2020高考物理 考前30天之備戰(zhàn)沖刺押題系列Ⅳ 專(zhuān)題02 重力、彈力、摩擦力

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1、重力、彈力、摩擦力 內(nèi)容 要求 說(shuō)明 11．力是物體間的相互作用，是物體發(fā)生形變和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因。力是矢量。力的合成和分解 12．萬(wàn)有引力定律。重力。重心 13．形變和彈力。胡克定律 14．靜摩擦。最大靜摩擦力 15．滑動(dòng)摩擦。滑動(dòng)摩擦定律 II II II I II 1．在地球表面附近，可以認(rèn)為重力近似等于萬(wàn)有引力 2．不要求知道靜摩擦因數(shù) 名師解讀 力是物理學(xué)的基礎(chǔ)，其中重力、彈力、摩擦力是高考常考內(nèi)容，而對(duì)摩擦力、胡克定律的命題幾率更高。大部分以選擇題的形式出現(xiàn)，主要涉及彈簧類(lèi)問(wèn)題、摩擦力等，有時(shí)也與動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)相結(jié)合，通過(guò)連接體、疊

2、加體等形式進(jìn)行考查。力的合成與分解、摩擦力的概念及變化規(guī)律是復(fù)習(xí)重點(diǎn)。 樣題解讀 【樣題1】（2020山東臨沂市模擬）如圖2－1（甲），為雜技表演的安全網(wǎng)示意圖，網(wǎng)繩的結(jié)構(gòu)為正方格形，O、a、b、c、d……等為網(wǎng)繩的結(jié)點(diǎn)，安全網(wǎng)水平張緊后，若質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從高處落下，并恰好落在O點(diǎn)上，該處下凹至最低點(diǎn)時(shí)，網(wǎng)繩dOe，bOg均成120°向上的張角，如圖2－1（乙）所示，此時(shí)O點(diǎn)受到的向下的沖擊力大小為F，則這時(shí)O點(diǎn)周?chē)扛W(wǎng)繩承受的力的大小為 A．F B． C． D． [分析] 對(duì)O點(diǎn)受力分析，設(shè)每根網(wǎng)繩對(duì)O點(diǎn)的拉力為T(mén)，在豎直方向上有，4Tcos60°＝F

3、，得T＝，B項(xiàng)正確。 [答案] B [解讀]　本題涉及到重力、彈力、受力分析、力的合成與分解、物體的平衡等知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)考查推理能力、分析綜合能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力，體現(xiàn)了《考試大綱》中對(duì) “能夠理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用物理知識(shí)綜合解決所遇到的問(wèn)題”和“能夠根據(jù)具體問(wèn)題列出物理量之間的關(guān)系式，進(jìn)行推導(dǎo)和求解”的能力要求。分析本題時(shí)要先根據(jù)圖甲確定O點(diǎn)受四根網(wǎng)繩的拉力，再?gòu)膱D乙的視角進(jìn)行力的合成與分解，得出平衡方程，若只看圖乙，會(huì)誤選A項(xiàng)。 【樣題2】如圖2－2所示，一個(gè)傾角為45°的斜面固定于豎直墻上，為使一光滑的鐵球靜止在如圖所示的位置，需用一個(gè)水平推力F作用于球體上，F(xiàn)的作用線(xiàn)通過(guò)

4、球心。設(shè)球體的重力為G，豎直墻對(duì)球體的彈力為N1，斜面對(duì)球體的彈力為N2 ，則以下結(jié)論正確的是 A．N1＝F 　　B．G≤F C．N2＞G 　　D．N2一定大于N1 [分析] 物體受到G、N1、N2、F四個(gè)力而平衡，將N2正交分解，如圖2－3所示。從圖中可以看出N1＝F －N2x＝F －N2 cos45°，A項(xiàng)錯(cuò)誤。 當(dāng)N1＝0時(shí)，由平衡條件：F＝N2x＝N2cos45°＝N2y＝G；如果N1≠0，F(xiàn)＝N2x + N1＝G + N1 > G，所以B項(xiàng)正確。 由N2cos45°＝G　得　N2＝，所以C項(xiàng)正確。 增大F，N1＝F －N2x＝F －G隨F增大而不斷增大，所以N

5、1可能大于＝N2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案] BC [解讀]　本題涉及到重力、彈力、受力分析、力的合成與分解、物體的平衡等知識(shí)點(diǎn)，考查推理能力、分析綜合能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力，體現(xiàn)了《考試大綱》中對(duì)“能夠根據(jù)已知的知識(shí)和物理事實(shí)、條件，對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行邏輯推理和論證，得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷”和“必要時(shí)能運(yùn)用幾何圖形、函數(shù)圖像進(jìn)行表達(dá)、分析”的能力要求。本題所研究的物體受四個(gè)力，其中只有N2不在水平和豎直方向，所以要對(duì)N2進(jìn)行正交分解，再列平衡方程進(jìn)行分析，分析時(shí)要利用好45o角的特殊性。 【樣題3】（2020·湖北省華中師大附中模擬）如圖2－4所示，質(zhì)量不等的三個(gè)物塊A、B、C

6、用勁度系數(shù)完全相同的三個(gè)彈簧1、2、3依次連接著處于靜止?fàn)顟B(tài)，A、B在水平桌面 [分析] （1）隔離物塊C，由平衡條件得 彈簧3的彈力大小 F3 ＝mCg＝30 N 根據(jù)胡克定律 F＝kx 得k＝F3／x3＝1000N／m 彈簧2的彈力大小F2＝kx2＝20N 彈簧1的彈力大小 F1＝kx1＝0 （2）隔離物塊A，由平衡條件F2 ＝F1 + f1 得 f1＝F2 －F1＝20 N，方向水平向左 （3）隔離物塊B，由平衡條件 F3＝F2 + f2 得 f2＝F3 －F2＝10 N，方向水平向左。 [答案] （1）30 N，20N，0 （2）20 N，水平向左 （3）10

7、N，水平向左 [解讀]　本題涉及到重力、彈力、胡克定律、摩擦力、受力分析、力的合成與分解、物體的平衡、牛頓第三定律等知識(shí)點(diǎn)，主要考查推理能力、分析綜合能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力，體現(xiàn)了《考試大綱》中對(duì)“能夠把一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分解為若干較簡(jiǎn)單的問(wèn)題，找出它們之間的聯(lián)系”和“能夠根據(jù)具體問(wèn)題列出物理量之間的關(guān)系式，進(jìn)行推導(dǎo)和求解，并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論”的能力要求。本題研究對(duì)象較多，根據(jù)所求量可知，應(yīng)采取隔離的方法，求解摩擦力時(shí)要利用好平衡條件。有些考生一看到三個(gè)彈簧，就不敢做下去，其實(shí)本題中三個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量都已給出，所以不是難點(diǎn)。 【樣題4】（2020·北京市海淀區(qū)模擬）如圖2－5所示，質(zhì)

8、量為Ｍ的斜面體放在粗糙的水平地面上，質(zhì)量為m的物體沿其斜面勻速下滑，物體下滑過(guò)程中斜面體相對(duì)地面保持靜止。向下，等于mg。再分析Ｍ受力可得，地面支持力Ｎ＝（Ｍ＋m）g，摩擦力f＝０。Ａ項(xiàng)、Ｃ項(xiàng)正確。 方法二：對(duì)Ｍ和m整體受力分析，M靜止，m沿斜面勻速下滑，整體受力平衡，地面支持力Ｎ＝（Ｍ＋m）g，摩擦力f＝０。Ａ項(xiàng)、Ｃ項(xiàng)正確。 [答案] AC [解讀]　本題涉及到重力、彈力、摩擦力、受力分析、力的合成與分解、物體的平衡等知識(shí)點(diǎn)，考查推理能力和分析綜合能力，體現(xiàn)了《考試大綱》中對(duì) “能夠根據(jù)已知的知識(shí)和物理事實(shí)、條件，對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行邏輯推理和論證，得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷” 和“能夠

9、獨(dú)立地對(duì)所遇到的問(wèn)題進(jìn)行具體分析，弄清其中的物理狀態(tài)、物理過(guò)程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有關(guān)條件”的能力要求。本題中物體M靜止，m下滑，似乎不適用整體法。但由于m是勻速下滑，是平衡狀態(tài)，因此M和m整體也是平衡狀態(tài)，合外力為零，可以用整體法，并且還比隔離法簡(jiǎn)單。其實(shí)整體法與隔離法只是研究方法，是沒(méi)有條件限制的，只有簡(jiǎn)單與復(fù)雜的區(qū)別。 【名師預(yù)測(cè)】 1．關(guān)于摩擦力，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．兩個(gè)接觸的物體間可能只存在相互作用的摩擦力 B．兩個(gè)物體間有彈力一定有摩擦力 C．汽車(chē)在水平公路上行駛，驅(qū)動(dòng)輪受到的摩擦力向前 D．雜技演員用手握著豎直的桿向上攀

10、，手握桿的力越大，手受到桿的摩擦力越大 [答案]　C [解析]　有摩擦力一定有彈力，A錯(cuò)；有彈力不一定有摩擦力，B錯(cuò)；驅(qū)動(dòng)輪與地面間的力是動(dòng)摩擦力，此時(shí)方向向前，C正確，演員爬桿時(shí)，是靜摩擦力，與壓力無(wú)關(guān)，D錯(cuò)． 2．一氫氣球下系一小重物G，重物只在重力和繩的拉力F作用下做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，不量是2N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈性桿對(duì)小球的彈力 (　　) A．大小為2N，方向平行于斜面向上 B．大小為1N，方向平行于斜面向上 C．大小為2N，方向垂直于斜面向上 D．大小為2N，方向豎直向上 [答案]　D [解析]　由于小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，故小球受力平衡，彈性桿對(duì)小球的

11、彈力FN＝G＝2N，方向豎直向上． 4．如圖所示，放在粗糙水平面上的物體A上疊放著物體B.A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧．A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A．B受到向左的摩擦力 B．B對(duì)A的摩擦力向右 C．地面對(duì)A的摩擦力向右 D．地面對(duì)A沒(méi)有摩擦力 [答案]　D [解析]　彈簧對(duì)B有向左的彈力，B保持靜止，因此A對(duì)B有向右的摩擦力，B對(duì)A的摩擦力向左，A、B錯(cuò)誤；A、B整體在水平方向不受其他外力作用，因此沒(méi)有向左或向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，地面對(duì)A沒(méi)有摩擦力．C錯(cuò)誤、D正確． 5．如圖所示，加裝“保護(hù)器”的飛機(jī)一旦在空中發(fā)生事故失去動(dòng)力時(shí)，上方的降落傘就會(huì)自

12、動(dòng)彈出．如果一根傘繩就能承重2940N，降落傘展開(kāi)后傘繩與豎直方向的夾角均為30°，飛機(jī)的質(zhì)量約為30t，忽略其他因素，僅考慮當(dāng)飛機(jī)處于平衡時(shí)，降落傘的傘繩至少所需的根數(shù)最接近 (　　) A．120根　　　　　　　 B．12根 C．60根 D．100根 [答案]　A [解析]　每根傘繩能承受的拉力為F＝2940N，設(shè)共需n根，則有nFcos30°＝300000N，解得n＝118，A正確． 6．如圖所示，放在水平桌面上的木塊A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所掛的砝碼和托盤(pán)的總質(zhì)量為0.6kg，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為2N，滑輪摩擦不計(jì)，若輕輕取走盤(pán)中的部分砝碼，使總質(zhì)量減小到0.3kg，將會(huì)出現(xiàn)的

13、情況是(g＝10m/s2) (　　) A．彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)將變小 B．A仍靜止不動(dòng) C．A對(duì)桌面的摩擦力不變 D．A所受的合力將要變大 [答案]　B [解析]　初態(tài)時(shí)，對(duì)A： 為零，對(duì)斜面的正壓力始終等于重力沿垂直斜面方向的分力，因此地面對(duì)斜面體的摩擦力始終是一個(gè)恒力，C正確． 8．如圖所示，AOB為水平架光滑桿，其夾角∠AOB＝60°，在桿上套兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球，兩小球由可伸縮的彈性繩連接，在繩的中點(diǎn)C，施以沿∠AOB角平分線(xiàn)方向向右的水 [解析]　球和C點(diǎn)受力如圖所示，球平衡時(shí)FN＝FT，C點(diǎn)受三個(gè)力互成120°角而平衡F＝FT，正確選項(xiàng)是A. 9．如下

14、圖所示，三個(gè)質(zhì)量均不計(jì)的完全相同的測(cè)力計(jì)，各小球質(zhì)量相同，一切摩擦不球?qū)λ睦Γ瑥椈删筒荒軕以诳罩校? B圖：分別受到墻和小球?qū)λ睦?，如果沒(méi)有墻對(duì)它的拉力，彈簧將運(yùn)動(dòng)起來(lái)． C圖：分別受到兩個(gè)小球?qū)λ睦Γ? 由此可見(jiàn)，三種情況都是受到兩個(gè)拉力且平衡，故結(jié)果一樣，F(xiàn)1＝F2＝F3. 10．如圖所示，長(zhǎng)為l的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A，為使細(xì)繩與豎直方向夾角為30°，且使小球A處于靜止?fàn)顟B(tài)，則對(duì)小球施加的最小的力等于________． [答案]　mg [解析]　對(duì)小球受力分析如圖，將mg沿繩和垂直繩方向分解，繩子拉力可以和Gx平衡，外力F直接與Gy平衡時(shí)，

15、外力F最小Fmin＝Gy＝mgsin30° ∴Fmin＝mg. 11．如圖所示，水平面上有一重為40N的物體，受到F1＝13N和F2＝6N的水平力的作用而保持靜止．已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，求： (1)物體所受的摩擦力的大小與方向． (2)當(dāng)只將F1撤去，物體受到的摩擦力的大小和方向． (3)若撤去的力不是F1而是F2，則物體受到的摩擦力大小方向又如何？ [答案]　(1)7N，水平向右　(2)6N，水平向左　(3)8N，水平向右 [解析]　最大靜摩擦力Fm＝μFN＝μG＝0.2×40N＝8N (1)因?yàn)镕1－F2＝13N－6

16、N＝7NFm，所以摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，F(xiàn)f3＝μFN＝8N，方向與F1方向相反，即水平向右． 12．如圖所示，傾角α＝60°的斜面上，放一質(zhì)量為1kg的物體，用k＝100N/m的輕質(zhì)彈簧平行于斜面拉著，物體放在PQ之間任何位置都能處于靜止?fàn)顟B(tài)，而超過(guò)這一范圍，物體就會(huì)沿斜面滑動(dòng)．若AP＝22cm，AQ＝8cm，試求物體與斜面間的最大靜摩擦力的大小．(取g＝10m/s2)

17、 [答案]　7N [解析]　P、Q兩點(diǎn)應(yīng)是靜摩擦力最大的兩個(gè)臨界位置，在P點(diǎn)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，受力分析如圖(1)所示． fm＝F1－mgsinα① 在Q點(diǎn)彈簧處于壓縮狀態(tài)，受力分析如圖(2)所示． fm＝F2＋mgsinα② 設(shè)彈簧原長(zhǎng)x，則有 F1＝k(0.22－x)③ F2＝k(x－0.08)④ 由①②得 所以2fm＝F1＋F2＝k(0.22－0.08) fm＝×100×0.14N＝7N. 13．如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上有兩個(gè)輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、B，它們的質(zhì)量分別為mA、mB，彈簧的勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板．系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)開(kāi)始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運(yùn)動(dòng)，求物塊B剛要離開(kāi)C時(shí)物塊A受到的合外力和從開(kāi)始到此時(shí)物塊A的位移d.(重力加速度為g) [答案]　F－(mA＋mB)gsinθ　 [解析]　B剛要離開(kāi)C時(shí)，彈簧彈力大小，F(xiàn)彈＝mBgsinθ. 以A為對(duì)象受力如圖 故合力F合＝F－F彈－mAgsinθ＝F－(mA＋mB)gsinθ， 開(kāi)始時(shí)彈簧壓縮量Δx1＝， B剛要離開(kāi)時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量Δx2＝， 所以A的位移d＝Δx1＋Δx2＝.