2018年高考物理一轮复习专题2.1三种基本作用力精讲深剖201711023109.doc
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1、专题2.1 三种基本作用力(一)真题速递1.(2017全国卷16)如图,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()图1A2 B.C. D.【答案】C2.(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()A40 m/N B40 N/m C200 m/N D200 N/m【答案】D【解析】由胡克定律得劲度系数k200 N/m,D项对。3(2014上海单科,9,3分)如图,光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直
2、平面内,A端与水平面相切穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N.在运动过程中()AF增大,N减小 BF减小,N减小CF增大,N增大 DF减小,N增大【答案】A【解析】由题意知,小球在由A运动到B过程中始终处于平衡状态设某一时刻小球运动至如图所示位置,则对球由平衡条件得:Fmgsin ,FNmgcos ,在运动过程中,增大,故F增大,FN减小,A正确 4.(2013全国卷T15)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
3、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 C.物块对斜面的正压力【答案】C(二)考纲解读主题 内容 要求 说明 相互作用 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力形变、弹性、胡克定律矢量和标量 处理物体在粗糙面上的问题,只限于已知相对运动或已知运动方向的情况 本讲共涉及三个一级考点,考试中单独考查本讲知识多以摩擦力为主要考察点,对于摩擦力问题要区分好滑动摩擦力、静摩擦力、最大静摩擦力的关系,相对难度还是不小的。大多数考题往往还是会结合后面的力的合成和分解进行综合分析分析求解。(三)考点精讲考向一重力、弹力的分析与计算1弹力有无的判断“三法”假设法思路假设将与研究对象接触的物
4、体解除接触,判断研究对象的运动状态是否发生改变若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定存在弹力例证图中细线竖直、斜面光滑,因去掉斜面体,小球的状态不变,故小球只受细线的拉力,不受斜面的支持力替换法思路用细绳替换装置中的杆件,看能不能维持原来的力学状态如果能维持,则说明这个杆提供的是拉力;否则,提供的是支持力例证图中轻杆AB、AC,用绳替换杆AB,原装置状态不变,说明杆AB对A施加的是拉力;用绳替换杆AC,原状态不能维持,说明杆AC对A施加的是支持力状态法思路由运动状态分析弹力,即物体的受力必须与物体的运动状态相符合,依据物体的运动状态,由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程,求
5、解物体间的弹力例证升降机以ag加速下降时物体不受底板的弹力作用2弹力方向的判断(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断(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计算弹力大小的三种方法(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【例1】 (多选)如图2所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为,在斜杆的下端固定有质量为m的小球下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是()图2A小车静止时,Fmgsin ,方向沿杆向上B小车静止时,Fmgcos ,方向垂直于杆向上C小车向右匀速运动时,一定有Fmg,方向竖
6、直向上D小车向右匀加速运动时,一定有Fmg,方向可能沿杆向上关键词“斜杆与竖直杆”;小车静止、匀速、向右匀加速运动【答案】CD【例2】如图3所示,质量均为m的A、B两球,由一根劲度系数为k的轻弹簧连接静止于半径为R的光滑半球形碗中,弹簧水平,两球间距为R且球半径远小于碗的半径则弹簧的原长为()图3A.R B.RC.R D.R关键词轻弹簧;静止于半径为R的光滑半球形碗中;球半径远小于碗的半径【答案】D弹力方向的判定技巧1弹力方向2技巧点拨利用替代法判断轻杆提供的是拉力还是支持力:轻绳和有固定转轴轻杆的相同点是弹力的方向是沿绳和沿杆的,但轻绳只能提供拉力,轻杆既可以提供拉力也可以提供支持力跟踪练习
7、1如图4所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成角的细绳拴接一小球当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是()图4A细绳一定对小球有拉力的作用B轻弹簧一定对小球有弹力的作用C细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力D细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力【答案】D【解析】接触不一定会有力的作用。2.如图5所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是()图5A无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B盒子
8、沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力【答案】A考点二“动杆”和“定杆”与“活结”和“死结”问题1“动杆”和“定杆”问题(1)动杆:若轻杆用转轴或铰链连接,当杆处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆,否则会引起杆的转动如图6甲所示,若C为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿杆的方向图6(2)定杆:若轻杆被固定不发生转动,则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向如图乙所示,水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一个小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m10 kg的
9、重物,CBA30.滑轮受到绳子的作用力应为图丙中两段绳中拉力F1和F2的合力,因为同一根绳子张力处处相等,都等于重物的重力,即F1F2Gmg100 N用平行四边形定则作图,可知合力F100 N,所以滑轮受绳的作用力为100 N,方向与水平方向成30角斜向下,弹力的方向不沿杆2“活结”和“死结”问题(1)活结:当绳绕过滑轮或挂钩时,由于滑轮或挂钩对绳无约束,因此绳上的力是相等的,即滑轮只改变力的方向不改变力的大小,例如图乙中,两段绳中的拉力大小都等于重物的重力(2)死结:若结点不是滑轮时,是固定点,称为“死结”结点,则两侧绳上的弹力不一定相等图7【例3】如图7所示,两个轻环a和b套在位于竖直面内
10、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.m Cm D2m关键词轻环,不计所有摩擦;a、b间的距离恰好等于圆弧的半径【答案】C跟踪练习3如图8所示,滑轮本身的质量可忽略不计,滑轮轴O安在一根轻木杆B上,一根轻绳AC绕过滑轮,A端固定在墙上,且绳保持水平,C端挂一重物,BO与竖直方向的夹角45,系统保持平衡若保持滑轮的位置不变,改变夹角的大小,则滑轮受到木杆作用力大小变化情况的是()图8A只有角变小,作用力才变大B只有角变大,作用力才变大C不论角变大或变小,作用力都
11、是变大D不论角变大或变小,作用力都不变【答案】D【解析】杆的力比较特殊,本题中卫两端绳子的合力4(多选)如图9所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆,A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),B端吊一重物现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢上拉,在AB杆达到竖直前()图9A绳子拉力不变B绳子拉力减小CAB杆受力增大DAB杆受力不变【答案】BD考点三摩擦力的分析与计算1静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下:(2)状态法:先判断物体的状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(Fma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向(3)牛顿
12、第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向2静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则Ffma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合ma,先求合力再求静摩擦力3滑动摩擦力大小的计算滑动摩擦力的大小用公式FfFN来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;FN为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关【例4】 (多选)如图1
13、0所示,斜面体A静置于水平地面上,其倾角为45,上表面水平的物块B在A上恰能匀速下滑现对B施加一个沿斜面向上的力F,使B能缓慢地向上匀速运动,某时刻在B上轻轻地放上一个质量为m的小物体C(图中未画出),A始终静止,B保持运动状态不变,关于放上C之后的情况,下列说法正确的是()图10AB受到的摩擦力增加了mgB推力F增大了mgC推力F增大了mgDA受到地面的摩擦力增加了mg关键词恰能匀速下滑;使B能缓慢地向上匀速运动【答案】ACD摩擦力方向的分析技巧和计算1分析技巧(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析(2)要注意灵活应用相对运动趋势法、假设法、状态法和转换
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