高中物理粵教版第三章研究物體間的相互作用單元測試 優(yōu)秀

第三章章末復(fù)習(xí)課【知識體系】研究物體間的相互作用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(彈力\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(產(chǎn)生條件：一是兩個物體直接①；二是兩個物體發(fā)生②,方向：總是指向彈性形變恢復(fù)的方向,（1）在接觸面上產(chǎn)生的彈力方向與接觸面③,（2）軟繩產(chǎn)生的彈力方向沿繩指向繩④的方向,大?。涸趶椥韵薅葍?nèi)，彈簧彈力的大小用胡克定律來計算，即⑤)),摩擦力\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(靜摩擦力\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(產(chǎn)生條件：（1）物體接觸且擠壓；（2）接觸面粗糙；（3）有相對滑動趨勢,方向：沿著接觸面的⑥，與相對滑動趨勢的方向⑦,大小：0＜f≤fm)),滑動摩擦力\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(產(chǎn)生條件：（1）物體接觸且擠壓；（2）接觸面粗糙；（3）有相對滑動,方向：沿著接觸面的⑧，與相對滑動方向⑨,大小：f＝μFN)))),力的合成與分解\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(合力與分力：等效替代關(guān)系,遵守的定則：平行四邊形定則、三角形定則,合力范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2)),共點(diǎn)力的平衡\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(平衡狀態(tài)：靜止或勻速直線運(yùn)動,平衡條件：∑F＝0（∑Fx＝0，∑Fy＝0）)),作用力與反作用力\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(相互性：作用力與反作用力總是相互的、成對出現(xiàn)的,同時性：兩力⑩、?,同性質(zhì)：作用力和反作用力一定是同種性質(zhì)的力,異體性：兩力作用在兩個不同的物體上，不能互相抵消))))[答案填寫]①接觸②彈性形變③垂直④收縮⑤F＝kx⑥切線⑦相反⑧切線⑨相反⑩同時產(chǎn)生?同時消失主題1彈力和摩擦力彈力摩擦力產(chǎn)生條件相互接觸并發(fā)生彈性形變①相互接觸、相互擠壓②接觸面粗糙③兩物體有相對滑動或相對滑動的趨勢方向與物體發(fā)生形變的方向相反與相對滑動或相對滑動趨勢的方向相反大小計算方法①彈簧彈力：胡克定律②發(fā)生微小形變物體的彈力：二力平衡①靜摩擦力：二力平衡②滑動摩擦力：f＝μFN理解①繩產(chǎn)生的拉力方向沿繩②接觸面處的彈力垂直接觸面③桿的彈力方向可以沿桿，也可以不沿桿①運(yùn)動的物體可能受靜摩擦力的作用②摩擦力的方向不一定與運(yùn)動方向在一條直線上③靜摩擦力不一定比動摩擦力?、苣Σ亮Σ灰欢ㄊ亲枇ε袛喾椒á偌僭O(shè)法②結(jié)合物體運(yùn)動狀態(tài)判斷③看效果【典例1】(多選)某人騎一普通自行車，在水平路面上正用腳蹬車前進(jìn)，兩輪皆不打滑，下列說法正確的是()A．前輪受靜摩擦力，方向向后B．前輪受靜摩擦力，方向向前C．后輪受靜摩擦力，方向向后D．后輪受靜摩擦力，方向向前解析：本題采用假設(shè)法，對后輪，假設(shè)地面光滑，后輪不受靜摩擦力，后輪是主動輪，人用力蹬車時，后輪一定打滑，與地面接觸的點(diǎn)必向后滑動，故有向后的滑動趨勢．實(shí)際情況是后輪并不打滑，說明后輪一定受地面施給它向前的摩擦力，以保持后輪不打滑，此力正是自行車的動力．對于前輪，也可假設(shè)前輪光滑，前輪不受摩擦力，由于前輪是被動輪，人用腳蹬車時，整個車要向前運(yùn)動，前輪若不受地面施給的摩擦力，則前輪會向前滑動而不轉(zhuǎn)動．而實(shí)際情況前輪是轉(zhuǎn)動的，故有向前的滑動趨勢，這正說明前輪受到向后的靜摩擦力．正確的答案是A、D.答案：AD針對訓(xùn)練1．(多選)如圖所示，位于斜面上的物塊M在沿斜面向上的力F作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面作用于物塊的靜摩擦力()A．方向一定沿斜面向下B．方向可能沿斜面向下C．大小可能等于零D．大小不可能等于F解析：以物塊M為研究對象進(jìn)行受力分析可知，物塊M受豎直向下的重力、垂直斜面向上的彈力FN、平行斜面向上的力F以及平行于斜面方向的靜摩擦力，如圖所示(靜摩擦力未畫出)．靜摩擦力的方向與相對運(yùn)動趨勢方向相反，但這里無法直接確定，則可假設(shè)斜面光滑，此時物塊向上還是向下運(yùn)動取決于沿斜面方向向上的力F及沿斜面向下的重力的分力Gsinθ的大?。?dāng)F＞Gsinθ時，物塊有向上運(yùn)動的趨勢，此時靜摩擦力應(yīng)沿斜面向下，B正確．當(dāng)F＝Gsinθ時，無相對運(yùn)動趨勢，此時靜摩擦力為零，C正確．當(dāng)F＜Gsinθ時，物塊有向下運(yùn)動的趨勢，此時靜摩擦力沿斜面向上，A錯誤．當(dāng)F＝eq\f(1,2)Gsinθ時，靜摩擦力等于eq\f(1,2)Gsinθ且方向沿斜面向上，D錯誤．答案：BC主題2物體的受力分析1．準(zhǔn)確把握力學(xué)中常見三種不同性質(zhì)力的產(chǎn)生的條件，并結(jié)合物體的運(yùn)動狀態(tài)對物體進(jìn)行受力分析．2．按重力、彈力、摩擦力和其他力的順序進(jìn)行受力分析，做到不漏力；通過尋找施力物體，防止添力和漏力．3．合力與分力是等效替代關(guān)系，不能同時存在，不要重復(fù)出現(xiàn)．4．摩擦力產(chǎn)生條件之一是接觸面有彈力，沒有彈力的接觸面不存在摩擦力．【典例2】L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連，如圖所示．若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計空氣阻力．則木板P的受力個數(shù)為()A．3B．4C．5D．解析：P、Q一起沿斜面勻速下滑時，由于木板P上表面光滑，滑塊Q受到重力、P的支持力和彈簧沿斜面向上的彈力．木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的壓力和彈簧沿斜面向下的彈力，所以選項C正確．答案：C針對訓(xùn)練2．(多選)一質(zhì)量為m的物塊能在傾角為θ的斜面上勻速下滑．現(xiàn)同時對物塊施加一個豎直向下的恒力F，如圖所示．則物塊()A．施加F后，物體受到四個力的作用B．仍沿斜面勻速下滑C．沿斜面減速下滑D．沿斜面加速下滑解析：物體在未加F前受重力、支持力及摩擦力作用而處于平衡狀態(tài)，合外力為零，加上F后，可看作增加了重力，增大了對斜面的壓力，也增大了摩擦力，仍可處于平衡狀態(tài)．選AB.答案：AB主題3共點(diǎn)力的平衡問題1．平衡狀態(tài)、平衡力．物體在幾個力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)，這幾個力叫做平衡力(或其中的一個力叫其余幾個力的平衡力)．2．共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件：合外力為零，即F合＝0或F合x＝0，F(xiàn)合y＝0.3．平衡條件的應(yīng)用．(1)當(dāng)物體受兩個共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)時，則這兩個力必然大小相等，方向相反，作用在同一直線上．(2)當(dāng)物體受三個共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)時，則這三個力的作用線必相交于同一點(diǎn)，其中任意兩個力的合力，一定與第三個力等值反向；畫出力的平行四邊形后，應(yīng)用直角三角形的邊角關(guān)系、正弦定理或余弦定理或者相似三角形對應(yīng)邊成比例等方法求解．(3)當(dāng)物體受三個以上共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)時，常用正交分解法．【典例3】如圖所示，物體甲重20N，物體乙重100N，乙與水平桌面間的最大靜摩擦力是30N，輕繩OA與豎直方向的夾角θ＝37°，物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)＝求：(1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大？(2)設(shè)甲的重力可變，為使乙物體保持靜止，求甲最重不能超過多少？解析：(1)以O(shè)點(diǎn)為研究對象，由受力分析可知：輕繩OA受到的拉力F2＝eq\f(G,cos37°)＝25N，輕繩OB受到的拉力F1＝Gtan37°＝15N.(2)當(dāng)乙與水平桌面間的摩擦力達(dá)到最大30N時，甲可以加到最重為G′，此時OB繩拉力F＝30N，則G′＝eq\f(F,tan37°)＝40N.答案：見解析針對訓(xùn)練3．如圖所示，質(zhì)量為2kg的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角θ為37°.質(zhì)量為1kg的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，求地面對三棱柱的支持力和摩擦力各為多少？eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g取10N/kg，sin37°＝\f(3,5)，cos37°＝\f(4,5)))解析：設(shè)小球和斜面體的質(zhì)量分別為m、M，小球受力如圖甲所示，因球處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件知：N2cosθ＝mg，N2sinθ＝N1，解得N1＝mgtanθ＝N，把小球和斜面體當(dāng)作一整體，受力如圖乙所示，由平衡條件知，地面對斜面體的支持力FN＝mg＋Mg＝30N，地面對斜面體的摩擦力f＝N1＝mgtanθ＝N.答案：見解析統(tǒng)攬考情本章知識是歷年高考的重點(diǎn)，主要考查力的有無和方向的判斷．?？际芰Ψ治龇椒肮颤c(diǎn)力的平衡，考查的題型一般為選擇題，在動力學(xué)中也常在計算題中被考查到．真題例析(2023·山東卷)如圖，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時A恰好不滑動，B剛好不下滑．已知A與B間的動摩擦因數(shù)為μ1，A與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．A與B的質(zhì)量之比為()\f(1,μ1μ2) \f(1－μ1μ2,μ1μ2)\f(1＋μ1μ2,μ1μ2) \f(2＋μ1μ2,μ1μ2)解析：對B，μ1F＝mBg，對A、B整體，μ2(mA＋mB)g＝F聯(lián)立即得eq\f(mA,mB)＝eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)，B正確．答案：B針對訓(xùn)練(多選)兩個物體如圖放置，水平力F＝1N作用在b上，兩物體保持相對靜止向左做勻速直線運(yùn)動，則以下說法正確的是()A．物體b對物體a的摩擦力為1NB．物體b與物體a之間可能是光滑的C．地面對物體b的摩擦力為ND．地面對物體b的摩擦力為1N解析：對a，由平衡條件水平方向合力為零，則受摩擦力為0，即a與b之間沒有摩擦力，則b與物體a之間可能是光滑的，故A錯誤，B正確；對b受力分析，受重力、支持力、壓力、向左的拉力和向右的摩擦力，根據(jù)共點(diǎn)力平衡，則有地面對物體b的摩擦力為1N，故C錯誤，D正確．故選BD.答案：BD1.如圖所示，一物體m沿粗糙固定斜面加速下滑，在滑動過程中，物體m受到的力是()A．重力、支持力、摩擦力、沿斜面向下的下滑力B．重力、支持力、摩擦力、沿斜面向下的慣性力C．重力、支持力、摩擦力、垂直斜面向下的壓力D．重力、支持力、摩擦力解析：物體加速下滑時僅受重力、支持力和摩擦力三個力作用，“下滑力”是重力沿斜面向下的分力，“慣性力”不存在，垂直斜面向下的壓力作用在斜面上．故應(yīng)選D.答案：D2．作用在一個物體上的兩個力，F(xiàn)1＝30N、F2＝40N，它們的夾角是90°，要使物體沿F1的方向做勻速直線運(yùn)動，必須再施加一個力F3，它的大小是()A．30NB．35NC．50ND．70N解析：由力的平衡條件，可知F3與前兩個力的合力大小相等，方向相反，即50N，與物體速度方向無關(guān)．答案：C3．(多選)如圖所示，物體A、B用細(xì)繩與彈簧連接后跨過滑輪．A靜止在傾角為45°的粗糙斜面上，B豎直懸掛．已知質(zhì)量mA＝3mB，不計滑輪摩擦，現(xiàn)將斜面傾角由45°減小到30°，下列說法正確的是()A．彈簧的彈力大小不變B．物體A對斜面的壓力將減少C．物體A受到的靜摩擦力將減小D．彈簧的彈力及A受到的靜摩擦力都不變解析：彈簧的彈力F始終等于物體B的重力，故彈力大小不變，A正確；物體A對斜面的壓力等于斜面對A的支持力，即N＝mAgcosθ，斜面傾角減小，壓力將增大，B錯誤；物體A沿斜面的合力為零，有f＝mAgsinθ－mBg，由于mAgsin30°＞mBg，故隨著角度的減小，摩擦力依舊沿斜面向上，大小逐漸減小，C正確，D錯誤．答案：AC4.如圖所示，一個半球形碗放在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的．一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為α＝60°.則兩小球的質(zhì)量之比eq\f(m2,m1)為()\f(\r(3),3)\f(\r(2),3)\f(\r(3),2)\f(\r(2),2)解析：對質(zhì)量為m1的小球，由FN與FT水平方向合力為零可知，F(xiàn)N＝FT；豎直方向有2FTcos30°＝m1g.對質(zhì)量為m2的小球，有FT＝m2g，從而得到2m2g×eq\f(\r(3),2)＝m1g，解得eq\f(m2,m1)＝eq\f(\r(3),3).答案：A5．如圖所示，A、B兩球完全相同，質(zhì)量均為m，用兩根等長的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，兩球之間固連著一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，靜止不動時，彈簧位于水平方向，兩根細(xì)線之間的夾角為2θ，重力加速度為g，已知下列各情況中，彈簧與A、B兩球