高考专题相互作用力1冲刺高考物理二轮复习核心考点精校解析Word版.docx

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高考专题相互作用力1冲刺高考物理二轮复习核心考点精校解析Word版

本章规律方法及解题方法

一、弹力有无的判断“四法”

（1）条件法：

根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力．此方法多用来判断形变较明显的情况．

（2）假设法：

对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力．如

图所示，有一球放在光滑水平面AC上，并和光滑斜面AB接触，球静止，分析球所受的弹力。

假设去掉AB面，因球仍然能够保持原来的静止状态，则

可以判断出在球与AB面的接触处没有弹力；假设去掉AC面，则球将向下运动，故在与AC面的接触处球受到弹力，其方向垂直于AC面向上。

（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，由二力平衡或牛顿运动定律等，求解物体间的弹力

（4）替换法：

可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否发生形态的变化，若发生形变，则此处一定有弹力．

二、弹力大小的计算方法

（1）对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小．

（2）对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律F＝k·Δx计算．

【典例1】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＝mgsinθ，方向沿杆向上

B．小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直于杆向上

C．小车向右做匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上

D．小车向右做匀加速运动时，一定有F>mg，方向可能沿杆向上

【答案】CD

反思总结　轻杆弹力的确定方法

杆的弹力与绳的弹力不同，绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向，

但杆的弹力方向不一定沿杆的方向，

其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定，可以理解为“按需提供”，即为了维持物体的状态，由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向，杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力

三、轻杆、轻绳、轻弹簧模型

模型阐述

轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想模型，与这三个模型相关的问题在高中物理中有相当重要的地位，且涉及的情景综合性较强，物理过程复杂，能很好地考查学生的综合分析能力，是高考的常考问题.

三种模型

轻杆

轻绳

轻弹簧

模型图示

模

型

特

点

形变特点

只能发生微小形变

柔软，只能发生微小形变，各处张力大小相等

既可伸长，也可压缩，各处弹力大小相等

方向特点

不一定沿杆，可以是任意方向

只能沿绳，指向绳收缩的方向

一定沿弹簧轴线，与形变方向相反

作用效果特点

可提供拉力、推力

只能提供拉力

可以提供拉力、推力

大小突变特点

可以发生突变

可以发生突变

一般不能发生突变

四、静摩擦力方向的判断方法

1．假设法

2.反推法：

从研究物体的运动状态反推它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，从而判断静摩擦力的有无及方向。

3.状态法：

此法关键

是先判明物体的运动状态（即加速度的方向），再利用牛顿第二定律（F＝ma）确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。

4．相互法

利用牛顿第三定律（即作用力与反作用力的关系）来判断．此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“相互作用”确定另一物体受到的静摩擦力的方向．

【典例2】如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力（　　）．

A．方向向左，大小不变B．方向向左，逐渐减小

C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小

【答案】A

反思总结　应用“状态法”解题时应注意的问题

状态法是分析判断静摩擦力有无及方向、大小的常用方法，在使用状态法处理问题时，需注意以下两点：

（1）明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿定律求解静摩擦力的大小和方向．

（2）静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角．

五、计算摩擦力大小的方法

六、摩擦力的“突变”模型

　“静静”突变

物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当

作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变．

【典例3】一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为（　　）．

A．10N，方向向左B．6N，方向向右

C．2N，方向向右D．0

【答案】C

【解析】当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体

所受的摩擦力的大小为8N，可知最大静摩擦力Ff

max≥8N．当撤去力F1后，F2＝2N

　“静动”突变

物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力．

【典例4】

如图所示，在平板与水平面间的夹角θ逐渐变大的过程中，分析木块m受到的摩擦力的情况．

　“动静”突变

在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力

“突变”成静摩擦力．

【典例5】如图所示，质量为1kg的物体与地面

间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1N的作用，取g＝10m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．（　　）．

【答案】A

【解析】

反思总结　物体受到的外力发生变化时，物体受到的摩擦力的种类就有可能发生突变．解决这类问题的关键是：

正确对物体受力分析和运动状态分析，从而找到物体摩擦力的突变“临界点”．

七、受力分析的思路和技巧方法

1.明确研究对象（可以是一个点、一个物体或一个系统等）．

2.按顺序找力（一“重”、二“弹”、三“摩擦”、四“其他”）．

3.画好受力图后，要检查，防止

多力和少力．

4.受力分析口诀：

地球周围受重力，绕物一周找弹力，考虑有无摩擦力，其他外力细分析，合力分力不重复，只画受力抛施力．

5.在受力分析的过程中，要注意题目给出的物理条件（如光滑——不计摩擦；轻物——重力不计；运动时空气阻力忽略等）．

6.只分析根据性质命名的力（如重力、弹力、摩擦力等），不分析按效果命名的力（如下滑力、动力、阻力等）．

7.受力分析的基本思路

八、受力分析的常用方法

1．整体法和隔离法．

方　法

整体法

隔离法

概　念

将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行分析的方法

将所研究的对象从周围的物体中分离出来进行分析的方法

选用原则

研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度

研究系统内部各物体之间的相互作用力

注意问题

受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力

一般情况下隔离受力较少的物体

2.假设法．

在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在．

九、共点力的平衡问题

1．研究对象的选取方法

2．处理平衡问题的常用方法

方法

内容

合成法

物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反

分解法

物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件

正交分解法

物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件

力的三角形法

对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力

【典例6】如图，一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物，另一端与一轻质绳相连于c点，ac＝

，c点悬挂质量为m2的

重物，平衡时ac正好水平，此时质量为m1的重物的上表面正好与ac在同一水平线上且到b点的距离为l，到a点的距离为

l，则两重物的质量之比

为（　　）．

A．

　B．2　

C．

　D．

【答案】C

反思总结　求共点力作用下物体平衡问题的一般步骤

十、动态平衡问题的分析

1．动态平衡

“动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每一个定态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题．解决这类问题的一般思路是：

把“动”化为“静”，“静”中求“动”．

2．分析动态平衡问题的两种方法

方法

步骤

解析法

（1）列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式

（2）根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况

图解法

（1）根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化

（2）确定未知量大小、方向的变化

【典例7】（2013·天津卷，5）如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是（　　）．

A．FN保持不变，FT不断增大

B．FN不断增大，FT不断减小

C．FN保持不变，FT先增大后减小

D．FN不断增大，FT先减小后增大

【答案】D

十一、共点力平衡中的临界与极值问题的处理方法

1．临界问题

当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述．

处理临界问题的思维方法

假设推理法．

2．极值问题

平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题．一般用图解法或解析法进行分析．

处理极值问题的两种基本方法

（1）解析法：

根据物体的平衡条件列方程，通过数学知识求极值的方法．此法思维严谨，但有时运算量比较大，相对来说较复杂，而且还要依据物理情境

进行合理的分析讨论．

（2）图解法：

根据物体的平衡条件作出力的矢量三角形，然后由图进行动态分析，确定极值的方法．此法简便、直观．

【典例8】一个质量为1kg的物体放在粗糙的水平地面上，今用最小的拉力拉它，使之做匀速运动，已知这个最小拉力为6N，g＝10m/s2，则下列关于物体与地面间的动摩擦因数μ，最小拉力与水平方向的夹角θ，正确的是（　　）．

A．μ＝

，θ＝0　B．μ＝

　tanθ＝

C．μ＝

　tanθ＝

　D．μ＝

　tanθ＝

审题指导　正确解答本题需要从以下几个角度分析：

（1）水平地面上的物体受几个力的作用？

（2）三个以上力的平衡问题用什么方法求解？

（3）求平衡的极值问题有几种方法？

分别要用到什么知识？

【答案】B