2021届 高考物理新动向：专题02 相互作用

2021高考物理最新动向 专题02 相互作用（解析版） 【命题新趋势】 本章有三大考查方向，一是对重力、弹力、摩擦力的考查，以选择题为主，重点考查各个力的特点；二是对贯穿整个高中物理的力的合成与分解的考查；三是对共点力作用下物体平衡问题的考查.就本章而言，对共点力作用下物体平衡问题的考查涉及了重力、弹力、摩擦力的特性、力的合成与分解以及物体的受力分析等.　　　　　　　　　　　 【高考新动向】 考向一　重力、弹力、摩擦力 1. （2020·新课标Ⅲ卷）如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°，则β等于（　　） A. 45° B. 55° C. 60° D. 70° 【答案】B 【解析】甲物体是拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示 根据几何关系有，解得。故选B。 2．(2019年全国卷Ⅲ)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F1、F2，则(　　) A．F1＝mg，F2＝mg B．F1＝mg，F2＝mg C．F1＝mg，F2＝mg D．F1＝mg，F2＝mg 【答案】D 【解析】分析可知工件受力平衡，对工件受到的重力按照压紧斜面Ⅰ和Ⅱ的效果进行分解如图所示，结合几何关系可知工件对斜面Ⅰ的压力大小为F1＝mgcos 30°＝mg，对斜面Ⅱ的压力大小为F2＝mgsin 30°＝mg，选项D正确，A、B、C错误． 3．(2019年江苏卷)如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右．细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为(　　) A.　　　　　　　　　 B. C．Tsin α D．Tcos α 【答案】C 【解析】以气球为研究对象，受力分析如图所示，则由力的平衡条件可知，气球在水平方向的合力为零，即风对气球作用力的大小为F＝Tsin α，C正确，A、B、D错误． 【方法总结】 1．处理静态平衡问题的常用方法： 合成法，效果分解法，正交分解法，力的三角形法 2.常用的数学工具 (1)力的三角形为直角三角形：三角函数、勾股定理等。 (2)力的三角形为斜三角形：三角形相似、正、余弦定理等 考向二　力的合成与分解、共点力的平衡 1. （2020·浙江卷）如图是“中国天眼”口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，此时工作人员（　　） A. 受到的重力大小为 B. 受到的合力大小为 C. 对球面的压力大小为 D. 对球面的作用力大小为 【答案】D 【解析】A．工作人员的质量为，则工作人员受到的重力，A错误；B．工作人员在球面上缓慢行走，处于平衡状态，合力为0，B错误；C．工作人员站在的球面位置不水平，对球面的压力不等于，C错误；D．由平衡条件可得球面对工作人员的作用力满足，再由牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为，D正确。故选D。 2．(多选)(2019年全国卷Ⅰ)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°角．已知M始终保持静止，则在此过程中(　　) A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 【答案】BD 【解析】对N进行受力分析，如图所示， 因为N所受的重力mNg与水平拉力F的合力和细绳的拉力T是一对平衡力，从图中可以看出水平拉力的大小逐渐增大，细绳的拉力也一直增大，选项A错误，B正确；M的质量与N的质量的大小关系不确定，设斜面倾角为θ，若mNg≥mMgsin θ，则M所受斜面的摩擦力大小会一直增加，若mNg<mMgsin θ，则M所受斜面的摩擦力大小先减小后增加，选项D正确，C错误． 3．(2019年天津卷)2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车．为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥，其索塔与钢索如图所示．下列