专题02 相互作用-2023年高考冲刺物理热点知识讲练与题型归纳（全国通用）

专题02 相互作用 [题型导航] 题型一 弹力的分析与计算 1 题型二 “活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题 3 题型三 摩擦力的分析与计算 6 题型四 摩擦力突变问题 8 题型五 共点力的合成 10 题型六 力分解的两种常用方法 11 [考点分析] 题型一 弹力的分析与计算 1．弹力有无的判断 (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． (3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在． (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，看能否维持原来的运动状态． 2．弹力方向的判断 (1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断． (2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向． 3．弹力大小计算的三种方法： (1)根据力的平衡条件进行求解． (2)根据牛顿第二定律进行求解． (3)根据胡克定律进行求解． ①内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比． ②表达式：F＝kx.k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定．x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度． [例题1] 如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定着一个重力大小为3N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力（　　） A．大小为3N，方向平行于斜面向上 B．大小为2N，方向平行于斜面向上 C．大小为3N，方向垂直于斜面向上 D．大小为3N，方向竖直向上 [例题2] 如图甲所示，“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，运动过程中不计空气阻力。把长弹性绳简化为竖直放置的轻弹簧，弹力大小F＝kΔx（Δx为长弹性绳的形变量，k为常量）。弹性绳原长为h，人的质量为m。从人开始下落到第一次下降至最低点的过程中，人的速度v随时间t的变化图像如图乙所示，其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BCD是平滑的曲线。若以人开始下落的位置为坐标原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，则关于A、B、C、D各点对应人的位置坐标x及所对应弹力的大小，以下说法正确的是（　　） A．xA＝h，FA＝mg B．xB＝h，FB＞mg C．xC＝h+2，FC＝2mg D．xD＝h+2，FD＞2mg [例题3] 在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k．在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球．某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢也保持相对静止，如图所示．不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变量为（　　） A．tanθ B． C．tanθ D． 题型二 “活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题 1．死结模型：如几个绳端有“结点”，即几段绳子系在一起，谓之“死结”，那么这几段绳中的张力不一定相等． 2．注意：轻质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向，作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得，而轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向． [例题4] 如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体，∠ACB＝30°，g取10m/s2。 求：（1）轻绳AC段的张力FAC的大小； （2）横梁BC对C端的支持力大小及方向。 （3）若图中横梁BC换为水平轻杆，且B端用铰链固定在竖直墙上，如图乙所示，请在图中画出C点的受力分析图。 [例题5] 张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后，挂在如图所示的晾衣架上晾晒，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方，A、O、B在同一水平面上。∠AOB＝90°，∠DOC＝30°，衣服质量为m，重力加速度为g。则（　　） A．CO杆的弹力大小为mg B．CO杆的弹力大小为mg C．AO绳所受的拉力大小为mg D．BO绳所受的拉力大小为mg [例题6] （多选）如图所示，一根不可伸长的长为L的轻绳两端分别固定在间距为d的两竖直杆的P点和Q点上，晾衣架上挂着湿衣服，衣架上的钩挂在轻绳上可来回自由滑动。若忽略衣架挂钩与轻绳间的摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．在湿衣服上的水滴下落过程中，轻绳中的张力不断减小 B．衣服不滴水时，将P点稍向上移动，则轻绳中的张力增大 C．衣服不滴水时，将左侧竖直杆稍向左移