专题04 三大性质力的理解与分析-2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练

2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练 专题04 三大性质力的理解与分析 【专题导航】 目录 热点题型一　弹力的有无及方向的判断 1 热点题型二　弹力“四类模型”的分析问题 3 模型1　物体与物体间的弹力 4 模型2　绳的弹力 5 模型3　弹簧的弹力 5 模型4　杆的弹力 6 热点题型三　摩擦力的有无及方向的判断 7 热点题型四　摩擦力的分析与计算 9 热点题型五　摩擦力的突变问题 12 模型一 “静—静”突变 13 模型二 “静—动”突变 14 模型三 “动—静”突变 14 模型四 “动—动”突变 15 【题型归纳】 热点题型一　弹力的有无及方向的判断 【解题规律、方法】1．“三法”判断弹力有无 (1)假设法：假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变．若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力． (2)替换法：用细绳替换装置中的轻杆，看能不能维持原来的力学状态．如果能维持，则说明这个杆提供的是沿杆方向的拉力；否则，提供的是其他方向的力． (3)状态法：由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程，求解物体间的弹力． 2．弹力方向的判断 【例1】(2020·建泉州名校联考)如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法中正确的是(　　) A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零 B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零 C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用 D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用 【规律总结】轻绳、轻杆类弹力的方向 (1)轻绳对物体的弹力方向沿绳收缩的方向； (2)轻杆弹力的方向不一定沿杆的方向． ①端点铰链连接：弹力方向沿杆的方向； ②固定连接：弹力方向可以沿任意方向，由端点物体所受其他力的合力及物体的状态判断． 【变式1】如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球．当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是(　　) A．细绳一定对小球有拉力的作用 B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用 C．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力 D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力 【变式2】(多选)如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆 的下端固定有质量为m的小球．下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是(　　) A．小车静止时，F＝mgsin θ，方向沿杆向上 B．小车静止时，F＝mgcos θ，方向垂直于杆向上 C．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上 D．小车向右匀加速运动时，一定有F＞mg，方向可能沿杆向上 热点题型二　弹力“四类模型”的分析问题 【题型要点】轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较 轻绳 轻杆 弹性绳 轻弹簧 质量大小 0 0 0 0 受外力作用时形变的种类 拉伸形变 拉伸形变、压缩形变、弯曲形变 拉伸形变 拉伸形变、压缩形变 受外力作用时形变量大小 微小，可忽略 微小，可忽略 较大，不可忽略 较大，不可忽略 弹力方向 沿着绳，指向绳收缩的方向 既能沿着杆，也可以跟杆成任意角度 沿着绳，指向绳收缩的方向 沿着弹簧，指向弹簧恢复原长的方向 弹力大小变化情况 可以突变 可以突变 不能突变 不能突变 【解题规律、方法】 计算弹力大小的三种方法 (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． 模型1　物体与物体间的弹力 【例1】．(2020·四川成都市第二次诊断)如图，半圆球P和竖直挡板固定在水平面上，挡板与P相切，光滑小球Q静止在P和挡板之间．已知Q的质量为m，P、Q的半径之比为4∶1，重力加速度大小为g.则Q对P的压力大小为(　　) A. B. C. D. 模型2　绳的弹力 【例2】(2020·重庆市部分区县第一次诊断)如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为L＝2 m的轻绳一端固定于直杆P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为d＝1.2 m，重为8 N的钩码用质量不计的光滑挂钩挂在轻绳上且处于静止状态，则轻绳的弹力大小为(　　) A．10 N B．8 N C．6 N D．5 N 模型3　弹簧的弹力