专题02 相互作用与牛顿运动定律-三观一统2020年高考物理十年真题精解（全国Ⅰ卷）

三观一统十年高考真题精解 02 相互作用与牛顿运动定律 十年树木，百年树人，十年磨一剑。本专辑按照最新2020年考纲，对近十年高考真题精挑细选，去伪存真，挑选符合最新考纲要求的真题，按照考点/考向同类归纳，难度分层精析，对全国卷Ⅰ具有重要的应试性和导向性。 三观指的观三题（观母题、观平行题、观扇形题），一统指的是统一考点/考向，并对十年真题进行标灰（调整不考或低频考点标灰色）。 （一）2020考纲 主题 内容 要求 相互作用与 牛顿运动定律 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 Ⅰ 形变、弹性、胡克定律 Ⅰ 矢量和标量 Ⅰ 力的合成与分解 Ⅱ 共点力的平衡 Ⅱ 牛顿运动定律及其应用 Ⅱ 超重和失重 Ⅰ （二）本节考向题型研究汇总 题型导向 考点/考向 滑动摩擦力的方向判断及其大小求解问题 （1） 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力； （2） 直线运动过程中的受力分析。 胡克定律的应用 （1） 有关弹簧弹力的胡克定律问题； （2） 在平衡状态下的受力分析问题。 受力分析问题 （1） 正交分解法； （2） 整体隔离法； （3） 矢量三角形法； （4） 相似三角形法。 动力学两类基本问题 （1） 由受力情况确定运动情况； （2） 由运动情况确定受力情况。 牛顿运动定律的综合应用 （1） 超重失重现象； （2） 斜面模型； （3） 滑块-木板模型。 一、考向题型研究一：滑动摩擦力的方向判断及其大小求解问题 （2010年新课标Ⅰ卷T18）如图所示，一物块置于水平地面上。当用与水平方向成600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300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. B. C. D.1- （2015年新课标Ⅰ卷T20）如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v—t图线如图（b）所示。若重力加速度及图中的、、均为已知量，则可求出（ ） A．斜面的倾角 B．物块的质量 C．物块与斜面间的动摩擦因数 D．物块沿斜面向上滑行的最大高度 （2012年新课标Ⅰ卷T24）拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因子为常数μ，重力加速度为g。某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。 ⑴若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。 ⑵设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使该拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0 （2015年新课标Ⅰ卷T25）一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图(a)所示。时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取。 求:(1)木板与地面间的动摩擦因数及小物块与木板间的动摩擦因数； (2)木板的最小长度； (3)木板右端离墙壁的最终距离。 摩擦力的分析与计算 1．判断静摩擦力的有无及方向的三种方法 (1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下： (2)运动状态法：此法关键是先确定物体的运动状态(如平衡或求出加速度)，再利用平衡条件或牛顿第二定律(F＝ma)确定静摩擦力的方向． (3)牛顿第三定律法：“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向． 2．摩擦力大小的计算 (1)滑动摩擦力的大小 ①公式法：F＝μFN，其中FN是两物体间的正压力，其大小不一定等于重力；μ为动摩擦因数，与材料和接触面的粗糙程度有关，与接触面积无关． ②状态法：若μ未知，可结合物体的运动状态和其受力情况，利用平衡条件或牛顿第二定律求解滑动摩擦力的大小． (2)静摩擦力的大小 通常认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，而静摩擦力只能应用平衡条件或牛顿第二定律求解． 摩擦力的三类突变 1.“静—静”突变 物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体虽然仍保持相对静止，但物体所受的静摩擦力将发生突变． 2.“静—动”突变 物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的