2021届 高考物理新动向：专题02 相互作用（解析版）

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180 2   ，解得 55   。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＝ 3 3 mg，F2＝ 3 2 mg B．F1＝ 3 2 mg，F2＝ 3 3 mg C．F1＝1 2mg，F2＝ 3 2 mg D．F1＝ 3 2 mg，F2＝1 2mg 【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°＝ 3 2 mg，对斜面Ⅱ的压力大小为 F2＝mgsin 30°＝ 1 2mg，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. T sin α B. T cos α 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”500m 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 5 6 mg 、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 1 6 mg B. 受到的合力大小为 1 6 mg C. 对球面的压力大小为 1 6 mg D. 对球面的作用力大小为 1 6 mg 【答案】D 【解析】A．工作人员的质量为 m ，则工作人员受到的重力G mg ，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 1 6 mg ， C 错误；D．由平衡条件可得球面对工作人员的作用力 F 满足 5 1 6 6F mg mg mg   ，再由牛顿第三定律 可得，工作人员对球面的作用力大小为 1 6F mg  ，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