2022年高考物理大一輪總復(fù)習(xí)(江蘇專(zhuān)版-)題庫(kù)-第二章-相互作用-第1課時(shí)

考點(diǎn)內(nèi)容要求說(shuō)明考綱解讀形變和彈力；胡克定律Ⅰ1.高考著重考查的學(xué)問(wèn)點(diǎn)有：力的合成與分解、彈力、摩擦力概念及其在各種形態(tài)下的表現(xiàn)形式．對(duì)受力分析的考查涵蓋了高中物理的全部考試熱點(diǎn)問(wèn)題．此外，基礎(chǔ)概念與實(shí)際聯(lián)系也是當(dāng)前高考命題的一個(gè)趨勢(shì)．2．考試命題特點(diǎn)：這部分學(xué)問(wèn)單獨(dú)考查一個(gè)學(xué)問(wèn)點(diǎn)的試題格外少，大多數(shù)狀況都是同時(shí)涉及到幾個(gè)學(xué)問(wèn)點(diǎn)，而且都是與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功和能、電磁學(xué)的內(nèi)容結(jié)合起來(lái)考查，考查時(shí)留意物理思維與物理力氣的考核.靜摩擦力；滑動(dòng)摩擦力；摩擦力；動(dòng)摩擦因數(shù)Ⅰ力的合成與分解Ⅱ力的合成與分解的計(jì)算，只限于用作圖法或力的三角形的學(xué)問(wèn)解決共點(diǎn)力作用下物體的平衡Ⅰ只要求解決一個(gè)平面內(nèi)的共點(diǎn)力平衡問(wèn)題試驗(yàn)：探究力的平行四邊形定則Ⅱ第1課時(shí)重力彈力摩擦力考綱解讀1.把握重力的大小、方向及重心的概念.2.把握彈力的有無(wú)、方向的推斷及大小的計(jì)算的基本方法.3.把握胡克定律.4.會(huì)推斷摩擦力的大小和方向.5.會(huì)計(jì)算摩擦力的大小．考點(diǎn)一彈力的分析與計(jì)算1．彈力有無(wú)的推斷(1)條件法：依據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來(lái)推斷是否存在彈力．此方法多用來(lái)推斷形變較明顯的狀況．(2)假設(shè)法：對(duì)形變不明顯的狀況，可假設(shè)兩個(gè)物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，則此處確定有彈力．(3)狀態(tài)法：依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用牛頓其次定律或共點(diǎn)力平衡條件推斷彈力是否存在．(4)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來(lái)替換，看能否維持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．2．彈力方向的推斷(1)依據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反推斷．(2)依據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓其次定律確定彈力的方向．3．彈力大小計(jì)算的三種方法：(1)依據(jù)力的平衡條件進(jìn)行求解．(2)依據(jù)牛頓其次定律進(jìn)行求解．(3)依據(jù)胡克定律進(jìn)行求解．①內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比．②表達(dá)式：F＝kx.k是彈簧的勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質(zhì)打算．x是彈簧長(zhǎng)度的變化量，不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度．例1如圖1所示，一重為10N的球固定在支桿AB的上端，今用一段繩子水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，已知繩的拉力為7.5N，則AB桿對(duì)球的作用力()圖1A．大小為7.5NB．大小為10NC．方向與水平方向成53°角斜向右下方D．方向與水平方向成53°角斜向左上方解析對(duì)小球進(jìn)行受力分析可得，AB桿對(duì)球的作用力F和繩的拉力的合力與小球的重力等大、反向，可得F方向斜向左上方，令A(yù)B桿對(duì)小球的作用力與水平方向夾角為α，可得：tanα＝eq\f(G,F拉)＝eq\f(4,3)，α＝53°，F(xiàn)＝eq\f(G,sin53°)＝12.5N，故只有D項(xiàng)正確．答案D遞進(jìn)題組1．[彈力的有無(wú)及方向推斷]如圖2所示，在一個(gè)正方體的盒子中放有一個(gè)質(zhì)量分布均勻的小球，小球的直徑恰好和盒子內(nèi)表面正方體的邊長(zhǎng)相等，盒子沿傾角為α的固定斜面滑動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，下列說(shuō)法中正確的是()圖2A．無(wú)論盒子沿斜面上滑還是下滑，球都僅對(duì)盒子的下底面有壓力B．盒子沿斜面下滑時(shí)，球?qū)凶拥南碌酌婧陀覀?cè)面有壓力C．盒子沿斜面下滑時(shí)，球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠?cè)面有壓力D．盒子沿斜面上滑時(shí)，球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠?cè)面有壓力答案A解析先以盒子和小球組成的系統(tǒng)整體為爭(zhēng)辯對(duì)象，無(wú)論上滑還是下滑，用牛頓其次定律均可求得系統(tǒng)的加速度大小為a＝gsinα，方向沿斜面對(duì)下；小球的加速度大小也是a＝gsinα，方向沿斜面對(duì)下，小球沿斜面對(duì)下的重力分力大小恰好等于所需的合外力，因此小球不需要盒子的左、右側(cè)面供應(yīng)彈力，故選項(xiàng)A正確．2．[彈力大小的計(jì)算]如圖3所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn)，設(shè)滑塊所受支持力為FN，OP與水平方向的夾角為θ，下列關(guān)系正確的是()圖3A．F＝eq\f(mg,tanθ)B．F＝mgtanθC．FN＝eq\f(mg,tanθ)D．FN＝mgtanθ答案A解析對(duì)滑塊進(jìn)行受力分析如圖，滑塊受到重力mg、支持力FN、水平推力F三個(gè)力作用．由共點(diǎn)力的平衡條件知，F(xiàn)與mg的合力F′與FN等大、反向．由幾何關(guān)系可知F、mg和合力F′構(gòu)成直角三角形，解直角三角形可求得：F＝eq\f(mg,tanθ)，F(xiàn)N＝F′＝eq\f(mg,sinθ).所以正確選項(xiàng)為A.3．[含彈簧類(lèi)彈力的分析與計(jì)算]三個(gè)質(zhì)量均為1kg的相同木塊a、b、c和兩個(gè)勁度系數(shù)均為500N/m的相同輕彈簧p、q用輕繩連接，如圖4所示，其中a放在光滑水平桌面上．開(kāi)頭時(shí)p彈簧處于原長(zhǎng)，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用水平力F緩慢地向左拉p彈簧的左端，直到c木塊剛好離開(kāi)水平地面為止，g取10m/s2.該過(guò)程p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離是()圖4A．4cmB．6cmC．8cmD．10cm答案C解析“緩慢地拉動(dòng)”說(shuō)明系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，該過(guò)程中p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離等于兩個(gè)彈簧長(zhǎng)度變化量之和；最初，p彈簧處于原長(zhǎng)，而q彈簧受到豎直向下的壓力FN1＝mbg＝1×10N＝10N，所以其壓縮量為x1＝eq\f(FN1,k)＝2cm；最終c木塊剛好離開(kāi)水平地面，q彈簧受到豎直向下的拉力FN2＝mcg＝1×10N＝10N，其伸長(zhǎng)量為x2＝eq\f(FN2,k)＝2cm，拉力F＝(mb＋mc)g＝2×10N＝20N，p彈簧的伸長(zhǎng)量為x3＝eq\f(F,k)＝4cm，所以p彈簧的左端向左移動(dòng)的距離x＝x1＋x2＋x3＝8cm.“彈簧類(lèi)”模型問(wèn)題中學(xué)物理中的“彈簧”和“橡皮繩”也是抱負(fù)化模型，具有如下四個(gè)特性：(1)彈力遵循胡克定律F＝kx，其中x是彈簧的形變量．(2)輕：即彈簧(或橡皮繩)的重力可視為零．(3)彈簧既能受到拉力作用，也能受到壓力作用(沿著彈簧的軸線)，橡皮繩只能受到拉力作用，不能受到壓力作用．(4)由于彈簧和橡皮繩受到力的作用時(shí)，其形變較大，發(fā)生形變需要一段時(shí)間，所以彈簧和橡皮繩中的彈力不能突變．但是，當(dāng)彈簧和橡皮繩被剪斷時(shí)，它們產(chǎn)生的彈力馬上消逝．考點(diǎn)二滑輪模型與死結(jié)模型問(wèn)題1．死結(jié)模型：如幾個(gè)繩端有“結(jié)點(diǎn)”，即幾段繩子系在一起，謂之“死結(jié)”，那么這幾段繩中的張力不愿定相等．2．留意：輕質(zhì)固定桿的彈力方向不愿定沿桿的方向，作用力的方向需要結(jié)合平衡方程或牛頓其次定律求得，而輕質(zhì)活動(dòng)桿中的彈力方向確定沿桿的方向．例2如圖5所示，輕繩AD跨過(guò)固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為10kg的物體，∠ACB＝30°，g取10m/s2，求：圖5(1)輕繩AC段的張力FAC的大?。?2)橫梁BC對(duì)C端的支持力的大小及方向．解析物體M處于平衡狀態(tài)，依據(jù)平衡條件可推斷，與物體相連的輕繩拉力大小等于物體的重力，取C點(diǎn)為爭(zhēng)辯對(duì)象，進(jìn)行受力分析，如圖所示．(1)圖中輕繩AD跨過(guò)定滑輪拉住質(zhì)量為M的物體，物體處于平衡狀態(tài)，繩AC段的拉力大小為：FAC＝FCD＝Mg＝10×10N＝100N(2)由幾何關(guān)系得：FC＝FAC＝Mg＝100N方向和水平方向成30°角斜向右上方答案(1)100N(2)100N方向與水平方向成30°角斜向右上方拓展題組4．[滑輪模型]如圖6所示，滑輪本身的質(zhì)量可忽視不計(jì)，滑輪軸O安在一根輕木桿B上，一根輕繩AC繞過(guò)滑輪，A端固定在墻上，且繩保持水平，C端掛一重物，BO與豎直方向夾角θ＝45°，系統(tǒng)保持平衡．若保持滑輪的位置不變，轉(zhuǎn)變夾角θ的大小，則滑輪受到木桿作用力大小變化狀況是()圖6A．只有角θ變小，作用力才變大B．只有角θ變大，作用力才變大C．不論角θ變大或變小，作用力都是變大D．不論角θ變大或變小，作用力都不變答案D解析滑輪受到的木桿的作用力等于兩繩的合力，而兩繩的拉力都等于重物的重力，木桿的作用力大小為eq\r(2)mg，方向?yàn)榕c豎直方向成45°角斜向左上方，與θ角無(wú)關(guān)．5．[死結(jié)模型]若例2中橫梁BC換為水平輕桿，且B端用鉸鏈固定在豎直墻上，如圖7所示，輕繩AD拴接在C端，求：(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖7(1)輕繩AC段的張力FAC的大?。?2)輕桿BC對(duì)C端的支持力．答案(1)200N(2)173N，方向水平向右解析對(duì)結(jié)點(diǎn)C受力分析如圖：依據(jù)平衡方程FAC·sin30°＝MgFAC·cos30°＝FBC得：FAC＝2Mg＝200NFBC＝Mg·cot30°≈173N方向水平向右分析繩或桿的彈力時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題(1)中間沒(méi)有打結(jié)的輕繩上各處的張力大小都是一樣的；假如繩子打結(jié)，則以結(jié)點(diǎn)為界，不同位置上的張力大小可能是不一樣的．(2)桿可分為固定桿和活動(dòng)桿，固定桿的彈力方向不愿定沿桿，彈力方向視具體狀況而定，活動(dòng)桿只能起到“拉”和“推”的作用，彈力方向確定沿桿的方向．考點(diǎn)三摩擦力的分析與計(jì)算1．靜摩擦力(1)有無(wú)及其方向的判定方法①假設(shè)法：假設(shè)法有兩種，一種是假設(shè)接觸面光滑，不存在摩擦力，看所爭(zhēng)辯物體是否轉(zhuǎn)變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．另一種是假設(shè)摩擦力存在，看所爭(zhēng)辯物體是否轉(zhuǎn)變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．②狀態(tài)法：靜摩擦力的大小與方向具有可變性．明確物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分析物體的受力狀況，依據(jù)平衡方程或牛頓其次定律求解靜摩擦力的大小和方向．③牛頓第三定律法：此法的關(guān)鍵是抓住“力是成對(duì)毀滅的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再依據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力的方向．(2)大小的計(jì)算①物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))，利用力的平衡條件來(lái)推斷其大?。谖矬w有加速度時(shí)，若只有靜摩擦力，則Ff＝ma.若除靜摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先求合力再求靜摩擦力．2．滑動(dòng)摩擦力(1)方向：與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，但與物體運(yùn)動(dòng)的方向不愿定相反．(2)計(jì)算：滑動(dòng)摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來(lái)計(jì)算，應(yīng)用此公式時(shí)要留意以下幾點(diǎn)：①μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關(guān)；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不愿定等于物體的重力．②滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度和接觸面的大小均無(wú)關(guān)．例3如圖8所示，人重600N，木塊A重400N，人與木塊、木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2.現(xiàn)人用水平力拉輕繩，使他與木塊一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑輪摩擦不計(jì)，求：圖8(1)人對(duì)輕繩的拉力大?。?2)人腳對(duì)A的摩擦力的大小和方向．甲解析設(shè)繩的拉力為FT，木塊與地面間的摩擦力為FfA.(1)取人和木塊組成的系統(tǒng)為爭(zhēng)辯對(duì)象，并對(duì)其進(jìn)行受力分析，如圖甲所示，由題意可知FfA＝μ(mA＋m人)g＝200N.由于系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，故2FT＝FfA所以FT＝100N.(2)取人為爭(zhēng)辯對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行受力分析，如圖乙所示．乙由于人處于平衡狀態(tài)，故FT＝Ff人＝100N由于人與木塊A處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，故人與木塊A之間的摩擦力為靜摩擦力．由牛頓第三定律可知人腳對(duì)木塊A的摩擦力方向水平向右，大小為100N.答案(1)100N(2)100N方向水平向右遞進(jìn)題組6．[靜摩擦力的分析]如圖9所示，用一水平力F把A、B兩個(gè)物體擠壓在豎直的墻上，A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列推斷正確的是()圖9A．B物體對(duì)A物體的靜摩擦力方向向下B．F增大時(shí)，A和墻之間的摩擦力也增大C．若B的重力大于A的重力，則B受到的摩擦力大于墻對(duì)A的摩擦力D．不論A、B的重力哪個(gè)大，B受到的摩擦力確定小于墻對(duì)A的摩擦力答案AD解析將A、B視為整體，可以看出A物體受到墻的摩擦力方向豎直向上．對(duì)B受力分析可知B受到的摩擦力方向向上，由牛頓第三定律可知B對(duì)A的摩擦力方向向下，A正確；由于A、B兩物體受到的重力不變，依據(jù)平衡條件可知B錯(cuò)誤；A和墻之間的摩擦力與A、B兩物體的重力等大、反向，故C錯(cuò)誤，D正確．7．[摩擦力的分析與計(jì)算]如圖10所示，固定在水平地面上的物體P，左側(cè)是光滑圓弧面，一根輕繩跨過(guò)物體P頂點(diǎn)上的小滑輪，一端系有質(zhì)量為m＝4kg的小球，小球與圓心連線跟水平方向的夾角θ＝60°，繩的另一端水平連接物塊3，三個(gè)物塊重均為50N，作用在物塊2的水平力F＝20N，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，取g＝10m/s2，則以下說(shuō)法正確的是()圖10A．1和2之間的摩擦力是20NB．2和3之間的摩擦力是20NC．3與桌面間的摩擦力為20ND．物塊3受6個(gè)力作用答案B解析對(duì)小球受力分析可知，繩的拉力等于小球重力沿圓弧面切線方向的分力，由幾何關(guān)系可知繩的拉力等于20N．將三個(gè)物塊看成一個(gè)整體受力分析，可知水平方向整體受到拉力F和繩的拉力的作用，由于F等于繩的拉力，故整體受力平衡，與桌面間沒(méi)有摩擦力，故物塊3與桌面間的摩擦力為0，C錯(cuò)誤．由于物塊1、2之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故物塊1和2之間沒(méi)有摩擦力的作用，A錯(cuò)誤．隔離物塊3受力分析，水平方向受力平衡可知物塊2和3之間摩擦力的大小是20N，B正確．物塊3受重力、桌面的支持力、物塊2的壓力、物塊2的摩擦力、繩的拉力5個(gè)力作用，D錯(cuò)誤．摩擦力分析中的“三點(diǎn)留意”(1)在分析兩個(gè)或兩個(gè)以上物體間的相互作用時(shí)，一般接受整體法與隔離法進(jìn)行分析．(2)受靜摩擦力作用的物體不愿定是靜止的，受滑動(dòng)摩擦力作用的物體不愿定是運(yùn)動(dòng)的．(3)摩擦力阻礙的是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但摩擦力不愿定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，即摩擦力不愿定是阻力．考點(diǎn)四摩擦力的突變問(wèn)題例4表面粗糙的長(zhǎng)直木板的上表面的一端放有一個(gè)木塊，如圖11所示，木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與地面的夾角α變大，最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力)，另一端不動(dòng)，則木塊受到的摩擦力Ff隨角度α變化的圖象是下列圖中的()圖11解析下面通過(guò)“過(guò)程分析法”和“特殊位置法”分別求解：解法一：過(guò)程分析法(1)木板由水平位置剛開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)時(shí)：α＝0，F(xiàn)f靜＝0.(2)從木板開(kāi)頭轉(zhuǎn)動(dòng)到木板與木塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前：木塊所受的是靜摩擦力．由于木板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，可認(rèn)為木塊處于平衡狀態(tài)，受力分析如圖：由平衡關(guān)系可知，靜摩擦力大小等于木塊重力沿斜面對(duì)下的分力：Ff靜＝mgsinα.因此，靜摩擦力隨α的增大而增大，它們滿足正弦規(guī)律變化．(3)木塊相對(duì)于木板剛好要滑動(dòng)而沒(méi)滑動(dòng)時(shí)，木塊此時(shí)所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力Ffm.α連續(xù)增大，木塊將開(kāi)頭滑動(dòng)，靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，且滿足：Ffm>Ff滑．(4)木塊相對(duì)于木板開(kāi)頭滑動(dòng)后，F(xiàn)f滑＝μmgcosα，此時(shí)，滑動(dòng)摩擦力隨α的增大而減小，滿足余弦規(guī)律變化．(5)最終，α＝eq\f(π,2)，F(xiàn)f滑＝0.綜上分析可知選項(xiàng)C正確．解法二：特殊位置法本題選兩個(gè)特殊位置也可便利地求解，具體分析見(jiàn)下表：特殊位置分析過(guò)程木板剛開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)時(shí)此時(shí)木塊與木板無(wú)摩擦，即Ff靜＝0，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤.木塊相對(duì)于木板剛好要滑動(dòng)而沒(méi)滑動(dòng)時(shí)木塊此時(shí)所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力，且大于剛開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力，即Ffm>Ff滑，故B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.由以上分析知，選項(xiàng)C正確．答案C變式題組8．[摩擦力的突變]如圖12所示，質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，從t＝0開(kāi)頭以初速度v0沿水平地面對(duì)右滑行，同時(shí)受到一個(gè)水平向左的恒力F＝1N的作用，取g＝10m/s2，向右為正方向，該物體受到的摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖象是(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()圖12答案A9．[摩擦力的突變]在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化的規(guī)律的試驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖13甲所示的演示裝置，力傳感器A與計(jì)算機(jī)連接，可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律，將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測(cè)力端通過(guò)細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)整傳感器高度使細(xì)繩水平)，滑塊放在較長(zhǎng)的小車(chē)上，小車(chē)一端連接一根輕繩并跨過(guò)光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)整滑輪使桌面上部細(xì)繩水平)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．試驗(yàn)開(kāi)頭時(shí)打開(kāi)傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子，小車(chē)一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái)，馬上停止倒沙子，若力傳感器采集的圖象如圖乙所示，則結(jié)合該圖象，下列說(shuō)法正確的是()圖13A．可求出空沙桶的重力B．可求出滑塊與小車(chē)之間的滑動(dòng)摩擦力的大小C．可求出滑塊與小車(chē)之間的最大靜摩擦力的大小D．可推斷第50秒后小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)(滑塊仍在車(chē)上)答案ABC解析t＝0時(shí)刻，傳感器顯示拉力為2N，則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，大小為2N，由車(chē)與空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N，A對(duì)；t＝50s時(shí)刻摩擦力達(dá)到最大值，即最大靜摩擦力為3.5N，同時(shí)小車(chē)開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明帶有沙的沙桶重力等于3.5N，此時(shí)摩擦力馬上變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力，故摩擦力突變?yōu)?N的滑動(dòng)摩擦力，B、C對(duì)；此后由于沙和沙桶重力3.5N大于滑動(dòng)摩擦力3N，故第50s后小車(chē)將加速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)．用臨界法分析摩擦力突變問(wèn)題的三點(diǎn)留意(1)題目中毀滅“最大”、“最小”和“剛好”等關(guān)鍵詞時(shí)，一般隱蔽著臨界問(wèn)題．有時(shí)，有些臨界問(wèn)題中并不含上述常見(jiàn)的“臨界術(shù)語(yǔ)”，但審題時(shí)發(fā)覺(jué)某個(gè)物理量在變化過(guò)程中會(huì)發(fā)生突變，則該物理量突變時(shí)物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)．(2)靜摩擦力是被動(dòng)力，其存在及大小、方向取決于物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，而且靜摩擦力存在最大值．存在靜摩擦的連接系統(tǒng)，相對(duì)滑動(dòng)與相對(duì)靜止的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值．(3)爭(zhēng)辯傳送帶問(wèn)題時(shí)，物體和傳送帶的速度相等的時(shí)刻往往是摩擦力的大小、方向和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分界點(diǎn)．高考模擬明確考向1．(2022·廣東·14)如圖14所示，水平地面上堆放著原木，關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向，下列說(shuō)法正確的是()圖14A．M處受到的支持力豎直向上B．N處受到的支持力豎直向上C．M處受到的靜摩擦力沿MN方向D．N處受到的靜摩擦力沿水平方向答案A解析支持力的方向垂直于支持面，因此M處受到的支持力垂直于地面豎直向上，N處受到的支持力過(guò)N垂直于P斜向上，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)；靜摩擦力的方向平行于接觸面與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，因此M處的靜摩擦力沿水平方向，N處的靜摩擦力沿MN方向，C、D項(xiàng)都錯(cuò)誤．2．(2021·北京·16)如圖15所示，傾角為α、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上．下列結(jié)論正確的是()圖15A．木塊受到的摩擦力大小是mgcosαB．木塊對(duì)斜面體的壓力大小是mgsinαC．桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是mgsinαcosαD．桌面對(duì)斜面體的支持力大小是(M＋m)g答案D解析對(duì)木塊受力分析，如圖甲所示，由平衡條件得Ff＝mgsinα，F(xiàn)N＝mgcosα，故A、B錯(cuò)誤．對(duì)木塊和斜面體組成的整體受力分析，如圖乙所示，可知水平方向沒(méi)有力的作用，C錯(cuò)誤．由平衡條件知，F(xiàn)N′＝(M＋m)g，D正確．3．如圖16所示，一串紅燈籠在水平風(fēng)力的吹動(dòng)下發(fā)生傾斜，懸掛繩與豎直方向的夾角為30°.設(shè)每個(gè)紅燈籠的質(zhì)量均為m，繩的質(zhì)量不計(jì)，則自上往下數(shù)第一個(gè)紅燈籠對(duì)其次個(gè)紅燈籠的拉力大小為()圖16A.eq\f(2\r(3),3)mgB．2mgC．4mgD.eq\f(4\r(3),3)mg答案D解析將下面兩個(gè)燈籠作為一個(gè)爭(zhēng)辯對(duì)象，由平衡條件知，F(xiàn)cos30°＝2mg，得F＝eq\f(4\r(3),3)mg，D正確．4．物塊A置于傾角為30°的斜面上，用輕彈簧、細(xì)繩跨過(guò)定滑輪與物塊B相連，彈簧軸線與斜面平行，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖17所示．A、B重力分別為10N和4N，不計(jì)滑輪與細(xì)線間的摩擦，則()圖17A．彈簧對(duì)A的拉力大小為6NB．彈簧對(duì)A的拉力大小為10NC．斜面對(duì)A的摩擦力大小為1ND．斜面對(duì)A的摩擦力大小為6N答案C練出高分一、單項(xiàng)選擇題1．如圖1所示，壁虎在豎直玻璃面上斜向上勻速爬行，關(guān)于它在此平面內(nèi)的受力分析，下列圖示中正確的是()圖1答案A2．如圖2所示，桿BC的B端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端C為一滑輪．重物G上系一繩經(jīng)過(guò)滑輪固定于墻上A點(diǎn)處，桿恰好平衡．若將繩的A端沿墻緩慢向下移(BC桿、滑輪、繩的質(zhì)量及摩擦均不計(jì))，則()圖2A．繩的拉力增大，BC桿受繩的壓力增大B．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力增大C．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力減小D．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力不變答案B解析選取繩子與滑輪的接觸點(diǎn)為爭(zhēng)辯對(duì)象，對(duì)其受力分析，如圖所示．繩中的彈力大小相等，即FT1＝FT2＝G，C點(diǎn)處于三力平衡狀態(tài)，將三個(gè)力的示意圖平移可以組成閉合三角形，如圖中虛線所示，設(shè)AC段繩子與豎直墻壁間的夾角為θ，則依據(jù)幾何學(xué)問(wèn)可知F＝2Gsineq\f(θ,2)，當(dāng)繩的A端沿墻緩慢向下移時(shí)，繩的拉力不變，θ增大，F(xiàn)也增大，依據(jù)牛頓第三定律知，BC桿受繩的壓力增大，B正確．3．如圖3所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在下面彈簧上(但不拴接)，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開(kāi)上面的彈簧．在此過(guò)程中下面木塊移動(dòng)的距離為()圖3A.eq\f(m1g,k1)B.eq\f(m2g,k2)C.eq\f(m1g,k2)D.eq\f(m2g,k1)答案C解析在沒(méi)有施加外力向上提時(shí)，彈簧k2被壓縮，壓縮的長(zhǎng)度為：Δx＝eq\f((m1＋m2)g,k2).在用力緩慢向上提m1直至m1剛離開(kāi)上面彈簧時(shí)，彈簧k2仍被壓縮，壓縮量為Δx′＝eq\f(m2g,k2).所以在此過(guò)程中，下面木塊移動(dòng)的距離為：Δx－Δx′＝eq\f(m1g,k2)，故選C.4．如圖4所示，一斜面體靜止在粗糙的水平地面上，一物體恰能在斜面體上沿斜面勻速下滑，可以證明此時(shí)斜面體不受地面的摩擦力作用．若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物體，使物體加速下滑，斜面體照舊和地面保持相對(duì)靜止，則斜面體受地面的摩擦力()圖4A．大小為零B．方向水平向右C．方向水平向左D．大小和方向無(wú)法推斷答案A解析由題知物體恰能在斜面體上沿斜面勻速下滑時(shí)，斜面體不受地面的摩擦力作用，此時(shí)斜面體受到重力、地面的支持力、物體對(duì)斜面體的壓力和沿斜面對(duì)下的滑動(dòng)摩擦力．若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物體，使物體加速下滑時(shí)，物體對(duì)斜面體的壓力沒(méi)有變化，則對(duì)斜面體的滑動(dòng)摩擦力也沒(méi)有變化，所以斜面體的受力狀況沒(méi)有轉(zhuǎn)變，則地面對(duì)斜面體仍沒(méi)有摩擦力，即斜面體受地面的摩擦力為零．5．如圖5所示，斜面固定在地面上，傾角為37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面對(duì)上滑行(斜面足夠長(zhǎng)，該滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8)，則該滑塊所受摩擦力F隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的(取初速度v0的方向?yàn)檎较颍琯＝10m/s2)()圖5答案B解析滑塊上升過(guò)程中受到滑動(dòng)摩擦力作用，由F＝μFN和FN＝mgcosθ聯(lián)立得F＝6.4N，方向?yàn)檠匦泵鎸?duì)下．當(dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力mgsinθ<μmgcosθ，滑塊不動(dòng)，滑塊受的摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得F＝mgsinθ，代入可得F＝6N，方向?yàn)檠匦泵鎸?duì)上，故B項(xiàng)正確．二、多項(xiàng)選擇題6．如圖6所示，兩輛車(chē)在以相同的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，依據(jù)圖中所給信息和所學(xué)學(xué)問(wèn)你可以得出的結(jié)論是()圖6A．物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點(diǎn)B．重力的方向總是垂直向下的C．物體重心的位置與物體外形和質(zhì)量分布有關(guān)D．力是使物體運(yùn)動(dòng)的緣由答案AC解析物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是物體的重心，重力的方向總是和水平面垂直，是豎直向下而不是垂直向下，所以A正確，B錯(cuò)誤；從題圖中可以看出，汽車(chē)(包括貨物)的外形和質(zhì)量分布發(fā)生了變化，重心的位置就發(fā)生了變化，故C正確；力不是使物體運(yùn)動(dòng)的緣由而是轉(zhuǎn)變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，所以D錯(cuò)誤．7．(2022·海南單科·8)下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法中，正確的是()A．作用在物體上的滑動(dòng)摩擦力只能使物體減速，不行能使物體加速B．作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速，不行能使物體減速C．作用在物體上的滑動(dòng)摩擦力既可能使物體減速，也可能使物體加速D．作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速答案CD解析摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))，而物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)．當(dāng)摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向全都時(shí)，摩擦力是動(dòng)力，當(dāng)摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)為阻力，故C、D項(xiàng)正確．8．如圖7所示，A、B、C三個(gè)物體質(zhì)量相等，它們與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同．三個(gè)物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示．則下列說(shuō)法正確的是()圖7A．A物體受到的摩擦力不為零，方向向右B．三個(gè)物體只有A物體受到的摩擦力為零C．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相同D．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相反答案BC解析A物體與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，也沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以A物體不受摩擦力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)B、C物體進(jìn)行受力分析，可知B、C所受的靜摩擦力大小均為mgsinθ，方向均沿傳送帶向上，選項(xiàng)B、C正確，D錯(cuò)誤．9．如圖8所示的裝置中，兩物體通過(guò)一段輕繩與兩個(gè)輕質(zhì)滑輪連在一起，質(zhì)量分別為m1、m2，懸點(diǎn)a、b間的距離遠(yuǎn)大于滑輪的直徑，不計(jì)一切摩擦，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．由圖可知()圖8A．α確定等于βB．m1確定大于m2C．m1確定小于2m2D．m1可能大于2m2答案AC解析滑輪兩側(cè)繩的拉力大小相等，合力豎直向上，所以A正確；滑輪兩側(cè)繩的拉力大小等于m2g，其合力大小等于m1g.當(dāng)滑輪兩側(cè)的繩豎直向上時(shí)，m2最小，等于m1的一半，因滑輪兩側(cè)的繩不行能豎直向上，所以C正確，B、D錯(cuò)誤．10．如圖9所示，將一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在內(nèi)壁光滑、半徑為R的半球形容器底部O′處(O為球心)，彈簧另一端與質(zhì)量為m的小球相連，小球靜止于P點(diǎn)．已知容器與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，OP與水平方向間的夾角為θ＝30°.下列說(shuō)法正確的是()圖9A．水平面對(duì)容器有向右的摩擦力B．彈簧對(duì)小球的