称为弹性模量.（1）在国际单位制中，弹性模量Y的单位应该是D.A.NB.mC.N/mD.N/m2（2）先利用刻度尺测量圆柱形橡皮筋的原长L，再利用螺旋测微器测量橡皮筋处于原长时的直径D，如图（b）所示，则D＝ 2.150mm.（3）作出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的关系图像，如图（c）所示，则该橡皮筋的k值为313N/m（保留3位有效数字），由k＝Y SL通过计算得出该橡皮筋的弹性模量.解析（1）根据表达式k＝Y SL ，可得Y＝kLS，由F＝kx可得在国际单位制中k的单位是N/m，又在国际单位制中L的单位是m，S的单位是m2，所以在国际单位制中，Y的单位应该是N/m2，故选D.（2）由题图（b ）可知，螺旋测微器的读数为D ＝2mm ＋15.0×0.01mm ＝2.150mm ，则橡皮筋处于原长时的直径为2.150mm.（3）根据F ＝kx 可知，F －x 图像的斜率大小等于橡皮筋的k 值，由题图（c ）可求出k ＝250.08N/m ＝312.5N/m ≈313N/m.5.[实验器材创新/2023广东六校第一次联考]在探究弹力和弹簧形变量的关系时，某同学用力传感器先按图1所示的装置对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和弹簧乙顺次连接起来按图2进行探究.在弹性限度内，每次使弹簧伸长一定的长度并记录相应的力传感器的示数，分别测得图1、图2中力传感器的示数F 1、F 2，如表中所示.弹簧总长度/cm12.00 14.00 16.00 18.00F 1/N30.00 31.04 32.02 33.02 F 2/N29.3429.6529.9730.30（1）根据表格，要求尽可能多地利用测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k 1＝ 50.0 N/m （结果保留3位有效数字）；若该同学在进行实验之前忘了对力传感器进行校零，通过上述方法测得的弹簧甲的劲度系数跟真实值相比将 不变 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）.（2）仅根据表格中的数据 能 （选填“能”或“不能”）计算出弹簧乙的劲度系数.解析 （1）由于要尽可能多地利用测量数据，故采用逐差法计算劲度系数，即k 1＝12×[32.02－30.00（16.00－12.00）×10－2＋33.02－31.04（18.00－14.00）×10－2]N/m ＝50.0N/m ；若力传感器没有校零，可采用图像法处理，得出的图线斜率不变，即劲度系数的测量值跟真实值相比不变.（2）设弹簧乙的劲度系数为k ，将甲、乙两根弹簧等效为一根弹簧，可以根据表格中的数据求出等效弹簧的劲度系数k 2；由于甲、乙两弹簧承受的弹力始终相同，即有k 1x 1＝kx ＝k 2（x 1＋x ），化简可得1k 2＝1k 1＋1k ，即有k ＝k 1k 2k 1－k 2，因此可以根据表格中的数据计算出弹簧乙的劲度系数.6.[实验目的创新/2024陕西高三校联考阶段练习]用如图所示的装置可以测量弹性绳的劲度系数和物体之间的动摩擦因数.重力加速度大小为g ，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.具体操作如下：A.高度可调的悬点O 处悬挂一弹性绳，调整悬点O 的高度，使弹性绳自然下垂时，其下端恰与A 处的钉子等高.B.保持悬点O 固定，将质量为m 的盒子挂在弹性绳下端，稳定后测得弹性绳的伸长量为h 0（盒子未接触木板）.C.将质量为m0的重物放入盒中，使得盒子压在木板上，测得A与盒子上表面间的高度差为h.D.缓慢拉动木板，直至盒子相对木板发生滑动，测得此过程中盒子通过的距离为x.（1）实验时，不需要（选填“需要”或“不需要”）测量O、A间的距离.（2）弹性绳的劲度系数为mgℎ0.（3）盒子与木板间的动摩擦因数为mx（m＋m0）ℎ0－mℎ.解析（1）题中已测出弹性绳的伸长量，则不需要测量O、A间的距离.（2）根据胡克定律可知k＝FΔx ＝mgℎ0.（3）盒子通过距离x后，对其受力分析，设弹性绳的拉力为F，拉力与水平方向的夹角为θ，盒子所受支持力为N，盒子与木板间的摩擦力为f，根据共点力平衡条件有F cosθ＝f、F sinθ＋N＝（m＋m0）g，根据几何关系结合胡克定律可知F＝k√x2＋ℎ2，其中cosθ＝√x2＋ℎ2，sinθ＝√x2＋ℎ2，又f＝μN，联立解得μ＝mx（m＋m0）ℎ0－mℎ.。
备考2024届高考物理一轮复习讲义第二章相互作用第3讲力的合成与分解考点3“活结”与“死结”“动杆”
考点3 “活结”与“死结”“动杆”与“定杆”模型模型结构模型解读模型特点“活结”模型“活结”可理解为把绳子分成两段，且可以沿绳子移动的结点.“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的.绳子虽然因“活结”而弯曲，但实际上是同一根绳“活结”两侧的绳子上的张力大小处处相等，两侧绳子拉力的合力方向一定沿绳子夹角的角平分线“死结”模型“死结”可理解为把绳子分成两段，且不可以沿绳子移动的结点.“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳“死结”两侧的绳子上张力不一定相等“动杆”模型轻杆一端用光滑的转轴或铰链连接，轻杆可围绕转轴或铰链自由转动当杆处于平衡状态，且只有杆两端受力时，杆所受的弹力方向一定沿杆（否则杆会转动）“定杆”模型轻杆被固定在接触面上（如一端“插入”墙壁或固定于地面），不发生转动杆所受的弹力方向不一定沿杆，力的方向只能根据具体情况进行分析，如根据平衡条件或牛顿第二定律确定杆中弹力的大小和方向研透高考明确方向命题点1“活结”与“死结”模型6.[“活结”模型/多选]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（AB）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，则衣架悬挂点右移解析 设衣架挂于绳上O 点，衣架与衣服质量之和为m ，绳aOb 长为L ，M 、N 的水平距离为d ，bO 延长线交M 于a'，由几何关系知a'O ＝aO ，sin θ＝dL ，由平衡条件有2F cosθ＝mg ，则F ＝mg2cosθ.当绳右端从b 上移到b'时，d 、L 不变，θ不变，故F 不变，选项A 正确，C 错误.将杆N向右移一些，L 不变，d 变大，θ变大，cos θ变小，则F 变大，选项B 正确.只改变衣服的质量，则m 变化，其他条件不变，则sin θ不变，θ不变，衣架悬挂点不变，选项D 错误. 命题拓展命题情境变化：挂钩自由滑动→固定不动（1）[“死结”模型]如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在两根竖直杆上，A 端高于B 端，绳上挂有一件衣服，为防止滑动，将悬挂衣服的衣架钩固定在绳上，当固定在适当位置O 处时，绳子两端对两杆的拉力大小相等，则（ D ）A .绳子OA 段与竖直杆夹角比OB 段与竖直杆夹角大B .O 点位置与衣服重力有关，衣服重力越大，O 点离B 端越近C .若衣架钩固定在绳子上中点处，则绳子两端对杆的拉力大小仍然相等D .若衣架钩固定在绳子上中点处，则绳子A 端对杆的拉力大于B 端对杆的拉力解析 设左、右两段绳的拉力大小分别为F 1、F 2，左、右两段绳与竖直方向的夹角分别为α、β，根据水平方向受力平衡可得F 1sin α＝F 2sin β，由于F 1＝F 2，故α＝β，选项A 错误；结合上述分析可知，O 点的位置取决于绳长和两杆间的距离，与衣服重力无关，选项B 错误；若衣架钩固定在绳子的中点处，由于杆A 高于杆B ，即cos α＞cos β，故sin α＜sin β，结合F 1sin α＝F 2sin β可得F 1＞F 2，选项C 错误，D 正确.命题情境变化：平面→立体空间（2）[“活结”模型]某小区晾晒区的并排等高门形晾衣架A'ABB'－C'CDD'如图所示，AB 、CD 杆均水平，不可伸长的轻绳的一端M 固定在AB 中点上，另一端N 系在C 点，一衣架（含所挂衣物）的挂钩可在轻绳上无摩擦滑动.将轻绳N 端从C 点沿CD 方向缓慢移动至D 点，整个过程中衣物始终没有着地，则此过程中轻绳上张力大小的变化情况是（ B ）A.一直减小B.先减小后增大C.一直增大D.先增大后减小解析 轻绳N 端由C 点沿CD 方向缓慢移动至D 点的过程中，衣架两侧轻绳与水平方向的夹角先增大后减小，设该夹角为θ，轻绳上的张力为F ，由平衡条件有2F sin θ＝mg ，故F ＝mg2sinθ，可见张力大小先减小后增大，B 项正确. 方法点拨“晾衣绳”模型1.识别条件（1）重物挂在长度不变的轻绳上.（2）悬挂点可在轻绳上自由移动. 2.模型特点（1）悬挂点两侧轻绳上拉力大小相等.（2）悬挂点两侧轻绳与竖直方向夹角相等，绳长为L 、横向间距为d .结论：sin θ＝d L，F ＝mg 2cosθ.3.结论（1）夹角θ只与横向间距d 和绳长L 有关，与悬挂的重物质量m 无关，而拉力F 的大小与夹角θ和重物质量m 有关.（2）若横向间距d 不变，在竖直方向上移动结点a 或b ，夹角θ与轻绳拉力均不变.若横向间距d 变大，则夹角θ增大，轻绳拉力也增大.命题点2 “动杆”与“定杆”模型7.如图甲所示，细绳AD 跨过固定在轻杆BC 右端的定滑轮挂住一个质量为m 1的物体，∠ACB ＝30°；如图乙所示，轻杆HG 一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G 通过细绳EG 拉住，EG 与水平方向成30°角，在轻杆的G 点上用细绳GF 拉住一个质量为m 2的物体，重力加速度为g ，则下列说法正确的是（ D ）A.图甲中BC 对滑轮的作用力为m 1g 2B.图乙中HG 受到绳的作用力为m 2gC.细绳AC 段的拉力F AC 与细绳EG 段的拉力F EG 之比为1∶1D.细绳AC 段的拉力F AC 与细绳EG 段的拉力F EG 之比为m 1∶2m 2解析 根据题意知两个物体都处于平衡状态，根据平衡条件，易知直接与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力大小；分别取C 点和G 点为研究对象，进行受力分析如图甲和图乙所示.图甲中，根据F AC ＝F CD ＝m 1g 且夹角为120°，有F BC ＝F AC ＝m 1g ，方向与水平方向成30°角，指向右上方，A 选项错误；图乙中，根据平衡条件有F EG sin30°＝F GF ＝m2g、F EG cos30°＝F HG，联立解得F HG＝√3m2g，根据牛顿第三定律可知，HG杆受到绳的作用力大小也为√3m2g，B选项错误；图乙中有F EG sin30°＝F GF＝m2g，得F EG＝2m2g，所以F AC∶F EG＝m1∶2m2，C选项错误，D选项正确.方法点拨1.无论“死结”还是“活结”，一般均以结点为研究对象进行受力分析.2.如果题目搭配杆出现，一般情况是“死结”搭配有转轴的杆即“动杆”，“活结”搭配无转轴的杆即“定杆”.。
2025届高考物理一轮复习资料第二章相互作用专题强化三动态平衡平衡中的临界与极值问题
专题强化三动态平衡平衡中的临界与极值问题学习目标 1.学会运用解析法、图解法等分析处理动态平衡问题。
2.会分析平衡中的临界与极值，并会进行相关计算。
考点一动态平衡问题1.动态平衡是指物体的受力状态缓慢发生变化，但在变化过程中，每一个状态均可视为平衡状态。
2.做题流程方法解析法1.对研究对象进行受力分析，画出受力示意图。
2.根据物体的平衡条件列式，得到因变量与自变量的关系表达式(通常要用到三角函数)。
3.根据自变量的变化确定因变量的变化。
例1如图1，OABC为常见的“汽车千斤顶”。
当汽车需要换轮胎时，司机将它放在车身底盘和地面之间，只需摇动手柄使螺旋杆OA转动，O、A之间的距离就会逐渐减小，O、C之间的距离增大，就能将汽车车身缓缓地顶起来。
在千斤顶将汽车顶起来的过程中，下列关于OA、OB的弹力的说法正确的是()图1A.OA 、OB 的弹力不断变大B.OA 、OB 的弹力不断变小C.OA 的弹力变大、OB 的弹力变小D.OA 的弹力变小、OB 的弹力变大 答案 B解析 对O 点进行受力分析，它受到汽车对它竖直向下的压力，大小等于汽车的重力G ，OA 方向杆的弹力F OA ，BO 方向的弹力F BO ，设OB 与水平方向夹角为θ，可知F BO ＝G sin θ，F OA ＝Gtan θ，当千斤顶将汽车顶起来的过程中，θ变大，则F BO 和F OA 均变小，故B 正确。
1.(2024·河南三门峡模拟)如图2所示，在水平粗糙横杆上，有一质量为m 的小圆环A ，悬吊一个质量为M 的小球B ，今用一水平力F 缓慢地拉起B ，A 仍保持静止不动，设圆环A 受到的支持力为F N ，静摩擦力为f ，此过程中( )图2A.F N 增大，f 减小B.F N 不变，f 减小C.F N 不变，f 增大D.F N 增大，f 增大答案C解析将A、B整体受力分析，如图甲所示，由平衡条件得F N＝(M＋m)g，可知F N不变，f＝F；隔离B，受力分析如图乙所示，由平衡条件知F＝Mg tan θ，水平力F缓慢地拉起B的过程中，θ增大，外力F逐渐增大，所以f增大，故C正确。
备考2025届高考物理一轮复习强化训练第二章相互作用实验二探究弹簧弹力与形变量的关系
试验二探究弹簧弹力与形变量的关系1.[创新试验装置/2024浙江6月]如图所示，某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系.在B弹簧下端依次挂上质量为m的钩码，静止时指针所指刻度x A、x B的数据如表.钩码个数012…x A/cm7.758.539.30…x B/cm16.4518.5220.60…钩码个数为1时，弹簧A的伸长量Δx A＝0.78cm，弹簧B的伸长量Δx B＝ 1.29cm，两根弹簧弹性势能的增加量ΔE p＝mg（Δx A＋Δx B）（选填“＝”“＜”或“＞”）.解析钩码个数为1时，弹簧A的伸长量Δx A＝8.53cm－7.75cm＝0.78cm；弹簧B的伸长量Δx B＝18.52cm－16.45cm－0.78cm＝1.29cm；依据系统机械能守恒可知两根弹簧弹性势能的增加量ΔE p等于钩码重力势能的削减量mg（Δx A＋Δx B）.2.[创新试验目的/2024河南郑州中牟期中]某试验小组设计试验探究弹簧的劲度系数与哪些因素有关，在探讨弹簧劲度系数与弹簧的圈数关系时：（1）小组取材料相同、直径相同、粗细相同、长度相同、圈数不同的两个弹簧（如图甲）进行试验.这种试验方法称为限制变量法.（2）依据如图甲所示的方案设计试验，1的圈数少，2的圈数多，变更被支撑重物的质量m，静止时测出弹簧的形变量x，得到质量m与形变量x的关系图像，如图乙所示，取多组类似弹簧试验均可得到类似的图像，则可知弹簧单位长度的圈数越少（填“多”或“少”），弹簧的劲度系数越大.（3）图乙中，已知弹簧1的劲度系数为k，则弹簧2的劲度系数为k3.解析（2）依据胡克定律有mg＝kx，整理后有x＝gk m，则x－m图像的斜率为gk，则图像斜率越大弹簧的劲度系数越小，由题图乙可看出直线2的斜率大于直线1的斜率，则k1＞k2，由于1的圈数少，2的圈数多，则可知弹簧单位长度的圈数越少，弹簧的劲度系数越大.（3）依据x＝gk m，结合题图乙可计算出3x1＝gk2m，x1＝gk1m，由于弹簧1的劲度系数为k，则k1＝k，k2＝k3.。
2024年高考物理一轮复习第2章相互作用、共点力的平衡第1节重力、弹力、摩擦力
应用提升4.(2023广东深圳模拟)下图为大熊猫抓住树干静止时的图片。下
列关于大熊猫受力说法正确的是( C )
A.大熊猫只受重力、摩擦力
B.大熊猫的手越干、越粗糙,摩擦力越大
C.大熊猫把树枝抓得越紧,越不容易掉下来
D.随着大熊猫抓树枝的力增加,
某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力
传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉
长木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是(
甲
乙
)
A.实验中必须让长木板保持匀速运动
B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7
项A错误。人对足球施加了压力,力的作用是相互的,足球对人施加反作用
力,选项B错误。足球对地面的压力是由于足球发生形变产生的,足球由于
要恢复原状,对地面产生压力,选项C正确,D错误。
三、摩擦力
有摩擦力时一定有弹力
1.静摩擦力
(1)定义:相互接触的两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动时
的摩擦力。
(2)重力的方向总是垂直向下的。( × )
(3)重心是物体上最重的部分。( × )
(4)重力是由于地球对物体的吸引而产生的,重力的施力物体是地球。
( √ )
应用提升1.航天员在月球表面测得月球的重力加速度为地球表面的
1
6 ,地
球表面的重力加速度取9.8 m/s2。一个质量为600 kg的飞行器在月球表面
易错辨析(5)接触的物体间一定有弹力。( × )
(6)弹力可以发生在没有接触的物体之间。( × )
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专题二相互作用基础篇考点一常见的三种力1.(2022南京中华中学月考,3)下列图中各物体均处于静止状态。
图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是()A BC D答案C2.(2022镇江一中期中,2)如图所示,宣纸铺在水平桌面上,左侧用镇纸压住。
以书法家在纸上书写“大”字的笔画一横的过程为例(书写过程中宣纸和镇纸均保持静止),下列说法正确的是()A.在书写的过程中,宣纸会受到镇纸给它的摩擦力B.书法家的笔对宣纸的摩擦力与宣纸对桌面的摩擦力大小相等、方向相同C.增大镇纸的质量,可以增大宣纸受到桌面的摩擦力D.在桌面光滑的情况下,书写的过程中宣纸仍可以静止答案B3.(2022北京,5,3分)如图所示,质量为m的物块在倾角为θ的斜面上加速下滑,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
下列说法正确的是()A.斜面对物块的支持力大小为mg sin θB.斜面对物块的摩擦力大小为μmg cos θC.斜面对物块作用力的合力大小为mgD.物块所受的合力大小为mg sin θ答案B4.(2023届扬州高邮一中阶段检测,3)在东京奥运会举重比赛中,李发彬在挺举中展现“金鸡独立”绝技,单脚支撑,又将姿势恢复为双脚着地稳定3秒,最终夺得冠军,并打破奥运纪录。
将李发彬的单脚支撑和双脚着地均视作平衡状态。
关于此过程的表述正确的是()A.单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力大B.单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力小C.若李发彬握杠的两手间距离变大,则其手臂受杠铃的作用力将变大D.若李发彬握杠的两手间距离变大,则其手臂受杠铃的作用力将变小 答案 C5.(2022浙江6月选考,10,3分)如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,两斜杆夹角θ=60°。
一重为G 的物体悬挂在横杆中点,则每根斜杆受到地面的( )A.作用力为√33GB.作用力为√36GC.摩擦力为√34GD.摩擦力为√38G答案 B考点二 力的合成与分解1.(2022宿迁中学期中,5)刀、斧、凿等切削工具的刃部叫作劈,如图是斧头劈木柴的情境。
劈的纵截面是一个等腰三角形,使用劈的时候,垂直劈背加一个力F ,这个力产生两个作用效果,使劈的两个侧面推压木柴,把木柴劈开。
设劈背的宽度为d ,劈的侧面长为l ,不计斧头自身的重力,则劈的侧面推压木柴的力为( )A.d l FB.l d FC.l 2d FD.d 2l F答案 B2.(2021广东,3,4分)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。
设牛用大小相等的拉力F 通过耕索分别拉两种犁,F 与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示。
忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 答案 B3.(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F 1、F 2,则( )A.F 1=√33mg ,F 2=√32mgB.F 1=√32mg ,F 2=√33mgC.F 1=12mg ,F 2=√32mgD.F 1=√32mg ,F 2=12mg答案 D4.(2023届南通海安质量监测,2)竖直悬挂的重物与滑轮组成的“牵引治疗装置”如图,绳子足够长,不改变重物,下列操作可使装置对腿部的牵引力增大的是( )A.上移悬点AB.下移滑轮BC.下移滑轮CD.向右移腿部 答案 B5.(2023届盐城响水中学开学考试,10)轻质细线上端固定,下端悬挂一小球,对小球施加一个大小恒定且小于小球重力的拉力F ,开始时拉力方向竖直向上,如图所示。
现将拉力F 在同一竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90°。
设细线中拉力的大小为F T ,细线与竖直方向的夹角为θ,则在拉力F 方向变化的过程中( )A.F T 一直增大,θ一直增大B.F T 一直增大,θ先增大后减小C.F T 先增大后减小,θ一直增大D.F T 先增大后减小,θ先增大后减小 答案 B6.(2023届盐城伍佑中学期初考,7)如图所示,蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上,并处于静止状态。
蛛丝OM 、ON 与竖直方向夹角分别为α、β(α>β)。
用F 1、F 2分别表示OM 、ON 的拉力,则( )A.F1的竖直分力大于F2的竖直分力B.F1的竖直分力等于F2的竖直分力C.F1的水平分力大于F2的水平分力D.F1的水平分力等于F2的水平分力答案D考点三受力分析共点力平衡1.(2022广东,1,4分)图是可用来制作豆腐的石磨。
木柄AB静止时,连接AB的轻绳处于绷紧状态。
O点是三根轻绳的结点,F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°。
下列关系式正确的是()A.F=F1B.F=2F1C.F=3F1D.F=√3F1答案D2.(2022无锡天一中学期中,4)空调外机放置位置可简化为如图所示,其重心恰在水平支架连接点O的正上方,轻杆OA、OB对O点的作用力方向与各自杆共线,∠AOB=θ。
空调外机自重为G,则OB对O点的作用力F B的大小为()A.GsinθB.GcosθC.G tan θD.Gtanθ答案A3.(2022南通海门中学月考,6)如图所示,小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细绳一端拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块。
如果小圆环A、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计,绳子不可伸长,平衡时弦AB所对的圆心角为α,则两物块的质量之比m1∶m2应为()A.cosα2B.sinα2C.2 sinα2D.2 cosα2答案C4.(2022河北,7,4分)如图,用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点,将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略圆柱体与木板之间的摩擦。
在转动过程中()A.圆柱体对木板的压力逐渐增大B.圆柱体对木板的压力先增大后减小C.两根细绳上的拉力均先增大后减小D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变答案B5.(2023届扬州高邮一中阶段检测,5)如图所示,一小球被竖直放置的光滑挡板挡在光滑半球面上。
现水平向右缓慢地移动挡板,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止),挡板对小球的支持力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况是()A.F1增大,F2减小B.F1增大,F2增大C.F1减小,F2减小D.F1减小,F2增大答案B6.(2023届南通第一次质量监测,5)甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。
如图所示,当工件提升到一定高度后,两工人保持位置不动,甲通过缓慢释放手中的绳子,使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动,最后将工件运送至乙所在位置。
绳重及滑轮的摩擦不计,滑轮大小忽略不计,则工件向左移动过程中()A.轻绳对乙的拉力不断减小B.绳子对甲的拉力不断增大C.楼顶对甲的支持力不断增大D.楼顶对乙的摩擦力始终大于对甲的摩擦力答案B综合篇拓展一弹力的分析与计算1.(2020苏州中学高三开学考试)内壁光滑的球体半径为R,一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为m A、m B的小球A、B。
将轻杆置于球体内部后。
最终静止在图示位置不动,球心O与轻杆在同一竖直平。
下列判断正确的是()面内,过球心O竖直向下的半径与杆的交点为M,OM=R2A.m A<m BB.球体内壁对A球的支持力N A=2m A gC.轻杆对B球的支持力有可能小于B球的重力D.若增大m A,θ角会增大答案B2.(2022常州中学期中,6)如图为一个水平传感器的简易模型,截面为内壁光滑竖直放置的正三角形,内部有一个略小于三角形内切圆的小球,三角形各边有压力传感器,通过测出小球对三边压力的大小,信息处理单元可显示摆放处的倾角。
图中BC边恰好处于水平状态,现将其以C点为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AB边处于上方的水平,则在转动过程中()A.球对BC边的压力一直增大B.球对BC边的压力一直减小C.球对BC边的压力先增大、后减小D.球对BC边的压力先减小、后增大答案C3.(2023届盐城响水中学开学考试,8)如图所示,质量分别为m1、m2的两物体甲、乙位于相邻的两水平台阶上,中间用轻绳相连,轻绳与竖直方向夹角为θ。
在甲左端施加水平拉力F,使甲、乙均处于静止状态。
已知重力加速度为g,甲表面光滑,则下列说法正确的是()A.绳的拉力大小为m1gcosθB.地面对乙的摩擦力大小为FC.台阶对乙的支持力大小为m2gD.台阶对甲的支持力大小为(m1+m2)g答案B拓展二摩擦力的分析与计算1.(2020北京,11,3分)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。
实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。
水平向左拉木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。
下列说法正确的是()甲乙A.实验中必须让木板保持匀速运动B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数答案C2.(2020连云港期初调研)如图所示,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑,则()A.A、B间的摩擦力大小为2mg sin θB.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mg sin θD.A与B间的动摩擦因数μ=tan θ答案C3.(2022南京六校联考,4)打印机是现代办公不可或缺的设备,正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构如图所示。
设图中刚好有10张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸匀速向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,重力加速度为g,打印机正常工作时,下列说法正确的是()A.第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向向左B.第2张与第3张纸之间的摩擦力大小为2μ2mgC.第10张纸与摩擦片之间的摩擦力为0D.要做到“每次只进一张纸”,应要求μ1>μ2答案D4.(2022重庆,1,4分)如图所示,吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具,在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。