专题02+相互作用-高考物理经典问题的妙解策略+版含解析

1、专题02:相互作用考原桃境一考点分类：考点分类见下表考点内容考点分析与常见题型对称法解决非共面力问题选择题摩擦与自锁现象选择题绳（杆）上的“死结”和“活结”模型选择题较多摩擦力方向与运动方向的关系选择题较多知,兄虑精折考点一对称法解决非共面力问题在力的合成与分解的实际问题中，经常遇到物体受多个非共面力作用处于平衡状态的情况，而在这类平衡问题中，又常有图形结构对称的特点，结构的对称性往往对应着物体受力的对称性.解决这类问题的方法是根据物体受力的对称性，结合力的合成与分解知识及平衡条件列出方程，求解结果.考点二摩擦与自锁现象1 .力学中有一类现象，当物体的某一物理量满足一定条件时，无论施以多大的力

2、都不可能让它与另一个物体之间发生相对运动，物理上称这种现象为“自锁”.生活中存在大量的自锁现象，例如维修汽车时所用的千斤顶就是根据自锁原理设计的.2 .摩擦自锁现象是指当主动力合力的作用线位于摩擦角以内时，无论主动力合力多大，约束力都可与之平衡.摩擦自锁在生活中也大量的存在，并起着相当大的作用.3 .最大静摩擦力Ffm与接触面的正压力FN之间的数量关系为Ffm=科FN.其中，静摩擦系数科取决于相互接触的两物体表面的材料性质及表面状况.考点三绳（杆）上的“死结”和“活结”模型1 .绳模型（1） “死结”可理解为把绳子分成两段，且不可以沿绳子移动的结点.“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳，因

3、此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等.G死结”使绳子变为两段，两段绳子上的弹力不一定相等J甲（2） “活结”可理解为把绳子分成两段，且可以沿绳子移动的结点.“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的.绳子虽然因“活结”而弯曲，但实际上是同一根绳，所以由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等，两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线.2 .杆模型杆可分为固定杆和活动杆.固定杆的弹力方向不一定沿杆，弹力方向视具体情况而定，活动杆只能起到“拉”和“推”的作用.一般情况下，插入墙中的杆属于固定杆（如甲、乙两图中的杆），弹力方向不一定沿杆，而用钱链相连的杆属于活动杆（如丙图

4、中的杆），弹力方向一定沿杆.考点四摩擦力方向与运动方向的关系摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向（以地面为参考系）可能相同，可能相反，也可能不在同一直线上.素考题里-一典例精析考点一：对称法解决非共面力问题典例一：（2018福建质检）课堂上，老师准备了“匚”型光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质0的最大值为圆柱形积木，要将三个积木按图示（截面图）方式堆放在木板上，则木板与水平面夹角B.45D.90A.30C.60【参考答案】A【考查内容】本题是以三个圆柱形积木在“匚”型光滑木板上处于平衡状态为情境，主要考查共点力的平衡等知识。侧重考查推理能力，要求考

5、生深刻理解共点力的平衡条件，运用特殊值法解决实际问题。体现相互作用观念与科学推理等物理核心素养的考查。【试题分析】若6取任意角结合各圆柱的受力情况进行计算，数学运算过程繁琐不易得到结果，而考虑临界情况，取特殊值西亍分析，可简化过程一取伊时，下面两图柱之间将会分开，无法稳定，应适当堵大以保持系统稳定，此时下面两圆柱之间有弹力3当下面两圆柱之间的弹力恰好为o时对应的日为最小值名融费增大内右圆柱和上圆柱之间弹力减小，若g太大,此两圆柱将分开，临界情况为8取3时,左边两圆柱的圆心连线在竖直方向上，保证上圆柱只受到两个力的作用恰好处于平衡状态，此时与右圆柱间相互接触且无弹力，故A正确，本题的解题关键是应

6、用共点力的平衡条件，灵活选取研究对象，运用特殊值法解决问题.典例二：.（2018河南名校联考）如图所示，三个粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上，处于静止状态，每个圆木的质量为m截面的半径为R三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角/O二120。.若在地面上的两个圆木刚好要滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑圆木之间的摩擦，重力加速度为g,则（）A.圆木间的弹力为mgB.下面两个圆木对地面的压力均为1.5mgC.地面上的每个圆木受到地面的作用力为1.5mgD.地面与圆木间的动摩擦因数为叵2【参考答案】ABD【名师解析】A圜木受到重力与人C对它的强力,三个力之间的夹角为12伊,所

7、以圆木间的强力为磔故选项A正南对ABC整体有3噌为解得下面两个圈木对地面的压力1泄尸1_5映故选项B正确对方球有所受摩擦力户L5哇833/二季冽当地面上的每个圆木受到地面的作用力为摩擦力和压力的合力，一定4大于LAg故选项C错误油户0%解得,故选嗔D正确考点二：摩擦与自锁现象典例一：如图，质量为m的物块静止于斜面上，逐渐增大斜面的倾角。，直到0等于某特定值。时，物块达到“欲动未动”的临界状态，此时的摩擦力为最大静摩擦力，物块m的平衡方程为FNGcos（f）=0,FfmGsin（）=0.又Ffm=FNI,解得=tan（）,（）称为摩擦角，只与静摩擦系数科有关.显然，当。w（）时，物块保持静止.此

8、时如果在物块上施加竖直方向的压力F,不管F有多大，物块都不会下滑.我们称0（）为物块的自锁条件.这一特性广泛应用于工农业生产和日常生活中.1.拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图），设拖把头的质量为m拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数科，重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为Q.拖杆（1）若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小.入.已知存（2）设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为在一临界角。0,若000,则不管沿拖杆方向的推力有多大，都不可能使拖把从静止开始运动.求这一临界

9、角的正切tan00.【答案】sin二cos。mg(2)tan90=入【解析】（1）设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把.将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，根据平衡条件有Fcosfi+nig=FNFdn6=Fa式中FN和Ff分别为地板对拖把的正压力和摩撩力.所以FOpFN联立式得F=.mgSloClJWOSvi（2）若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有Fsin0入FND这时，式仍成立.联立式得mgsin。一入cos0w入现求解使式成立的。角的取值范围.注意到式右边总是大于零，且当F无限大时极限值为零，有sin。入cos。W0使式成立的0角满足。0,这里00是题中所定义的临

10、界角，即当0mb,对于图中的两种放置方式，下列说法正确的是（）A.两种情况对于容器左壁的弹力大小相同B.两种情况对于容器右壁的弹力大小相同C.两种情况对于容器底部的弹力大小相同D.两种情况两球之间的弹力大小相同【参考答案】.C1名师解析由几何知识可知，两种情况下两球球心的连线互相平行，也就是说，下面小球对上面小球弹力的方向相同上面小球受到的弹力的竖直方向上的分力大小等于重力，水平方向上的分力等于对左壁的弹力，显然甘球在上面时对左壁的弹力大，两球之间的弹力也大，或D错误将两球看做整体分析可知，在所容器里对左壁的弹力大小等于对右壁的弹力，所以是3球在下面时对右壁作用力大，而对底割的作用力大小相同，

11、E辛制吴、C正确。m截面半径为R为了防止圆柱体滚动，在2 .如图所示，放置三个完全相同的圆柱体。每个圆柱体质量为圆柱体两侧固定两个木桩。不计一切摩擦，由此可知B.上面圆柱体对下面一侧圆柱体的作用力为三g2C.地面对下面其中一个圆柱体的作用力为mgD.地面对下面两个圆柱体的作用力为2mg【参考答案】A【名师解析】设下面一个圆柱体对上面圆柱体的作用力大小为F,隔离上面的圆柱体，受力分析，由平衡条件可得:狂84y=mg解得工2选项B错俣小隔窝下面一个圆柱体，分析受力，由平衡条件可得：木桩对圆柱体作用力为引产为盛。乎股队选项A正确。对三个圆柱体整体，由平衡条件可得，地6面对下面两个圆柱体的作用力为3根

12、据对称性。地面对下面其中一个圆柱体的作用力为L5呷选项8错误。3 .（2018洛阳名校月考）如图所示，将三个形状不规则的石块叠放在水平桌面上，处于静止状态.下列说法中正确的是（）A.石块b对a的支持力与a受到的重力是一对平衡力B.石块a一定受到三个力的作用C.石块c受到水平桌面向左的摩擦力D.桌面对石块c的作用力一定竖直向上【参考答案】D【名师解析】石块可能受6对。的支持力、摩擦力及口受到的重力而平衡被A节配吴石块0可能受石块b对O的支持力与。受到的重力平衡I故B错误对整体由平衡条件可知石块没有受到水平桌面的摩擦力作用，但桌面对石块C的作用力与重力平衡敌c错误Q正确.4.（2016湖北华师一附

13、中等八校联考）如图7所示，两竖直木桩ab、cd固定，一不可伸长的轻绳两端固定在a、c端，绳长为L,一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时轻绳两端夹角为120。若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A悬挂后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内。若重力加速度大小为g,关于上述两种情况，下列说法正确的是（）bdA.轻绳的弹力大小为2mgB.轻绳的弹力大小为mgC.橡皮筋的弹力大于mgD.橡皮筋的弹力大小可能为mg【参考答案】Bt名师解析】设两杆间的距离为不细绳的总长度为L,静止时轻绳夹角为120”，由于重物的拉力的方向竖直向下，所以三个力之间的夹角都是120“。根据矢量的合成可知，三

14、个力的大小是相等的，故轻绳的弹力大小为选项A错误，B正确f若把轻绳换成自然长度为上的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后长度熠大，杆之间的距离不变，所以重物静止后两根绳子之间的夹角一定小于120*,两个分力之间的夹角减小,而合力不变，所以两个分力激小即橡皮筋的弓单力小于酩，选项C、D错误.5.如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴。安在一根轻木杆B上，一本轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端挂一重物，BO与竖直方向夹角0=45。，系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变，改变0的大小，则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是（）A.只有角0变小，作用力才变大B.只有角0变大，作用力才变大C.不论角

15、0变大或变小，作用力都是变大D.不论角0变大或变小，作用力都不变【参考答案】.D【名师解析】：对滑轮受力分析，受两个绳子的拉力和杆的弹力；滑轮一直保持静止，合力为零，故杆的弹力与两个绳子的拉力的合力等值、反向、共线；由于两个绳子的拉力大小等于重物的重力，大小不变，方向也不变，故两个拉力的合力为J2mg,与水平方向成45斜向右下方，选项D正确。C,细绳下端挂一重物，细绳A稍向下移至A点，使之重6. 如图所示，直杆BC的一端用钱链固定于竖直墙壁，另一端固定一个小滑轮的AC段水平。不计直杆、滑轮及细绳的质量，忽略所有摩擦。若将细绳的端点新平衡，则此时滑轮C的位置A在AA之间B与A点等高C在A点之下D

16、在A点之上【参考答案】D【名师解析】由于护-直平衡，对两根纳绳拉力的合力沿杆的方向向下,又由于同一根绳子的张力处处相等而且两根细绳的拉力知1相等且等于物体的重力Gr根据平行四边形定则，合力一定在角平分线上，若将细绳的端点A稍向下移至A点,若杆不动则/ArCBFf2C.Ff1向上，Ff2向上，且Ff1=Ff2D,Ff1向上，Ff2向下，且Ff1=Ff2【参考答案】C【名师解析】匀速攀上时j杂技演员所受重力与静摩摭力平衡，由平衡条件可知岛=仃，方向竖直向上，匀速下滑时，其重力与滑动摩摭力平衡，则比方向竖直向上，所以后1=左。故选项A、B、D错误，C正确。9（2018山东临沂期末）如图所示，两个半圆

17、柱A、B和一个光滑圆柱C紧靠着静置于水平地面上，C刚好与地面接触，三者半径均为R。.C的质量为miA、B的质量都为m/2,AB与地面的动摩擦因数相同。.现用水平向左的力推A,使A缓慢移动而抬高C,直至A的左边缘和B的右边缘刚好接触，整个过程中B始终静止不动，且B所受摩擦力的最大值恰好等于B与地面间的最大静摩擦力，重力加速度为g.。求：均为科A、B与地面间的动摩擦因数;(2)A移动的整个过程中，推力做的功。(3)、.3mg;=W=2mgR【名师解析】(1)如图所示，C被抬的最高时，A给e的力最小，设A给C的弹力的最小值为F,根据平衡条件可得，加813b=理,更解得：F二3(2)刚开始推动时，B对

18、C支持力最大为Fm,如图所示此时B与地面的静摩擦力最大。根据力的平衡可得:ZFjbQos60cM吨,解得：耳尸腿、3所以取大静摩擦力至少为：fm=FnCos30=mg2B对地面的压力为：F=mg2+mg2=mgB受地面的最大静摩擦力为：fm=F=mg解得：1=2(3)整个过程中，C上升的高度：h=(J3-1)R,A向左运动的位移：x=2(J3-1)R。摩擦力做功的大小：W=fx=2(73-1)mgR根据动能定理：WW-mgh=0解得：W=2mgR。情感语录1 .爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2 .时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3 .女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4 .总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5 .最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6 .我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7 .会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8 .其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9 .女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10 .我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11 .如此情深，却难以启齿。其实你若真爱一个人，内心酸涩，反而会说不出话来12 .生命中有一些人与我们擦肩了，却来不及遇见；遇见了，却来不及相识；相识了，