2019版高考物理(5年高考+3年模拟)(精品课件+高清PDF讲义)全国卷3地区通用版专题二 相互作用

考点一 常见的三种力、力的合成与分解专题二 相互作用对应学生用书起始页码 Ｐ１４１．Ｂ解析 弹簧发生弹性形变，对 Ａ 和 Ｂ 的弹力大小相等，故错；单独对 Ｂ 受力分析如图甲，根据 Ｂ 处于平衡状态可知弹簧有关弹力的几个基本问题弹力的产生两物体直接接触，有弹性形变注意：产生弹力时，施力物体与受力物体同时发生形变， 但受力物体受到的弹力是由施力物体的形变引起的，反作用力是由受力物体的形变引起的弹力的大小①弹簧类：Ｆ ＝ ｋｘ ②非弹簧类：用平衡 条件或动力学规律求解注意：①公式 Ｆ ＝ ｋｘ 成立的条件：弹簧类物体在弹性限度内变化 ②由公式 Ｆ ＝ ｋｘ 可得推论：ΔＦ ＝ ｋΔｘ ③关键要明确：Ｆ、ｘ、ΔＦ、Δｘ 的含义弹力的方向物体所受弹力的方向与自身形变的方向相同面与面挤压：一定垂直于接触面，若是球面，则一定通过球心（ 务必作好辅助线）处于压缩状态，根据几何关系可得 θ ＝ ６０°，所以 Ｆ ＝ ＴＢ ＝ ｍｇ，所以 Ｃ 错；单独对Ａ 进行受力分析，Ａ 受自身的重力ｍｇ、弹簧弹力Ｆ′、 竖直墙面的弹力 Ｎ２ ，竖直向上方向可能受到水平墙面的支持力 Ｎ１ 与绳子的拉力 ＴＡ ， 由竖直方向受力平衡有ＴＡ ＋ Ｎ１ ＝ ｍｇ ＋ Ｆ′ ｃｏｓ θ，Ｆ′ ＝ Ｆ ＝ ｍｇ，故 ＴＡ ≤１．５ｍｇ，Ｄ 正确；球 Ａ 可能受到 ４ 个力或 ５ 个力，故 Ａ 错误。

答 案 Ｄ３．滑动摩擦力与静摩擦力（ １）２．力学中的几个理想模型轻绳 弹性绳 轻弹簧 轻杆 质量大小０００ ０受外力作用时形变的种类拉伸形变拉伸形变拉伸形变、压缩形变 拉伸形变、压缩形变、弯曲形变 受外力作用时形变量大小微小， 可忽略较大， 不可忽略较大， 不可忽略 微 小， 可忽略弹力方向沿着绳，指向绳收缩的方向沿着绳，指向绳收缩的方向沿着弹簧，指向弹簧恢复原长的方向 既能 沿 着 杆，也可以跟杆 成 任意角度 弹力大小 变化情况可以突变 不能突变不能突变可以突变如图所示，Ａ、Ｂ 两球质量均为 ｍ，固定在轻弹簧的两端，分别用细绳悬于 Ｏ 点，其中球 Ａ 处在光滑竖直墙面和光滑水平墙面的交界处，已知两球均处于平衡状态，ＯＡＢ 恰好构成一个正三角形，则下列说法正确的是（ 重力加速度为 ｇ） （ ）Ａ．球 Ａ 一定受到四个力的作用Ｂ．弹簧对球 Ａ 的弹力大于对球 Ｂ 的弹力 Ｃ．绳 ＯＢ 对球 Ｂ 的拉力大小一定小于 ｍｇ Ｄ．绳 ＯＡ 对球 Ａ 的拉力大小等于或小于 １．５ｍｇ摩擦力大小的计算（ ２） 静摩擦力的判定静摩擦力是发生在两个相互挤压且有相对运动趋势的物体 间，但相对运动趋势不如相对运动直观，具有很强的隐蔽性，所 以静摩擦力的判定较困难，为此常用下面的方法。

假设法 即先假定没有静摩擦力（ 光滑） 的作用时，看相对静止的物体间能否发生相对运动。

若能，则有静摩擦力，方向与相对运动方向相反；若不能，则没有静摩擦力。

换句话说，静摩擦力的存在是为了使两物体相对静止，若没有它，两物体也能相对静止，则说明物体间没有静摩擦力。

反推法 从研究的物体表现出的运动状态反推它必须具有 的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就容易判断摩擦力的大小和方向了。

长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图所示，木板由水平位置缓慢向上转动（ 即木板与地面的夹角 α 变大）， 另一端不动，则木块受到的摩擦力 Ｆｆ 随角度 α 的变化图像是选项图中的（ ）５ 年高考 ３ 年模拟 Ｂ 版（ 教师用书）８Ｆ２ ＋Ｆ２＋２Ｆ Ｆ ｃｏｓ θ １ ２ １ ２＝ ２ 滑 或Ｆ２ ｓｉｎ θＢ．Ｆ１ 、Ｆ２ 同时增加 １０ Ｎ，Ｆ 也增加 １０ Ｎ Ｃ．Ｆ１ 增加 １０ Ｎ，Ｆ２ 减少 １０ Ｎ，Ｆ 一定不变Ｄ．若 Ｆ１ 、Ｆ２ 中的一个增大，Ｆ 不一定增大 解析 根据求合力的公式 Ｆ ＝ Ｆ２ ＋Ｆ２＋２Ｆ Ｆｃｏｓ θ （ θ 为 解析 下面通过“ 过程分析法” 和“ 特殊位置法” 分别求解：Ｆ１ 、Ｆ２ 的夹角），若Ｆ１ 、Ｆ１２１ ２２都变为原来的 ２ 倍，合力也一定变为原解法一：过程分析法（ １） 木板由水平位置刚开始运动时，α ０，Ｆｆ静 ＝ ０。

（２） 从木板开始转动到木块与木板发生相对滑动前：木块所受的是静摩擦力。

由于木板缓慢转动，可认为木块处于平衡状态，受力分析如图。

由平衡条件可知，静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力：Ｆｆ静 ＝ ｍｇ ｓｉｎ α。

因此，静摩擦力随α 的增大而增大，它们按正弦规律变化。

（３） 木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时，木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力 Ｆｆｍ 。

α继续增大，木块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，且满足：Ｆｆｍ ＞Ｆｆ滑。

（ ４） 木块相对于木板开始滑动后，Ｆｆ滑 ＝ μｍｇ ｃｏｓ α，此时，滑动摩擦力随 α 的增大而减小，按余弦规律变化。

（ ５） 最后，α ＝ π，Ｆｆ＝ ０ 综上分析可知选项 Ｃ 正确。

解法二：特殊位置法本题选两个特殊位置也可方便地求解，具体分析见表：特殊位置分析过程木板刚开始运动时此时木块与木板间无摩擦，即 Ｆｆ静 ＝ ０，故 Ａ 选项错误木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力，且大于刚开始运动时所受的滑动摩擦力，即 Ｆｆｍ ＞Ｆｆ滑，故 Ｂ、Ｄ 选项错误答 案 Ｃ ４．力的合成与分解（ １） 力的合成合力可能大于每一个分力，也可能小于每一个分力，还可能大于一个分力而小于另一个分力。

①合力的公式若两个力 Ｆ１ 、Ｆ２ 的夹角为 θ，如图所示，合力的大小可由余弦定理得到：Ｆ ＝ 方向：ｔａｎ α ＝ 。

来的 ２ 倍，Ａ 正确；对于 Ｂ、Ｃ 两种情况，力的变化不是按比例增加或减少的，不能判断合力的变化情况，Ｂ、Ｃ 错误；若 Ｆ１ 与 Ｆ２ 共线反向，Ｆ１ ＞Ｆ２ ，则 Ｆ ＝ Ｆ１ － Ｆ２ ，Ｆ１ 增大时，Ｆ 增大，Ｆ２ 增大且小于 Ｆ１ 时，Ｆ 减小，所以 Ｄ 正确。

答 案 ＡＤ （ ２） 力的分解 Ｆ１ ＋Ｆ２ ｃｏｓ θ②等大的两个共点力合成时的三个特殊值 夹角 θ ＝ ６０°时，Ｆ合 ＝ ３ Ｆ１ ＝ ３ Ｆ２ ，如图（ ａ）。

②正交分解法：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解夹角 θ ＝ ９０°时，Ｆ合 ＝ ２ Ｆ１ ＝ ２ Ｆ２ ，如图（ ｂ）。

的方法。

正交分解时建立坐标系的一般原则：ａ．在静力学中，一般以少分解力和容易分解力为原则；ｂ．在动力学中，一般以加速度方向所在的直线和垂直于加速度方向的直线为坐标轴建立坐标系，这样牛顿第二定律表达 夹角 θ ＝ １２０°时，Ｆ合 ＝ Ｆ１ ＝ Ｆ２ ，如图（ ｃ）。

（ 多选） 两个共点力 Ｆ１ 、Ｆ２ 大小不同，它们的合力大 式变为{Ｆｙ ＝ ０{Ｆｘ ＝ ０ ；小为 Ｆ，则（）Ｆｘ ＝ ｍａ Ｆｙ ＝ ｍａＡ．Ｆ１ 、Ｆ２ 同时增大一倍，Ｆ 也增大一倍ｃ．尽量不分解未知力。

９专题二 相互作用实例分解结果地面上的物体受斜向上的拉力 Ｆ，拉力 Ｆ 可分解为沿水平方向的分力 Ｆ１ 和竖直向上的分力 Ｆ２ ，Ｆ１ ＝ Ｆ ｃｏｓ α，Ｆ２ ＝ Ｆ ｓｉｎ α质量为 ｍ 的物体静止在斜面上，Ｆ１ ＝ ｍｇｓｉｎ α，Ｆ２ ＝ ｍｇ ｃｏｓ α质量为 ｍ 的光滑小球被竖直挡板挡住而静止于斜面上，Ｆ１ ＝ ｍｇ ｔａｎ α，Ｆ２ ＝ ｍｇｃｏｓ α质量为 ｍ 的光滑小球被悬挂靠在竖直墙壁上，Ｆ１ ＝ ｍｇ ｔａｎ α，Ｆ２ ＝ ｍｇｃｏｓ αＡ、Ｂ 两点位于同一平面上， 质量为 ｍ 的物体 被 ＡＯ、 ＢＯ 两 线 拉 住， Ｆ１ ＝ Ｆ２ ＝ ｍｇ ２ ｓｉｎ αＦ１ ＝ Ｆ ｔａｎ α，Ｆ２ ＝ Ｆｃｏｓ αｋ２４μ３Ｄ．可以为１２Ｎ，方向沿斜面向下２如图所示，Ａ、Ｂ两物体叠放在水平地面上，已知Ａ、Ｂｍｇｔａｎθ的质量分别为ｍＡ＝１０ｋｇ，ｍＢ＝２０ｋｇ，Ａ、Ｂ之间，Ｂ与地面之间的动摩擦因数均为μ＝０．５。

一轻绳一端系住物体Ａ，另一端系于墙Ａ．ｋ２Ｂ．ｍｇｔｋａｎθθ上，绳与竖直方向的夹角为３７°，今欲用外力将物体Ｂ匀速向右拉出，求所加水平力Ｆ的大小，并画出Ａ、Ｂ的受力分析图。

（取Ｃ．２ｍｇｔａｎθＤ．２ｍｇｔａｎｋｇ＝１０ｍ／ｓ２，ｓｉｎ３７°＝０．６，ｃｏｓ３７°＝０．８）答案Ａ对其中一个小球进行受力分析，如图所示，根据平衡条件可得Ｆ＝ｍｇｔａｎθ，根据胡克定律可得Ｆ＝ｋｘ，联立两ｍｇｔａｎθ解析对Ａ、Ｂ受力分析如图所示。

式解得ｘ＝ｋ２，Ａ正确。

对Ａ应用平衡条件ＦＴｓｉｎ３７°＝Ｆｆ１＝μＦＮ１①ＦＴｃｏｓ３７°＋ＦＮ１＝ｍＡｇ②联立①、②两式可得：ＦＮ１＝３ｍＡｇ＝６０ＮＦｆ１＝μＦＮ１＝３０Ｎ对Ｂ应用平衡条件Ｆ＝Ｆｆ１′＋Ｆｆ２＝Ｆｆ１′＋μＦＮ２＝Ｆｆ１＋μ（ＦＮ１′＋ｍＢｇ）＝Ｆｆ１＋μ（ＦＮ１＋ｍＢｇ）＝２Ｆｆ１＋μｍＢｇ＝１６０Ｎ。

３．（多选）如图所示，Ａ、Ｂ两物体的重力分别是ＧＡ＝３Ｎ，ＧＢ＝４Ｎ。

Ａ用细线悬挂在顶板上，Ｂ放在水平地面上，Ａ、Ｂ间轻质弹簧的弹力Ｆ＝２Ｎ，则细线中的张力ＦＴ及Ｂ对地面的压力ＦＮ的可能值分别是（）答案１６０Ｎ受力分析图见解析Ａ．７Ｎ和１ＮＢ．５Ｎ和２Ｎ１．如图所示，质量为１ｋｇ的物体与地面间的动摩擦因数μ＝０．２，从ｔ＝０开始以初速度ｖ０沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力Ｆ＝１Ｎ的作用，ｇ取１０ｍ／ｓ２，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ｆｆ随时间变化的图像是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）答案Ａ从ｔ＝０开始物体以一定初速度ｖ０向右滑行时，物体受到水平向左的滑动摩擦力，Ｆｆ１＝－μＦＮ＝－μｍｇ＝－２Ｎ；物体的最大静摩擦力Ｆｆｍ＝μｍｇ＝２Ｎ，由于Ｆ＜Ｆｆｍ，所以当物体的速Ｃ．１Ｎ和６ＮＤ．２Ｎ和５Ｎ答案ＢＣ弹簧的弹力可能是拉伸形变产生的，也可能是压缩形变产生的。

若为拉伸形变产生的，以Ａ为研究对象，根据平衡条件有ＧＡ＋Ｆ＝ＦＴ，得ＦＴ＝５Ｎ；以Ｂ为研究对象，有ＧＢ＝ＦＮ′＋Ｆ，ＦＮ′＝ＦＮ，得ＦＮ＝２Ｎ，选项Ｂ正确。

若弹簧的弹力为压缩形变产生的，同理可得ＦＴ＝１Ｎ，ＦＮ＝６Ｎ，选项Ｃ正确。

４．（２０１７四川成都高新月考）（多选）如图所示，把重为２０Ｎ的物体放在倾角为３０°的粗糙斜面上，物体处于静止状态。

物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，若物体与斜面间的最大静摩擦力为１２Ｎ，则弹簧对物体的弹力（弹簧与斜面平行）（）度减小到零时，物体将停止运动，受到水平向右的静摩擦力，由平衡条件得物体受到的静摩擦力为Ｆｆ２＝Ｆ＝１Ｎ，故选项ＡＡ．可以为Ｂ．２２Ｎ，方向沿斜面向上正确。

２．如图所示，完全相同的质量为ｍ的Ａ、Ｂ两球用两根等长的细线悬挂在Ｏ点，两球之间夹着一根劲度系数为ｋ的轻弹簧，静止不动时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为θ，则弹簧的长度被压缩了（）Ｃ．可以为２Ｎ，方向沿斜面向下不可能为零答案ＡＢ将物体重力按照作用效果分解为平行斜面的下滑分力Ｇｓｉｎ３０°＝１０Ｎ，垂直斜面的分力Ｇｃｏｓ３０°＝１０３Ｎ，物体与斜面间的最大静摩擦力为１２Ｎ，当最大静摩擦力平行斜面向下时，弹簧弹力为拉力，等于２２Ｎ；当最大静摩擦力平行斜面向上时，弹簧弹力为推力，等于２Ｎ，故弹簧弹力可以是不大于２Ｎ的推力或者不大于２２Ｎ的拉力，也可以没有弹力，综上所述，Ａ、Ｂ正确，Ｃ、Ｄ错误。