2019年高考物理备考优生百日闯关系列专题02相互作用含解析20190524143.docx2019-06-11-02-40-00-122.wps
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1、专题 0202 相互作用 第一部分名师综述 相互作用是整个高中物理力学问题的解题基础,很多类型题都需要受力分析,然后用力的合成 与分解、共点力平衡方程解题,其中对重力、弹力、摩擦力的考查方式大多以选择题的形式出 现,每个小题中一般包含几个概念。考查受力分析的命题方式一般是涉及多力平衡问题,可以 用力的合成与分解求解,也可以根据平衡条件求解,考查方式一般以选择题形式出现,特别是 平衡类连接体问题题设情景可能更加新颖。 第二部分精选试题 一、单选题 1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
2、件,当衣架静止时,下列 说法正确的是 A绳的右端上移到 b,绳子拉力越大 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,则衣服架悬挂点右移 【答案】 B 【解析】 【详解】 AC、如图所示,由于是一条绳子,所以绳子的力应该处处相等,所以绳子与水平方向的夹角也 应该是相等的, 1 假设绳子的总长为 L,则x = Lcos,若 MN之间的距离不变,根据公式可知夹角就不会变化, 设绳子的拉力为 T,根据平衡可知:2Tsin = mg,若夹角和质量 m 不变,则绳子的拉力也不 会改变,故 AC错; B、将杆 N 向右移一些,根据x = Lcos 可知
3、夹角变小,再根据2Tsin = mg可知绳子拉力变 大,故 B 对; D、绳长和两杆间距离不变的情况下,角度就不会变化,所以挂的衣服的质量不会影响悬挂点 的移动,故 D 错; 故选 B 2如图所示,细绳一端固定在 A 点,跨过与 A 等高的光滑定滑轮 B 后在另一端悬挂一个沙桶 Q。现有另一个沙桶 P 通过光滑挂钩挂在 AB 之间,稳定后挂钩下降至 C 点,ACB=120,下 列说法正确的是 A若只增加 Q 桶的沙子,再次平衡后 C 点位置不变 B若只增加 P 桶的沙子,再次平衡后 C 点位置不变 C若在两桶内增加相同质量的沙子,再次平衡后 C 点位置不变 D若在两桶内增加相同质量的沙子,再次
4、平衡后沙桶 Q 位置上升 【答案】 C 【解析】 【详解】 A、B、对砂桶 Q 分析有FT = GQ,设两绳的夹角为 ,对砂桶 P 的 C 点分析可知受三力而平衡, 而 C 点为活结绳的点,两侧的绳张力相等,有2FTcos ,联立可知 ,故增大 2 = GP 2GQcos2 = GP Q 的重力,夹角 变大,C 点上升;增大 P 的重力时,夹角 变小,C 点下降;故 A,B 均错 误. C、由平衡知识2GQcos2 = GP,而 = 120,可得GP = GQ,故两砂桶增多相同的质量,P 和 Q 的重力依然可以平衡,C 点的位置不变;故 C 正确,D 错误. 故选 C. 【点睛】 掌握活结绳上
5、的张力处处相等,三力平衡的处理方法,连体体的平衡对象的选择. 3如图所示,带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上,放置于斜劈上的光滑小球与 套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接,开始时轻绳与斜劈平行。现给小滑块施加一个竖直向上的 2 拉力,使小滑块沿杆缓慢上升,整个过程中小球始终未脱离斜劈,则有 A小球对斜劈的压力保持不变 B轻绳对小球的拉力先减小后增大 C竖直杆对小滑块的弹力先增大再减小 D对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大 【答案】 D 【解析】 【详解】 A、B、对小球受力分析,受重力、支持力和细线的拉力,如图所示: 根据平衡条件可知,细线的拉力 T 增加,支持力 N 减小,根据牛顿第三
6、定律,球对斜面的压力 也减小;故 A、B 错误。 C、D、对球和滑块整体分析,受重力、斜面的支持力 N,杆的支持力 N,拉力 F,如图所示: 根据平衡条件,有:水平方向:N=Nsin,竖直方向:F+Ncos=G,由于 N 减小,故 N减 小,F 增加;故 C 错误、D 正确。 故选 D。 【点睛】 本题考查共点力平衡条件的应用,关键是正确选择采用整体法和隔离法,灵活地选择研究对象, 3 然后根据平衡条件并结合图示法和正交分解法分析即可。通常在分析外力对系统作用时,用整 体法;在分析系统内各物体之间的相互作用时,用隔离法。有时在解答一个问题时要多次选取 研究对象,需要整体法与隔离法交叉使用。 4
7、最近,不少人喜欢踩着一种独轮车,穿梭街头。这种独轮车全名叫电动平衡独轮车,其中 间是一个窄窄的轮子,两侧各有一块踏板。当人站在踏板上向右运动时,可简化为如图甲、乙 所示的模型。关于人在运动中踏板对人脚的摩擦力,下列说法正确的是 A考虑空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力向左 B不计空气阻力,当人以如图甲所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力向左 C考虑空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右匀速运动时,脚所受摩擦力可能为零 D不计空气阻力,当人以如图乙所示的状态向右加速运动时,脚所受摩擦力不可能为零 【答案】 C 【解析】 【详解】 考虑空气阻力,当人处如图甲所示的状态向右
8、匀速运动时,根据平衡条件,则脚所受摩擦力为 右,故 A 错误;不计空气阻力,当人处如图甲所示的状态向右加速运动时,合力向右,即脚所 受摩擦力向右,故 B 错误;当考虑空气阻力,当人处如图乙所示的状态向右匀速运动时,根据 平衡条件,则重力、支持力与空气阻力处于平衡,则脚所受摩擦力可能为零,故 C 正确;当不 计空气阻力,当人处如图乙所示的状态向右加速运动时,根据牛顿第二定律,脚受到的重力与 支持力提供加速度,那么脚所受摩擦力可能为零,故 D 错误;故选 C。 【点睛】 此题考查根据不同的运动状态来分析脚受到力的情况,掌握物体的平衡条件以及加速度与合外 力的关系,注意人水平方向向右运动时空气阻力的
9、方向是水平向左的 5如图所示为一简易起重装置,AC是上端带有滑轮的固定支架 BC 为质量不计的轻杆,杆的 一端 C 用较链固定在支架上,另一端 B 悬挂一个质量为 m 的重物,并用钢丝绳跨过滑轮 A 连接 在卷扬机上.开始时,杆 BC 与 AC的夹角BCA90,现使BCA缓缓变小,直到BCA=30. 在此过程中,杆 BC所受的力(不计一切阻力)() 4 A逐渐增大 B先减小后增大 C大小不变 D先增大后减小 【答案】 C 【解析】 以结点 B 为研究对象,分析受力情况,作出力的合成图如图,根据平衡条件则知,F、N 的合 力 F 合与 G 大小相等、方向相反。 F合 F N AB BC 根据三角
10、形相似得:AC = AB = BC,又 F 合=G,得:F = BCG,N = ACG,现使BCA 缓慢变小的过 程中,AB 变小,而 AC、BC 不变,则得到,F 变小,N 不变,所以绳子越来越不容易断,作用 在 BC 杆上的压力大小不变;故选 C。 【点睛】本题运用三角相似法研究动态平衡问题,直观形象,也可以运用函数法分析研究 6如图所示,质量为 M 的斜面体放在粗糙的水平面上,物体 A 和 B 通过细线跨过定滑轮相连, 不考虑滑轮的摩擦和质量,斜面与 A 和 B 间都没有摩擦,细线与斜面平行。在图示情况下都静 止不动,细线的张力为 T,斜面体对地面的压力为 N,斜面体与地面的摩擦力为 f
11、。如果将 A 和 B 位置对换且 A 和 B 都没达地面上时;,斜面体依然静止,细线的拉力为 T1,斜面体对地面 的压力为 N1,斜面体与地面的摩擦力为 f1,那么() 5 ATT1,f1 f BN1N,T=T1 CT1=T,f1不为零,f=0 DN1=N,f1=f0 【答案】 C 【解析】由初始情景可加mA=mBsin,mAmB,互换位置后 mB g T1 mBa ,T m g m a , 1 A sin A 解得 T1= mAg,a=g(1-sin),B 将加速下落,由超重和失重可知,NN1;初始细度拉力 T= mAg, 互 接 位 置 后 , T1=mAg, 由 质 点 系 的 牛 顿
12、第 二 定 律 可 得 f=0, f1=mAax+M0+mB0=mAg(1- sin)cos0.故选 C. 【点睛】本题涉及加速度不同的连接体问题,也可以采用整体法研究,可分竖直和水平两个方 向分别列式分析。 7如图所示,倾角为 a 的斜面体 c 置于水平地面上,小盒 b 置于斜面上,通过细绳跨过光滑 的定滑轮与物体 a 连接,连接 b 的一段细绳与斜面平行,连接 a 的一段细绳竖直,a 连接在竖 直固定在地面的弹簧上,现在 b 盒内缓慢加入适量砂粒,a、b、c 始终位置保持不变,下列说 法中正确的是() Ab 对 c 的摩擦力可能先减小后增大 B地面对 c 的支持力可能不变 Cc 对地面的摩
13、擦力方向始终向左 D弹簧一定处于压缩状态 【答案】 A 【解析】A 项:对 b 进行受力分析:重力 G,支持力 F,细线的拉力 F,摩擦力 f,开始时如果 重力沿斜面向下的分力小于细线的拉力 F,当加入砂子时,即增大了重力,所以摩擦力先减小 到零时,继续加入砂子,摩擦力反向增大,故 A 正确; B、C 项:对 bc组成的系统受力分析可知,重力 G,支持力 F,细线的拉力,地面的摩擦力 f, 当细线的拉力为零时,c 对地面的摩擦力为零,故 C 错误,由于 a、b、c 始终位置保持不变, 所以地面对 c 的支持力一定不变,故 B 错误; 6 D 项:由于不清楚 a、b、c 三物体及摩擦因素的大小关
14、系,所以 a 受的拉力可能大于 a 的重力, 也可小于 a 的重力,也可等于 a 的重力,所以弹簧不一定处于压缩状态,故 D 错误。 8如图所示为两光滑金属导轨 MNQ 和 GHP,其中 MN 和 GH 部分为竖直的半圆形导轨,NQ 和 HP 部分为水平平行导轨,整个装置置于方向竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中。有两 个长均为 l、质量均为 m、电阻均为 R 的导体棒垂直导轨放置且始终与导轨接触良好,其中导 体棒 ab 在半圆形导轨上,导体棒 cd 在水平导轨上,当恒力 F 作用在导体棒 cd 上使其做匀速 运动时,导体棒 ab 恰好静止,且距离半圆形导轨底部的高度为半圆形导轨半径
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