2024江苏高考物理第一轮章节复习--专题二 相互作用
2024年高考物理分类考点二相互作用
相互作用是物理学中一个重要的概念，指的是物体或者系统之间的相互影响和相互作用。
在2024年高考物理中，相互作用是一个重要的分类考点。
本文将从基本概念、力的作用、力的合成等方面，对2024年高考物理中的相互作用进行详细解析。
首先，我们来了解相互作用的基本概念。
相互作用的基本概念涉及到力的作用，即一个物体对另一个物体施加的力。
在物理学中，我们通常使用箭头来表示力的方向和大小。
力是一个矢量量，它有大小和方向的属性。
力的作用在物理学中有很多不同的类型。
首先，常见的力有重力、弹力、摩擦力等。
重力是指地球对物体施加的力，它的方向是向下的，并且大小与物体的质量成正比。
弹力是当一个物体受到弹性物体的拉伸或压缩时产生的力，它的方向是与物体受力方向相反的，并且大小与弹性物体的属性有关。
摩擦力是物体与物体之间接触产生的力，它的方向和大小与物体的接触性质有关。
除了上述常见的力，还有其他一些特殊的力，如浮力和电磁力。
浮力是物体在液体或气体中受到的向上的力，它的大小与物体在液体或气体中浸入的体积有关。
电磁力是当物体带有电荷或磁性时产生的力，它的方向和大小与物体的电荷或磁性有关。
相互作用中还有一个重要的概念是力的合成。
力的合成是指两个或多个力同时作用在同一个物体上时，所产生的效果。
根据向量的运算规则，我们可以使用合力这个概念来表示多个力的总和。
合力的大小等于各个力矢量的矢量和的大小，合力的方向与各个力矢量的方向相同。
为了更好地理解相互作用的概念，我们可以通过一些实例来说明。
例如，当我们用一块绳子拉动一个箱子时，我们实际上施加了一个拉力。
这个拉力是一个力的作用，它使得箱子向我们的方向移动。
另一个例子是当我们扔石头时，我们用手施加力将石头向上抛出，然后重力会使得它下坠。
在这个过程中，我们可以看到不同的力相互作用，最终使得石头做抛物线运动。
除了力的作用，相互作用中还有一些重要的概念需要注意。
例如，作用力和反作用力。
根据牛顿第三定律，当两个物体相互作用时，它们之间的力相等且方向相反。
2024年高考物理第一轮复习课件(共59张PPT)：第二章 第3讲 力的合成和分解
2024年高考物理第一轮复习课件(共59张PPT)：第二章第3讲力的合成和分解(共59张PPT)第二章相互作用——力第3讲力的合成和分解[自主落实]一、力的合成和分解1．共点力作用在物体的______，或作用线的______交于一点的力。
下列各图中的力均是共点力。
同一点延长线2．合力与分力(1)定义：假设一个力______________跟几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的____。
假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的____。
(2)关系：合力和分力是________的关系。
3．力的合成(1)定义：求几个力的____的过程。
单独作用的效果合力等效替代合力(2)运算法则①平行四边形定则：求两个互成角度的______的合力，可以用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的____和____，如图甲所示。
②三角形定则：把两个矢量________，从而求出合矢量的方法，如图乙所示。
共点力大小方向首尾相接4．力的分解(1)定义：求一个已知力的____的过程。
(2)遵循原则：__________定则或______定则。
(3)分解方法：①按解决问题的________分解；②正交分解。
二、矢量和标量1．矢量：既有大小又有____，相加时遵从______________的物理量。
2．标量：只有大小，____方向，相加时遵从________的物理量。
平行四边形三角形实际需要方向平行四边形定则没有算术法则[自我诊断]一、判断题(1)合力与它的分力的作用对象为同一个物体。
( )(2)合力及其分力可以同时作用在物体上。
( )(3)在进行力的合成与分解时，都要应用平行四边形定则或三角形定则。
( )(4)两个力的合力一定比其分力大。
( )(5)互成角度(非0°或180°)的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形。
( )(6)既有大小又有方向的物理量一定是矢量。
2025版高考物理一轮总复习第2章相互作用专题强化2动态平衡问题平衡中的临界和极值问题课件
[解析] (1)如图甲所示，未施加力F时，对物体受力分析，由平衡 条件得mgsin 30°＝μmgcos 30°
解得 μ＝tan 30°＝ 33。
(2)设斜面倾角为 α，受力情况如图乙所示，由平衡条件得 Fcos α＝
mgsin α＋Ff′， FN′＝mgcos α＋Fsin α
Ff′＝μFN′
3. 突破共点力平衡中的临界、极值问题的步骤
►考向1 极值问题
(2022·浙江1月选考)如图所示，学校门口水平地面上有一质量
为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为μ，工作人员用轻绳按图
示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ，则下列
说法正确的是( B ) A．轻绳的合拉力大小为cμoms gθ
类型二 “一力恒定，另外两力方向变化但夹角一定”的动态平衡 问题
作出不同状态的矢量三角形，利用两力夹角不变，结合正弦定理列 式求解，也可以作出动态圆。
(2024·河北沧州联考)如图所示，两根相同的轻质弹簧一端分 别固定于M、N两点，另一端分别与轻绳OP、OQ连接于O点。现用手拉 住OP、OQ的末端，使OM、ON两弹簧长度相同(均处于拉伸状态)，且 分别保持水平、竖直。最初OP竖直向下，OQ与OP成120°夹角。现使 OP、OQ的夹角不变，在保持O点不动的情况下，将OP、OQ沿顺时针方 向缓慢旋转70°。已知弹簧、轻绳始终在同一竖直平面内，则在两轻绳 旋转的过程中( A )
[速解指导] 晾衣绳模型：近小远大恒不变→绳长不变，绳子端点 水平间距d变小→绳子拉力变小。
[解析] 设绳子两端点所悬点的水平距离为 d，绳长为 l，绳子拉力
为 T，绳子与竖直方向之间的夹角为 θ，物体的质量为 m。根据共点力平
衡有 2Tcos θ＝mg，sin θ＝dl ，T＝ 2
2024年新高考版物理专题二相互作用讲解部分
②建立坐标轴的原则:使尽量多的力落在坐标轴上。 ③方法:物体受到多个力F1、F2、F3……作用,求合力F时,可把各力沿相互 垂直的x轴、y轴分解。 x轴上的合力:Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…; y轴上的合力:Fy=Fy1+Fy2+Fy3+…;
合力大小:F= Fx2 Fy2 ; 合力方向:与x轴夹角θ满足tan θ= Fy 。
高考 物理
新高考专用
专题二 相互作用
基础篇
考点一 常见的三种力 一、力 1.定义:力是物体与物体间的相互作用。 2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)。 二、常见的三种力 1.重力 1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。 2)大小:G=mg,与物体的运动状态无关,与物体所在的纬度、高度有关。 3)方向:竖直向下。 4)重心:重心不是物体的实际受力点,是人们为了研究问题方便假设的 点。物体的重心可以在物体上,也可以在物体外。
大小 方向
(1)静摩擦力为被动力,与正压力无关 (2)最大静摩擦力Fmax大小与正压力大小有关 沿接触面与受力物体相对运动
趋势的方向相反
F=μFN(μ为动摩擦因数,取决于 接触面粗糙程度,FN为正压力) 沿接触面与受力物体相对运动
的方向相反
作用点
实际上接触面上各点都是作用点,常把它们等效到一个点上,在作 力的图示或示意图时,一般把力的作用点画到物体的重心上
3.摩擦力
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产 两个具有相对运动的4物体间在接触
生的阻碍相对运动趋势的力
面上产生的阻碍相对运动的力
产生条件 (必要条件)
(1)接触面粗糙
2024届高考一轮复习物理教案(新教材人教版)第二章相互作用实验三探究两个互成角度的力的合成规律
实验三探究两个互成角度的力的合成规律目标要求 1.掌握实验原理、器材、步骤及注意事项.2.理解教材基本实验的数据处理方法，并会进行误差分析.3.理解创新和拓展实验原理并会处理数据，进行误差分析．实验技能储备1．实验原理如图所示，分别用一个力F、互成角度的两个力F1、F2，使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，根据合力的定义，F为F1和F2的合力，作出力F及F1、F2的图示，分析F、F1和F2的关系．2．实验器材方木板，白纸，弹簧测力计(两个)，橡皮条，小圆环，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(若干)，铅笔．3．实验步骤(1)装置安装：在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的原长为GE.(2)两力拉：如图乙，在小圆环上系上两个细绳套，用手通过两个弹簧测力计互成角度地共同拉动小圆环，小圆环处于O点，橡皮条伸长的长度为EO.用铅笔描下O点位置、细绳套的方向，并记录两弹簧测力计的示数F1、F2.(3)一力拉：如图丙，改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点，记下细绳套的方向和弹簧测力计的示数F.(4)重复实验：改变拉力F1和F2的大小和方向，重复做几次实验．4．数据处理(1)用铅笔和刻度尺从点O沿两细绳套的方向画直线，按选定的标度作出F1、F2和F的图示．(2)以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线代表的力记为F′，如图丁．(3)分析多次实验得到的多组数据，比较F与F′在误差允许的范围内是否完全重合，从而总结出两个互成角度的力的合成规律：平行四边形定则．5．注意事项(1)弹簧相同：使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要设法调整指针，使它指在零刻度处，再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，两个测力计的示数相同方可使用．(2)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时小圆环的位置一定要相同．(3)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～120°之间为宜．(4)尽量减少误差：在合力不超出弹簧测力计的量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．(5)统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些．考点一教材原型实验例1(2023·黑龙江省哈师大附中高三检测)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示，E为橡皮筋原长时小圆环的位置，O为实验时小圆环被拉至的位置．(1)图丁中弹簧测力计的示数为________ N；(2)在实验过程中，不必记录的有________；A．甲图中E的位置B．乙图中O的位置C．OB、OC的方向D．弹簧测力计的示数(3)下列选项中，与本实验要求相符的是________；A．两细绳OB、OC夹角越大越好B．读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度C．实验时，只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可(4)某次实验记录纸如图戊所示，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，拉力F的方向过P 点；三个力的大小分别为：F1＝N、F2＝N和F＝N，得出正确实验结论后，请根据实验结论和图中给出的标度：①在图中作出F1和F2的合力；②根据作图求出该合力大小为________ N.答案(1)(2)A(3)B(4)①见解析图②解析(1)弹簧测力计最小分度值为N，估读到N，题图丁中读数为N.(2)必须要记录的有两个分力F1和F2的大小和方向、合力F的大小和方向，力的大小通过弹簧测力计读出，两次都要使小圆环被拉到O点位置，所以必须记录的有B、C、D；不需要记录的是题图甲中E的位置，故选A.(3)两个细绳OB、OC夹角要适当大一些，但不能太大，合力一定时，两分力夹角太大导致两分力太大，测量误差变大，A错误；读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，规范操作，B 正确；实验时，不仅需保证两次橡皮筋伸长量相同，还必须都是沿竖直方向伸长至O点才行，C错误．(4)①由于标度已经选定，作图时要保证表示F1、F2的线段长度分别为标度的倍和倍，作图如图所示；②量出作图法求出的合力长度约为标度的倍，所以合力大小为N.例2(2023·浙江绍兴市模拟)如图所示，某同学在家中尝试验证力的平行四边形定则，他找到三根完全相同的橡皮条(遵循胡克定律)、三角板、刻度尺、白纸、方木板、几枚图钉、细绳，并设计了如下实验．(1)将三根橡皮条两端各拴接一根相同的细绳，用刻度尺测出橡皮条的原长，记为L0.(2)将三根橡皮条一端的细绳拴在同一结点上，另一端的细绳分别拴在三个图钉上．(3)将白纸固定在方木板上，互成角度地拉伸三根橡皮条，并在白纸上分别固定三枚图钉，如图所示，记下结点位置O和________________________________，分别测出三根橡皮条的长度，记为L1、L2、L3，则三根橡皮条的拉力大小之比为________________________________．(4)取下器材，用铅笔和刻度尺从O点沿着三根橡皮条的方向画直线，按照一定的标度作出三根橡皮条对结点O的拉力F1、F2、F3的图示，用平行四边形定则求出F1、F2的合力F.改变三枚图钉的位置重复实验．(5)若测量发现F与F3在同一直线上，大小接近相等，则实验结论为____________________ _______________________________________________________________________________.本实验采用的科学方法是____________(填“理想实验法”或“等效替代法”)．答案(3)三根橡皮条伸长的方向(L1－L0)∶(L2－L0)∶(L3－L0)(5)在实验误差允许的范围内，力的合成遵循力的平行四边形定则等效替代法解析(3)要作出力的图示，需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时，也要记录三根橡皮条伸长的方向；三根橡皮条的拉力大小之比等于三根橡皮条的伸长量之比，即为(L1－L0)∶(L2－L0)∶(L3－L0)．(5)结点O受三个力的作用处于平衡状态，所受合力为零，则实验结论为：在实验误差允许的范围内，力的合成遵循力的平行四边形定则；在“验证力的平行四边形定则”实验中，运用了合力的作用效果和分力的作用效果相同这一原理进行实验，故采用了等效替代法．考点二探索创新实验常见创新实验方案合力的改进：橡皮筋伸长到同一位置→钩码(重物)的重力不变分力的改进：弹簧测力计示数→⎩⎪⎨⎪⎧力传感器钩码的重力 力的大小创新：弹簧测力计的示数→橡皮筋长度的变化考向1 实验原理的改进例3 某同学要验证力的平行四边形定则，所用器材有：轻弹簧一只，钩码一个，橡皮条一根，刻度尺及细绳若干．实验步骤：①用轻弹簧竖直悬挂钩码，静止时测得弹簧的伸长量为 cm.②如图所示，把橡皮条的一端固定在竖直板上的A 点，用两根细绳连在橡皮条的另一端，其中一根细绳挂上钩码，另一根细绳与轻弹簧连接并用力拉弹簧使橡皮条伸长，让细绳和橡皮条的结点到达O 点，用铅笔在白纸上记下O 点的位置，并分别沿细绳的方向在适当位置标出点B 、C .③测得轻弹簧的伸长量为 cm.④去掉钩码，只用轻弹簧仍将结点拉到O 点的位置，并标出了力F 作用线上的一点D ，测得此时轻弹簧的伸长量为 cm.请完成下列问题：(1)该实验____________(选填“需要”或“不需要”)测出钩码的重力；(2)在图中以O 为力的作用点，每一个小方格边长代表 cm ，以 cm 为标度作出各力的图示，并根据平行四边形定则作出步骤②中的两个力的合力F ′的图示；(3)观察比较F 和F ′，得出的结论是__________________________________．答案(1)不需要(2)见解析图(3)在误差允许的范围内，力的平行四边形定则成立解析(1)由胡克定律可得，在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比，即有F＝kΔx，故可以用弹簧的伸长量来代替重力的大小，无需测出钩码的重力；(2)根据平行四边形定则作出步骤②中的两个力的合力F′的图示，如图所示(3)观察比较F和F′，由图示可得出的结论是：在误差允许的范围内，力的平行四边形定则成立．考向2测量物理量的创新例4某实验小组欲验证力的平行四边形定则．实验步骤如下：①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向；②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧测力计的示数为某一设定值，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧测力计的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧测力计的示数改变N，测出对应的l，部分数据如下表所示；F/N0l/cm l0③找出步骤②中F＝N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′(橡皮筋上端为O，下端为O′)，此时橡皮筋的拉力记为F OO′；④在挂钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在挂钩上，如图乙所示，用两圆珠笔尖成适当角度地同时拉橡皮筋的两端，使挂钩的下端到达O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA 段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB；⑤根据给出的标度，作出F OA和F OB的合力F′，如图丙所示．(1)利用表中数据可得l0＝________ cm；(2)若测得OA＝cm，OB＝cm，则F OA的大小为________ N；(3)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．答案(1)(2)(3)F OO′解析(1)根据胡克定律，有ΔF＝kΔx代入表格中第二组和第三组数据，有(－) N＝k(－)×10－2 m解得k＝100 N/m同理，再代入第一组和第二组数据，有(－0) N＝100 N/m×(－l0)×10－2 m解得l0＝cm.(2)根据OA、OB的长度可求橡皮筋的弹力大小为F OA＝kΔl＝100×(＋－)×10－2 N＝N(3)在两个力的作用效果和一个力的作用效果相同的情况下，通过比较F′和F OO′的大小和方向，即可验证力的平行四边形定则．考向3实验器材的创新例5如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究力的平行四边形定则，A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的圆弧形轨道移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长为m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ；②对两个传感器进行调零；③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数；④取下钩码，移动传感器A改变θ角，重复上述实验步骤，得到表格．F1/N……(1)根据表格，A传感器对应的是表中力______(选填“F1”或“F2”)．钩码质量为______ kg(g 取10 m/s2，结果保留1位有效数字)．(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是________．A．因为事先忘记调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除水平杆自身重力对结果的影响D．可以完全消除实验的误差(3)实验中，让A传感器沿圆心为O的圆弧形(而不是其他形状)轨道移动的主要目的是________．A．方便改变A传感器的读数B．方便改变B传感器的读数C．保持杆右端O的位置不变D．方便改变细绳与杆的夹角θ答案(1)F1(2)C(3)C解析(1)A传感器中的力均为拉力，为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡时，mg ＝F1sin θ当θ＝30°时，F1＝N，可求得m≈ kg(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，是为了消除水平杆自身重力对结果的影响，故C正确．(3)让A传感器沿圆心为O的圆弧形轨道移动的过程中，传感器与O点的距离保持不变，即O点位置保持不变，故A、B、D错误，C正确．课时精练1．(2023·云南省模拟)如图甲所示，实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，先将白纸贴在水平桌面上，然后将橡皮筋的一端用图钉固定在白纸上的O点，让橡皮筋处于原长．部分实验步骤如下：(1)用一个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋的P端拉至O1点，此时拉力的大小F可由弹簧测力计读出，弹簧测力计的示数如图乙所示，F的大小为________ N；(2)用两个弹簧测力计通过细绳同时拉橡皮筋的P端，再次将P端拉到O1点．此时观察到两个弹簧测力计的示数分别为F1＝N，F2＝N，方向如图丙的虚线所示；(3)用图丙所示的标度，以O1点为作用点，在图丙中画出这两个共点力的合力F合的图示，F合的大小为________ N(结果保留3位有效数字)；(4)通过比较________这两个力的大小和方向，即可得出实验结论．答案(1)(3)见解析图( ～)(4)F和F合解析(1)弹簧测力计的最小刻度为N，则F的大小为N；(3)画出这两个共点力的合力F合如图：由图可知F合的大小为N(～N)；(4)通过比较F和F合这两个力的大小和方向，即可得出实验结论．2．(2023·浙江省镇海中学模拟)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则．设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定于量角器圆心O的正上方A处，另一端系着绳套1和绳套2.(1)主要实验步骤如下：①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，记下弹簧测力计的示数F；②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点．此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，记下拉绳套1的弹簧测力计的示数F1；③根据力的平行四边形定则计算此时绳套1的拉力F1′＝________ F；④比较F1和F1′，即可初步验证力的平行四边形定则；⑤改变绳套2的方向，重复上述实验步骤．(2)保持绳套2的方向不变，绳套1从图示位置逆时针缓慢转动90°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是________．A．逐渐增大B．先增大后减小C．逐渐减小D．先减小后增大答案(1)③33(2)D解析(1)③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′＝F tan 30°＝3 3F(2)保持绳套2的方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动90°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，说明两个细绳拉力的合力不变，作图如下，故绳套1的拉力先减小后增大，故A、B、C错误，D正确．3．某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验，装置如图甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为F1、F2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角．实验中使用若干相同的钩码，每个钩码质量均为100 g，取g＝m/s2.(1)关于实验，下列说法正确的是________．A．实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内B．每次实验都必须保证结点位于O点C．实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向D．实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力(2)根据某次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2(如图乙)，请你作图得到F1、F2的合力F(只作图，不求大小)，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因．____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________答案(1)AC(2)见解析图定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等(回答出一项合理答案即可)解析(1)实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内，以保证钩码重力等于细绳的拉力，选项A正确；该装置不需要每次实验保证结点位于O点，选项B错误；实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向，选项C正确；因为每个钩码的重力已知，所以不需要测钩码总重力，选项D错误．(2)利用平行四边形定则作出F1和F2的合力F，如图所示，该合力方向不完全在竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等．4.有同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重力相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验可能完成的是________(填正确答案前的字母)．A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝5B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________(填选项前字母)．A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度C．用量角器量出三段绳子之间的夹角D．用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为________(填“甲”或“乙”)是正确的．答案(1)BCD(2)A(3)甲解析(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1－F2|≤F3≤F1＋F2(等号在反向或同向时取得)，因此B、C、D三项都是可以的．(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向．(3)F3的方向一定竖直向下，由于测量误差，F1和F2的合力方向可能偏离竖直方向，所以甲是正确的．5．(2023·浙江省丽水第二高级中学模拟)在“探究求合力的方法”的实验中：(1)小王同学采用图甲所示实验装置，在实验过程中需要记录的“结点”应该选择________(填“O”或“O′”)．某次实验时弹簧测力计的显示如图乙所示，则读数是________ N.(2)小李同学用两根完全相同的轻弹簧、一瓶矿泉水、智能手机等器材做实验．先用一根弹簧静止悬挂一瓶矿泉水，如图丙所示；然后用两根弹簧互成角度的悬挂同一瓶矿泉水，静止时用智能手机的测角功能分别测出AO、BO与竖直方向的夹角α、β，如图丁所示．对于本实验，下列说法或操作正确的是________．(选填选项前的字母)A．结点O的位置必须固定B．弹簧的劲度系数必须要已知C．必须要测量弹簧的伸长量D．矿泉水的质量对实验误差没有影响答案(1)O′(2)C解析(1)由题图可知，小王同学采用题图甲所示实验装置，在实验过程中需要记录的“结点”应该选择O′.弹簧测力计分度值为N，其读数为N；(2)实验中矿泉水的重力是定值，所以不必保证结点O的位置必须固定，故A错误；实验中，题图丙用来测量合力，题图丁用来测量两个分力，根据胡克定律，力的大小与弹簧伸长量成正比，力的大小可以用弹簧伸长量来表示，因此必须测量弹簧的伸长量，不必知道弹簧的劲度系数，故C正确，B错误；矿泉水的质量影响重力的大小，会影响弹簧测力计读数的精确度，故D错误．。
2024新高考物理第一轮章节复习--专题二相互作用
专题二相互作用基础篇考点一常见的三种力1.(2019浙江4月选考,6,3分)如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是()A.小明与船之间存在摩擦力B.杆的弯曲是由于受到杆对小明的力C.杆对岸的力大于岸对杆的力D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力答案 A2.(2022云南大理调研,2)(多选)锻炼身体用的拉力器如图所示,并列装有四根相同的轻质弹簧,每根弹簧的自然长度都是40 cm,某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m,则()A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 NB.每根弹簧产生的弹力为120 NC.每根弹簧的劲度系数为100 N/mD.每根弹簧的劲度系数为500 N/m答案BC3.(2022河北张家口二模,8)(多选)一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧短0.20 m,它们的下端固定在地面上而上端自由,如图甲所示。
当用力压缩此组合弹簧时,测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示,若小、大两弹簧的劲度系数分别是k1、k2,则()A.k1=100 N/m,k2=200 N/mB.k1=100 N/m,k2=100 N/mC.当压缩距离为0.30 m时,小弹簧弹力为20 N,大弹簧弹力为30 ND.当压缩距离为0.30 m时,小弹簧弹力为30 N,大弹簧弹力为20 N答案AD4.(2022广西桂林、崇左、贺州联考,5)如图所示,一物块置于水平地面上,当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动。
若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.√3−1B.2−√3C.√32−12D.1−√32答案 B5.(2022江西上饶六校联考一,1)如图所示,某时刻四个物体a、b、c、d与两个长木板巧妙地摆放在底座上,且系统处于平衡状态。
则在该时刻,下列说法正确的是()A.物体a可能不受摩擦力B.物体b受到木板的作用力的方向竖直向上C.物体d受到木板的作用力的方向垂直于木板向上D.物体c可能不受摩擦力答案 B考点二力的合成与分解1.(2022广东,1,4分)如图是可用来制作豆腐的石磨。
2024年高考物理总复习第一部分知识点梳理第二章相互作用第3讲力的合成与分解
第3讲 力的合成与分解整合教材·夯实必备知识一、力的合成(必修一第三章第4节) 1.合力与分力2.力的合成定义求几个力的合力的过程运算法则平行四边形定则用表示这两个分力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。
三角 形定则 把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的有向线段为合矢量。
二、力的分解(必修一第三章第4节)1.力的分解是力的合成的逆运算,遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则。
2.分解方法(1)按力产生的效果分解;(2)正交分解法。
【质疑辨析】角度1合力与分力(1)合力和分力可以同时作用在一个物体上。
(×)(2)几个力的共同作用效果可以用一个力来替代。
(√)角度2平行四边形定则(3)两个力的合力一定比分力大。
(×)(4)当一个分力增大时,合力一定增大。
(×)(5)一个力只能分解为一对分力。
(×)(6)两个大小恒定的力F1、F2的合力的大小随它们夹角的增大而减小。
(√)(7)互成角度的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形。
(√)精研考点·提升关键能力考点一共点力的合成(核心共研)【核心要点】1.求合力的方法作图法作出力的图示,结合平行四边形定则,用刻度尺量出表示合力的线段的长度,再结合标度算出合力大小计算法根据平行四边形定则作出力的示意图,然后利用勾股定理、三角函数、正弦定理等求出合力2.合力范围的确定(1)两个共点力的合力大小的范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2。
①两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减小。
②当两个力反向时,合力最小,为|F1-F2|;当两个力同向时,合力最大,为F1+F2。
(2)三个共点力的合力大小的范围①最大值:三个力同向时,其合力最大,为F max=F1+F2+F3。
②最小值:若任意两个力的大小之和大于或等于第三力,则三个力的合力最小值为零,否则合力最小值等于最大的力减去另外两个力。
2024届高考物理一轮复习：重力、弹力和摩擦力
第二章 相互作用重力、弹力和摩擦力【考点预测】 1.重心2.弹力有无及方向的判断3.静摩擦力的大小和方向4.滑动摩擦力的大小和方向5.轻杆、轻绳的弹力 【方法技巧与总结】1. 影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的质量分布． 2．弹力有无的判断方法(1)条件法：根据弹力产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变．(2)假设法：假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处没有弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力．(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在． 3.摩擦力的有无和大小、方向的判断摩擦力的产生条件：接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势。
根据物体的相对运动方向、或相对运动趋势的方向和运动状态，判断摩擦力的方向。
摩擦力大小要首先区分是静摩擦力还是滑动摩擦力。
静摩擦力大小根据物体所处的状态进行判断，滑动摩擦力利用公式f N F F μ=计算。
【题型归纳目录】题型一：弹力有无及方向的判断 题型二： 摩擦力的大小和方向题型三：轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的弹力 题型四：摩擦力的突变问题 【题型一】弹力有无及方向的判断 【典型例题】例1．如图所示，将一个钢球分别放在甲、乙、丙三个容器中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态。
若钢球和各容器的接触面都是光滑的，各容器的底面均水平，则以下说法中正确的是（ ）A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C．甲容器的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D．乙容器的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用【方法技巧与总结】1.弹力有无的判断2. 弹力方向的判断①五种常见模型中弹力的方向②根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。
3．弹力大小计算的三种方法(1)根据胡克定律进行求解；(2)根据力的平衡条件进行求解；(3)根据牛顿第二定律进行求解。
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专题二相互作用基础篇考点一常见的三种力1.(2022南京中华中学月考,3)下列图中各物体均处于静止状态。
图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是()A BC D答案C2.(2022镇江一中期中,2)如图所示,宣纸铺在水平桌面上,左侧用镇纸压住。
以书法家在纸上书写“大”字的笔画一横的过程为例(书写过程中宣纸和镇纸均保持静止),下列说法正确的是()A.在书写的过程中,宣纸会受到镇纸给它的摩擦力B.书法家的笔对宣纸的摩擦力与宣纸对桌面的摩擦力大小相等、方向相同C.增大镇纸的质量,可以增大宣纸受到桌面的摩擦力D.在桌面光滑的情况下,书写的过程中宣纸仍可以静止答案B3.(2022北京,5,3分)如图所示,质量为m的物块在倾角为θ的斜面上加速下滑,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
下列说法正确的是()A.斜面对物块的支持力大小为mg sin θB.斜面对物块的摩擦力大小为μmg cos θC.斜面对物块作用力的合力大小为mgD.物块所受的合力大小为mg sin θ答案B4.(2023届扬州高邮一中阶段检测,3)在东京奥运会举重比赛中,李发彬在挺举中展现“金鸡独立”绝技,单脚支撑,又将姿势恢复为双脚着地稳定3秒,最终夺得冠军,并打破奥运纪录。
将李发彬的单脚支撑和双脚着地均视作平衡状态。
关于此过程的表述正确的是()A.单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力大B.单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力小C.若李发彬握杠的两手间距离变大,则其手臂受杠铃的作用力将变大D.若李发彬握杠的两手间距离变大,则其手臂受杠铃的作用力将变小 答案 C5.(2022浙江6月选考,10,3分)如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,两斜杆夹角θ=60°。
一重为G 的物体悬挂在横杆中点,则每根斜杆受到地面的( )A.作用力为√33GB.作用力为√36GC.摩擦力为√34GD.摩擦力为√38G答案 B考点二 力的合成与分解1.(2022宿迁中学期中,5)刀、斧、凿等切削工具的刃部叫作劈,如图是斧头劈木柴的情境。
劈的纵截面是一个等腰三角形,使用劈的时候,垂直劈背加一个力F ,这个力产生两个作用效果,使劈的两个侧面推压木柴,把木柴劈开。
设劈背的宽度为d ,劈的侧面长为l ,不计斧头自身的重力,则劈的侧面推压木柴的力为( )A.d l FB.l d FC.l 2d FD.d 2l F答案 B2.(2021广东,3,4分)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。
设牛用大小相等的拉力F 通过耕索分别拉两种犁,F 与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示。
忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 答案 B3.(2019课标Ⅲ,16,6分)用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示,两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°。
重力加速度为g 。
当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F 1、F 2,则( )A.F 1=√33mg ,F 2=√32mgB.F 1=√32mg ,F 2=√33mgC.F 1=12mg ,F 2=√32mgD.F 1=√32mg ,F 2=12mg答案 D4.(2023届南通海安质量监测,2)竖直悬挂的重物与滑轮组成的“牵引治疗装置”如图,绳子足够长,不改变重物,下列操作可使装置对腿部的牵引力增大的是( )A.上移悬点AB.下移滑轮BC.下移滑轮CD.向右移腿部 答案 B5.(2023届盐城响水中学开学考试,10)轻质细线上端固定,下端悬挂一小球,对小球施加一个大小恒定且小于小球重力的拉力F ,开始时拉力方向竖直向上,如图所示。
现将拉力F 在同一竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90°。
设细线中拉力的大小为F T ,细线与竖直方向的夹角为θ,则在拉力F 方向变化的过程中( )A.F T 一直增大,θ一直增大B.F T 一直增大,θ先增大后减小C.F T 先增大后减小,θ一直增大D.F T 先增大后减小,θ先增大后减小 答案 B6.(2023届盐城伍佑中学期初考,7)如图所示,蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上,并处于静止状态。
蛛丝OM 、ON 与竖直方向夹角分别为α、β(α>β)。
用F 1、F 2分别表示OM 、ON 的拉力,则( )A.F1的竖直分力大于F2的竖直分力B.F1的竖直分力等于F2的竖直分力C.F1的水平分力大于F2的水平分力D.F1的水平分力等于F2的水平分力答案D考点三受力分析共点力平衡1.(2022广东,1,4分)图是可用来制作豆腐的石磨。
木柄AB静止时,连接AB的轻绳处于绷紧状态。
O点是三根轻绳的结点,F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°。
下列关系式正确的是()A.F=F1B.F=2F1C.F=3F1D.F=√3F1答案D2.(2022无锡天一中学期中,4)空调外机放置位置可简化为如图所示,其重心恰在水平支架连接点O的正上方,轻杆OA、OB对O点的作用力方向与各自杆共线,∠AOB=θ。
空调外机自重为G,则OB对O点的作用力F B的大小为()A.GsinθB.GcosθC.G tan θD.Gtanθ答案A3.(2022南通海门中学月考,6)如图所示,小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细绳一端拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块。
如果小圆环A、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计,绳子不可伸长,平衡时弦AB所对的圆心角为α,则两物块的质量之比m1∶m2应为()A.cosα2B.sinα2C.2 sinα2D.2 cosα2答案C4.(2022河北,7,4分)如图,用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点,将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略圆柱体与木板之间的摩擦。
在转动过程中()A.圆柱体对木板的压力逐渐增大B.圆柱体对木板的压力先增大后减小C.两根细绳上的拉力均先增大后减小D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变答案B5.(2023届扬州高邮一中阶段检测,5)如图所示,一小球被竖直放置的光滑挡板挡在光滑半球面上。
现水平向右缓慢地移动挡板,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止),挡板对小球的支持力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况是()A.F1增大,F2减小B.F1增大,F2增大C.F1减小,F2减小D.F1减小,F2增大答案B6.(2023届南通第一次质量监测,5)甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。
如图所示,当工件提升到一定高度后,两工人保持位置不动,甲通过缓慢释放手中的绳子,使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动,最后将工件运送至乙所在位置。
绳重及滑轮的摩擦不计,滑轮大小忽略不计,则工件向左移动过程中()A.轻绳对乙的拉力不断减小B.绳子对甲的拉力不断增大C.楼顶对甲的支持力不断增大D.楼顶对乙的摩擦力始终大于对甲的摩擦力答案B综合篇拓展一弹力的分析与计算1.(2020苏州中学高三开学考试)内壁光滑的球体半径为R,一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为m A、m B的小球A、B。
将轻杆置于球体内部后。
最终静止在图示位置不动,球心O与轻杆在同一竖直平。
下列判断正确的是()面内,过球心O竖直向下的半径与杆的交点为M,OM=R2A.m A<m BB.球体内壁对A球的支持力N A=2m A gC.轻杆对B球的支持力有可能小于B球的重力D.若增大m A,θ角会增大答案B2.(2022常州中学期中,6)如图为一个水平传感器的简易模型,截面为内壁光滑竖直放置的正三角形,内部有一个略小于三角形内切圆的小球,三角形各边有压力传感器,通过测出小球对三边压力的大小,信息处理单元可显示摆放处的倾角。
图中BC边恰好处于水平状态,现将其以C点为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AB边处于上方的水平,则在转动过程中()A.球对BC边的压力一直增大B.球对BC边的压力一直减小C.球对BC边的压力先增大、后减小D.球对BC边的压力先减小、后增大答案C3.(2023届盐城响水中学开学考试,8)如图所示,质量分别为m1、m2的两物体甲、乙位于相邻的两水平台阶上,中间用轻绳相连,轻绳与竖直方向夹角为θ。
在甲左端施加水平拉力F,使甲、乙均处于静止状态。
已知重力加速度为g,甲表面光滑,则下列说法正确的是()A.绳的拉力大小为m1gcosθB.地面对乙的摩擦力大小为FC.台阶对乙的支持力大小为m2gD.台阶对甲的支持力大小为(m1+m2)g答案B拓展二摩擦力的分析与计算1.(2020北京,11,3分)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。
实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。
水平向左拉木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。
下列说法正确的是()甲乙A.实验中必须让木板保持匀速运动B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数答案C2.(2020连云港期初调研)如图所示,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑,则()A.A、B间的摩擦力大小为2mg sin θB.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mg sin θD.A与B间的动摩擦因数μ=tan θ答案C3.(2022南京六校联考,4)打印机是现代办公不可或缺的设备,正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构如图所示。
设图中刚好有10张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸匀速向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,重力加速度为g,打印机正常工作时,下列说法正确的是()A.第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向向左B.第2张与第3张纸之间的摩擦力大小为2μ2mgC.第10张纸与摩擦片之间的摩擦力为0D.要做到“每次只进一张纸”,应要求μ1>μ2答案D4.(2022重庆,1,4分)如图所示,吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具,在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。