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1、知识清单 突破方法 栏目索引 专题二 相互作用 高考物理 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏
2、目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 知识清单 突破方法 栏目索引 方法一 “隔离法”与“整体法” 1.隔离法 为了弄清系统内某个物体的受力和运动情况,一般可采用隔离法。 运用隔离法解题的基本步骤: (1)明确研究对象或过程、状态; (2)将某个研究对象或某段运动过程、某个状态从全过程中隔离出来; (3)画出某状态下的受力图或运动过程示意图; (4)选用适当的物理规律列方程求解。 2.整体法 当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力或运动时,一般可采用整体 法。 运用整体法解题的基本步骤: (1)明确研究的系统或运动的全过程; (2)画出系统整体的受力图或运
3、动全过程的示意图; 突破方法 知识清单 突破方法 栏目索引 (3)选用适当的物理规律列方程求解。 隔离法和整体法常常需交叉运用,从而优化解题思路和方法,使解题简洁明快。 例1 在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2 的两个物体,m1m2,如图所示,若三角形木块和两物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块 ( ) A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右 B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左 C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因m1、m2、1、2的数值均未给出 D.以上结论都不对 知识清单 突破方法 栏目索引 解题思路 求解本题的关键是
4、找到三角形木块与地面间有没有相对运动趋势(或相对运动);若 有,粗糙水平面对三角形木块有摩擦力的作用,否则没有摩擦力的作用。 解析 解法一(隔离法) 把三角形木块隔离出来,它的两个斜面上分别受到两物体对它的压力 FN1、FN2,摩擦力F1、F2。由两物体的平衡条件知,这四个力的大小分别为 FN1=m1g cos 1 FN2=m2g cos 2 F1=m1g sin 1 F2=m2g sin 2 知识清单 突破方法 栏目索引 它们的水平分力的大小(如图所示)分别为 FN1x=FN1 sin 1=m1g cos 1 sin 1 FN2x=FN2 sin 2=m2g cos 2 sin 2 F1x=
5、F1 cos 1=m1g cos 1 sin 1 F2x=F2 cos 2=m2g cos 2 sin 2 其中FN1x=F1x,FN2x=F2x,即它们的水平分力互相平衡,木块在水平方向无滑动趋势,因此不受水平面 的摩擦力作用。 解法二(整体法) 由于三角形木块和斜面上的两物体都静止,可以把它们看成一个整体,受力如 图所示。设三角形木块质量为M,则竖直方向受到重力(m1+m2+M)g和支持力FN作用处于平衡状 知识清单 突破方法 栏目索引 态,水平方向无任何滑动趋势,因此不受水平面的摩擦力作用。 答案 D 1-1 如图所示,两个光滑金属球a、b置于一个桶形容器中,两球的质量大小关系为mamb
6、,对于图 中的两种放置方式,下列说法中正确的是 ( ) A.两种情况对于容器左壁的弹力大小相等 知识清单 突破方法 栏目索引 B.两种情况对于容器右壁的弹力大小相等 C.两种情况对于容器底部的弹力大小相等 D.两种情况两球之间的弹力大小相等 答案 C 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,下面金属球对上面金 属球的弹力的方向相同。上面金属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a球在上面时对左壁的弹力大,两球之间的弹力也大,A、D两 项错误;将两球看做一个整体分析可知,在同一容器里整体对左壁的弹力大小等于对右壁的弹力 大小
7、,所以b球在下面时对右壁弹力大,而两种情况对底部的弹力大小相等,B项错误,C项正确。 知识清单 突破方法 栏目索引 方法二 动态平衡问题中图象分析法 所谓动态平衡问题,是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,而在这个过程 中物体又始终处于一系列的平衡状态。常利用图解法解决此类问题:对研究对象在状态变化过 程中的若干状态进行受力分析,依据某一参量的变化,在同一图中作出物体在若干状态下的平衡 受力图,再由动态的力的平行四边形各边长度变化及角度变化,确定力的大小及方向的变化情 况。 知识清单 突破方法 栏目索引 例2 (2016课标,14,6分)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水
8、平向左的力F缓慢 拉动绳的中点O,如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中 ( ) A.F逐渐变大,T逐渐变大 B.F逐渐变大,T逐渐变小 C.F逐渐变小,T逐渐变大 D.F逐渐变小,T逐渐变小 解析 由题意知,系统处于动态平衡状态,分析O点的受力情况如图所示,其中T=G恒定不变,F方 向不变,T大小方向均改变,在O点向左移动的过程中,角逐渐变大,由动态矢量三角形可知F、T 均逐渐变大,故A项正确。 知识清单 突破方法 栏目索引 答案 A 规律总结 明确应用动态矢量三角形的条件。 知识归纳 动态矢量三角形的应用。 评析 本题考查了动态平衡问题,利用动态矢量三角形定性分析易得
9、出结果。 2-1 (2013天津理综,5,6分)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 ( ) 知识清单 突破方法 栏目索引 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 知识清单 突破方法 栏目索引 解析 如图为小球受力三角形的动态变化情况。绳的拉力FT从FT1变为FT3,当FT变为与斜面平 行,即FT2
10、时拉力最小,所以FT的变化是先减小后增大,而FN是逐渐增大的。故答案为D。 知识清单 突破方法 栏目索引 方法三 平衡问题中菱形转化为直角三角形法 如果两分力大小相等,则以这两分力为邻边所作的平行四边形是一个菱形,而菱形的两条对 角线相互垂直,可将菱形分成四个相同的直角三角形,于是菱形可转化为直角三角形。 例3 如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为,重力 加速度为g。若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为 ( ) A. B. C. mg tan D. mg cot 解题思路 关键词:正中央,对称,摩擦力忽略不计。以石块为研究对象受力分析由
11、对称性知左右两侧面所受弹力大小相等三个力平衡。 知识清单 突破方法 栏目索引 解析 石块受力如图所示,由对称性可知两侧面所受弹力FN1和FN2大小相等,设为FN,由三力平衡 可知四边形OABC为菱形,故ODC为直角三角形,且OCD=,则由 mg=FN sin 可得FN= ,故A正确。 答案 A 点评 考查受力分析和三力平衡知识,同时考查对数学知识的应用能力,特别是菱形转化成直角 三角形,再利用直角三角形特性解题的方法。 知识清单 突破方法 栏目索引 3-1 如图所示,相距4 m的两根竖直柱子上拴一根长5 m 的细绳 ,小滑轮及绳的质量和摩擦均不 计,滑轮下吊一重180 N 的重物,求绳中张力是
12、多大? 答案 150 N 解析 选小滑轮为研究对象,受力分析如图所示,由平衡条件可知,F1、F2的合力F与重物重力G 大小相等、方向相反。由对称性可知,平行四边形OBCA为菱形,可将菱形分成四个相同的直角 三角形,则有F1=F2= 。 又sin = = ,故F1=F2= N=150 N。 知识清单 突破方法 栏目索引 方法四 平衡问题中的相似三角形法 如果在对力利用平行四边形定则(或三角形定则)运算的过程中,力三角形与几何三角形相 似,则可根据相似三角形对应边成比例等性质求解。 例4 光滑半球面上的小球被一绕过定滑轮的绳用力F由底端缓慢拉到顶端的过程中,试分析绳 的拉力F及半球面对小球的支持力
13、FN的变化情况(如图甲所示)。 甲 乙 知识清单 突破方法 栏目索引 解题思路 解析 如图乙所示,作出小球的受力示意图,注意支持力FN总与半球面垂直,从图中可得到相似 三角形。 设半球面半径为R ,定滑轮到半球面的距离为h,定滑轮左侧绳长为L,根据三角形相似得 = , = 由以上两式得绳的拉力F=mg , 半球面对小球的支持力FN=mg 。 由于在拉动过程中h、R不变,L变小,故F减小、FN不变。 答案 见解析 知识清单 突破方法 栏目索引 4-1 一轻杆BO,其O端用光滑铰链固定于竖直杆AO上,B端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶 A处光滑小滑轮,用力F拉住,如图所示。现将细绳缓慢往左拉,
14、使杆BO与杆AO间的夹角逐渐减 小,则在此过程中,拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是 ( ) A.FN先减小,后增大 B.FN始终不变 C.F先减小,后增大 D.F始终不变 答案 B 解析 取BO杆的B端为研究对象,受到绳子拉力(大小为F)、BO杆的支持力FN和悬挂重物的绳 子的拉力(大小为G)的作用,将FN与G合成,其合力与F等值反向,如图所示,得到一个力三角形(如 图中画斜线部分),此力三角形与几何三角形OBA相似。 知识清单 突破方法 栏目索引 设AO长为H,BO长为L,绳AB长为l,则由对应边成比例可得: = = ,式中G、H、L均不变,l逐 渐变小,所以可知FN不变,F逐渐变
15、小。由牛顿第三定律知杆BO所受压力FN不变。 知识清单 突破方法 栏目索引 方法五 临界状态处理方法假设法 某种物理现象变化为另一种物理现象的转折状态叫做临界状态。平衡物体的临界状态是 指物体所处的平衡状态将要被破坏、而尚未被破坏的状态。解决平衡物体的临界问题时可用 假设法。运用假设法解题的基本步骤:明确研究对象;画出受力示意图;假设可发生的临 界现象;列出满足所发生的临界现象的平衡方程求解。 例5 如图所示,光滑斜面的倾角为30,轻绳通过两个滑轮与A相连,轻绳的另一端固定于天花板 上,不计轻绳与滑轮的摩擦。物块A的质量为m,不计滑轮的质量,挂上物块B后,当动滑轮两边轻 绳的夹角为90时,A、B恰能保持静止,则物块B的质量为 ( ) A. m B. m C.m D.2m 知识清单 突破方法 栏目索引 解题思路 关键词:光滑斜面,A、B恰能保持静止。 (1)以物块A为研究对象分析其受力并结合平衡条件得出绳子的拉力。 (2)以动滑轮为研究对象,分析其受力并结合平衡条件得出结果。 解析 先以物块A为研究对象,由物块A受力及平衡条件可得绳中张力T=mg sin 30。再以动滑 轮为研究对象,分析其受力并由平衡条件有mBg=
