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(新课标)2022年高考物理 考前预测核心考点专项突破 受力分析
(新课标)2022年高考物理 考前预测核心考点专项突破 受力分析
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新课标2022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-
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