专题04 三大性质力的理解与分析（原卷版解析版）

2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练 专题04 三大性质力的理解与分析 【专题导航】 目录 热点题型一　弹力的有无及方向的判断 1 热点题型二　弹力“四类模型”的分析问题 3 模型1　物体与物体间的弹力 4 模型2　绳的弹力 5 模型3　弹簧的弹力 5 模型4　杆的弹力 6 热点题型三　摩擦力的有无及方向的判断 7 热点题型四　摩擦力的分析与计算 9 热点题型五　摩擦力的突变问题 12 模型一 “静—静”突变 13 模型二 “静—动”突变 14 模型三 “动—静”突变 14 模型四 “动—动”突变 15 【题型归纳】 热点题型一　弹力的有无及方向的判断 【解题规律、方法】1．“三法”判断弹力有无 (1)假设法：假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变．若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力． (2)替换法：用细绳替换装置中的轻杆，看能不能维持原来的力学状态．如果能维持，则说明这个杆提供的是沿杆方向的拉力；否则，提供的是其他方向的力． (3)状态法：由运动状态分析弹力，即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． 2．弹力方向的判断 【例1】(2020·建泉州名校联考)如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法中正确的是(　　) A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零 B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零 C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用 D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用 【答案】B　 【解析】：小车静止时，小球受力平衡，只受重力和绳子拉力两个力的作用；小车向右运动可能有三种运动形式：向右匀速运动、向右加速运动和向右减速运动．当小车向右匀速运动时，小球受力平衡，只受重力和绳子拉力两个力的作用．当小车向右加速运动时，小球需有向右的合力，但由细绳保持竖直状态和斜面形状可知，该运动形式不可能有．当小车向右减速运动时，小球需有向左的合力，则一定受重力和斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力． 【规律总结】轻绳、轻杆类弹力的方向 (1)轻绳对物体的弹力方向沿绳收缩的方向； (2)轻杆弹力的方向不一定沿杆的方向． ①端点铰链连接：弹力方向沿杆的方向； ②固定连接：弹力方向可以沿任意方向，由端点物体所受其他力的合力及物体的状态判断． 【变式1】如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球．当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是(　　) A．细绳一定对小球有拉力的作用 B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用 C．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力 D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力 【答案】D 【解析】：.若小球与小车一起匀速运动，则细绳对小球无拉力；若小球与小车有向右的加速度a＝gtan α，则轻弹簧对小球无弹力，D正确． 【变式2】(多选)如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆 的下端固定有质量为m的小球．下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是(　　) A．小车静止时，F＝mgsin θ，方向沿杆向上 B．小车静止时，F＝mgcos θ，方向垂直于杆向上 C．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上 D．小车向右匀加速运动时，一定有F＞mg，方向可能沿杆向上 【答案】　CD 【解析】　小球受重力和杆的作用力F处于静止状态或匀速直线运动状态时，由力的平衡条件知，二力必等大反向，则F＝mg，方向竖直向上．小车向右匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根 ... ...