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文檔簡(jiǎn)介
易錯(cuò)01力與物體平衡
目錄
第一部分易錯(cuò)點(diǎn)剖析
易錯(cuò)典題避錯(cuò)攻略舉一反三
易錯(cuò)點(diǎn)1對(duì)摩擦力的方向理解不透徹
易錯(cuò)點(diǎn)2混淆兩種摩擦力的計(jì)算,誤認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積有關(guān)
易錯(cuò)點(diǎn)3不會(huì)分析摩擦力的突變問題
易錯(cuò)點(diǎn)4混淆“死結(jié)”和“活結(jié)”
易錯(cuò)點(diǎn)5混淆“輕桿、輕繩”連接體問題
易錯(cuò)點(diǎn)6受力分析不是漏力就是多力
易錯(cuò)點(diǎn)7對(duì)于平衡問題受力分析時(shí)研究對(duì)象選取不當(dāng)
易錯(cuò)點(diǎn)8系統(tǒng)平衡問題整體法與隔離法使用順序混亂
易錯(cuò)點(diǎn)1對(duì)摩擦力的方向理解不透徹
易錯(cuò)典題
【例1】(2025·廣東省肇慶市高三上學(xué)期第二次模擬)如圖所示,足夠長(zhǎng)的傳送帶傾角為θ,以恒定速
率v1沿順時(shí)針方向傳動(dòng)。一物塊從傳送帶頂端以初速度v2沿傳送帶向下滑上傳送帶,已知v2>v1,物塊
與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)tan。以物塊剛滑上傳送帶的位置為起點(diǎn),以傳送帶底端所在水平面為
零勢(shì)能面,則物塊的速率v和動(dòng)能Ek與路程x的關(guān)系圖像可能正確的是()
A.B.
C.D.
【錯(cuò)因分析】摩擦力的方向與物體自身的運(yùn)動(dòng)方向沒有必然聯(lián)系。本題中,當(dāng)物體向下滑動(dòng)的速度小于
傳送帶的速度時(shí),物體相對(duì)于傳送帶向上滑動(dòng),此時(shí)物體受到的滑動(dòng)摩擦力的方向平行于傳送帶向下;
而當(dāng)物體的速度大于傳送帶的速度后,物體相對(duì)于傳送帶向下滑動(dòng),此時(shí)物體受到的滑動(dòng)摩擦力的方向
則變?yōu)槠叫杏趥魉蛶蛏稀?/p>
【答案】D
【解析】由于tan,則物塊先向下勻減速運(yùn)動(dòng),合力F合μmgcosθmgsinθ
方向沿斜面向上;速度減為零后物塊向上做勻加速運(yùn)動(dòng),合力F合mgcosmgsin
方向沿斜面向上。因?yàn)関2v1,所以物塊向上運(yùn)動(dòng)到與傳送帶速度相同后,與傳送帶一起相對(duì)靜止向上
做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)物塊所受合力為零,減速階段v202ax
2
加速階段v02a2x
所以速率v與x的變化關(guān)系不是直線,故AB錯(cuò)誤。由動(dòng)能定理得F合xEk
Ek的
即F合物塊動(dòng)能Ek與x的圖像斜率的絕對(duì)值為合力大小,動(dòng)能減小過程和動(dòng)能增加過程,圖像
x
的斜率絕對(duì)值相等,最后物塊的動(dòng)能小于初動(dòng)能,故C錯(cuò)誤,D正確。
避錯(cuò)攻略
【方法總結(jié)】.在分析摩擦力的方向時(shí),一定要注意摩擦力方向的可變性,尤其是在分析靜摩擦力的時(shí)候,
二者共速(轉(zhuǎn)折點(diǎn))的時(shí)刻往往是摩擦力方向發(fā)生突變的關(guān)鍵時(shí)刻。
【知識(shí)鏈接】1.對(duì)摩擦力的理解
(1)摩擦力的方向總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的方向相反,但不一定與物體的運(yùn)
動(dòng)方向相反。
(2)摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)),但不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。
(3)摩擦力不一定是阻力,也可以是動(dòng)力;摩擦力不一定使物體減速,也可以使物體加速。
(4)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止,但一定與接觸面保持相對(duì)靜止。
2.滑動(dòng)摩擦力方向的確定
滑動(dòng)摩擦力的方向總與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,“相對(duì)”是指“相對(duì)接觸的物體”,
與相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)方向可能相反,也可能相同。
2.靜摩擦力的有無及方向的判斷方法
(1)假設(shè)法
(2)狀態(tài)法
先判斷物體的狀態(tài)(即加速度的方向),再利用牛頓第二定律(F合=ma)確定合力,然后
通過受力分析確定靜摩擦力的大小及方向。
(3)牛頓第三定律法
先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到
的靜摩擦力方向
舉一反三
【變式1-1】(2025廣東省肇慶市高三一模)如圖為一種魚蝦自動(dòng)分離裝置的示意圖,魚和蝦均從一
個(gè)靠近傳送帶的出料口掉落到轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶上,魚和蝦就會(huì)自動(dòng)分別向兩端運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是
()
A.傳送帶的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針方向
B.魚在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí),內(nèi)能增加,機(jī)械能減小
C.傳送帶速度越大,蝦到達(dá)下端蝦收集箱的用時(shí)越短
D.魚和傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)一定大于蝦和傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)
【答案】AD
【解析】魚和蝦在傳送帶上受重力、支持力和沿傳送帶向上的摩擦力,故傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),A
正確;魚向上運(yùn)動(dòng),有Mgsin1Mgcos,摩擦力對(duì)魚做正功,機(jī)械能增大;
蝦向下運(yùn)動(dòng)有mgsin2mgcos
1一定大于2,B錯(cuò)誤,D正確;傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),無論速度為多少,對(duì)蝦的摩擦力大小和
方向均不變,蝦下滑的時(shí)間與傳送帶的速度無關(guān),C錯(cuò)誤。
【變式1-2】如圖所示,足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面夾角為,在傳送帶上某位置輕輕放置一小木塊,
小木塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因素為,小木塊速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示,v0、t0已知,則()
v
A.傳送帶一定逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B.tan0
gt0cos
v0
C.傳送帶的速度大于v0D.t0后滑塊的加速度為2gsin
t0
【答案】AD
【解析】若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)滑塊下滑時(shí)(mgsinmgcos),將一直勻加速到底端;當(dāng)滑塊上
滑時(shí)(mgsinmgcos),先勻加速運(yùn)動(dòng),在速度與傳送帶速度相等后將勻速運(yùn)動(dòng),兩種均不符合運(yùn)動(dòng)
圖像;故傳送帶是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),A錯(cuò)誤;滑塊在0~t0內(nèi),滑動(dòng)摩擦力向下,做勻加速下滑,即有
vv
a00tan
1
a1gsingcos由題圖可知t0,則gt0cos故B錯(cuò)誤;經(jīng)過分析,由圖可知,傳送
vagsingcos
帶的速度等于0,C錯(cuò)誤;滑塊與傳送帶的速度相等后的加速度2代入μ值得
v0
a22gsin
t0,故D正確
【變式1-3】(2024·遼寧·高考真題)利用硯臺(tái)將墨條研磨成墨汁時(shí)講究“圓、緩、勻”,如圖,在研磨
過程中,硯臺(tái)始終靜止在水平桌面上。當(dāng)墨條的速度方向水平向左時(shí),()
A.硯臺(tái)對(duì)墨條的摩擦力方向水平向左
B.桌面對(duì)硯臺(tái)的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力是一對(duì)平衡力
D.桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力與墨條對(duì)硯臺(tái)的壓力是一對(duì)平衡力
【答案】C
【詳解】A.當(dāng)墨條速度方向水平向左時(shí),墨條相對(duì)于硯臺(tái)向左運(yùn)動(dòng),故硯臺(tái)對(duì)墨條的摩擦力方向水平
向右,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)牛頓第三定律,墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力方向水平向左,由于硯臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài),故桌面對(duì)硯臺(tái)的
摩擦力方向水平向右,故B錯(cuò)誤;
C.由于硯臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài),水平方向桌面和墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力是一對(duì)平衡力,故C正確;
D.桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力大小等于硯臺(tái)的重力加上墨條對(duì)其的壓力,故桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力大于墨條對(duì)
硯臺(tái)的壓力,故D錯(cuò)誤。
故選C。
。
易錯(cuò)點(diǎn)2混淆兩種摩擦力大小的計(jì)算,誤認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸
面積有關(guān)
易錯(cuò)典題
【例2】(2024廣西高考)工人卸貨時(shí)常利用斜面將重物從高處滑下。如圖,三個(gè)完全相同的貨箱正
沿著表面均勻的長(zhǎng)直木板下滑,貨箱各表面材質(zhì)和粗糙程度均相同。若1、2、3號(hào)貨箱與直木板間摩擦
力的大小分別為Ff1、Ff2和Ff3,則()
A.Ff1Ff2Ff3B.Ff1Ff2Ff3
C.Ff1Ff3Ff2D.Ff1Ff2Ff3
【錯(cuò)因分析】誤認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積有關(guān),而錯(cuò)選A或B、C項(xiàng)。
【答案】D
【詳解】A根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的公式fFN,可知滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積無關(guān),只與接觸面的粗
糙程度和壓力大小有關(guān),由題可知三個(gè)貨箱各表面材質(zhì)和祖糙程度均相同,壓力大小也相同,故摩擦力
相同,即Ff1Ff2Ff3,D正確
避錯(cuò)攻略
【方法總結(jié)】.滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算方法
(1)公式法:F=μFN;注意FN是兩物體間的正壓力,不一定等于物體的重力。
(2)狀態(tài)法:利用平衡條件或牛頓第二定律列方程求解
【知識(shí)鏈接】
舉一反三
【變式2-1】(2025·陜晉青寧卷·高考真題)如圖,質(zhì)量為m的均勻鋼管,一端支在粗糙水平地面
上,另一端被豎直繩懸掛,處于靜止?fàn)顟B(tài),鋼管與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為、夾角為,重力加速
度大小為g。則地面對(duì)鋼管左端的摩擦力大小為()??
A.B.C.D.0
1
【答?案??】coDs?2??????
【詳解】對(duì)鋼管受力分析,如圖所示
若鋼管受到地面的摩擦力,則鋼管水平方向受力不平衡,鋼管不可能處于靜止?fàn)顟B(tài),故地面對(duì)鋼管左端
的摩擦力大小為零。ABC錯(cuò)誤,D正確。
【變式2-2】2025廣東省廣州市新東方高三下學(xué)期港澳臺(tái)班第二次模擬)木塊A、B分別重50N和60N,
它們與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25,夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm,彈簧的勁度系數(shù)
為400N/m,系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng)?,F(xiàn)用1N的水平拉力F作用在木塊B上,如圖所示,則力
F作用后木塊A、B所受摩擦力大?。ǎ?/p>
A.8N、9NB.8N、7NC.12.5N、15.0ND.12.5N、16N
【答案】A
【解析】彈簧的彈力F彈kx4000.02N8N
B物體所受最大靜摩擦力fmmBg15N
力F作用后,對(duì)木塊B進(jìn)行受力分析可知F彈F9N<fm
因此B物體仍靜止不動(dòng),所受摩擦力大小fBF彈F9N
彈簧對(duì)A的彈力不變,因此A所受摩擦力大小fAF彈8N,故選項(xiàng)A正確。
【變式3-3】長(zhǎng)木板頂端放有一個(gè)木塊,當(dāng)傾角較小時(shí),木塊靜止,現(xiàn)均勻增加傾角,
直到木塊滑到長(zhǎng)木板底端,則()
A.木塊未滑動(dòng)之前,所受的摩擦力減小,支持力減小
B.木塊未滑動(dòng)之前,所受的摩擦力增大,支持力增大
C.木塊開始滑動(dòng)之后,所受的摩擦力減小,支持力減小
D.木塊開始滑動(dòng)之后,所受的摩擦力增大,支持力增大
【答案】C
【解析】AB.木塊未滑動(dòng)之前,靜摩擦力大小和支持力大小分別為fmgsin,Nmgcos
當(dāng)增加傾角時(shí),摩擦力增大,支持力減小,故AB錯(cuò)誤;
CD.木塊開始滑動(dòng)之后,滑動(dòng)摩擦力大小為fmgcos
支持力大小為Nmgcos
當(dāng)增加傾角時(shí),摩擦力減小,支持力減小,故C正確,D錯(cuò)誤,故選C。
易錯(cuò)點(diǎn)3不會(huì)分析摩擦力的突變問題
易錯(cuò)典題
【例3】(2025·河南省南陽(yáng)市聯(lián)考)如圖所示,一傾角為θ=37°的斜面固定在地面上,質(zhì)量為1kg的滑
塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行,設(shè)斜面足夠長(zhǎng),已知該滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8,
2
sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s。取初速度v0的方向?yàn)檎较?,則該滑塊所受摩擦力Ff隨時(shí)間變
化的圖像是()
A.B.
C.D.
【錯(cuò)因分析】當(dāng)滑塊的速度為零后,滑塊與斜南間的滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力,許多同學(xué)忽略了這一
點(diǎn)而出現(xiàn)錯(cuò)誤。
.【解析】滑塊上升過程中受滑動(dòng)摩擦力,有Ff=μFN,F(xiàn)N=mgcosθ
聯(lián)立,解得Ff=6.4N方向沿斜面向下。當(dāng)滑塊的速度減為零后,由于重力的分力mgsinθ=6N<Ff
所以滑塊將靜止,滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力,由平衡條件得Ff'=mgsinθ=6N
方向沿斜面向上。所以選項(xiàng)B正確。
避錯(cuò)攻略
【方法總結(jié)】摩擦力突變問題注意事項(xiàng)
(1)靜摩擦力是被動(dòng)力,其大小、方向取決于物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),而且靜摩擦力存在最大值。
存在靜摩擦力的連接系統(tǒng),相對(duì)滑動(dòng)與相對(duì)靜止的臨界狀態(tài)是靜摩擦力達(dá)到最大值。
(2)滑動(dòng)摩擦力的突變問題:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)和接觸面受到的正壓力均成正
比,發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體,如果接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)發(fā)生變化或接觸面受到的正壓力發(fā)生變化,則滑動(dòng)
摩擦力就會(huì)發(fā)生變化。
(3)研究傳送帶問題時(shí),物體和傳送帶的速度相等的時(shí)刻往往是摩擦力的大小、方向和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)發(fā)生
變化的分界點(diǎn)。.
【知識(shí)鏈接】.摩擦力的的突變問題
(1)“靜→靜”突變:物體受到靜摩擦力和其他力的共同作用,當(dāng)其他力的合力發(fā)生變化時(shí),如果仍
保持相對(duì)靜止,則靜摩擦力的大小和(或)方向可能發(fā)生突變。
(2)“靜→動(dòng)”突變:物體受到靜摩擦力和其他力的共同作用,當(dāng)其他力變化時(shí),如果發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),
則靜摩擦力可能突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力。
(3)“動(dòng)→靜”突變:物體受到滑動(dòng)摩擦力和其他力的共同作用,當(dāng)相對(duì)滑動(dòng)突然停止時(shí),滑動(dòng)摩擦
力可能突變?yōu)殪o摩擦力。
(4)“動(dòng)→動(dòng)”突變:物體受到滑動(dòng)摩擦力和其他力的共同作用,當(dāng)兩物體間的正壓力發(fā)生變化時(shí),
滑動(dòng)摩擦力的大小隨之而變;或兩物體達(dá)到共同速度時(shí)相對(duì)滑動(dòng)方向發(fā)生變化,滑動(dòng)摩擦力的方向也會(huì)
隨之而變對(duì)摩擦力的方向及突變性認(rèn)識(shí)不足
【變式3-1】(多選)(2025·山東菏澤市校考)如圖甲所示,傾斜的傳送帶正以恒定速率v1沿順時(shí)
針方向轉(zhuǎn)動(dòng),傳送帶的傾角為37°,一煤塊以初速度v0沿傳送帶向上從傳送帶的底端沖上傳送
帶,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示,煤塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶頂端時(shí)速度恰好為零,sin37°=0.6,cos
37°=0.8,g取10m/s2,則()
A.傳送帶的速度為4m/s
B.傳送帶底端到頂端的距離為14m
C.v0<v1
D.煤塊在0~1s和1~2s所受摩擦力方向相反
【答案】AD
【詳解】根據(jù)題圖乙可知,1s時(shí)刻,煤塊的加速度發(fā)生突變,可知此時(shí)煤塊的速度與傳送帶的速
度相等,即傳送帶的速度v1=4m/s,而煤塊的初速度v0=12m/s,故A正確,C錯(cuò)誤;煤塊在0~1
s和1~2s加速度不等,可知0~1s內(nèi),摩擦力方向沿傳送帶向下,1~2s摩擦力方向沿傳送帶向上,
故D正確;根據(jù)題意可知,煤塊的總位移與傳送帶底端到頂端的距離相等,即等于v-t圖像與時(shí)
+
間軸所圍圖形的面積,則L=m+m=10m,故B錯(cuò)誤。
(124)×14×(2?1)
【變式3-2】(2026·山東泰安市期2中)如圖所2示,水平地面上有重力均為40N的A、B兩木塊,
它們之間夾有被壓縮了2.0cm的水平輕質(zhì)彈簧,已知彈簧的勁度系數(shù)k=400N/m,兩木塊與水
平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)用F=10N的水平力推木塊B,假設(shè)
最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則力F作用后()
A.木塊A所受靜摩擦力大小為10N
B.木塊B所受靜摩擦力大小為2.0N
C.木塊B所受靜摩擦力為0
D.彈簧的壓縮量變?yōu)?.5cm
【答案】B
【詳解】力F作用后,假設(shè)木塊B仍靜止,對(duì)木塊B受力分析可知,在水平方向上受到水平向右的
彈力及向左的推力,設(shè)B所受摩擦力方向水平向右,根據(jù)平衡條件可知,F(xiàn)=F彈+FfB,根據(jù)胡克
-2
定律可知F彈=kΔx=400×2.0×10N=8N,解得FfB=2.0N<FfmB=μGB=10N,假設(shè)成立,故B
正確,C錯(cuò)誤;木塊B靜止,彈簧壓縮量保持不變,木塊A受力情況不變,仍保持靜止?fàn)顟B(tài),故
FfA=F彈=8N,故A、D錯(cuò)誤。
【變式3-3】如圖所示,質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,從t=0開始以初速度v0沿水
平地面向右滑行,同時(shí)受到一個(gè)水平向左的恒力F=1N的作用,g取10m/s2,向右為正方向,該物體受
到的摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖像是(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()
A.B.
C.D.
【答案】A
【詳解】物體從t=0開始以初速度v0沿水平地面向右做勻減速運(yùn)動(dòng),受到的滑動(dòng)摩擦力大小為
Ff1=μmg=0.2×1×10N=2N方向向左,為負(fù)值。當(dāng)物體的速度減到零時(shí),物體所受的最大靜摩擦力為
Ffm=μmg=2N則F<Ffm所以物體不能被拉動(dòng)而處于靜止?fàn)顟B(tài),受到靜摩擦力作用,其大小為Ff2=F=1N
方向向右,為正值。故選A。
易錯(cuò)點(diǎn)4混淆“死結(jié)”和“活結(jié)””連接體問題
易錯(cuò)典題
【例4】【山東省泰安仿真模擬·錯(cuò)誤率:61%】如圖所示,輕繩MN的兩端固定在水平天花板上,物
體m1系在輕繩MN的某處,懸掛有物體m2的光滑輕滑輪跨在輕繩MN上。系統(tǒng)靜止時(shí)的幾何關(guān)系如圖。
則m1與m2的質(zhì)量之比為()
A.1:1B.1:2C.1:3D.3:2
【錯(cuò)因分析】本題涉及的是受力分析中的“活結(jié)”問題,此類問題一般是通過滑輪或掛鉤等將物體懸掛在
繩子上,其特點(diǎn)是滑輪或掛鉤可以在繩子上自由滑動(dòng),繩子對(duì)滑輪或掛鉤沒有約束力,因此繩子上的張
力大小處處相等,即滑輪或掛鉤只能改變繩子上張力的方向,而不會(huì)改變張力的大小,抓住以上特點(diǎn),
就可以有效避免在“活結(jié)”問題上出現(xiàn)錯(cuò)誤。
答案:A
解析:對(duì)物體m1上端繩結(jié)受力分析如圖所示
根據(jù)共點(diǎn)力平衡及幾何關(guān)系,合力正好平分兩個(gè)分力的夾角,可得
F1m1g
對(duì)滑輪受力分析得
F2m2g
m1
根據(jù)輕繩拉力特點(diǎn)可知,則,得1
F1F2m1m2
m21
A正確。故選A。
避錯(cuò)攻略
【知識(shí)鏈接】
分類模型結(jié)構(gòu)(舉例)模型解讀模型特點(diǎn)
“活結(jié)”一般由繩跨過滑輪或繩上
“活結(jié)”兩側(cè)的繩子上
“活結(jié)”模型掛一光滑掛鉤而形成,繩子因“活
的張力大小處處相等
結(jié)”而彎曲,但實(shí)際為同一根繩
“死結(jié)”把繩子分為兩段,且不可
“死結(jié)”兩側(cè)的繩子上
“死結(jié)”模型沿繩子移動(dòng),“死結(jié)”兩側(cè)的繩因
張力不一定相等
結(jié)而變成兩根獨(dú)立的繩
舉一反三
【變式4-1】(2025·廣東大灣區(qū)·二模)如圖所示,站在地面不動(dòng)的工人利用滑輪組將貨物緩慢提起。
提起過程中,工人拉繩的方向不變,動(dòng)滑輪兩側(cè)的繩子不平行,不計(jì)滑輪摩擦力,下列說法正確的是
()
A.工人受到的重力和支持力是一對(duì)作用力與反作用力
B.工人對(duì)繩子的拉力和繩子對(duì)工人的拉力是一對(duì)平衡力
C.貨物緩慢拉起過程中,繩子對(duì)動(dòng)滑輪的作用力不變
D.貨物緩慢拉起過程中,地面對(duì)工人的支持力變大
【答案】C
【解析】工人受到的重力和支持力的受力物體都是工人,這兩個(gè)力不是一對(duì)作用力與反作用力,故A錯(cuò)
誤;工人對(duì)繩子的拉力和繩子對(duì)工人的拉力是一對(duì)作用力與反作用力,故B錯(cuò)誤;貨物緩慢拉起過程中,
繩子的拉力在豎直方向的分力為貨物重力的一半,繩子對(duì)動(dòng)滑輪的作用力方向豎直向上,大小等于貨物
的重力,故C正確;貨物緩慢拉起過程中,對(duì)貨物受力分析,貨物受重力G1、兩根繩子的拉力F,設(shè)兩
繩間夾角為,如圖
?
則,解得,對(duì)工人受力分析,受重力G2、支持力FN、繩子拉力F、摩擦力f,設(shè)繩
??1
1?
2?cos2=??=2cos2
子與豎直方向的夾角為,如圖,則地面對(duì)工人的支持力,貨物緩慢拉起
?1cos?
N22?
??=???cos?=??2cos2
過程中,逐漸變大,變小,又不變,則變小,即地面對(duì)工人的支持力變小,故D錯(cuò)誤。
?
故選C。?cos2??N
【變式4-2】.如圖所示,輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn),懸掛
衣服的衣架鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個(gè)條件,當(dāng)衣架靜止時(shí),下列說法
正確的是()
A.繩的右端上移到b’,繩子拉力不變
B.將桿N向右移一些,繩子拉力變大
C.繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小
D.若換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣架懸掛點(diǎn)右移
【答案】AB
【詳解】如圖所示,兩個(gè)繩子是對(duì)稱的,與豎直方向夾角是相等的。
假設(shè)繩子的長(zhǎng)度為x,則有xcosL繩子一端在上下移動(dòng)的時(shí)候,繩子的長(zhǎng)度不變,兩桿之間的距離不
變,則θ角度不變。
AC.兩個(gè)繩子的合力向上,大小等于衣服的重力,由于夾角不變,所以繩子的拉力不變,A正確,C錯(cuò)
誤;
B.當(dāng)N向右移動(dòng)后,根據(jù)xcosL,即L變大,繩長(zhǎng)不變,所以θ角減小,繩子與豎直方向的夾角變
大,繩子的拉力變大,B正確;
D.繩長(zhǎng)和兩桿距離不變的情況下,θ不變,所以掛的衣服質(zhì)量變化,不會(huì)影響懸掛點(diǎn)的移動(dòng),D錯(cuò)誤。
故選AB。
【變式4-3】如圖,懸掛甲物體的細(xì)線拴牢在一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩上O點(diǎn)處;繩的一端通過光滑的
定滑輪與物體丙相連,另一端通過光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質(zhì)量相等。系統(tǒng)平衡時(shí),O
點(diǎn)兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若β=55°,則()
A.α>βB.α<βC.丙的質(zhì)量小于甲的質(zhì)量D.丙的質(zhì)量大于甲的質(zhì)量
【答案】AD
【詳解】設(shè)甲、乙的質(zhì)量均為m,丙的質(zhì)量為M。對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析如圖所示,根據(jù)平衡條件可知OC
繩的拉力與OA、OB兩繩拉力的合力平衡,而OA和OB兩繩的拉力大小相等,根據(jù)對(duì)稱性可知OC的
反向延長(zhǎng)線過∠AOB的平分線,根據(jù)幾何關(guān)系可知2180解得70結(jié)點(diǎn)O受到的三個(gè)拉力
Mgmg
構(gòu)成一封閉的矢量三角形,根據(jù)正弦定理有所以Mm故AD正確,BC錯(cuò)誤。故選AD。
sinsin
易錯(cuò)點(diǎn)5混淆“輕桿、輕繩”連接體問題
易錯(cuò)典題
【例5】(2025·山東東營(yíng)市開學(xué)考)如圖(a)所示,將一右端固定有光滑定滑輪的輕桿固定在豎直擋
板上,輕繩ABC跨過光滑的定滑輪懸吊質(zhì)量為m1=1kg的物塊;如圖(b)所示,將一輕桿用轉(zhuǎn)軸固定
在豎直擋板上,兩段輕繩DE、EF系在桿的右端并懸吊質(zhì)量為m2=1.5kg的物塊。已知兩桿均水平,且
繩子的傾斜部分與水平方向的夾角均為30,重力加速度取10m/s2。下列說法正確的是()
°g
A.圖(a)中AB繩的拉力大小為10N
B.圖(b)中DE繩的拉力大小為15N
C.圖(a)中輕桿對(duì)滑輪的支持力大小為10N
D.圖(b)中輕桿對(duì)結(jié)點(diǎn)的支持力大小為15N
【錯(cuò)因分析】(1)輕桿既能對(duì)物體提供拉力又能提供支持力,而輕繩只能對(duì)物體提供拉力。繩或桿對(duì)物體
的彈力可以發(fā)生突變,不需要恢復(fù)形變的時(shí)間。
(2)桿分動(dòng)桿和定桿兩種
動(dòng)桿:若輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接,當(dāng)桿處于平衡狀態(tài)時(shí)桿所受到的彈力方向一定沿著桿,否則會(huì)引起桿
的轉(zhuǎn)動(dòng)。
定桿:若輕桿被固定不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向
【答案】AC
【詳解】A.對(duì)(a)、(b)兩圖中的B、E點(diǎn)分別進(jìn)行受力分析,如圖甲、乙所示
圖甲中輕繩ABC跨過定滑輪拉住質(zhì)量為m1的物塊,物塊處于平衡狀態(tài),輕繩AB的拉力大小為
F=F=m1g=10N故A正確;
BD.圖乙中由于桿可自由轉(zhuǎn)動(dòng),因此桿對(duì)結(jié)點(diǎn)的作用力方向一定沿桿的方向,則由平衡條件可知
Fsin30°=F;
Fcos30°=F乙又F=m2g代入數(shù)據(jù)解得輕繩DE的拉力為F=30N輕桿對(duì)結(jié)點(diǎn)的支持力大小為F乙153N故
BD錯(cuò)誤。
C.由于圖甲中的桿為固定的桿,因此桿對(duì)滑輪的作用力不一定沿桿的方向,因?yàn)锳B繩與BC繩的夾角
為120°,故分析可得輕桿對(duì)滑輪的支持力大小為F甲=F=F=10N故C正確。故選AC
避錯(cuò)攻略
【知識(shí)鏈接】動(dòng)桿”和“定桿”問題
分類模型結(jié)構(gòu)(舉例)模型解讀模型特點(diǎn)
輕桿用光滑的轉(zhuǎn)軸或鉸鏈當(dāng)桿處于平衡時(shí),桿所
“動(dòng)桿”模型連接,輕桿可圍繞轉(zhuǎn)軸或鉸受的彈力方向一定沿桿
鏈自由轉(zhuǎn)動(dòng)向內(nèi)或向外
輕桿被固定在接觸面上,不桿所受的彈力方向不一
“定桿”模型
發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)定沿桿,可沿任意方向
舉一反三
【變式5-1】四個(gè)相同的物塊用輕繩系住,繞過光滑的輕質(zhì)滑輪,并將繩子另一端系在墻壁上。甲、
乙兩桿固定插在豎直墻壁上,丙、丁兩桿帶有鉸鏈并固定于豎直墻壁上,輕桿與輕繩與水平方向夾角如
圖所示。四幅圖中,能夠保持靜止且桿的作用力相同的是()
A.甲和乙B.乙和丙C.甲和丁D.乙和丁
【答案】C
【解析】甲圖中,對(duì)滑輪受力分析如圖
由圖可知桿可以保持靜止,對(duì)滑輪的作用力大小為與豎直方向成夾角。乙圖中,對(duì)滑輪受
F1mg60°
力分析如圖
由圖可知桿可以保持靜止,對(duì)滑輪的作用力大小為
F22mg
與豎直方向成45°夾角。
丙圖中,對(duì)滑輪受力分析如圖,F(xiàn)mg
由圖可知桿可以保持靜止,對(duì)滑輪的作用力大小為
F4mg
與豎直方向成60°夾角。
綜上所述,能夠保持靜止且桿的作用力相同的是甲圖和丁圖。故選C
【變式5-2】(2025·江西萍鄉(xiāng)·三模)如圖,甲、乙為兩種吊裝裝置,桿OA的端點(diǎn)O分別
固定在水平地面和豎直墻面上,另一端固定一個(gè)光滑定滑輪。輕繩繞過定滑輪,一端固定
在B點(diǎn),另一端連接兩個(gè)相同的物塊。裝置中的均為30,乙裝置中的桿OA水平,定滑
輪的質(zhì)量不計(jì),則甲、乙裝置中,定滑輪受到輕繩的作用力大小之比為()
A.3:1B.1:3C.3:2D.2:3
【答案】A
【解析】由題意,設(shè)重物重力為G,可知甲、乙裝置中,每段繩的拉力大小等于重物的重
力大小,根據(jù)平行四邊形定則,可得,,所
GF
甲
2Gcos303GF乙2Gcos60G
以,項(xiàng)正確。
F
甲
:F乙3:1A
【變式5-3】()2025·河南·一模)如圖所示,不可伸長(zhǎng)的細(xì)鋼絲繩兩端分別固定在豎直桿
P、Q上的a、b兩點(diǎn),a點(diǎn)比b點(diǎn)低。腳穿粗糙雜技靴的演員在走鋼絲表演時(shí),可以在與
兩桿P、Q等距的位置或細(xì)繩的中點(diǎn)保持平衡狀態(tài),鋼絲繩質(zhì)量可忽略不計(jì),則演員()
A.在與P、Q兩桿等距位置時(shí),左右兩側(cè)繩子拉力大小相等
B.在與P、Q兩桿等距位置時(shí),左側(cè)繩子拉力小于右側(cè)繩子拉力
C.在與P、Q兩桿等距位置時(shí),左側(cè)繩子拉力大于右側(cè)繩子拉力
D.在細(xì)繩的中點(diǎn)時(shí),左側(cè)繩子拉力大于右側(cè)繩子拉力
【答案】B
【詳解】設(shè)a到節(jié)點(diǎn)的高度為h1,b到節(jié)點(diǎn)的高度為h2,節(jié)點(diǎn)到P的水平距離為x1,節(jié)點(diǎn)
到Q的水平距離為x2,a端繩子和水平方向的夾角為,b端繩子和水平方向的夾角為,
對(duì)繩子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行受力分析,如圖所示
h1h2
ABC.在與P、Q兩桿等距位置時(shí),根據(jù)tan,tan,x1x2
x1x2
由于h1h2,所以可得tantan,
根據(jù)平衡條件有FacosFbcos
由于coscos,所以可知FaFb
即,左側(cè)繩子拉力小于右側(cè)繩子拉力,故AC錯(cuò)誤,B正確;
h
D.在細(xì)繩的中點(diǎn)時(shí),設(shè)a、b到節(jié)點(diǎn)繩子長(zhǎng)度為l,根據(jù)幾何關(guān)系有根據(jù)sin1,
l
h
sin2
l
由于h1h2,所以可得sinsin,
根據(jù)平衡條件有FacosFbcos
由于coscos,所以可知FaFb
即,左側(cè)繩子拉力小于右側(cè)繩子拉力,故D錯(cuò)誤。
故選B。
易錯(cuò)點(diǎn)6受力分析不是漏力就是多力
易錯(cuò)典題
【例6】(2025·北京卷高考T6)如圖所示,長(zhǎng)方體物塊A、B疊放在斜面上,B受到一個(gè)沿斜面方
向的拉力F,兩物塊保持靜止。B受力的個(gè)數(shù)為()
A.4B.5C.6D.7
【錯(cuò)因分析】此題漏力錯(cuò)選A或B,也有無中生有多力,而錯(cuò)選D
【答案】C
【解析】根據(jù)題意,對(duì)A受力分析可知,受重力、B的支持力,由于A靜止,由平衡條件可知合力為零,
則A還受B沿斜面向上的靜摩擦力,共三個(gè)力作用;對(duì)B受力分析可知,受重力、斜面的支持力、A
的壓力、拉力F、根據(jù)力的作用相互的。B還受沿是表面面向下的摩擦力,由于B靜止,則受沿斜面向
上的摩擦力,即B受6個(gè)力作用,。C項(xiàng)正確。
避錯(cuò)攻略
【知識(shí)鏈接】
1.受力分析的一般步驟
2.受力分析的四種方法
整體法將加速度相同的幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個(gè)整體進(jìn)行受力分析的方法
隔離法將所研究的對(duì)象從周圍的物體中分離出來,單獨(dú)進(jìn)行受力分析的方法
狀態(tài)法根據(jù)其他力與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否相符判斷該力是否存在
在受力分析時(shí),若不能確定某力是否存在,則:
(1)可以轉(zhuǎn)換為分析該力的反作用力,根據(jù)其反作用力是否存在,判斷該力是否存在;
轉(zhuǎn)換法
(2)可以轉(zhuǎn)換為分析與該力相關(guān)的其他研究對(duì)象,通過對(duì)其他研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,判
斷該力是否存在
舉一反三
【變式6-1】(2025·貴州黔東南·一模)平衡術(shù)對(duì)人的觀察能力和動(dòng)手能力要求較高,極其
鍛煉人的耐心。小強(qiáng)同學(xué)在海邊堆放了一些石塊,如圖所示,石塊A、B的接觸面水平,
不計(jì)空氣的作用力,下列說法正確的是()
A.最上面的石塊D一定只受兩個(gè)力作用
B.心形石塊E一定不受摩擦力作用
C.石塊C可能受到6個(gè)力的作用
D.石塊B對(duì)石塊A的作用力方向一定豎直向上
【答案】D
【詳解】AB.因?yàn)椴恢澜佑|面是否水平,所以最上面的石塊D可能受摩擦力作用,心形
石塊E也有可能受摩擦力作用,故AB錯(cuò)誤;
C.石塊C最多受到重力,左右兩邊石塊對(duì)它的兩個(gè)摩擦力,兩個(gè)彈力,共5個(gè)力的作用,
故C錯(cuò)誤;
D.石塊A、B的接觸面水平,把石塊A及其上面的石塊看作整體,根據(jù)二力平衡條件可
知,石塊B對(duì)石塊A的作用力方向一定豎直向上,故D正確。
故選D。
【變式6-2】(2025·1月內(nèi)蒙古普通高校招生適應(yīng)性測(cè)試物理試卷★)“那達(dá)慕”是國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文
化遺產(chǎn),套馬是“那達(dá)慕”大會(huì)的傳統(tǒng)活動(dòng)之一、某次套馬的情景如圖所示。套馬者視為質(zhì)點(diǎn),可能受
FF
重力G、支持力N,拉力F、摩擦力f,其受力示意圖可能正確的是()
A.B.
C.D.
【答案】B
【詳解】對(duì)套馬者受力分析可知,“套馬者”受到沿繩子方向向左上方的拉力F,垂著于水平面的支
持力FN,豎直向下的重力G,水平向右的摩擦力Ff,所以AD錯(cuò)誤,B正確;
C.如果沒有支持力也就不會(huì)有摩擦力,故C錯(cuò)誤。
【變式6-3】(多選)如圖所示,在恒力F作用下,a、b兩物體一起沿粗糙豎直墻面勻速向上運(yùn)動(dòng),則
關(guān)于它們的受力情況,下列說法正確的是()
A.a(chǎn)一定受到4個(gè)力
B.b可能受到4個(gè)力
C.a(chǎn)與墻壁之間一定有彈力和摩擦力
D.a(chǎn)與b之間一定有摩擦力
【答案】AD
【解析】:將a、b看成整體,其受力圖如圖甲所示,說明a與墻壁之間沒有彈力和摩擦力作用;對(duì)
物體b進(jìn)行受力分析,如圖乙所示,b受到3個(gè)力作用,再對(duì)物體a分析,可知a受到4個(gè)力作用,A、
D正確。
易錯(cuò)點(diǎn)7不會(huì)根據(jù)實(shí)際情況用不同的方法求解動(dòng)態(tài)平衡問題
易錯(cuò)典題
【例7】(2021·湖南高考真題)質(zhì)量為M的凹槽靜止在水平地面上,內(nèi)壁為半圓柱面,截面如圖所
示,A為半圓的最低點(diǎn),B為半圓水平直徑的端點(diǎn)。凹槽恰好與豎直墻面接觸,內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑
塊。用推力F推動(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向B點(diǎn)緩慢移動(dòng),力F的方向始終沿圓弧的切線方向,在此過程中所
有摩擦均可忽略,下列說法正確的是()
A.推力F先增大后減小B.凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大
C.墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小D.水平地面對(duì)凹槽的支持力先減小后增大
【錯(cuò)因分析】滑塊緩慢運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也是平衡狀態(tài),滑塊和凹槽組成的整體也處于受力平衡狀態(tài),題干告訴
我們要忽略摩擦力,所以不用考慮摩擦,先隔離法后整體法進(jìn)行受力分析列式求解.
【答案】C
【解析】.析選項(xiàng):AB.已知滑塊從A點(diǎn)向B點(diǎn)進(jìn)行緩慢移動(dòng),所以滑塊受力平衡,對(duì)滑塊受力分析,
根據(jù)牛頓第一定律有
;由于滑塊F移=動(dòng)mg的si過nθ程其越來越大,則推力F越來越大,支持力N越來越小,所以AB
N不=符m合g題co意sθ;θ
C.由于凹槽處于靜止,以凹槽與滑塊整體分析,整體處于受力平衡;設(shè)墻面對(duì)凹槽的壓力為FN;根據(jù)
水平方向的平衡方程可以得出:;時(shí),F(xiàn)N出現(xiàn)最大值;
10
所以越來越大時(shí),墻面對(duì)凹槽的FN壓=力Fc先os增θ大=后m減gsi小nθ,co所sθ以=C2m符g合si題n(2意θ;)θ=45
D.整θ體處于受力平衡;設(shè)水平地面對(duì)凹槽的支持力為N地;根據(jù)豎直方向的平衡方程可以得出:水平
地面對(duì)凹槽的支持力為地
2
從表達(dá)式可以得出當(dāng)越N來=越(大M時(shí)+,m水)g平?地Fs面in對(duì)θ=凹(槽M的+支m持)g力?越m來gs越in小θ,所以D不符合題意;
故答案為:C。θ
避錯(cuò)攻略
【知識(shí)鏈接】動(dòng)態(tài)平衡的求解流程
舉一反三
【變式7-1】[2022·河北高考T7]如圖,用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木
板的點(diǎn),將木板以底邊為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平,繩與木板之間的夾角保持不變,
忽略?圓柱體與木板之間的?摩?擦,在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中()
A.圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大
B.圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小
C.兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小
D.兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力的合力保持不變
【答案】B
【解析】解法1(解析法)
圓柱體受到豎直向下的重力,設(shè)兩繩對(duì)圓柱體拉力的合力大小為,與木板的夾角為(不變),
木板對(duì)圓柱體的支持力大小為??。當(dāng)木板轉(zhuǎn)動(dòng)角度時(shí)?,T平移三個(gè)力組成矢?量三角形(圖
°°
甲),有?N,即?(0<?≤。9在0角)由增大到的過程中,可知
?N?T???N?T??
°°°°
一直減s小in(?,+兩?)=繩s上in(的90拉??力)=一s直in(9減0小??,)C、sDin(?兩+?項(xiàng))=錯(cuò)c誤os?。=在cos??時(shí)0最大,9故0先增大后減小,
°
?AT項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。?+?=90?N?N
解法2(輔助圓法)
由于大小和方向不變,與的夾角不變,用輔助圓的一豎直弦長(zhǎng)表示的大小作出動(dòng)態(tài)矢量圖(圖
乙),??可知:在木板由豎直?T轉(zhuǎn)至?N水平的過程中,一直減小,兩繩上的拉力??一直減小,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤;
先增大后減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。?T
?【N變式7-2】(2025·山西·一模)如圖所示,輕繩的一端連接物塊P,另一端通過光滑的輕
滑輪與斜坡上的小盒Q連接,輕繩與斜坡的上表面平行,P、Q均處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)向Q
盒內(nèi)緩慢加入適量砂粒,此過程中P、Q一直保持靜止。則斜面對(duì)Q的()
A.摩擦力一定增大B.摩擦力可能不變
C.作用力一定增大D.作用力可能先減小后增大
【答案】D
【詳解】AB.設(shè)物塊P的質(zhì)量為M,小盒Q的質(zhì)量為m,對(duì)物塊P,重力Mg與拉力T二
力平衡;若Mgmgsin,對(duì)小盒Q,則有Nmgcos,Tmgsinf
當(dāng)m增大時(shí),mgsin也隨之增大,只要Mgmgsin,f就繼續(xù)減小,當(dāng)Mgmgsin
時(shí),摩擦力減為零,若Mgmgsin時(shí),則有Tfmgsin
當(dāng)m增大時(shí),摩擦力f隨之增大,故AB錯(cuò)誤;
CD.對(duì)Q受力分析可知,斜面對(duì)其作用力(即N、f的合力)與Q的重力和繩的拉力的合
力平衡,而繩的拉力不變,若最開始Q的重力較小,隨著Q的重力逐漸增大,則有如下受
力情況
當(dāng)合力與重力垂直時(shí)合力有最小值,故根據(jù)牛頓第三定律可知,斜面對(duì)Q的作用力可能先
減小后增大,故C錯(cuò)誤、D正確。
故選D。
【變式7-3】(2025·黑龍江哈爾濱·二模)生活中,我們常用支架與底板垂直的兩輪手推車搬運(yùn)貨物。
如圖甲所示,將質(zhì)量為m的貨物平放在手推車底板上,此時(shí)底板水平。現(xiàn)緩慢壓下把手,直至支架與水
平面間的夾角為60。不計(jì)貨物與支架及底板間的摩擦,緩慢壓下把手的過程中,下列說法正確的是
()
A.貨物所受的合外力一直增大
B.手推車對(duì)貨物的作用力變小
C.底板對(duì)貨物的支持力一直減小
D.當(dāng)支架與水平面間的夾角為60時(shí),底板對(duì)貨物的支持力為支架對(duì)貨物的支持力的3倍
【答案】C
【詳解】A.因?yàn)榫徛龎合掳咽?,貨物所受的合外力一直不變,始終為零,故A錯(cuò)誤;
B.小推車對(duì)貨物的作用力與重力等大反向,則小推車對(duì)貨物的作用力方向豎直向上,且大小不變,故
B錯(cuò)誤;
C.壓下把手的過程中,兩個(gè)彈力的夾角始終是90°,貨物的受力情況如下圖所示
由圖可知,底板對(duì)貨物的支持力N1一直減小,支架對(duì)貨物的支持力N2一直增大,故C正確;
D.當(dāng)?shù)装迮c水平面間的夾角為60°時(shí),對(duì)貨物受力分析,兩個(gè)彈力的合力與重力等大反向,受力分析如
下圖所示
3
兩個(gè)彈力N1與N2垂直,由平衡條件可得支架對(duì)貨物的支持力Nmgsin60mg
22
1
底板對(duì)貨物的支持力Nmgcos60mg
12
3
底板對(duì)貨物的支持力為支架對(duì)貨物的支持力,故D錯(cuò)誤。
3
故選C。
易錯(cuò)點(diǎn)8系統(tǒng)平衡問題整體法與隔離法使用混難
易錯(cuò)典題
【例8】(2025山東階段性模塊檢測(cè))用三根細(xì)線a、b、c將質(zhì)量均為m的兩個(gè)小球1和2連接并懸
掛,如圖所示。兩個(gè)小球處于靜止?fàn)顟B(tài),細(xì)線a與豎直方向的夾角為30°,細(xì)線c水平,重力加速度大
小為g,下列說法正確的是()
A.細(xì)線a上的張力大小為4mg
B.細(xì)線c上的張力大小為2mg
21
C.細(xì)線b上的張力大小為mg
3
3
D.細(xì)線b與豎直方向夾角的正切值為
2
【錯(cuò)因分析】整體法應(yīng)用不熟練,對(duì)兩球整體受力分析時(shí),錯(cuò)誤分解細(xì)線a的張力,或遺漏重力(誤
將單個(gè)小球重力當(dāng)作整體重力),導(dǎo)致細(xì)線a和c的張力計(jì)算錯(cuò)誤;隔離法使用時(shí),未針對(duì)小球2單
獨(dú)受力分析,無法建立細(xì)線b的張力與重力、細(xì)線c張力的關(guān)系,進(jìn)而無法求解細(xì)線b的張力大小
和夾角正切值;
答案:C
解析:對(duì)、兩小球整體受力分析,可知,,可得細(xì)線和細(xì)線的
12Tacos302mgTcTasin30ac
4323
張力大小分別為Tmg,Tmg,故A、B錯(cuò)誤;對(duì)2球受力分析,設(shè)細(xì)線b與豎直方向
a3c3
2T21
的夾角為θ,可知T(mg)2T,tanc,可得細(xì)線b的張力大小為Tmg,細(xì)線b
bcmgb3
23
與豎直方向夾角的正切值為tan,C正確,D錯(cuò)誤。故選C。
3
避錯(cuò)攻略
【知識(shí)鏈接】處理多物體平衡問題的技巧
(1)合理選擇研究對(duì)象:在分析兩個(gè)或兩個(gè)以上物體間的相互作用時(shí),一般采用整體法與隔離法進(jìn)行分
析,在使用時(shí)有時(shí)需要先整體再隔離,有時(shí)需要先隔離再整體,交替使用整體法和隔離法。
(2)轉(zhuǎn)移研究對(duì)象:用隔離法直接分析一個(gè)物體的受力情況不方便時(shí),可轉(zhuǎn)移研究對(duì)象,先隔離分析相
互作用的另一個(gè)物體的受力情況,再根據(jù)牛頓第三定律分析該物體的受力情況。
舉一反三
【變式8-1】.(2024·浙江·高考真題)如圖所示,在同一豎直平面內(nèi),小球A、B上系有不可伸長(zhǎng)的
細(xì)線a、b、c和d,其中a的上端懸掛于豎直固定的支架上,d跨過左側(cè)定滑輪、c跨過右側(cè)定滑輪分別
與相同配重P、Q相連,調(diào)節(jié)左、右兩側(cè)定滑輪高度達(dá)到平衡。已知小球A、B和配重P、Q質(zhì)量均為50g,
細(xì)線c、d平行且與水平成30(不計(jì)摩擦),則細(xì)線a、b的拉力分別為()
A.2N,1NB.2N,0.5NC.1N,1ND.1N,0.5N
【答案】D
【詳解】由題意可知細(xì)線c對(duì)A的拉力和細(xì)線d對(duì)B的拉力大小相等、方向相反,對(duì)A、B整體分析可
知細(xì)線a的拉力大小為
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