山东专用2024年高考物理一轮复习专题二相互作用_应用集训含解析.docxVIP

PAGE

PAGE9

专题二相互作用

应用篇

【应用集训】

应用一平衡问题中的“隔离法”与“整体法”

(2024山东青岛第五十八中学高二期末,3)如图所示,有10块完全相同的长方体木板叠放在一起,每块木板的质量为100g,用手掌在这叠木板的两侧同时施加大小为F的水平压力,使木板悬空水安静止。若手与木板之间的动摩擦因数为0.5,木板与木板之间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,则F至少为 ()

A.25NB.20NC.15ND.10N

答案B

应用二解答动态平衡问题常用的方法

1.(2024山东潍坊高三复习检测,2)如图所示,用细绳将匀称球悬挂在光滑的竖直墙上,绳受的拉力为T,墙对球的弹力为N,假如将绳的长度增加,其他条件不变,当球再次静止时,则 ()

A.T、N均不变B.T减小、N增大

C.T、N均增大D.T、N均减小

答案D

2.(2024山东泰安高三月考,7)如图,小球C置于B物体的光滑半球形凹槽内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态。现缓慢减小木板的倾角θ,在这个过程中,下列说法正确的是()

A.B对A的摩擦力渐渐变大

B.B对A的作用力渐渐变小

C.B对A的压力不变

D.C对B的压力不变

答案D

应用三平衡中的临界与极值问题

1.(2024山东德州高一期末,6)如图所示,一根轻绳上端固定在O点,下端拴一个重为G的小球,现对小球施加一个方向和大小都改变的力F,使小球与竖直方向的夹角为30°,保持小球位置不变,则力F的最小值是 ()

A.G2B.3G2C.3

答案A

2.课堂上,老师打算了“∟”形光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木,要将三个积木按图所示(截面图)方式堆放在木板上,则木板与水平面夹角θ的最大值为 ()

A.30°B.45°C.60°D.90°

答案A

[老师专用题组]

【应用集训】

1.(2024福建毕业班质检)如图,工地上常用夹钳搬运砖块。已知砖块均为规格相同的长方体,每块质量为2.8kg,夹钳与砖块之间的动摩擦因数为0.50,砖块之间的动摩擦因数为0.35,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,g取10m/s2。搬运7块砖时,夹钳对砖块一侧的竖直壁施加的压力大小至少应为 ()

A.196NB.200NC.392ND.400N

答案B先将7块砖当作整体受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,二力平衡,有2μ1F≥7mg,则有F≥196N,再考虑除最外侧两块砖的里面5块砖,受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,二力平衡,有2μ2F≥5mg,则有F≥200N,综合可知应有F≥200N,故B正确。

【思路点拨】砖块之间与夹钳和砖块间的动摩擦因数不同,同样压力下的最大静摩擦力不同,故需考虑砖块之间出现滑动的临界压力、夹钳和砖块间出现滑动的临界压力,二者相比应取其中较大值。

2.(2024江西鹰潭一中月考)如图所示,小蚂蚁从一半球形碗底沿碗内表面缓慢向上爬,已知球面半径为R,蚂蚁与碗的内表面的动摩擦因数为μ=3,它可以爬到的最大高度为(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) ()

A.0.2RB.0.5RC.0.75RD.0.8R

答案B蚂蚁沿半球形碗的内表面缓慢向上爬的过程中,受到重力、支持力和摩擦力而处于动态平衡状态,受力如图所示:

设最高点圆弧的切线与水平方向夹角为θ,依据平衡条件有:f=mgsinθ,N=mgcosθ,且有f=μN,得:tanθ=μ=3,解得:θ=60°。再依据几何学问得最大高度为:h=R(1-cosθ)=R(1-0.5)=0.5R。B正确。

【方法点拨】物理极值问题中,出现相对滑动的临界状态是摩擦力达到最大静摩擦力。本题中蚂蚁向上爬动过程中,与碗间的压力渐渐减小、最大静摩擦力渐渐减小,而使蚂蚁下滑的重力分力渐渐增大,达到最大高度时摩擦力恰好等于该处的最大静摩擦力。

3.(2024吉林白城四中3月网上模拟)如图所示,一辆运输沙子的自卸卡车,装满沙子。沙粒之间的动摩擦因数为μ1,沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2,车厢的倾角用θ表示(已知μ2μ1),下列说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) ()

A.要顺当地卸干净全部沙子,应满意tanθ=μ2

B.要顺当地卸干净全部沙子,应满意sinθμ2

C.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满意μ2tanθμ1

D.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满意μ2μ1tanθ

答案C