1、专题二相互作用,高考物理(江苏专用),考点一三种常见的力力的合成与分解A组自主命题江苏卷题组1.(2016江苏单科,1,3分)一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度。则该弹簧的劲度系数为?()A.40 m/NB.40 N/mC.200 m/ND.200 N/m,五年高考,答案D根据胡克定律有F=kx,则k=?=? N/m=200 N/m,故D正确。,易错点拨F=kx中的x为弹簧的形变量,而不是弹簧的总长度。本题中如果用弹簧总长度计算k值,则会错选B。,2.(2011江苏单科,1,3分)如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的
2、夹角为,重力加速度为g。若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为?()?A.?B.?C.?mg tan D.?mg cot ,答案A石块受力如图所示,由对称性可知两侧面所受弹力FN1和FN2大小相等,设为FN,由三力平衡可知四边形OABC为菱形,故ODC为直角三角形,且OCD=,则由?mg=FN sin 可得FN=?,故A正确。,评析考查受力分析和三力平衡知识,同时考查对数学知识的应用能力,特别是菱形转化成直角三角形,再利用直角三角形特性解题的方法。,解题关键明确研究对象,画好受力分析图。,1.(2014广东理综,14,4分)如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、
3、N处受力的方向,下列说法正确的是?(),A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向,B组统一命题、省(区、市)卷题组,答案A支持力的方向垂直于支持面,因此M处受到的支持力垂直于地面竖直向上,N处支持力过N垂直于切面斜向上,A项正确、B项错;静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反,因此M处的静摩擦力沿水平方向,N处的静摩擦力沿MN方向,C、D项都错误。,2.(2018天津理综,7,6分)(多选)明朝谢肇淛的五杂组中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木
4、楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则()A.若F一定,大时FN大B.若F一定,小时FN大C.若一定,F大时FN大D.若一定,F小时FN大,答案BC本题考查力的分解。如图所示,把力F分解在垂直于木楔两侧的方向上,根据力的作用效果可知,F1=F2=FN=?,由此式可见,B、C项正确,A、D项错。,思路分析力的分解方法按照力的实际作用效果分解力,得出FN的函数式,结论便一目了然。,3.(2015广东理综,19,6分)(多选)如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地
5、面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有?()?A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力,答案BC由于三条绳长度不同,则三条绳与竖直杆间的夹角不相等,因竖直杆仅是压在地面上而没有固定,则三条绳对杆的拉力在水平方向的分力必平衡,但三个水平分力在水平面内的方向关系不确定,故不能确定三条绳中张力的大小关系,A错误、C正确;由于三条绳对杆的拉力在竖直方向的分力都向下,故B正确;绳子拉力的合力竖直向下,杆的重力也竖直向下,它们不是一对平衡力,故D错误。,评析本试题涉及不在同一平面内的外力的分
6、析与处理,增大了试题的难度,主要考查了受力分析与平衡问题,难度中等。,1.(2014山东理综,14,6分)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后?()?A.F1不变,F2变大B.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小,C组教师专用题组,答案A木板静止时受力情况如图所示,设轻绳与竖直木桩的夹角为,由平衡条件知,合力F1=0,故F1不变,F2=?,剪短轻绳后,增大,cos 减小,F2增大,故A正确。,2.
7、(2013课标,15,6分)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F20)。由此可求出?(),A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的正压力,答案C当物块所受外力F为最大值F1时,具有沿斜面向上的运动趋势由平衡条件可得:F1=mg sin +fm;同理:当物块所受外力F为最小值F2时,具有沿斜面向下的运动趋势,即F2+fm=mg sin 。联立解得fm=?,F1+F2=2mg sin ,由于物块质量m和斜面的倾角未知,故选项C正确,选项A、B、D错误
8、。,3.(2013广东理综,20,6分)(多选)如图所示,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平。现把物体Q轻轻地叠放在P上,则?()?A.P向下滑动B.P静止不动C.P所受的合外力增大D.P与斜面间的静摩擦力增大,答案BDP静止在斜面上时沿斜面方向有:mg sin =fmg cos ,即sin cos ,当把物体Q放在P上时、均不变,故P仍将保持静止,且合外力为零,则A、C均错,B项正确。由f=mg sin 知,当m变大时f将随之变大,D项正确。,评析本题考查斜面上的自锁现象,即当tan 时,静放于斜面上的物体,无论其质量多大也不会下滑。题目中的“把物体Q轻轻地叠放在P上”相当于P的质量变
9、大。,考点二受力分析共点力的平衡A组自主命题江苏卷题组(2010江苏单科,3,3分)如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机。三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30角,则每根支架中承受的压力大小为?()?A.?mgB.?mgC.?mgD.?mg答案D如图每根支架承受的压力为N,则N的竖直分力大小为?,所以N=?=?mg,D正确。,方法指导正交分解法。,解题思路以照相机为研究对象,把每根支架对它的支持力分解在水平方向和竖直方向上,则水平方向上的三个分力的合力为零,竖直方向上三个分力的合力等于照相机的重力。B组统一命题、省(区、市)卷题组,1.(2017课标,16,6分)如图
10、,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为?()?A.2-?B.?C.?D.,B组 自主命题省（区、市）卷题组,答案C本题考查物体受力分析、滑动摩擦力、物体的平衡。物块在水平力F作用下做匀速直线运动,其受力如图甲所示?甲?乙由平衡条件:F=f、FN=mg而f=FN=mg即F=mg当F的方向与水平面成60角时,其受力如图乙,由平衡条件:F cos 60=f1f1=FN1=(mg-F sin 60)联立解得=?,选项C正确。,一题多解受力变化时,物块和桌面间的动摩擦因数不变,不妨假设摩擦力和
11、支持力的合力方向与支持力的夹角为,则有tan =?=,因不变,故角不变,即F与mg的合力方向不变,由图可知,当F由水平变为与水平面夹角为60时,F大小不变,?=30,再由=tan 得=tan 30=?选项C正确。,2.(2017课标,17,6分)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)?()A.86 cmB.92 cmC.98 cmD.104 cm,答案B设弹性绳劲度系数为k,绳总长l
12、1=100 cm时,绳上弹力大小F1=k(l1-l0),绳中点处受力平衡,设绳与水平方向夹角为,则有2F1 sin =F=G,cos =?,sin =?,绳两端缓慢移至同一点时,设绳长为l2,其弹力大小F2=k(l2-l0),此时绳中点处受力平衡,有2F2=F=G,综上所述有2k(l1-l0) sin =2k(l2-l0),解得l2=92 cm,则选项B正确。,解题关键关键词理解与情景构建弹性绳可按弹簧模型处理,始终处于弹性限度内说明劲度系数k不变,钩码挂在绳的中点,绳中点处受力平衡,两侧绳上弹力大小相等,等于弹性绳的弹力。,3.(2016课标,17,6分)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内
13、的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为?()A.?B.?mC.mD.2m,答案C由于物块通过挂钩悬挂在线上,细线穿过圆环且所有摩擦都不计,可知线上各处张力都等于小球重力mg。如图所示,由对称性可知a、b位于同一水平线上,物块处于圆心O点正上方,则1=2,3=4,1=5。因圆弧对轻环的弹力沿圆弧半径方向,且轻环重力不计,由平衡条件知环两侧细线关于圆弧半径对称,即5=6,由几何关系得1=2=5=6=30,3=4=60。再由物块与挂钩的受力平衡有mg cos 60+mg cos 60=Mg,故有M=m,C正确。,4.(2017课标,21,6分)(多选)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N。初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹
