专题2 相互作用 牛顿运动定律 题源1 处理平衡问题的基本方法-【备战高考】备战2027高考物理母题题源同步练

专题2相互作用 牛顿运动定律 考纲·题型解读 1.力是高中物理的核心知识，五种性质的力的大小、方向是对物体进行正确受力分析、解决动力学问题的关键.相互作用部 分试题多以选择题的形式出现，考查五种性质力的大小的计算或方向的判断，试题难度不大. 2.牛顿运动定律的内容是经典物理学的核心知识，高考重点考查牛顿第二定律，有时还考查惯性定律、牛顿第三定律、运 动和力的关系，题型以选择题居多，填空、填表，计算等题型也时有出现，特别是在计算题中常与匀变速直线运动、圆周运动、天 体运动、带电粒子在电场、磁场或复合场中的运动结合，难度较大 《十年高考母题题源揭秘 题源1 处理平衡问题的基本方法 F1=f十mg sin6;平行于斜面的外力F取最小值F:时，最大静 摩擦力f方向沿斜面向上，由平衡条件可得：f+F2=mg sin9;f 解题模型1.1 =(F2一F)/2,C正确.不能得出物块质量m,不能得出斜面倾 角日，不能得出物块对斜面的压力，A,B,D错误. 处理平衡问题的基本方法 [答案]C 1.正交分解法 「真题2](2023·江苏)如图所示，石拱桥的正中央有一质 将各力分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合 量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为a,重力加速 力等于索的条件公F,=0 ,多用于三个以上共点力作用下 度为g,若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的 {∑F,=0 大小为 () 的物体的平衡，值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能 m 使较多的力落在x、y轴上。 777777777 77777 2.力的合成法 mg 物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力 mg 必跟第三个力等大、反向，可利用力的平行四边形定则，根 A.2sina B.2cosa 1 据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解。 C.mgtana D.2mg cota 3.力的三角形法 [解析]以楔形石为研究对象，它受到竖直向下的重力和 物体受同一平面内三个互不平行的力处于平衡时，可 垂直侧面斜向上的两个支持力，共三个力，利用封闭三角形法则 以将这三个力的失量首尾相接，构成一个矢量三角形：即 有2 Fsina-mg=0,A正确. 三个力矢量首尾相接，恰好构成三角形，则这三个力的合 [答案]A 力必为零，利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似 [真题3](2023·新课程标准I)如图，用橡皮筋将一小球 三角形等数学知识可求得未知力. 悬挂在小车的架于上，系统处于平衡状态，现使小车从静止开始 [真题1](2023·新课程标准Ⅱ)如图，在固定斜面上的一 向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值， 物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上.若要物块在斜面 小球稳定地偏离竖直方向某一角度（椋皮筋在弹性限度内）.与 上保持静止，F的取值应有一定的范围，已知其最大值和最小值 稳定在竖直位置时相比，小球的高度 分别为F1和F2(F:>0)由此可求出 () A.物块的质量 777777777777777777777 B.斜面的倾角 A.一定升高 C.物块与斜面间的最大静摩擦力 B.一定降低 D.物块对斜面的压力 C.保持不变 [解析]设斜面倾角为日，斜面对物块的最大静摩擦力为 D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 f.当F取最大值F时，f方向沿斜面向下，由平衡条件可得： [解析]对小球进行受力分析如图，得： ·10 弹簧A的拉力FA=2mg/cos30°， 弹簧C的拉力Fc=2 ng tan30°， 由胡克定律F=kx 联立解得：弹簧A、C的仲长量之比为：xA:xc=2:1,D 7777777777 正确. Tcosa=mg, [答案]D Tsina=ma, [真题5](2023·山东)如图，用两根等长轻绳将木板悬挂 所以：a=gtang 在竖直木柱上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻 即加速度越大，橡皮绳与竖直方向之间的夹角越大，即使要 绳各剪去一小段，但仍能保持等长且悬挂点不变.木板静止时， 考虑橡皮绳的伸长，小球的高度也是随α的增大而越高」 F1表示木板所受合力的大小，F:表示单根轻绳对木板拉力的 [答案]A 大小，则维修后 题源2 弹力的分析 解题模型2.1 1.弹力有无的判断方法 AF1不变，F,变大 B.F1不变，F:变小 对于形变明显的情况（如弹簧）可由形变直接判断，形 C.F,变大，F变大 变不明显的通常用下面三种方法： (1)“假设法”分析物体间的弹力 D.F,变小，F:变小 欲分析一物体的某一接触处是否有弹力作用，可先假 [解析]木板静止时，受重力和两个拉力而平衡，故三个力 设没有所接触的物体，看看被研究的物体有怎样的运动 的合力为零，即：F1=0: 趋势： 细线与竖直方向成日角，根据共，点力平衡条件，有：2F:cos日 ①若被研究的物体倒向原接触物的一边，则两者之间 =mg 有挤压的弹力，它们之间的弹力方向必与接触面（或接触 解得：F:=2c0s0 mg ,点的切面)垂直，且指向受力物体的内部， 当细线变短时，细线与竖直方向的夹角日增加，故c0s0减 ②若被研究的物体倒向远离接触物的一边，则两者之 小，拉力Fg变大，故选A. 间只可能产生拉伸的弹力，倘若仅是物体与细绳连接，它 [答案]A 们之间的弹力方向必定沿绳指向各自的外部， [真题6](2023·天津)如图所示，小球用细绳系住，绳的 ③若被研究的物体仍不动，则两者之间无弹力 另一端固定于O点现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面 (2)“替换法”分析物体间的弹力 上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面 用细绳替换装置中的杆，看能不能维持原来的力学状 顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F、以及绳 态，如果能雏持，则说明这个杆提供的是拉力，否则，提供 对小球的拉力Fr的变化情况是 的是支持力. (3)根据“物体的运动状态”分析弹力 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 A.FN保持不变，F,不断增大 2.弹力的大小 B.FN不断增大，Fr不断减小 弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律F=kx,非弹 C.FN保持不变，Fr先增大后减小 簧类弹力大小应由平衡条件或动力学规律求解， D.FN不断增大，Fr先减小后增大 [解析]由于此过程中细绳与斜面体斜面的夹角逐渐减 [真题4](2023·山东)如图所示，用完全相同的轻单簧 小，所以斜面对小球的支持力FN增大.画出小球受力图，由平衡 A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹 条件可得Fx先减小后增大，选项D正确」 簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸 [答案]D 长量之比为 [真题7](2023·广东)如图所示，水平面上，椋皮绳一端 L A 固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F。和F三力作用 300， 下保持静止，下列判断正确的是 B F C 30 609 A.3:4B.4:3C.1:2 D.2:1 [解析]把两个小球看作整体，分析受力，由平衡条件可得： ·11