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    江苏专版高考物理一轮复习第二章相互作用学案docWord格式.docx

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    江苏专版高考物理一轮复习第二章相互作用学案docWord格式.docx

    1、突破点(二) 弹力的分析与计算 典例 (2018天门期末)三个质量均为2 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图所示其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端直到c木块刚好离开水平地面为止取g10 m/s2。则该过程p弹簧的左端向左移动的距离为多少 解析 刚开始弹簧q处于压缩状态设其压缩量为x1则根据胡克定律有 x1mgk210500 m0.04 m4 cm 最终c木块刚好离开水平地面弹簧q处于拉伸状态设其拉伸量为x2则 x2mg m0.04 m4 cm c木块刚好离开水平地面时拉弹簧p的水

    2、平拉力大小为 F2mg410 N40 N 则弹簧p的伸长量为x3F40 m0.08 m8 cm p弹簧左端向左移动的距离xx1x2x34 cm4 cm8 cm16 cm。答案 16 cm 方法规律 计算弹力的四种方法 (1)根据胡克定律计算。(2)根据力的平衡条件计算。(3)根据牛顿第二定律计算。(4)根据动能定理计算。集训冲关 1(2016江苏高考)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4 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 解析选D 由Fkx知弹簧的劲度系数kFx40.02 N/m200 N

    3、/m选项D正确。2.如图所示一重为10 N的球固定在支杆AB的上端用一段绳子水平拉球使杆发生弯曲已知绳的拉力为7.5 N则AB杆对球的作用力( ) A大小为7.5 N B大小为10 N C方向与水平方向成53角斜向右下方 D方向与水平方向成53角斜向左上方 解析选D 对球进行受力分析可得AB杆对球的作用力与绳子对球的拉力的合力与球的重力等值反向则AB杆对球的作用力大小FG2F拉212.5 NA、B错误设AB杆对球的作用力与水平方向夹角为可得tan GF拉353故D项正确。平衡中的弹簧问题弹簧可以发生压缩形变也可以发生拉伸形变其形变方向不同弹力的方向也不同。在平衡问题中常通过轻弹簧这种理想化模型

    4、设置较为复杂的情景通过物体受力平衡问题分析弹簧的弹力。该类问题常有以下三种情况 (一)拉伸形变 1.如图所示用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂小球处于静止状态弹簧A与竖直方向的夹角为30弹簧C水平则弹簧A、C的伸长量之比为( ) A.34 B43 C12 D21 解析选D 将两小球及弹簧B视为一个整体系统该系统水平方向受力平衡故有kxAsin 30kxC可得xAxC21D项正确。(二)压缩形变 2.如图所示两木块的质量分别为m1和m2两轻质弹簧的劲度系数5 分别为k1和k2上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块直到它刚离开上面弹簧在

    5、此过程中下面木块移动的距离为( )A.m1gk1 B.m2gk1 C.m1gk2 D.m2gk2 解析选C 在此过程中压在下面弹簧上的压力由(m1m2)g 减小到m2g即减少了m1g根据胡克定律可断定下面弹簧的长度增长了lm1gk2即下面木块移动的距离为m1gk2。(三)形变未知 3.如图所示水平轻杆的一端固定在墙上轻绳与竖直方向的夹角为37小球的重力为12 N轻绳的拉力为10 N水平轻弹簧的弹力为9 N求轻杆对小球的作用力。解析(1)弹簧向左拉小球时设杆的弹力大小为F与水平方向的夹角为小球受力如图甲所示。由平衡条件知 Fcos F1sin 37F2Fsin F1cos 37G 代入数据解得F

    6、5 N53即杆对小球的作用力大小为5 N方向与水平方向成53角斜向右上方。(2)弹簧向右推小球时 小球受力如图乙所示 由平衡条件得F20Fsin F1cos 37代入数据解得F15.5 Narctan15。即杆对小球的作用力大小约为15.5 N方向与水平方向成arctan斜向左上方。答案见解析 6 对点训练对力、重力概念的理解 1多选关于力下列说法正确的是( ) A拳击运动员一记重拳出击被对手躲过运动员施加的力没有受力物体 B站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复原状而产生的 C重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的动力、阻力、压力、支持力是按力的作用效果命名的 D同一物体放在斜面上受到的重力一定

    7、小于放在水平面上受到的重力 解析选BC 力是物体间的相互作用有力就有施力物体和受力物体故A错误物体受到的弹力是施力物体反抗形变(或欲恢复原状)对受力物体施加的力故B正确力学中按照力的性质可以把力分为重力、弹力、摩擦力等按照力的作用效果可以把力分为动力、阻力、压力、支持力等故C正确同一物体放在地球上同一纬度且离地面高度相同时受到的重力相同故D错误。2多选(2018张家港六校联考)下列关于重心的说法正确的是( ) A重心是物体的各部分所受重力的合力的作用点 B质量均匀形状规则的物体的重心必与其几何中心重合 C重心是物体上最重的一点 D直铁丝被弯曲后重心便不在其中点但一定还在铁丝上 解析选AB 我们

    8、认为物体各部分受到的重力作用集中于一点这一点叫做物体的重心故A正确质量分布均匀、形状规则的物体重心在几何中心上故B正确重心不是物体上最重的一点故C错误若直铁丝被弯曲后变成圆环重心不在铁丝上故D错误。对点训练弹力的有无及方向判断 3足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情景下列说法正确的是( ) A图甲中静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力 B图乙中静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力 C图丙中即将被踢起的足球一定不能被看成质点 D图丁中落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变 解析选D 足球受到的弹力和重力是两种

    9、性质的力A错误产生弹力的条件是相互接触且存在形变B错误物体能否看成质点取决于物体的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略即将被踢起的足球有时也能看作质点C错误落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变D正确。 7 4.如图所示一小球用两根轻绳挂于天花板上球静止绳1倾斜绳2恰好竖直则小球所受的作用力有( )A1个 B2个 C3个 D4个 解析选B 假设绳1对球有作用力该作用力的方向斜向左上方另外小球在竖直方向上受重力和绳2的拉力在这三个力的作用下小球不可能保持平衡而静止所以绳1不可能对小球施加拉力即小球所受的作用力有2个故B正确。5.在半球形光滑碗内斜搁一根筷子如图所示筷子与碗的接触点分别为

    10、A、B则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为( ) A均竖直向上 B均指向球心O CA点处指向球心OB点处竖直向上 DA点处指向球心OB点处垂直于筷子斜向上 解析选D A点处弹力的方向沿半径指向球心OB点处弹力的方向垂直于筷子斜向上故D正确。6如图所示的四个图中AB、BC均为轻质杆各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接两杆都在B处由铰链连接且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆能保持平衡的是( ) A图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙 B图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁 C图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁 D图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁 解析选B 如果

    11、杆受拉力作用可以用与之等长的轻绳代替如果杆受压力作用则不可用等长的轻绳代替题图甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用故A、C、D均错误B正确。对点训练弹力的分析与计算 7.多选(2018泰州模拟)某缓冲装置可抽象成如图所示的简8 单模型。其中k1、k2为原长相等劲度系数不同的轻质弹簧。下列表述正确的是( ) A缓冲效果与弹簧的劲度系数无关 B垫片向右移动时两弹簧产生的弹力大小相等 C垫片向右移动时两弹簧的长度保持相等 D垫片向右移动时两弹簧的形变量不相同 解析选BD 劲度系数不同在相同的压力下形变效果不同故缓冲效果与弹簧的劲度系数有关故A错误垫片向右移动时两个

    12、弹簧的长度减小而两弹簧是串联关系故产生的弹力大小始终相等故B正确垫片向右移动时根据胡克定律公式Fkx劲度系数不同故形变量不同故C错误D正确。8.如图所示质量为2 kg的物体B和质量为1 kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。再将一个质量为3 kg 的物体A轻放到B上的瞬间弹簧的弹力大小为(取g10 m/s2)( ) A30 N B0 C20 N D12 N 解析选C 放物体A之前物体B处于平衡状态由平衡条件可知弹簧的弹力FmBg20 N轻放上物体A的瞬间弹簧的弹力来不及改变其大小仍为20 N故C正确。9.(2018宁波联考)如图所示A、B两个物块的重力分别是GA3 NGB4 N弹簧

    13、的重力不计整个装置沿竖直方向处于静止状态这时弹簧的弹力F2 N则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是( ) A3 N和4 N B5 N和6 N C1 N和2 N D5 N和2 N 解析选D 当弹簧由于被压缩而产生2 N的弹力时由受力平衡及牛顿第三定律知识天花板受到的拉力为 1 N地板受到的压力为6 N当弹簧由于被拉伸而产生2 N的弹力时可得天花板受到的拉力为5 N地板受到的压力为2 ND正确。10(2018云南模拟)如图所示弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦力不计物重G1 N则弹簧测力计A和B的示数分别是( ) A1 N,0 B0,1 N C2 N,1 N D1 N,1 N 解析选D 对A由

    14、重物平衡得到弹簧的拉力大小FAG1 N则弹簧秤A的读数为1 N。对B由左侧重物(或右侧重物)平衡得到弹簧的拉力大小FBG1 N则弹簧秤B9 的读数为1 N。考点综合训练 11.一个长度为L的轻弹簧将其上端固定下端挂一个质量为m的小球时弹簧的总长度变为2L。现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接A、B两小球的质量均为m则两小球平衡时B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小且弹簧都在弹性限度范围内)( ) 3L B4L C5L D6L 解析选C 由题意可知kLmg当用两个相同的弹簧按题图所示悬挂时下面弹簧弹力大小为mg伸长量为L而上面弹簧的弹力为2mg由kx2mg可知上面弹簧的伸长量为x2L故B球到

    15、悬点O的距离为LLL2L5LC正确。12多选(2018镇江调研)如图所示在竖直方向上两根完全相同的轻质弹簧a、b一端与质量为m的物体相连接另一端分别固定当物体平衡时若( ) Aa被拉长则b一定被拉长 Ba被压缩则b一定被压缩 Cb被拉长则a一定被拉长 Db被压缩则a一定被拉长 解析选BC 对物体受力分析并结合平衡条件可知当a对物体有拉力Fa时若Famg则b被拉长若Famg则b被压缩若Famg则b处于自然状态选项A错误C正确若a被压缩则b对物体施加的一定是向上的弹力即b一定被压缩故选项B正确D错误。13多选(2018铜仁模拟)如图甲所示一个弹簧一端固定在传感器上传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化

    16、的作用力(拉力或压力)时在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像(如图乙)。则下列判断正确的是( ) 10 A弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B在弹性范围内弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比 C该弹簧的劲度系数是200 N/m D该弹簧受到反向压力时劲度系数不变 解析选BCD 根据胡克定律可知Fk(ll0)kx即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比与弹簧长度不成正比故A错误根据A选项的论述可知B正确在弹力与弹簧形变量图像上图像的斜率表示劲度系数由此可知该弹簧的劲度系数是200 N/m故C正确由于图像斜率不变因此由实验可知该弹簧受到反向压力时劲度系数不变故D正确。14(2018新余

    17、期末)如图所示质量分别为m1m2的两个物体在光滑水平面上运动中间用一轻弹簧连接已知水平向右的力F110 N水平向左的力F24 N则轻弹簧的拉力可能为(A2 N B4 N C8 N D10 N 解析选C 采用极值法判断当m2m1时将m1看作零得到弹簧的弹力大小等于F1为10 N同理当m1m2时将m2看作零得到弹簧的弹力大小等于F2为4 N故实际弹力介于10 N与4 N之间。15.(2018北京市状元桥学校二模)如图所示轻杆与竖直墙壁成53角斜插入墙中并固定另一端固定一个质量为m的小球水平轻质弹簧处于压缩状态弹力大小为4mg(g表示重力加速度)则轻杆对小球的弹力大小为( ) A.53mg B.5m

    18、g C.5mg D.4mg 解析选D 以小球为研究对象分析受力情况如图所示根据共点力平衡条件得轻杆对小球的弹力大小为Fmg2F弹2 11 mg234mg2 4mg故选D。第2节摩擦力 (1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。(2)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态。(3)受滑动摩擦力作用的物体可能处于静止状态。(4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。(5)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。(6)两物体接触处的弹力越大滑动摩擦力越大。(7)两物体接触处的弹力增大时接触面间的静摩擦力大小可能不变。突破点(一) 静摩擦力的有无及方向判断 题点全练 1.(2018如东检测)如图所示如东苏果和欧尚

    19、超市为方便顾客安装智能化的倾斜向上的自动扶梯(无台阶)。在没有乘客乘行时自12 动扶梯以较小的速度匀速运行当乘客站立乘行(手不扶扶手)时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。则该扶梯在运送乘客的过程中(A扶梯匀速运行时乘客不受摩擦力作用 B扶梯匀速运行时乘客对扶梯的作用力方向竖直向下 C扶梯加速运行时扶梯对乘客的摩擦力方向与运动方向相反 D扶梯加速运行时扶梯对乘客的作用力方向与运动方向相反 解析选B 扶梯匀速运行时乘客所受的摩擦力等于重力向下的分力选项A错误匀速运动阶段乘客处于平衡状态扶梯对乘客的作用力竖直向上乘客对扶梯的作用力方向竖直向下选项B正确由于智能化的自动扶梯无台阶乘客站在斜面上乘客

    20、的加速度的方向沿斜面向上时乘客要受到沿斜面向上的摩擦力的作用与运动方向相同选项C错误扶梯对乘客的作用力和重力的合力沿扶梯斜向上故扶梯对乘客的作用力斜向上但不沿扶梯方向D错误。2.(2016海南高考)如图在水平桌面上放置一斜面体P两长方体物块a和b叠放在P的斜面上整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则( ) f10f20f30 Bf10f20f30 Cf10f20f30 Df10f20f30 解析选C 对整体受力分析可知整体相对地面没有相对运动趋势故f30再将a和b看成一个整体a、b整体有相对斜面向下运动的趋势故b与P之间有摩擦力即f20

    21、再对a受力分析可知a相对于b有向下运动的趋势a和b之间存在摩擦力作用即f10。选项C正确。3多选(2018南京模拟)如图所示A、B、C三个物体质量相等它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( ) AA物体受到的摩擦力方向向右 B三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零 CB、C受到的摩擦力方向相同 DB、C受到的摩擦力方向相反 解析选BC A物体与传送带一起匀速运动它们之间无相对运动或相对运动趋势即无摩擦力作用A错误B、C两物体虽运动方向不同但都处于平衡状态由沿传送带方向所受合力为零可知B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用故

    22、B、C正确D错误。 题后悟通 13 判断静摩擦力的有无及方向的三种方法 (1)假设法 利用假设法判断的思维程序如下 (2)运动状态法 此法关键是先确定物体的运动状态(如平衡或求出加速度)再利用平衡条件或牛顿第二定律(Fma)确定静摩擦力的方向。(3)牛顿第三定律法 “力是物体间的相互作用”先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向。突破点(二) 摩擦力大小的计算 1滑动摩擦力的计算方法可用公式fN计算注意对物体间相互挤压的弹力N的分析N并不总是等于物体的重力它与研究对象受到的垂直接触面方向的力密切相关也与研究对象在该方向上的运动状态有关。2静摩擦

    23、力的计算方法 (1)最大静摩擦力fmax的计算最大静摩擦力fmax只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来比滑动摩擦力稍大些通常认为二者相等即fmaxN。(2)一般静摩擦力的计算 物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)利用力的平衡条件来计算其大小。物体有加速度时根据牛顿第二定律进行分析。例如水平匀速转动的圆盘上物块靠静摩擦力提供向心力产生向心加速度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。衡水检测)如图所示质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行长木板与地面间动摩擦因数为1木块与长木板间动摩擦因数为2若长木板仍处于静止状态则长木板受地面摩擦力大小一定为( ) A1(mM)

    24、g B2mg C1mg D2mg1Mg 审题指导 物体m相对M向右滑动受到向左的滑动摩擦力力的作用是相互的故m对M有向右的滑动摩擦力故M有向右滑动的趋势受到向左的静摩擦力。解析 物体m相对M向右滑动受到向左的滑动摩擦力大小为F12FN2mg 14 力的作用是相互的故木块对长木板有向右的滑动摩擦力故长木板有向右滑动的趋势受到地面对其向左的静摩擦力根据平衡条件有F2F1因而F22mg。 本题中木板受地面的静摩擦力故不能用F1(mM)g求摩擦力故只有B正确。答案 B 易错提醒 计算摩擦力时的三点注意 (1)首先分清摩擦力的性质因为只有滑动摩擦力才能利用公式计算静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解。(2)公式FFN中FN为两接触面间的正压力与物体的重力没有必然联系不一定等于物体的重力。(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关与接触面积的大小也无关。扬州六校联考)如图所示两块相同的木块被竖直的木板夹住保持静止状态设每一木块的质量为m则两木块间的摩擦力大小为(A0 B0.5mg mg D2mg 解析选A 设每一木块的重力为G一侧木板对木块的摩擦力大小为f1两块木块之间的摩擦力大小为f2。根据平衡条件得 对整体有


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