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考点02 相互作用及共点力平衡
高一物理期末复习
人教版（2019）
第一部分 方法模型归纳
一、重力和重心
1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．2．大小：G＝mg.3．方向：总是竖直向下．4．重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心，其位置与物体的质量分布和形状有关。特别提醒：(1)重力的方向不一定指向地心．(2)并不是只有重心处才受到重力的作用．
1．古代计时工具沙漏也叫做沙钟，是一种测量时间的装置。如图所示，其中一种沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成。最初沙子全部在上方玻璃球内，沙子从狭窄的管道流入底部空玻璃球所需要的时间来对时间进行测量。下列说法正确的是（　　）A．上方玻璃球及内部剩余的沙子共同重心先下降后上升B．上方玻璃球及内部剩余的沙子共同重心一直下降C．底部玻璃球及内部流入的沙子共同重心一定在其内部的沙子上D．沙子全部流入底部玻璃球后，沙漏对桌面的压力就是沙漏和沙子的重力
一、重力和重心
A
二、弹力
（一）判定弹力有无1．条件法：根据弹力产生的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断。2．假设法：假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态。若运动状态不变，则此处不存在弹力；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，由平衡条件或牛顿第二定律进行判断。
二、弹力
（二）弹力的方向
二、弹力
（三）弹力的大小（胡克定律）
1.内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。
2.公式：F＝kx
3.k为弹簧的劲度系数， 单位是N/m，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定，它反映了弹簧的软硬程度，k越大，弹簧越硬，其长度越难改变．
2．关于核酸采样，以下说法正确的是（　　）A．采样棉签受到口腔内壁的弹力方向垂直口腔内壁指向口腔壁B．采样棉签受到口腔内壁弹力的方向与棉签刮动方向相反C．口腔内壁受到采样棉签的弹力是由棉签的形变产生的D．口腔内壁受到采样棉签的摩擦力方向与棉签刮动方向垂直
二、弹力
C
3．如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个质量为m＝0.2 kg的小球，小球处于静止状态（g取10 m/s2），则（　　）A．小球在赤道和南极两处重力大小相等B．弹性杆对小球的弹力是由小球的形变产生的C．弹性杆对小球的弹力大小为2 N，方向垂直于斜面向上D．弹性杆对小球的弹力大小为2 N，方向竖直向上
二、弹力
D
三、摩擦力
（一）摩擦力的大小和方向
三、摩擦力
（二）静摩擦力有无判断方法
1.假设法：假设两物体间无静摩擦力，看物体是否相对滑动。
2.状态法：根据物体所处的状态和有关力学条件加以判断。
4．如图所示，重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.2的水平面上向左运动，同时受到大小为5N，方向向右的水平力F的作用，则（ ）A．在运动过程中，若撤去F时，则物体立即静止B．物体所受摩擦力大小是4N，方向水平向右C．在运动过程中，若撤去F时，摩擦力方向立刻改变D．物体所受摩擦力大小是5N，方向水平向左
B
三、摩擦力
5．如图所示，打印机进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力F压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，滚轮与第一张纸不打滑，但第一张纸与第二张纸间发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2，每张白纸的质量为m，不考虑静电力的影响，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）A．滚轮对第一张白纸的摩擦力方向水平向左B．第二、三张白纸间的摩擦力大小为μ2(F+2mg)C．第三、四张白纸间的摩擦力大小为μ2(F+mg)D．越靠近底座，白纸间的摩擦力越大
C
三、摩擦力
四、力的合成
四、力的合成
6．两个力 F1和 F2间的夹角为θ（00<θ<1800），两力的合力为 F，下列说法正确的是（　　）A．合力 F 比分力F1和F2都大B．若 F1和 F2大小不变，θ角越小，合力 F 就越大C．若合力 F 增大，θ角不变，分力 F1 和F2至少有一个增大D．如果夹角θ不变，F1 大小不变，只要 F2 增大，合力 F 就增大
B
四、力的合成
五、力的分解
1．力的分解常用的方法
五、力的分解
2.力的分解方法的选取原则
(1)一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按实际效果进行分解，若这三个力中，有两个力互相垂直，优先选用正交分解法。(2)当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。
五、力的分解
3.力的分解中的多解问题
五、力的分解
3.力的分解中的多解问题
7．减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全，当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，图中弹力F的画法正确且分解合理的是（　　）
五、力的分解
B
六、静态平衡问题
1.平衡状态：(1)静止；(2)匀速直线运动。
2.平衡条件：
(1)物体所受合外力为零,即F合=0。
(2)若采用正交分解法,平衡条件表达式为Fx=0,Fy=0。
3.常用推论
(1)若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反。
(2)若三个不共线的共点力合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形。
六、静态平衡问题
3.分析物体静态平衡的常用方法
8．如图所示，倾角为q的斜面体c置于水平地面上，小盒b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上，现在b盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终位置保持不变，下列说法中正确的是（　　）A．b对c的摩擦力可能先减小后增大
B．绳上张力可能增大C．c对地面的摩擦力方向可能向左
D．弹簧一定处于压缩状态
六、静态平衡问题
A
七、动态平衡问题
1.所谓动态平衡问题，是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，常利用图解法解决此类问题。
2.基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”。
七、动态平衡问题
3.处理动态平衡问题的四种方法
（1）解析法：对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条件，得到因变量与自变量的关系表达式(通常要用到三角函数)，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。
（2）图解法：
①特点：物体受三个共点力，有一个力是恒力、另有一个力方向不变的问题。
②方法：
七、动态平衡问题
（3）三角形相似法：
①特点：在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，且题目给出了空间几何关系。
②方法：
1）对物体在某个位置作受力分析；
2）以两个变力为邻边，利用平行四边形定则，作平行四边形；
3）找出相似的力的矢量三角形和空间几何三角形；
4）利用相似三角形对应边的比例关系确定力的变化。
七、动态平衡问题
（4）拉密定理法（正弦定理法或辅助圆法）：
①特点：物体受三个共点力，这三个力其中一个力为恒力，另外两个力都变化，且变化两个力的夹角不变。
②拉密定理：
③辅助圆法：画出三个力的矢量三角形的外接圆，不便力为一固定弦，因为固定弦所对的圆周角大小始终不变，改变一力的方向，另一大小方向变化情况可得。
9．如图所示是骨折病人的牵引装置示意图，绳的一端固定，绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚，整个装置在同一竖直平面内。为了使脚所受的拉力增大，可采取的方法是（　　）A．可以减小重物的质量B．可以将病人的脚向右移动C．可以将两定滑轮的间距变大D．可以将两定滑轮的间距变小
七、动态平衡问题
D
10．如图所示，质量为m的小球A用一根不可伸长的轻绳悬挂于O点，在外力F的作用下，小球A处于静止状态．若要使小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角θ保持300不变，则外力F的大小不可能为（ ）
七、动态平衡问题
D
11．如图所示，光滑的大圆环固定在竖直平面上，圆心为O点，P为环上最高点。轻弹簧的一端固定在P点，另一端拴接一个套在大环上的小球，小球静止在图示位置Q。下列说法正确的是（ ）A．弹簧可能处于压缩状态B．弹簧的弹力小于球的重力C．大圆环对小球的弹力方向可能指向O点D．小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定指向O点
七、动态平衡问题
D
12．如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，开始时绳a水平，绳b倾斜，现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动至绳a竖直，在此过程中（ ） A．a上的张力逐渐增大，b上的张力逐渐增大B．a上的张力逐渐减小，b上的张力逐渐减小C．a上的张力先增大后减小，b上的张力逐渐减小D．a上的张力先减小后增大，b上的张力逐渐增大
七、动态平衡问题
C
八、平衡中的临界和极值问题
1.临界问题：是指当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述；极值问题是指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。
八、平衡中的临界和极值问题
2.处理方法：
（1）数学分析法根据物体的平衡条件列方程，在解方程时利用数学知识求极值。通常用到的数学知识有二次函数求极值、讨论公式求极值、三角函数求极值以及几何法求极值等。
（2）物理分析法
根据平衡条件作出力的矢量图，若只受三个力，则这三个力能构成封闭矢量三角形，然后根据矢量图进行动态分析，确定最大值和最小值。　
13．如图所示，足够长的斜面倾角为θ，一质量为m的物块恰好能沿斜面匀速下滑。物块在沿斜面匀速下滑过程中，在竖直平面内给物块一任意方向（α角任意）的外力F，斜面始终处于静止状态。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A．物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力为零B．当α=90°-θ时，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面摩擦力向左C．若F竖直向下，则物体会加速下滑D．若F拉着物块沿斜面匀速上滑，则F的最小值为mgsinθ
A
八、平衡中的临界和极值问题
第二部分 巩固提升
14．笔、墨、纸、砚，是中国独有的书法绘画工具（书画用具）。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按。如图所示，某同学在水平桌面上平铺一张白纸用毛笔练习长横写法，为防止打滑，他在白纸的左边缘处放置一块镇纸（写字作画时用以压纸的东西，多为长方条形）。该同学向右行笔过程中，下列说法正确的是（ ）A．镇纸对白纸有摩擦力，方向向左
B．毛笔对白纸有摩擦力，方向向右C．桌面对白纸有摩擦力，方向向左
D．桌面与白纸之间可能没有摩擦力
巩固提升
BC
15．根据高中物理所学的知识判断，下列说法中正确的是（ ）A．双手分别用10N的力拉住弹簧秤两端并保持静止，则弹簧秤示数为10NB．大小分别为5N、7N和9N的三个力合成，其合力F大小的范围为3N≤F≤21NC．同一个物体从长春移到广州，其所受重力将减小D．若分力F1、F2中的一个增大，合力F不一定增大
巩固提升
ACD
巩固提升
BD
17．如图所示，水平横杆上套有圆环A，圆环A通过轻绳与重物B相连，轻绳绕过固定在横杆下光滑的定滑轮，轻绳通过光滑动滑轮挂着物体C，并在某一位置达到平衡，现将圆环A极缓慢向右移动一小段距离后，系统仍保持静止，则下列说法中正确的是（　　）A．轻绳的拉力变大
B．横杆对圆A的摩擦力不变C．物块C的高度下降
D．物块B的高度下降
巩固提升
BC
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