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专题02相互作用
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TOC\o1-3\h\z\u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.
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
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+mgk,FB
C.xC=h+2mgk,FC=2mg D.xD=h+2mgk,F
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.m1gktanθ
C.(m1+m2
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.
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。
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233
C.AO绳所受的拉力大小为62mg
D.BO绳所受的拉力大小为mg
(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
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