2026版江苏高考物理总复习讲解课件：专题二　相互作用

专题二相互作用体系透视考点透析目录考点1常见的三种力力的合成与分解考点2受力分析共点力的平衡题型透悟题型1动态平衡问题题型2平衡中的临界极值问题体系透视考点1常见的三种力力的合成与分解一、弹力考点透析1.弹力的方向2.绳、杆理想模型

模型结构模型解读模型特点活结

一根绳跨过光滑滑轮或光

滑挂钩绳上的张力大小处处相等死结

把绳分为两段,且结点不可

沿绳移动“死结”两侧绳上的张力

大小不一定相等动杆

轻杆用光滑的转轴或铰链

连接,轻杆可围绕转轴或铰

链自由转动杆处于平衡状态时,杆所受

的弹力一定沿杆方向定杆

轻杆被固定在接触面上,不

能发生转动杆所受弹力不一定沿杆方

向命题情境如图所示,一重物被细绳a、b、c所悬挂,O'是三细绳的结点。细绳a跨过O点处的轻质

光滑定滑轮与轻质弹簧相连,轻质光滑定滑轮被轻质竖直硬杆固定在天花板上,整个装

置处于静止状态,此时b绳保持水平,a绳与c绳夹角为120°,弹簧与竖直方向夹角为30°,弹

簧处于弹性限度内,重物质量为m,则:(1)O'为“死结”,三段细绳的拉力不等,Fc=mg,Fa=2mg,Fb=

mg;(2)细绳a跨过O点处轻质定滑轮,为“活结”,O点左右两边的细绳拉力大小相等,均为2

mg;(3)竖直硬杆固定在天花板上,为“定杆”,杆对滑轮的作用力大小为2

mg、方向与竖直方向夹角为15°,并不沿杆方向。

二、摩擦力1.摩擦力的大小(1)滑动摩擦力的大小:Ff=μFN。(2)静摩擦力的大小①若物体处于平衡状态,利用力的平衡条件求解。②若物体有加速度,可用正交分解法结合牛顿第二定律F合=ma求解。2.判断静摩擦力方向的三种方法假设法

状态法先判断物体的运动状态,然后通过受力分析列方程(a=0

列平衡方程;a≠0,F合=ma),最后确定静摩擦力的有无及

方向相互作用法先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据

牛顿第三定律确定与之接触的另一物体受到的静摩擦

力的方向3.摩擦力的突变问题分类说明

滑块放在粗糙水平面上,作用在滑块上的水平力F从0逐

渐增大,当滑块开始滑动时,滑块受水平面的摩擦力由静

摩擦力“突变”为滑动摩擦力,方向不变

滑块以v0冲上斜面做减速运动,当到达某位置时速度减

为0而后静止在斜面上,滑动摩擦力“突变”为静摩擦

力,方向相反

在水平力F作用下滑块静止于斜面上,F突然增大时滑块

仍静止,则滑块所受静摩擦力会在大小甚至方向上发生

“突变”

水平传送带的速度v1大于滑块的速度v2,滑块所受滑动摩

擦力方向水平向右;当传送带突然被卡住时,滑块受到的

滑动摩擦力方向“突变”为向左三、力的合成与分解1.几种特殊情况的共点力的合成

作图合力的计算两力互相垂直

F=

tanθ=

两力等大,夹角为θ

F=2F1

cos

F与F1夹角为

两力等大且夹角为120°

合力与分力大小相等,合力方向在两

分力夹角的角平分线上2.力的分解(1)正交分解法一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则;在动力学

中,往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。(2)效果分解法实例分解思路

重力分解为沿斜面向下的分力F1=mgsinα和垂直于斜

面向下的分力F2=mgcosα

将重力分解为使球压紧竖直挡板的分力F1=mgtanα和

使球压紧斜面的分力F2=

将重力分解为使球压紧竖直墙壁的分力F1=mgtanα和

使球拉紧悬线的分力F2=

考点2受力分析共点力的平衡一、整体法与隔离法

整体法隔离法研究对象加速度相同的几个物体组成的一个整体与周围物体分隔开来的物体选用原则当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法在分析系统内各物体(或一个物体各

部分)间的相互作用时,宜用隔离法注意事项(1)整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂的问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法(2)一般情况下先整体后隔离,即“整体法”优先(3)在使用隔离法时,优先选择分析受力简单或受力个数少的研究对象

解读适用情境合成法任意一个力与其余所有力的合力等

大反向非共线多力平衡正交分解法

=0,

=0多力平衡矢量三角形法把表示三个共点力的有向线段首尾

相接构成一个闭合的三角形非特殊角的一般三角形二、求解共点力平衡问题的常用方法题型1动态平衡问题一、核心思想——化“动”为静,“静”中求动题型透悟1.在某一平衡状态下对物体进行受力分析。2.确定不变的力。3.确定已知变化的力(大小和方向)如何变化。4.根据F合=0求未知力。二、解决动态平衡问题的常用方法1.解析法(1)适用情境:在三力平衡或多力平衡问题中,若容易写出所要分析的力的函数表达式,

则可用解析法。(2)分析方法①对研究对象进行受力分析,画出受力示意图,根据物体的平衡条件列方程,得到因变量

与自变量的函数表达式(通常为三角函数关系),最后根据自变量的变化确定因变量的

变化。该方法一般适用于物体受到三个或三个以上的共点力的作用而处于平衡状态

的情况,选择两个相互垂直的方向建立平面直角坐标系,将所有的力都分解到坐标轴上,

并根据列出的两个方向的平衡方程求解。②三力平衡问题可用合成法或相似三角形法寻找函数关系;多力平衡问题用正交分解

法寻找函数关系。相似三角形法典型情境:物体受三个力,一个力恒定(如重力),其他两个力的方向均变化,但三力构成的矢量三角

形与某个实际几何三角形相似,则对应边比值相等

,如图所示。

根据几何关系可知,在向上拉动物体的过程中,R、H均不变,L变短,则FN不变,FT变小。2.作图法(1)适用情境:三个共点力平衡,其中一个力为恒力,一个力方向恒定不变。(2)分析方法:取物体变化过程中的任意一个位置,画出受力分析示意图→过恒力的终点

向方向不变的力作箭头,使表示三个力的箭头组成闭合的矢量三角形→根据动态变化

情况分析其中一个变力是如何变化的,从而根据矢量三角形分析另一个变力是如何变

化的。典例如图所示,足够长的光滑平板AP与BP用铰链连接,平板AP与水平面成53°角固定

不动,平板BP可绕铰链在竖直面内自由转动,质量为m的圆柱体O放在两板间,sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度为g。在使BP板由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中,下列说法正确的是

()

A.平板BP受到的最小压力为

mg

A

B.平板BP受到的最大压力为mgC.平板AP受到的最小压力为

mgD.平板AP受到的最大压力为mg解析在转动过程中,圆柱体受重力、平板AP的弹力F1和平板BP的弹力F2,F1与F2的合

力为F,如图所示(关键:重力mg恒定,F1方向不变,两个力的夹角不是直角)。圆柱体处于

动态平衡状态,故F1与F2的合力F与重力等大反向。

采用图解法:从图中可以看出,在BP由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中,F1越来

越大,F2先减小后增大;由几何关系可知,当F2的方向平行于AP(即F2⊥F1)时,F2min=mgsin

53°=

mg,根据牛顿第三定律可知BP受到的最小压力为

mg,A正确。当BP转到竖直方向时F2最大,F2max=mgtan53°=

mg,则BP受到的最大压力为

mg,B错误。当BP沿水平方向时,AP对圆柱体的弹力为0,则AP受到的最小压力为0,C错误。由图可知,当BP转到竖

直方向时,AP对圆柱体的弹力F1最大,F1max=

=

mg,根据牛顿第三定律可知平板AP受到的最大压力为

mg,D错误。题型2平衡中的临界极值问题一、平衡中的临界问题与极值问题1.平衡中的临界问题:当某物理量变化时,会引起其他物理量的变化,使物体所处的平衡

状态“恰好出现”或“恰好不出现”。2.平衡中的极值问题:一般指力在变化过程中出现最大值或最小值的问题。二、分析方法1.物理分析法:根据平衡条件,作出力的矢量图,通过对物理过程的分析,利用平行四边形

定则或三角形定则进行动态分析,确定最大值或最小值。2.数学分析法:通过对问题的分析,根据平衡条件列出物理量之间的函数关系式,用数学

方法求极值(例如求二次函数极值、三角函数极值等)。3.极限分析法:首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,找出平衡的临界点和极值

点;临界条件必须在变化中去寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,要把某个物理

量推向极端,即极大或极小。典例拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图所示)。设拖把头的重力为G,拖杆

质量可忽略。拖把头与地板之间的动摩擦因数μ=

,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,某同学用该拖把在水平地板上拖地,拖杆与水平方向的夹角为θ。

(1)若沿拖杆方向拉拖把,要想使拖把头在地板上匀速移动,求拉拖把的拉力最小值。(2)若沿拖杆方向推拖把,已知存在一临界角θ0,若θ≥θ0,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,求这一临界角θ0。解析

(1)拖把头受重力G、支持力FN、摩擦力f和拉力F作用。①拖把头受力较多,采用什么方法处理平衡问题?采用正交分解法将拉力F沿水平方向和竖直方向分解,如图所示,由平衡条件

在水平方向上有Fcosθ-μFN=0在竖直方向上有Fsinθ+FN-G=0联立解得F=

②如何根据上面关系式求拉力F的最小值?设tanφ=μ,则cosφ=

所以F=

·

当cos(θ-φ)=1时,F取最小值Fmin=

=

。(2)拖把头受重力G、支持力FN、摩擦力f和推力F推。采用正交分解法,将F推沿竖直方向和水平方向分解,根据平衡条件有F推sinθ+G=FN设地板对拖把的最大静摩擦力为fm,则fm=μFN③不管沿