版高考物理一轮复习模拟创新题专题二相互作用.docx
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版高考物理一轮复习模拟创新题专题二相互作用
专题二 相互作用
根据高考命题大数据软件分析,重要关注第1、2、7、8、9、12及创新导向题。
模拟精选题
选择题
1.(2016·广西桂林月考)如图所示,斜面体A上的物块P,用平行于斜面体的轻弹簧拴接在挡板B上,在物块P上施加水平向右的推力F,整个系统处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.物块P与斜面之间一定存在摩擦力
B.轻弹簧一定被拉长
C.地面对斜面体A一定存在摩擦力
D.若增大推力F,则弹簧弹力一定减小
解析 若物块P受到弹簧的弹力与物块的重力及推力F、支持力平衡,则不受摩擦力,选项A错误;若物块P受到支持力与物块的重力及推力F三力平衡,则无弹簧弹力,选项B错误;物块P、斜面A及弹簧相对静止,可看成一整体,受到的水平面的摩擦力等于推力F,选项C正确;增大推力F,根据此时静摩擦力的特点,即f≤fm,判断弹簧弹力减小、不变或者增大都有可能,选项D错误。
答案 C
2.(2016·湖南省衡阳市高三联考)a、b是截面为直角三角形的两个完全相同的楔形物体,分别在垂直于斜边的恒力F1、F2作用下静止在相同的竖直墙面上,如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a、b受力个数一定相同
B.F1、F2大小一定相等
C.墙面对物体的弹力一定相等
D.b受到摩擦力可能大于a受到的摩擦力
解析 受力分析可知,a一定受四个力的作用,b可能受三个力也可能受四个力的作用,A项错;如图,由平衡条件得F1、F2不一定相等,又FN=Fsinθ,故弹力FNa、FNb也不一定相等,B、C项错误;a受到的最大静摩擦力为Fam=μF1sinθ,b的最大静摩擦力为Fbm=μF2sinθ,当F2>F1时,有Fbm>Fam,D项正确。
答案 D
3.(2016·安徽省“江南十校”高三联考)如图,放在斜劈上的物块,受到平行于光滑斜面向下的力F作用,沿斜面向下运动,斜劈保持静止。
下列说法正确的是( )
A.地面对斜劈的摩擦力方向水平向右
B.地面对斜劈的弹力大于斜劈和物块的重力之和
C.若F增大,地面对斜劈的摩擦力也增大
D.若F反向,地面对斜劈的摩擦力也反向
解析 无论滑块下滑还是上滑,滑块对斜面体的压力不变,即垂直于斜面向下,所以斜面体受力不变,由斜面体所受各力保持平衡,知A正确。
答案 A
4.(2016·陕西西工大附中模拟)轻杆的一端安装有一个小滑轮P,用手握住杆的另一端支撑着悬挂重物的轻绳,如图所示。
现使杆和竖直方向的夹角缓慢减小,则下列关于杆对滑轮P的作用力的下列判断正确的是( )
A.变大B.不变
C.变小D.无法确定
答案 B
5.(2016·河南开封模拟)杂技表演的安全网如图所示,网绳的结构为正方形格式,O、a、b、c、d等为网绳的结点,安全网水平张紧后,质量为m的运动员从高处落下,恰好落在O点上,该处下凹至最低点时,网绳dOe、bOg均为120°张角,如图乙所示,此时O点受到向下的冲击力大小为2F,则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为( )
A.FB.
C.2F+mgD.
解析 每根绳子的拉力为T,则每根绳子的拉力在竖直方向的分量为Tcos60°,由平衡知识可知:
2F=4Tcos60°,解得:
T=F,故选项A正确。
答案 A
6.(2016·湖南浏阳月考)如图所示,物体B通过动滑轮悬挂在细绳上,整个系统处于静止状态,动滑轮的质量和一切摩擦均不计。
如果将绳的左端点由P点缓慢地向右移到Q点,整个系统重新平衡后,绳的拉力F和绳子与竖直方向的夹角θ的变化情况是( )
A.F变大,θ变大B.F变小,θ变小
C.F不变,θ变小D.F不变,θ变大
解析 整个系统处于静止状态,设两侧绳子的夹角为β,滑轮两侧绳的拉力F=
,左端移动到Q点后,根据几何关系可知,此时两绳的夹角β减小,所以两侧绳的拉力变小,由几何知识可知,图中角θ大小是两绳的夹角大小的一半,由于滑轮两侧绳的夹角减小,所以角θ减小,故B正确,A、C、D错误。
答案 B
7.(2016·石家庄模拟)(多选)如图所示,质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上,两轻杆等长,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C,整个装置处于静止状态,设杆与水平面间的夹角为θ。
下列说法正确的是( )
A.当m一定时,θ越小,滑块对地面的压力越大
B.当m一定时,θ越大,轻杆受力越小
C.当θ一定时,M越大,滑块与地面间的摩擦力越大
D.当θ一定时,M越大,可悬挂重物C的质量m越大
解析 对A、B、C整体分析可知,对地面压力为FN=
(2M+m)g,与θ无关,故A错误;将C的重力按照作用效果分解,如图所示:
根据平行四边形定则,有F1=F2=
=
,故m一定时,θ越大,轻杆受力越小,故B正确;对A分析,受重力、杆的推力、支持力和向右的静摩擦力,根据平衡条件,有f=F1cosθ=
,与M无关,故C错误;当θ一定时,M越大,M与地面间的最大静摩擦力越大,则可悬挂重物C的质量m越大;故D正确;故选B、D。
答案 BD
8.(2016·河北省保定市高三调研)如图所示,木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点,物体A、B叠放在木板上且处于静止状态,此时物体B的上表面水平。
现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置,物体A、B仍保持静止,与原位置的情况相比( )
A.A对B的作用力减小
B.B对A的支持力减小
C.木板对B的支持力减小
D.木板对B的摩擦力增大
解析 开始和转到虚线位置,A对B的作用力都等于A的重力,大小不变,选项A错;木板转到虚线位置后倾角减小,A、B受到的摩擦力Ff=(mA+mB)gsinθ减小,即木板对B的摩擦力减小,A、B对木板的压力FN=(mA+mB)gcosθ增大,木板对B的支持力也增大,选项C、D错;转到虚线位置时物体B的上表面倾斜,对A受力分析,易知,B对A的支持力减小,选项B对。
答案 B
9.(2016·河南省郑州市高三质量预测)如图所示,a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上,并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。
已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计所有摩擦,重力加速度为g。
当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向,则下列说法正确的是( )
A.a可能受到2个力的作用
B.b可能受到3个力的作用
C.绳子对a的拉力等于mg
D.a的重力为mgtanθ
解析 对a、b受力分析可知,a一定受3个力,b一定受2个力作用,选项A、B错误;对b受力分析可知,b受绳子拉力等于mg,因此绳子对a的拉力等于mg,选项C正确;对a受力分析,Gasinθ=mgcosθ,可得:
Ga=
,选项D错误。
答案 C
10.(2016·湖南师大附中月考)如图所示,水平桌面上平放有一堆卡片,每一张卡片的质量均为m。
用一手指以竖直向下的力压第1张卡片,并以一定速度向右移动手指,确保第1张卡片与第2张卡片之间有相对滑动。
设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,手指与第1张卡片之间的动摩擦因数为μ1,卡片之间、卡片与桌面之间的动摩擦因数均为μ2,且有μ1>μ2,则下列说法正确的是( )
A.任意两张卡片之间均可能发生相对滑动
B.上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左
C.第1张卡片受到手指的摩擦力向左
D.最后一张卡片受到水平桌面的摩擦力向右
解析 对第一张卡片而言,手指对第一张卡片的滑动摩擦力为μ1F,由于与第二张之间有相对滑动,则μ2(F+mg)>μ1F;则对第二张卡片而言,第一张卡片对第二张卡片的静摩擦力为μ2(F+mg),而下一张卡片对第二张卡片的最大静摩擦力为μ2(F+2mg)>μ2(F+mg)成立,可知第二张卡片也不会产生滑动,以此类推,故任意两张卡片之间均不可能发生相对滑动,选项A错误;对任意一张卡片来说,上表面受到的静摩擦力向右,下表面受到的下一张的静摩擦力向左,选项B正确;第1张卡片受到手指的摩擦力向右,选项C错误;最后一张卡片受到水平桌面的摩擦力向左,选项D错误。
答案 B
11.(2016·河南信阳大考)(多选)如图甲、乙所示,一物块在粗糙斜面上,在平行斜面向上的外力F的作用下,斜面和物块始终处于静止状态。
当外力F按照图乙的规律变化时,下列说法中正确的是( )
A.地面对斜面的摩擦力逐渐减小
B.地面对斜面的摩擦力逐渐增大
C.物块对斜面的摩擦力可能一直增大
D.物块对斜面的摩擦力可能一直减小
解析 将两者看做一个整体,整体受到重力,支持力,拉力和地面的摩擦力,因为两物体始终处于静止状态,所以合力为零,故有f=Fcosθ,当F逐渐减小时,地面对斜面的摩擦力在减小,A正确,B错误;隔离小物块,若拉力的最大值大于重力平行斜面的分力,静摩擦力沿着斜面向下,则:
F-f-mgsinθ=0,故拉力减小后,静摩擦力先减小后反向增加;若拉力的最大值小于重力的平行斜面的分力,静摩擦力沿着斜面向上,则:
F+f-mgsinθ=0,故拉力减小后,静摩擦力一直增大,故C正确,D错误。
答案 AC
12.(2016·江西省吉安市高三上学期质检)如图所示,质量为m的物体A静止在倾角为θ=30°、质量为M的斜面体B上。
现用水平力F推物体A,在F由零增大至
mg再逐渐减为零的过程中,A和B始终保持静止。
对此过程下列说法正确的是( )
A.地面对B的支持力大于(M+m)g
B.A对B的压力的最小值为
mg,最大值为
mg
C.A受到摩擦力的最小值为0,最大值为
mg
D.A受到摩擦力的最小值为0,最大值为mg
解析 对A、B整体应用平衡条件可得地面对B的支持力等于(M+m)g,A项错;对A受力分析如图所示。
当F=0时,A对B的压力最小,如图
(1)为FN1=mgcosθ=
mg,当F=
mg,A对B的压力最大,如图
(2)为FN2=mgcos30°+
mgsin30°=
mg,B项错;当Fcos30°=mgsin30°,即F=
mg(在0~
mg之间)时,A受的静摩擦力为零,当F=
mg时,如图
(2),由平衡条件得:
摩擦力Ff=Fcos30°-mgsin30°=mg,最大,故C项错,D项正确。
答案 D
13.(2015·山东枣庄八中测试)如图所示,斜面放置于粗糙水平地面上,物块A通过跨过光滑定滑轮的轻质细绳与物块B连接,系统处于静止状态,现对B施加一水平力F使B缓慢地运动,使绳子偏离竖直方向一个角度(A与斜面均保持静止),在此过程中( )
A.斜面对物块A的摩擦力一直增大
B.绳对滑轮的作用力不变
C.地面对斜面的摩擦力一直增大
D.地面对斜面的支持力一直增大
解析 因为物块A一直保持静止,沿平行于斜面方向受到的静摩擦力和重力沿斜面向下的分力,以及绳子的拉力,三者大小关系不能确定,所以无法判断静摩擦力的变化,A错误;设细绳与竖直方向夹角为α,则有:
F=mgtanα;因为过程中α在增大,所以拉力在增大,因为滑轮受到两端绳子的压力,而绳拉力的大小在变化,所以绳子对滑轮的作用力也在变化,B错误;将A、B和斜面体看做一个整体,整体在水平方向上受到拉力F和地面给的摩擦力,拉力在增大,所以摩擦力在增大,C正确;整体在竖直方向上只受重力和支持力,所以地面对斜面的支持力不变,D错误。
答案 C
14.(2014·启东中学月考)气象研究小组用图示简易装置测定水平风速。
在水平地面上竖直固定一直杆,半径为R、质量为m的薄空心塑料球用细线悬挂,绳的另一端固定于杆顶端O,当水平风吹来时,球在风力的作用下飘起来。
已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积,当风速v0=3m/s时,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°,则( )
A.θ=60°时,风速v=6m/s
B.若风速增大到某一值时,θ可能等于90°
C.若风速不变,换用半径变大、质量不变的球,则θ不变
D.若风速不变,换用半径相等、质量变大的球,则θ减小
解析 风力可表示为F=kvS,当风速v0=3m/s时,风力可表示为F0=kv0S,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°,则tan30°=F0/mg,当θ=60°时,tan60°=F/mg,解得风速v=9m/s,选项A错误;无论风速增大到多大,θ一定小于90°,选项B错误;若风速不变,换用半径变大、质量不变的球,S变大,风力变大,由tanθ=
知θ变大,选项C错误;若风速不变,换用半径相等、质量变大的球,S不变,风力不变,则θ减小,选项D正确。
答案 D
创新导向题
1.生活实际——通过蜗牛爬行考查力的合成问题
一只重为G的蜗牛沿着藤蔓缓慢爬行,如图所示。
若藤蔓的倾角为α,则藤蔓对蜗牛的作用力大小为( )
A.GsinαB.GcosαC.GtanαD.G
解析 对蜗牛进行受力分析,如图所示:
藤蔓对蜗牛的作用力大小为藤蔓对蜗牛的支持力和摩擦力的合力,因蜗牛缓慢爬行,说明蜗牛处于平衡状态,即所受合力为零,藤蔓对蜗牛的支持力和摩擦力的合力与重力大小相等,因此,蜗牛受到藤蔓的作用力大小等于蜗牛重力,即等于G,故D正确。
答案 D
2.生活实际——以“减速带”为背景考查力的合成问题
减速带是交叉路口常见的一种交通设施,车辆驶过减速带时要减速,以保障行人的安全。
当汽车前轮刚爬上减速带时,减速带对车轮的弹力为F,下图中弹力F画法正确且分解合理的是( )
解析 减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面,指向受力物体,故A、C错误;按照力的作用效果分解,将F可以分解为水平方向和竖直方向,水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度,竖直方向上分力产生向上运动的作用效果,故B正确,D错误。
答案 B
3.物理与生活——以“玩手机”对颈椎的影响为背景考查共点力平衡问题
近年来,智能手机的普及使“低头族”应运而生。
近日研究发现,玩手机时,就有可能让颈椎承受多达60磅(约270N)的重量。
不当的姿势与一系列健康问题存在关联,如背痛、体重增加、胃痛、偏头痛和呼吸道疾病等,当人体直立时,颈椎所承受的压力等于头部的重量;但当低头时,颈椎受到的压力会随之变化。
现将人低头时头颈部简化如图所示的模型;重心在头部的P点,颈椎OP(轻杆)可绕O转动,人的头部在颈椎的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止。
假设低头时颈椎与竖直方向的夹角为45°,PQ与竖直方向的夹角为60°,此时,颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的( )
A.4.2倍B.3.3倍C.2.8倍D.2.0倍
解析 人的头受力情况,如图所示。
设人的颈椎对头的支持力F,则由几何关系可知:
=
=
,所以F=
G≈3.34G,B正确。
答案 B
4.就地取材——借助教学用具三角板考查共点力平衡问题
(多选)如图所示,一个教学用的直角三角板的边长分别为a、b、c,被沿两直角边的细绳A、B悬吊在天花板上,且斜边c恰好平行天花板,过直角的竖直线为MN。
设A、B两绳对三角形薄板的拉力分别为Fa和Fb,已知Fa和Fb及薄板的重力为在同一平面的共点力,则下列判断正确的是( )
A.薄板的重心不在MN线上
B.薄板所受重力的反作用力的作用点在MN的延长线上
C.两绳对薄板的拉力Fa和Fb是由于薄板发生形变而产生
D.两绳对薄板的拉力Fa和Fb之比为Fa∶Fb=b∶a
解析 三角板受到重力和两个绳子的拉力,处于平衡状态,如图所示,由几何关系,三个力一定交于三角形下面的顶点,所以重心一定在MN线上,薄板所受重力的反作用力的作用点在MN的延长线上,故A错误,B正确;两绳对薄板的拉力是由于绳子的形变而产生的,C错误;根据共点力平衡条件可得Fa=mgcosα,Fb=mgsinα,故可得
=
=
,D正确。
答案 BD
5.独辟蹊径——不能看成质点的“棒”
如图所示,一根粗细均匀的金属棒AB,棒的A端用轻绳连接,轻绳的另一端固定在天花板上,在棒的B端施加水平拉力F使金属棒处于静止状态。
轻绳与竖直方向的夹角为α,金属棒与竖直方向的夹角为β,下列说法正确的是( )
A.sinβ=2sinαB.cosβ=2cosα
C.tanβ=2tanαD.cotβ=2cotα
解析 金属棒受重力G、水平拉力F和轻绳拉力T三个力而平衡,则这三个力的矢量线段必相交于一点O′,如图所示,O点为棒的重心,即AB的中点,∠CAO′=α,由几何关系得tanα=
,tanβ=
,其中BC=2CO′,因此tanβ=2tanα。
答案 C
6.理想变现实——将理想的轻质绳换成实际的匀质绳
如图所示,一根匀质绳的质量为M,其两端固定在天花板上的A、B两点,在绳的中点悬挂一质量为m的重物,悬挂绳的质量不计,设α、β为绳的端点和中点处的切线方向与竖直方向的夹角,试求
的大小。
解析 设悬点A处对绳的拉力大小为F1,由对称性可知点B处对绳的拉力大小也为F1,取M和m为一整体,由平衡条件得
2F1cosα=(M+m)g
设绳在P点的张力大小为F2,对P点由平衡条件得
2F2cosβ=mg
再以AP段绳为研究对象,由水平方向合力为零求得
F1sinα=F2sinβ
以上三式联立可得
=
。
答案
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- 高考 物理 一轮 复习 模拟 创新 专题 相互作用