全反力的秒用-2024年高考物理答題技巧邯含答案

全反力的秒用-2024年高考物理答題技巧

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1.全反力

物體受到的支持力與滑動摩擦力的合力即為全反力，如圖1所示

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由于/=〃入即滑動摩擦力與支持力成正比，所以全反力的方向不變，設(shè)全反力與支持力的夾角為夕，則

tan0=4=〃即為定值，其中。為摩擦角。

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（1）.物理場景:如圖2所示，一質(zhì)量為機的物塊在拉力F作用下沿水平面做勻速直線運動，物塊與水平面間

的動摩擦因數(shù)為〃，問當(dāng)拉力與水平方向夾角。多大時，拉力F最小，并求出此最小值？

由平衡可得,水平方向：Feos9—7=0,豎直方向：FN-\-Fsin3=mg且/=〃為，則

Fcosd—欣m(xù)g—Fsin0）二0

整理得

Feos3+/iFsind=jumg

即

門_limg

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cos。+〃sin。

由輔助角公式可得

cos。+“sin。=Jl+/?[cos-H—"sin—）=y/1+//2sin（。+9）

W1+//2J1+/）

當(dāng)a+夕=年時，sin（df+夕）最大,此時拉力最小,為品皿=-F^=°

2Vi+7

（3）.全反力解法:將摩擦力與支持力合成為全反力,設(shè)全反力與支持力的夾角為a,由三角形法則可知，當(dāng)拉

力與全反力垂直時，拉力最小，如圖4所示

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V?f

宓隨圓用晦廂翹僻擷席禹舜即麻殿等

一、單選題

題目F（2022.浙江?高考真題）如圖所示，學(xué)校門口水平地面上有一質(zhì)量為m的石墩，石墩與水平地面間的

動摩擦因數(shù)為〃，工作人員用輕繩按圖示方式勻速移動石墩時，兩平行輕繩與水平面間的夾角均為。，則下

列說法正確的是（）

A.輕繩的合拉力大小為叫

COSC7

jLtmg

B.輕繩的合拉力大小為

cos3+“sin。

C.減小夾角依輕繩的合拉力一定減小

D.輕繩的合拉力最小時，地面對石墩的摩擦力也最小

題目0（2021.四川成都.一模）如圖，在跨過光滑定滑輪的輕繩拉動下，木箱從距滑輪很遠處沿水平地面向右

勻速運動。已知木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為空,木箱始終在地面上。則整個過程中拉力F的大小變化

情況是（）

〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃//

A.先減小后增大B.先增大后減小C.一直減小D.一直增大

題目回（2021.浙江.紹興市柯橋區(qū)教師發(fā)展中心模擬預(yù)測）某同學(xué)在家衛(wèi)生大掃除中用拖把拖地，沿推桿方

向?qū)ν习咽┘油屏,如圖所示，此時推力與水平方向的夾角為仇且拖把剛好做勻速直線運動，則（）

A.拖把所受地面的摩擦力為Fsin。

B.地面對拖把的作用力方向與水平向左的夾角大于。

C.從某時刻開始保持力?的大小不變，減小F與水平方向的夾角氏地面對拖把的支持力片變大

D.同學(xué)對推桿的作用力與推桿對拖把的作用力是一對作用力與反作用力

題目⑷（2022.江蘇.模擬預(yù)測）如圖所示，戰(zhàn)士在水平地面上拉輪胎訓(xùn)練,戰(zhàn)士以速度。做勻速直線運動,運

動過程中保持雙肩及兩繩的端點A、8等高，兩繩間的夾角為氏所構(gòu)成的平面與水平面間的夾角a不變，

則（）

A.保持n不變，夕變小，繩子的拉力變小B.保持”不變，。變小，繩子的拉力變大

C.保持。不變，”較小時，繩子的拉力較小D.保持，不變，n較小時，繩子的拉力較大

題目回（2021?四川巴中?模擬預(yù)測）如圖所示，某同學(xué)拉動一個箱子在水平面勻速前進，拉力尸與水平面的夾

角為仇下列說法正確的是（）

A.僅改變前進的速度，速度越大，拉力F越大B.僅改變夾角。，夕越大，拉力F越小

C.地面對箱子的作用力豎直向上D,地面對該同學(xué)和箱子作用力的合力豎直向上

題目回（2018?河北定州中學(xué)高三期末）如圖所示，傾角9=37°的斜面上有一木箱，木箱與斜面之間的動摩擦

因數(shù)〃=冬?，F(xiàn)對木箱施加一拉力F,使木箱沿著斜面向上做勻速直線運動。設(shè)F的方向與斜面的夾角

為a,在&從0逐漸增大到53°的過程中，木箱的速度保持不變，則（）

A.F先減小后增大B.F先增大后減小C.F一直增大D.F一直減小

二、多選題

題目可（2022?云南?瑞麗市第一民族中學(xué)高三期末）如圖所示,用與水平方向成個角的拉力F作用在物塊上,

隨著占從0°逐漸增大90°到的過程中，物塊始終沿水平面做勻速直線運動.關(guān)于物塊受到的外力,下列判

斷正確的是（）

A.拉力F先減小后增大B.拉力F一直減小

C.物塊受到地面的支持力先減小后增大D.物塊受到地面的摩擦力一直減小

三、解答題

題目⑥（2022?山東被擬預(yù)測）如圖所示，質(zhì)量小=5.2kg的金屬塊放在水平地面上，在斜向上的拉力尸作用

下，向右以3=2.0m/s的速度做勻速直線運動。已知金屬塊與地面間的動摩擦因數(shù)4=0.2,g=lOm/s?。

（1）求所需拉力F的最小值；

（2）如果從某時刻起撤去拉力F,求撤去拉力后金屬塊還能在桌面上滑行的距離s。

命理【題型解;題技西豚gg@?02含鹿)

i.全反力

物體受到的支持力與滑動摩擦力的合力即為全反力，如圖1所示

由于/=〃分即滑動摩擦力與支持力成正比，所以全反力的方向不變，設(shè)全反力與支持力的夾角為心則

tanO=4=〃即為定值，其中。為摩擦角。

s.同用技西

(1).物理場景:如圖2所示，一質(zhì)量為機的物塊在拉力F作用下沿水平面做勻速直線運動，物塊與水平面間

的動摩擦因數(shù)為〃，問當(dāng)拉力與水平方向夾角。多大時，拉力F最小，并求出此最小值？

(2).常規(guī)解法:對物塊受力分析且正交分解如圖3所示

由平衡可得,水平方向：Feos6—7=0,豎直方向：FN-\-Fsin3=mg且/=〃為，則

Fcosd—欣m(xù)g—Fsin0)=0

整理得

Feos3+/iFsind=jumg

即

門_limg

_r—

cos。+“sin。

由輔助角公式可得

cos。+“sin。=Jl+/?I1cos-H—"sin—)=Jl+/sin(。+9)

W1+//2J1+/)

當(dāng)a+夕=年時，sin(df+夕)最大,此時拉力最小,為品皿=-F^=°

2V1+7

(3).全反力解法:將摩擦力與支持力合成為全反力,設(shè)全反力與支持力的夾角為a,由三角形法則可知，當(dāng)拉

力與全反力垂直時，拉力最小，如圖4所示

V?f

宓隨圓用晦廂翹僻擷席禹舜即麻殿等

一、單選題

題目F（2022.浙江?高考真題）如圖所示，學(xué)校門口水平地面上有一質(zhì)量為m的石墩，石墩與水平地面間的

動摩擦因數(shù)為〃，工作人員用輕繩按圖示方式勻速移動石墩時，兩平行輕繩與水平面間的夾角均為。，則下

列說法正確的是（）

A.輕繩的合拉力大小為叫

COSC7

fimg

B.輕繩的合拉力大小為

cos6+〃sin9

C.減小夾角。，輕繩的合拉力一定減小

D.輕繩的合拉力最小時，地面對石墩的摩擦力也最小

【答案】B

【詳解】對石墩受力分析，由平衡條件可知

Tcosd^f

f="N

Tsin9+N=mg

聯(lián)立解得

cos。+〃sin。

故A錯誤，B正確；

C.拉力的大小為

丁=Hmg=umg

cos?+zzsin（9方sin（6+cp）

其中tan?=工，可知當(dāng)9+cp—90°時，拉力有最小值，即減小夾角仇輕繩的合拉力不一定減小，故C錯誤;

D.摩擦力大小為

片2=〃署醇"=3.

cos。+“sin。1+“tan。

可知增大夾角仇摩擦力一直減小，當(dāng)。趨近于90°時,摩擦力最小，故輕繩的合拉力最小時，地面對石墩的

摩擦力不是最小，故。錯誤；

故選B。

題目習(xí)（2021.四川成都.一模）如圖,在跨過光滑定滑輪的輕繩拉動下，木箱從距滑輪很遠處沿水平地面向右

勻速運動。已知木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為卓,木箱始終在地面上。則整個過程中拉力F的大小變化

情況是（）

〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃//

A.先減小后增大B.先增大后減小C.一直減小D.一直增大

【答案】A

【詳解】對物體受力分析，如圖所示

設(shè)兩個力的合力為尸，則由矢量三角形知拉力F垂直尸，拉力最小，此時拉力與水平方向的夾角為30°,當(dāng)

。角由0增加到30°時，拉力逐漸減小，當(dāng)。角由30°繼續(xù)增加時，拉力一直增大，故人正確，BCD錯誤。

故選人。

題目⑸（2021.浙江.紹興市柯橋區(qū)教師發(fā)展中心模擬預(yù)測）某同學(xué)在家衛(wèi)生大掃除中用拖把拖地，沿推桿方

A.拖把所受地面的摩擦力為Fsinf

B.地面對拖把的作用力方向與水平向左的夾角大于。

C.從某時刻開始保持力F的大小不變，減小F與水平方向的夾角/地面對拖把的支持力反變大

D.同學(xué)對推桿的作用力與推桿對拖把的作用力是一對作用力與反作用力

【答案】B

【詳解】4對拖把進行受力分析如圖所示

可得摩擦力為Fcos0,故A錯誤；

B.地面對拖把的作用力為支持力和摩擦力的合力，該合力應(yīng)該與mg和F的合力等大反向，該合力方向

與水平向左的夾角大于仇故B正確；

C.豎直方向有

FN=mg+Fsin。

則。減小，為減小，故C錯誤；

D.同學(xué)對推桿的作用力與推桿對拖把的作用力方向相同，不是一對作用力與反作用力，故。錯誤。

故選B。

W0（2022?江蘇?模擬預(yù)測）如圖所示,戰(zhàn)士在水平地面上拉輪胎訓(xùn)練,戰(zhàn)士以速度v做勻速直線運動,運

動過程中保持雙肩及兩繩的端點4、3等高，兩繩間的夾角為仇所構(gòu)成的平面與水平面間的夾角a不變，

則（）

A.保持n不變，夕變小，繩子的拉力變小B.保持。不變，。變小，繩子的拉力變大

C.保持。不變，o較小時，繩子的拉力較小D.保持。不變，u較小時，繩子的拉力較大

【答案】A

【詳解】AR保持o不變，則輪胎做勻速直線運動，設(shè)兩根繩的合力為F,根據(jù)平行四邊形定則有

F=2Tcosy

對輪胎受力分析，根據(jù)正交分解，水平方向上有

Fcosa=f

豎直方向有

Rsina+N=mg

又

f="N

聯(lián)立解得

T=________

2cosg（cosa+//sin（z）

故。變小，繩子的拉力變小，故?1正確，B錯誤；

CD.由題知，輪胎做勻速直線運動，根據(jù)

T=________Hrng

2cos-1-（costf+//sina）

可知保持。不變，則拉力T不變，與速度的大小無關(guān)，故C。錯誤。

故選A。

題目回（2021.四川巴中.模擬預(yù)測）如圖所示，某同學(xué)拉動一個箱子在水平面勻速前進，拉力F與水平面的夾

角為。，下列說法正確的是（）

A.僅改變前進的速度，速度越大，拉力F越大B,僅改變夾角。，夕越大，拉力F越小

C.地面對箱子的作用力豎直向上D.地面對該同學(xué)和箱子作用力的合力豎直向上

【答案】。

【詳解地面對箱子有豎直向上的支持力和水平向左的摩擦力，合力斜向左上方，故地面對箱子的作用

力斜向左上方，C錯誤；

D.把該同學(xué)和箱子當(dāng)成一整體，人受到向前的摩擦力與箱子受到向后的摩擦力等大、反向，故地面對該同

學(xué)和箱子作用力的合力與整體的重力等大、反向，故豎直向上，。正確；

B.由于拉動箱子在水平面勻速前進，箱子處于平衡狀態(tài)，正交分解可得

FcosG—HN

Fsinff+N=mg

聯(lián)立解得

jLimg_umg

--/

COS0+“singJl+〃2（sin（9+3）

其中

1

tanp=——

當(dāng)

0V8+pW90°

F隨著夕的增大而減小，當(dāng)

90°<。+?<180°

F隨著個的增大而減小，B錯誤；

A.僅改變前進的速度，只要仍做勻速運動，平衡狀態(tài)不變，拉力F不變，4錯誤。

故選。。

題目回（2018河北定州中學(xué)高三期末）如圖所示,傾角夕=37。的斜面上有一木箱，木箱與斜面之間的動摩擦

因數(shù)〃=冬。現(xiàn)對木箱施加一拉力F,使木箱沿著斜面向上做勻速直線運動。設(shè)F的方向與斜面的夾角

為a,在a從0逐漸增大到53°的過程中,木箱的速度保持不變，則()

A.F先減小后增大B.F先增大后減小C.F一直增大D.F一直減小

【答案】A

【詳解】對物體受力分析如圖

木箱沿著斜面向上做勻速直線運動，根據(jù)平衡條件，合力為零，在垂直斜面方向，有

N+Fsina=mgcosO

在平行斜面方向，有

Fcosa—7ngsin。+f

其中：

聯(lián)立解得

F—mgsinS+/imgcosd_(4+3V3)mg

cosa+〃sina30sin(a+60°)

當(dāng)a=30°時F最小，則在a從0逐漸增大到53°的過程中，F(xiàn)先減小后增大。

故選A。

二、多的

題目可(2022.云南?瑞麗市第一民族中學(xué)高三期末)如圖所示，用與水平方向成夕角的拉力F作用在物塊上,

隨著。從0°逐漸增大90°到的過程中，物塊始終沿水平面做勻速直線運動.關(guān)于物塊受到的外力,下列判

斷正確的是()

A.拉力F先減小后增大B.拉力F一直減小

C.物塊受到地面的支持力先減小后增大D.物塊受到地面的摩擦力一直減小

【答案】

【詳解】AB.對物體受力分析如圖所

由于物體做勻速運動，所以由平衡條件得,水平方向有

Fcosd—f=0

豎直方向有

FN-\-Fsin0—mg=0

又由

，=小

聯(lián)立解得

ag=______〃叫______

cos。+〃sin。Jl+〃2sin(a+8)

。從0°逐漸增大90°到的過程中，。增大時，sin(a+0)先增大后減小，則外力F會先減小后增大，A正確,

B錯誤；

C.根據(jù)受力分析，可得物塊受到地面的支持力為

FN=mg—Fsin。

由于物塊重力不變，。從0。逐漸增大90°到的過程中，sin。逐漸增大，則支持力逐漸減小，。錯誤；

D.根據(jù)受力分析可知

FN—mg—Fsin9

又

f=/^FN

由于支持力逐漸減小,故可得了會一直減小，。正確。

故選A。。

三、解答題

題目同(2022?山東?模擬預(yù)測)如圖所示，質(zhì)量小