1、专题二相互作用专题二相互作用高考一轮总复习物理高考一轮总复习物理【高考命题探究】【典例3】2021全国卷质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如以下图。用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中AF逐渐变大,T逐渐变大BF逐渐变大,T逐渐变小CF逐渐变小,T逐渐变大DF逐渐变小,T逐渐变小AB【变式训练】【变式训练】 2021全国如以下图，一小球放置在木板与竖全国如以下图，一小球放置在木板与竖直墙面之间设墙面对球的压力大小为直墙面之间设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大，球对木板的压力大小为小为N2以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木
2、板从图以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置不计摩擦，在此过程中示位置开始缓慢地转到水平位置不计摩擦，在此过程中AN1始终减小，始终减小，N2始终增大始终增大BN1始终减小，始终减小，N2始终减小始终减小CN1先增大后减小，先增大后减小，N2始终减小始终减小DN1先增大后减小，先增大后减小，N2先减小后增大先减小后增大B动态平衡的实际问题动态平衡的实际问题晾衣架模型晾衣架模型AD如以下图，不可伸长、长度为的轻质细线一端固定在竖直墙上的如以下图，不可伸长、长度为的轻质细线一端固定在竖直墙上的O点，另一端点，另一端A通过一个轻质动滑轮沿水平面从点向通过一个轻质
3、动滑轮沿水平面从点向Q点缓慢移动一段距离，点缓慢移动一段距离，动滑轮下吊一重物，不计一切摩擦，那么细线上张力的变化情况为动滑轮下吊一重物，不计一切摩擦，那么细线上张力的变化情况为A变大变大 B变小变小C不变不变 D无法确定无法确定一题多变一题多变B变式变式1如以以下图所示，不可伸长的细线一端固如以以下图所示，不可伸长的细线一端固定于竖直墙上的定于竖直墙上的O点，拉力点，拉力F通过一个轻质定滑轮和轻通过一个轻质定滑轮和轻质动滑轮竖直作用于细线的另一端，假设重物质动滑轮竖直作用于细线的另一端，假设重物M在力在力F的作用下缓缓上升，拉力的作用下缓缓上升，拉力F的变化情况为的变化情况为A变大变大 B变
4、小变小 C不变不变 D无法确定无法确定A变式变式2重物通过细线拴在重物通过细线拴在AB细线上的细线上的O点，点，B沿竖直挡板沿竖直挡板Q缓缓竖直向下移动，保持缓缓竖直向下移动，保持O点位置不变，点位置不变，如以下图，那么如以下图，那么OA和和OB细线上的拉力将怎样变化？细线上的拉力将怎样变化？答案：答案：OA细线上的拉力一直增大，细线上的拉力一直增大，OB上的拉力先减小后增大上的拉力先减小后增大 用用“相似三角形解平衡状态问题相似三角形解平衡状态问题 半径为半径为R的外表光滑的半球固定在水平面上在距其最的外表光滑的半球固定在水平面上在距其最高点的正上方为高点的正上方为h的悬点的悬点O，固定长为
5、的轻绳一端，绳的另，固定长为的轻绳一端，绳的另一端拴一个重为一端拴一个重为G的小球小球静止在球面上，如右图所的小球小球静止在球面上，如右图所示那么半球对小球的支持力和绳对小球的拉力各等于多少？示那么半球对小球的支持力和绳对小球的拉力各等于多少？半球对小球半球对小球的的支持力支持力FNGR/Rh绳对小球绳对小球的的拉力拉力FTG/Rh【变式训练】如以下图，【变式训练】如以下图，AC是上端带定滑轮的固定竖直是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在一端通过铰链固定在C点，另一端点，另一端B悬挂一重为悬挂一重为G的物体，且的物体，且B端系有一根轻绳，并绕过定滑
6、轮端系有一根轻绳，并绕过定滑轮A，用力用力F拉绳，开始时角拉绳，开始时角BCA大于大于90，现使角，现使角BCA缓慢减小，缓慢减小，直到杆直到杆BC接近竖直杆接近竖直杆AC此过程中，轻杆此过程中，轻杆B端所受杆的力将端所受杆的力将 A大小不变大小不变 B逐渐增大逐渐增大C逐渐减小逐渐减小 D先减小后增大先减小后增大A12021德州二模如图德州二模如图8所示，三个重均为所示，三个重均为100 N的物块，叠放的物块，叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力F20 N作用在物块作用在物块2上，三条轻质绳结于上，三条轻质绳结于O点，与物块点，与物块3连接的绳水平，与
7、天花板连接的绳水平，与天花板连接的绳与水平方向成连接的绳与水平方向成45角，竖直绳悬挂重为角，竖直绳悬挂重为20 N的小球。的小球。整个装置处于静止状态。那么整个装置处于静止状态。那么图图8A物块物块1和和2之间的摩擦力大小为之间的摩擦力大小为20 NB与物块与物块3相连的轻质绳的拉力大小为相连的轻质绳的拉力大小为20 NC桌面对物块桌面对物块3的支持力大小为的支持力大小为320 ND物块物块3受受4个力的作用个力的作用B当堂训练当堂训练22021年苏北四市二次调考如以下图，吊床用绳子拴在两年苏北四市二次调考如以下图，吊床用绳子拴在两棵树上的等高位置某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处棵树上的
8、等高位置某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态设吊床两端系绳的拉力为于静止状态设吊床两端系绳的拉力为F1、吊床对该人的作用、吊床对该人的作用力为力为F2，那么，那么A坐着比躺着时坐着比躺着时F1大大 B躺着比坐着时躺着比坐着时F1大大C坐着比躺着时坐着比躺着时F2大大 D躺着比坐着时躺着比坐着时F2大大A第第3讲受力分析、共点力作用下物体的平衡讲受力分析、共点力作用下物体的平衡复习目标复习目标1.掌握掌握临界与极值问题的常用方法临界与极值问题的常用方法第第3课时课时考点三考点三 平衡中的临界与极值问题平衡中的临界与极值问题利用三角函数求临界与极值问题利用三角函数求临界与极值问题16分物
9、体分物体A的质量为的质量为2 g，两根轻细绳，两根轻细绳b和和c的一端连接于竖的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体直墙上，另一端系于物体A上，在物体上，在物体A上另施加一个方向与水上另施加一个方向与水平线成平线成角的拉力角的拉力F，相关几何关系如以下图，相关几何关系如以下图，60假设要使假设要使两绳都能伸直，求拉力两绳都能伸直，求拉力F的大小范围的大小范围g取取10 m/2 此此题题可以利用可以利用解析解析法进行分法进行分析析，通过列，通过列出出的平衡的平衡方程求出绳方程求出绳b和绳和绳c的的拉力表达式，假拉力表达式，假设要使两绳都伸直，那么必须保证两绳设要使两绳都伸直，那么必须保证两绳的的拉
10、力拉力都大于或等于零，进而求出都大于或等于零，进而求出F的极值的极值求绳拉力的临界与极值问题求绳拉力的临界与极值问题解析法：是指对物体受力分析，画出受力图后，根据解析法：是指对物体受力分析，画出受力图后，根据动态变化的原因如某角度、某长度，利用平衡条件列出方动态变化的原因如某角度、某长度，利用平衡条件列出方程，求出应变物理量与自变物理量的一般函数关系式如用程，求出应变物理量与自变物理量的一般函数关系式如用三角函数表示出各个作用力与变化夹角间的关系，然后根三角函数表示出各个作用力与变化夹角间的关系，然后根据自变量的变化情况及变化区间确定应变量的变化情况的据自变量的变化情况及变化区间确定应变量的变
11、化情况的方法这种方法比较精确，但不够直观方法这种方法比较精确，但不够直观图图11B考点三利用作图求临界与极值问题考点三利用作图求临界与极值问题【变式训练】【变式训练】 2021年衡水模拟如以下图，三根长度均年衡水模拟如以下图，三根长度均为的轻绳分别连接于为的轻绳分别连接于C、D两点，两点，A、B两端被悬挂在水平天花两端被悬挂在水平天花板上，的重物，为使板上，的重物，为使CD绳保持水平，在绳保持水平，在D点上可施加力的最小点上可施加力的最小值为值为C解决临界问题的根本思路是解决临界问题的根本思路是1认真审题，详细分析问题中变化的过程包括分析整体认真审题，详细分析问题中变化的过程包括分析整体过程中
12、有几个阶段；过程中有几个阶段；2寻找过程中变化的物理量自变量与因变量；寻找过程中变化的物理量自变量与因变量；3探索因变量随自变量变化时的变化规律，要特别注意探索因变量随自变量变化时的变化规律，要特别注意相关物理量的变化情况；相关物理量的变化情况；4确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系。确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系。解决临界问题的根本思路是解决临界问题的根本思路是1认真审题，详细分析问题中变化的过程包括分析整体认真审题，详细分析问题中变化的过程包括分析整体过程中有几个阶段；过程中有几个阶段；2寻找过程中变化的物理量自变量与因变量；寻找过程中变化的物理量自变量与因变量；3探索因变量随自变量变化时的变化规律，要特别注意探索因变量随自变量变化时的变化规律，要特别注意相关物理量的变化情况；相关物理量的变化情况；4确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系。确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系。CD 变式训练变式训练答案答案12 m/222 当堂训练当堂训练本课时结束本课时结束请完成课时作业请完成课时作业
