新高考對“相互作用”的考查特點及命題趨向研究

繆峰峰

一、本章內(nèi)容、考試范圍及要求

本章研究重力、彈力、摩擦力這幾種常見力的特點和規(guī)律.《考試說明》中對本章內(nèi)容的考查提出以下四個方面的要求：

二、近幾年新高考在本章中的考查特點

1.注重對易混淆知識點、重要知識點和重要物理思想方法的考查

本章主要涉及到的方法有：力的合成法、分解法、整體法和隔離法等，而這些方法又貫穿在高中物理學(xué)習(xí)的始終.歷年高考及高考模擬中對于這些重要的思想方法的考查力度從未削弱.

‘例1 如圖1所示，左右兩邊對豎直放置的木板所加的壓力都等于F時，夾在板中間的木塊靜止不動，現(xiàn)在使兩邊的力都增加到2F，那么木塊所受到的摩擦力將（）

A.和原來相等

B.是原來的2倍

C.是原來的4倍

D.是原來的1/2

解析 由于木塊始終相對于兩側(cè)木板靜止，所以木塊受到的摩擦力是靜摩擦力，而靜摩擦力的大小與兩側(cè)的正壓力沒有必然聯(lián)系，根據(jù)木塊在豎直方向上的受力分析，可以看出，無論壓力怎么增加，靜摩擦力的大小都等于木塊重力的大小.

但這里值得注意的是，增加壓力F，對木塊受到的靜摩擦力大小沒有改變，但由于增加了接觸面間的彈力，故木塊與木板間的最大靜摩擦力增加，這樣使得木塊更不容易從兩木板間滑下.

例2 如圖2所示，固定在水平地面上的物體P，左側(cè)是光滑圓弧面，一根輕繩跨過物體P頂點上的小滑輪，一端系有質(zhì)量為m=4kg的小球，小球與圓心的連線跟水平方向的夾角θ=60°，繩的另一端水平且連接物塊3.三個物塊重力均為50N，作用在物塊2的水平力F=20N.整個系統(tǒng)平衡，取g=10m/s².則下列說法中正確的是（）

A.1和2之間的摩擦力是20N

B.2和3之間的摩擦力是20N

C.3與桌面間的摩擦力為20N

D.物塊3受6個力的作用

解析 隔離物塊1分析，1物體沒有相對于2物體運動的趨勢，1和2之間的摩擦力為零，選項A錯誤；如圖3所示，對m受到的重力按照其作用效果，可分解為m球?qū)K的拉力T和對圓弧面的壓力N，結(jié)合幾何關(guān)系可以知道，輕繩中拉力為mgcos60°=20；對物塊1、2、3整體分析受力，再由二力平衡的知識可以得出3與桌面間摩擦力為零，選項C錯誤；再對物塊1、2整體分析受力，由二力平衡可知，2和3之間的摩擦力是20 N，選項B正確；而對物塊3分析受力，物塊3受到重力、物塊2的壓力、物塊2對物塊3向右的摩擦力、輕繩拉力、桌面支持力共5個力作用，選項D錯誤.

本題考查的主要內(nèi)容有：研究對象的選取，力的分解以及整體法、隔離法.而正確的選取研究對象是本題的關(guān)鍵.

2.注重以生活中的實際問題為背景考查力學(xué)問題

例3 如圖4所示，水平地面上堆放著原木.關(guān)于原木P在支撐點M、N處受力的方向，下列說法中正確的是（）

A.M處受到的支持力豎直向上

B.N處受到的支持力豎直向上

C.M處受到的靜摩擦力沿朋Ⅳ方向

D.N處受到的靜摩擦力沿水平方向

解析 本題考查各接觸面彈力和摩擦力的方向.彈力的方向垂直于接觸面，摩擦力的方向平行于接觸面，所以A正確.

例4 如圖5所示，用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點，制成一簡易秋千.某次維修時將兩輕繩剪去一小段，但仍保持等長且懸掛點不變.木板靜止時，F(xiàn)1表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對木板拉力的大小，則維修后（）

A.F1不變，F(xiàn)2變大

B.F1不變，F(xiàn)2變小

C.F1變大，F(xiàn)2變大

D.F1變小，F(xiàn)2變小

解析 前后兩次木板始終處于靜止狀態(tài)，因此前后兩次木板所受合力F1都等于零，保持不變，C、D錯誤；繩子剪去一段后長度變短，懸掛木板時繩子與豎直方向夾角0變大，作出F2的合力，如圖6所示，合力大小不變，分力夾角增大，因此單根繩的拉力F2變大，A正確，B錯誤.

3.與其它相關(guān)知識聯(lián)合考查

例6 如圖所示，質(zhì)量m_A >m_B 的兩物體A、B疊放在一起，靠著豎直墻面.讓它們由靜止釋放，在沿粗糙墻面下落的過程中，物體B的受力示意圖是（）

解析兩物體A、B疊放在一起，在沿粗糙墻面下落的過程中，由于物體與豎直墻面之間沒有壓力，所以沒有摩擦力，兩者組成的整體只在重力作用下做自由落體運動，故B物體僅受重力，A選項正確.

例5 如圖8所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點有一個光滑的小孔.質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上，一根細線的下端系著小球，上端穿過小孔用手拉住.現(xiàn)拉動細線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移.在小球移動過程中手對細線的拉力F和圓環(huán)對小球的彈力Ⅳ的大小變化情況是（）

A.F不變，N增大

B.F不變，N減小

C.F減小，N不變

D.F增大，N減小

解析 對小球的重力G按其作用效果分解如圖9所示，F(xiàn)是對繩的拉力，Ⅳ是對圓環(huán)的壓力，力學(xué)矢量△AGF與幾何△BOA相似，則有相似比，由表達式可以看出隨著細線拉著小球緩慢向上移動，AB間距離變小，細線拉力F變小，軌道對小球的彈力不變，故C對.

本題用到的主要物理思想方法是力的分解，而在求解過程中，對數(shù)學(xué)知識的熟練應(yīng)用是本例的難點.

4.注重實驗技能的考查

例6 如圖10所示，在豎直平面內(nèi)，用甲、乙兩個彈簧秤通過細線拉著一個鉤碼，使之處于靜止狀態(tài).若保持甲彈簧秤拉力的方向不變，緩慢地調(diào)節(jié)乙彈簧秤，使兩細線之間的夾角增大一些，則（）

A.兩拉力的合力可能增大

B.兩拉力的合力可能減小

C.甲彈簧秤的示數(shù)可能減小

D.乙彈簧秤的示數(shù)可能減小

解析 根據(jù)對物體的受力分析看出，甲乙兩彈簧拉力的合力始終等于物體的重力，故合力大小不變；作出物體重力的效果分解圖，并作出平行四邊形，如圖11所示，可以看出，在T1的方向不變的情況下，T2做順時針轉(zhuǎn)動時，如圖12，其力的大小應(yīng)該先變小再變大（當T2和T1垂直時，T2最?。?，而T1一直增大.故本例應(yīng)該選擇D.

從以上問題中我們可以看出，摩擦力的分析、物體受力分析及力的合成和分解的應(yīng)用是本章的常考內(nèi)容；與運動相結(jié)合、與數(shù)學(xué)知識相結(jié)合的應(yīng)用能力考查，是高考命題的熱點；以生活中的實際問題為背景考查力學(xué)知識以及對實驗技能的考查是今后高考命題的一大趨勢.