专题2 相互作用 牛顿运动定律 题源3 摩擦力-【备战高考】备战2027高考物理母题题源同步练

A.F>F:>F3 B.F3>F>F2 C.F>F>F D.F:>F2>F [解析]连接点P在F1、F:和 F F?三力作用下保持静止，说明三力的 30 合力为零，F1,F2的合力与F大小 F 、60y 相等方向相反，如图所示，由三角形的 F 边长关系可得：F'3>F1>F2,且F,=F'3,即F:>F1>F, B对. [答案]B [真题8](2022·江苏)如图所示，置于水平地面的三脚架 上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与 竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为( 1 2 A.3mg B.3mg 6 mg D33 [解析]3Fcos30°=mg,F=2 9mg,选D. [答案]D 题源3摩擦力 解题模型3.1 1.摩擦力 (1)摩擦力的产生条件 ①相互接触的物体间有弹力存在」 ②接触面粗糙， ③接触物体之间有相对运动（滑动摩擦力）或有相对 运动趋势（静摩擦力） (2)摩擦力的方向 ①滑动摩擦力的方向 沿着接触面与物体的相对滑动方向相反· 注意相对运动（以相互作用的另一物体为参照物）和 运动（以地面为参照物）的不同. ②静摩擦力的方向 沿着接触面与物体的相对运动趋势方向相反，也可以 根据平衡条件或牛顿定律进行判断」 (3)摩擦力的大小 ①滑动摩擦力的大小f=N. 注意： a,口为动摩擦因数，无单位. b.N为接触面上的正压力，不一定等于物体的重力. c.滑动摩擦力的大小只由上述：、N决定，与物体的 运动状态、受力情况以及接触面的面积均无关 ②静摩擦力的大小 两个物体之间静摩擦力的取值范围0<「≤fm,其中 ∫m为两个物体之间的最大静摩擦力.静摩擦力可以根据需 要取上述范围中的任一值，与正压力无关.故静摩擦力的大 小不能由公式∫=N直接计算，而应根据物体的实际受 力情况，利用平衡条件或牛顿定律进行计算.两个物体之间 的最大静摩擦力与正压力成正比 2.摩擦力方向的判定 相对运动趋势不如相对运动直观，具有很强的隐蔽 性，所以静摩擦力的方向判定较困难，为此常用下面几种 方法判断： (1)“假设法”和“反推法” 假设法：先假定没有摩擦力（即光滑）时，看相对静止 的物体间能否发生相对运动.若能，则有静摩擦力，方向与 相对运动方向相反；若不能，则没有静摩擦力.换句话说，静 摩擦力的存在是为了使两物体相对静止，若没有它，两物 体也相对静止，就没有静摩擦力， 反推法：从被研究物体表现出的运动状态这个结果反 推出它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦 力所起的作用，就容易判断摩擦力的方向了， (2)根据物体的运动状态，用牛顿第二定律判断.此法 关键是先判断物体的运动状态（即加速度方向），再利用牛 顿第二定律(F=ma)确定合力，然后受力分析确定静摩擦 力的大小及方向. (3)利用牛顿第三定律（即作用力与反作用力的关系） 来判断.此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较 少物体受到的静摩擦力的方向，再确定另一物体受到的静 摩擦力 [真题9](2023·上海)如图，质量mA>mB的两物体A、 B叠放在一起，靠着竖直墙面.让它们由静止释放，在沿粗糙墙 面下落过程中，物体B的受力示意图是 A ↓m ↓mg B D [解析由于物块与竖直墙面之间没有压力，故与墙面没 有摩擦力，二者一起做自由落体运动，即处于完全失重状态，之 间没有弹力作用，故物体B的受力示意图是图A [答案]A [真题10](2023·山东)如图所示，将两相同的木块a、b 置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于 墙壁.开始时a、b均静止.弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a 所受摩擦力F。≠0，b所受摩棕力F=0,现将右侧细绳剪断， 则剪断瞬间 ak000000b 77777 A.Fa大小不变 B.Fa方向改变 C.Fn仍然为零 D.F%方向向右 [解析]本题考查绳剪断瞬间，绳子提供的力突变，弹簧提 供的力不变，则F大小方向不变，A正确；由于弹簧处于伸长状 态，对木板b有向左的拉力，故F向右，D正确. [答案]AD [真题11](2022·安徽)L形木板P(上表面光滑)放在固 定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表 面的滑块Q相连，如图所示若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计 空气阻力.则木板P的受力个数为 TWwwWMI A.3 B.4 C.5 D.6 [解析]确定研究对象，受力分析即可求解 [答案]C 题源4 牛顿运动定律的理解 解题模型4.1 1,对牛顿第一定律理解要点 (1)它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体 运动状态的原因，即是使物体产生加速度的原因.运动不需 要力来维持。 (2)定律说明了任何物体都有一个极其重要的性 质—一惯性. (3)不受力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用 实验直接验证，它是建立在大量实验现象的基础之上，通 过逻辑推理而发现的. (4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单 地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定 律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给 出了力与运动的关系。 2.对牛顿第二定律的理解 (1)力是产生加速度的原因 公式F合=ma左边是物体受到的合外力，右边反映了 质量为m的物体在此合外力作用下的效果是产生加速度 a,它突出了力是物体运动状态改变的原因，是物体产生加 速度的原因.因为力是产生加速度的原因，所以只能说：“物 体只有受了力才有加速度.”但不能说：“先受力而后产生加 速度.”只能说：“物体的加速度与合外力成正比.”而不能 说：“合外力与加速度成正比.” (2)牛顿第二定律的“四性”，即“瞬时性、矢量性、同一 性、同时性” ①瞬时性：牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受 合外力的瞬时对应关系为某一瞬时的加速度，F即为该时刻 物体所受的合外力，对同一物体的a与F关系为“同时变” ②矢量性：公式F=ma是矢量式，任一瞬时，a的方向 均与合外力方向相同.当合外力方向变化时，的方向同时 变化，且任意时刻两者方向均保持一致， ③同一性：牛顿第二定律的“同一性”有两层意思，一是指 加速度Q相对于同一个惯性系，一般以大地为参考系；二是指 式中F、m、a三量必须对应同一个物体或同一个系统. ④同时性：牛顿第二定律中F、只有因果关系而没有 先后之分.F发生变化，同时变化，包括大小和方向， 3.对牛顿第三定律理解的要点 (1)作用力和反作用力的相互依赖性：它们相互依存， 互以对方作为自己存在的前提： (2)作用力和反作用力的同时性：它们同时产生，同时 变化，同时消失，不是先有作用力后有反作用力 (3)作用力和反作用力的性质相同，即作用力和反作 用力是属同种性质的力. (4)作用力和反作用力不可叠加，作用力和反作用力 分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它 们的合力，两力的作用效果不能相互抵消 4.力、加速度、速度间的关系 (1)物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向， 合力与加速度的大小关系是F=ma,只要有合力，不管速 度是大，还是小，或是零，都有加速度，只有合力为零，加速 度才能为零，一般情况下，合力与速度无必然的关系，只有 速度变化才与合力有必然的联系， (2)合力与速度同向时，物体加速，反之减速 (3)力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因， 即：力→加速度→速度变化（运动状态变化）. 物体所受到的合外力决定了物体当时加速度的大小， 而加速度的大小决定了单位时间内速度的变化量的大小， 加速度大小与速度大小无必然的联系， (4)加速度与力间有瞬时对应关系，即力变加速度也 一定同时变，而此时速度没变化，因速度变化不能在瞬间 实现，需时间保证。 [真题12](2023·广东)如图，物体P静止于固定的斜面 上，P的上表面水平，现把物体Q轻轻地叠放在P上，则() P 77777777777777777777777777 A.P向下滑动 B.P静止不动 C.P所受的合外力增大 D.P与斜面间的静摩擦力增大 [解析]设斜面的倾角为日，把PQ看成一个整体，相当于 增加了P的质量，列平衡方程得f=mg sin0<umg cost0,N= ng cost6.当m增大时，不等式两边都增加，仍然成立，即P静止 不动，P所受的合外力为零，P与斜面间的静摩擦力f=ng sin9 增大，B,D正确. [答案]BD [真题13](2023·山东)如图所示，一质量m=0.4kg的 小物块，以。=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F 作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A 点运动到B点，A、B之间的距离L=10m.已知斜面倾角0= 30,物块与斜面之间的动年茶因数公-怎重力加速度日 取10m/s. (1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小； (2)拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的 最小值是多少？