（新课标）高考物理 考前预测核心考点专项突破 受力分析

新课标2013年高考考前预测核心考点专项突破受力分析【核心考点解读】力是物体与物体之间的相互作用。对于连接体和叠加体一般采用先整体分析受力，后隔离某个物体进行受力分析。预测题1．一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的受力如右图所示，下列说法正确的是（）A．F1的施力者是弹簧B．F2的反作用力是F3C．F3的施力者是小球D．F4的反作用力是F1解析：F1的施力者是地球，选项A错误；F2是弹簧对小球的作用力，其反作用力是小球对弹簧的作用力F3，F3的施力者是小球，选项BC正确；F4是天花板对弹簧的作用力，其反作用力是弹簧对天花板的作用力，选项D错误。答案：BC【名师点评】方向受力就是选择研究对象分析研究对象所受的力。研究对象所受的每一个力都有施力物体，都有反作用力。预测题2．如图所示，A、B两个相同的物块紧靠竖直墙壁，在竖直向上的恒力F作用下处于静止状态，A物块受力的个数是A．2个B．3个C．4个D．5个解析：把AB看作整体受力分析可知，墙壁对A弹力为零。隔离A，A受到重力、B的弹力和摩擦力，选项B正确。答案：B【名师点评】同样可以得到B物块受重力、竖直向上的恒力F、A对B的压力、A对B的摩擦力、B物体受力的个数是4个。-8-\n预测题3．如图所示，水平桌面上叠放着A、B两物体，B物体受力F作用，A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动，则B物体的受力个数为：（）A．4个   B．5个   C．6个   D．7个解析：由A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动可知，B对A的摩擦力方向向左。B物体受力有重力、地面支持力、A的压力、A对B向右的摩擦力、地面对B向左的滑动摩擦力、力F，B物体的受力个数为6，选项C正确。答案：C【名师点评】同样可以得到A物块受重力、支持力、B对A向右的摩擦力，B物体的受力个数为2个。核心考点六、弹力【核心考点解读】弹力方向垂直于接触面，指向受力物体。弹簧弹力遵循胡克定律，F=kx。图3AFCBO预测题1．如图3所示，一遵循胡克定律的弹性轻绳，其一端O固定在天花板上，另一端C与静止在水平地面上的滑块A相连。B为紧挨绳的一固定不动且与竖直面垂直的光滑小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。当绳OC处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用。现用一水平力F作用于A，使之在地面上向右做直线运动，且在运动过程中绳一直处于弹性限度内。若滑块A与水平地面间有摩擦，且动摩擦因数恒定，那么关于滑块A所受滑动摩擦力大小的判断，下列说法中正确的是（）A．逐渐增大B．逐渐减小C．保持不变D．无法确定解析：设弹性绳的劲度系数为k，BC之间长度为x，当滑块A在地面上向右做直线运动，在任意时刻弹性绳与水平面夹角为θ，弹性绳伸长量为x/sinθ，在弹性绳中弹力为kx/sinθ，竖直向上分力为kx，滑块A对地面压力为mg-kx，压力不随A向右运动变化，所以滑块A所受滑动摩擦力大小保持不变，选项C正确。答案：C【名师点评】弹簧弹力与弹簧伸长量成正比。预测题2．如图所示，用相同材料做成的质量分别为m1、m2的两个物体中间用一轻弹簧连接。在下列四种情况下，相同的拉力F均作用在m1上，使m1、m2作加速运动：①拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速运动。②拉力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速运动。③-8-\n拉力平行于倾角为θ的斜面，m1、m2沿光滑的斜面向上加速运动。④拉力平行于倾角为θ的斜面，m1、m2沿粗糙的斜面向上加速运动。以△L1、△L2、△L3、△L3依次表示弹簧在四种情况下的伸长量，则有（）A．△L2>△L1、B．△L4＞△L3C．△L1＞△L3D．△L2＝△L4解析：分析四种情况，分别用整体法和隔离法进行受力分析，运用牛顿第二定律列出相应方程解得四种情况下弹簧中的弹力f=F，由此可知，四种情况下弹簧弹力相等，由胡克定律可知四种情况下弹簧的伸长量相等，选项D正确。答案：D．【名师点评】用细绳或轻弹簧组成的质量分别为m1、m2的连接体，拉力作用于m1，无论何种情况（沿水平面运动、沿竖直方向运动、沿倾斜面运动，无论接触面是否光滑），在拉力作用下加速运动，都有细绳或轻弹簧弹力f=F。abcpqF预测题3.三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，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10m/s2。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是:（）A．4cmB．6cmC．8cmD．10cm解析：开始时q弹簧处于压缩状态，由胡克定律，压缩了2cm。C木块刚好离开水平地面时，轻弹簧q中拉力为10N，由胡克定律，轻弹簧q伸长2cm；轻弹簧p-8-\n中拉力为20N，由胡克定律，轻弹簧p伸长4cm；该过程p弹簧的左端向左移动的距离是2cm+2cm+4cm=8cm，选项C正确。答案：C【名师点评】要注意开始时轻弹簧q被压缩，c木块刚好离开水平地面时，轻弹簧q被拉伸；由于a、c木块相同，形变量相同。核心考点七、摩擦力【核心考点解读】滑动摩擦力发生在两个相对滑动的物体之间，滑动摩擦力与正压力成正比，f=μFN；静摩擦力发生在两个相对静止的物体之间。静摩擦力大小为0~fm(最大静摩擦力)。当物体处于静止状态时，静摩擦力等于其它外力在接触面方向分力之和；当物体处于加速运动状态时，静摩擦力等于物体质量与加速度的乘积。预测题1.如图所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态，球的半径为R.质量为m的蚂蚁只有在离桌面高度大于或等于时，才能停在碗上。那么蚂蚁和碗面间的最大静摩擦力为（）A．0.6mgB．0.8mgC．0.4mgD．0.75mg解析：蚂蚁在离桌面高度等于时，停在碗上，蚂蚁和碗面间的静摩擦力最大。最大静摩擦力为f=mgsinθ，cosθ=0.8，联立解得f=0.6mg，选项A正确。答案：A【名师点评】蚂蚁沿倒扣的半球形碗上爬，可视作沿倾角逐渐减小的斜面上爬。Fθ图3预测题2.如图3所示，一倾角θ=30°的斜面放置于粗糙水平地面上，现将一质量m=1kg的物体放于斜面上，并对物体施加一水平向左、大小F=2N的恒力，物体与斜面继续保持静止状态，则地面施加给斜面的摩擦力为（）A．　　　　　　　　　B．1N，　水平向左　　C．2N，　水平向左　　D．2N，　水平向右解析：把斜面和物体看作整体，分析受力，-8-\n物体与斜面继续保持静止状态，地面施加给斜面的摩擦力为2N，　水平向右，选项D正确。答案：D【名师点评】两个相对静止的物体可以视为整体进行受力分析。预测题3．如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动，水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下．若保持两木棍倾角不变，将两者间的距离稍增大后固定不动，且仍能将水泥圆筒放在两木棍的上部，则（）A．每根木棍对圆筒的支持力变大，摩擦力不变B．每根木棍对圆筒的支持力变大，摩擦力变大C．圆筒将静止在木棍上D．圆筒将沿木棍减速下滑解析：水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下，摩擦力等于重力沿斜面的分力；将两者间的距离稍增大后固定不动，每根木棍对圆筒的支持力变大，导致圆筒将静止在木棍上，摩擦力不变，选项AC正确。答案：AC【名师点评】虽然每根木棍对圆筒的支持力变大，但是两根木棍支持力的合力不变，都等于重力垂直斜面方向的分力。若继续下滑时，两根木棍对圆筒的滑动摩擦力将大于重力沿斜面方向的分力。核心考点八、物体平衡【核心考点解读】物体的平衡条件是合外力为零。分析平衡问题的方法有二：一是以物体所在处为坐标原点，建立直角坐标系，将物体所受的力分别在两个坐标轴上正交分解，在两个坐标轴上所受的合力为零；二是受到三个力作用平衡的物体，任意两个力的合力与第三个力等大反向。-8-\n预测题1．如图所示吊床用绳子拴在两棵树上等高位置。某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态。设吊床两端系绳中的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2，则A．坐着比躺着时F1大B．躺着比坐着时F1大C．坐着比躺着时F2大D．躺着比坐着时F2大解析：人坐在吊床上时，可把人视为一个质点挂在吊床中间；人躺在吊床上时，可把人视为一根等于人身高的杆；显然，人坐在吊床上时，吊床两端系绳中的拉力夹角较大，根据力合成的平行四边形定则，坐着比躺着时F1大，选项A正确B错误；坐在吊床上或躺在吊床上，处于静止状态时，吊床对该人的作用力都等于重力，选项CD错误。答案：A【名师点评】人坐在吊床上和躺在吊床上，可把人视为两个不同的物理模型分析。l1θθl2BmOAQPC预测题2．如图所示，ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“∧”形框架，其中CA、CB边与竖直方向的夹角均为θ。P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上，两根细绳的一端分别系在P、Q环上，另一端和一绳套系在一起，结点为O．将质量为m的钩码挂在绳套上，OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用L1、L2表示，若L1∶L2=2∶3，则两绳受到的拉力之比F1∶F2等于（）A．1∶1B．2∶3C．3∶2D．4∶9解析：由于“∧”形框架光滑，OP、OQ两根细绳拉直后必垂直于框架杆，OP、OQ两根细绳拉直后与竖直方向的夹角相等，所以两绳受到的拉力大小相等，选项A正确。答案：A．【名师点评】套在光滑杆上的轻质小环受到拉力静止时拉力方向必与光滑杆垂直。预测题3.用两根细线把A.、B两小球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用细线连接A、B两小球，然后用力F作用在小球A上，如图2所示，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态。.不考虑小球的大小，则力F的可能方向为A.水平向右B.竖直向上C.沿O→A方向D.沿B→A方向-8-\n解析：根据题述OB细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态，可知AB细线中拉力为零。力F的可能方向范围为O→A方向（不包括O→A方向）与竖直向上方向之间，所以选项ABD正确。答案：ABD【名师点评】此题的隐含条件是：OB细线恰好处于竖直方向，AB细线中拉力一定为零。解答时要注意寻找应用隐含条件。核心考点九、叠加体【核心考点解读】：叠加体分析可根据题意采用整体法、隔离法，有些还需要利用对称性。预测题1．叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式，也是一种高难度的杂技。图示为六人叠成的三层静态造塑，假设每个人的重量均为G，下面五人的背部均呈水平状态，则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为A．B．C．D．解析：由对称性可知，第二层每个人背部所受压力为G/2，最底层正中间的人背部所受压力为2×3G/4=3G/2，最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为(3G/2+G)/2=5G/4，选项C正确。【答案】C【名师点评】：此题以游戏娱乐叠罗汉切入，通过对称性、隔离法受力分析、考查相互作用与物体平衡。预测题2.将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在基地上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为。假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为（）A．1/2B．C．D．答案：B解析：选择物块1作为研究对象。隔离物块1，画出物块1受力图，如图所示。由图中几何关系可得，F31sin30°=G，解得F31=2G；F21tan30°=G，解得F21=G；F21∶F31=∶2.选项B正确。【名师点评】：此题考查受力分析、平行四边形定则、物体平衡等。-8-\n-8-