（浙江選考）2020版高考物理大一輪復習 第二章 相互作用本章學科素養(yǎng)提升學案.docx

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第二章 相互作用1輕桿、輕繩和輕彈簧的模型問題輕桿輕繩輕彈簧模型圖示模型特點形變特點只能發(fā)生微小形變?nèi)彳?，只能發(fā)生微小形變，各處張力大小相等既可伸長，也可壓縮，各處彈力大小相等方向特點不一定沿桿，可以是任意方向只能沿繩，指向繩收縮的方向沿彈簧軸線，與彈簧形變方向相反作用效果特點可以提供拉力、支持力只能提供拉力可以提供拉力、支持力大小突變特點可以發(fā)生突變可以發(fā)生突變一般不能發(fā)生突變解決三種模型問題時應注意的事項：(1)輕桿、輕繩、輕彈簧都是忽略質(zhì)量的理想化模型(2)分析輕桿上的彈力時必須結合物體的運動狀態(tài)(3)討論輕彈簧上的彈力時應明確彈簧處于伸長還是壓縮狀態(tài)例1如圖1所示，豎直平面內(nèi)固定的半圓弧軌道兩端點M、N連線水平，將一輕質(zhì)小環(huán)套在軌道上，一細線穿過輕環(huán)，一端系在M點，另一端系一質(zhì)量為m的小球，不計所有摩擦，重力加速度為g，小球恰好靜止在圖示位置，下列說法正確的是()圖1A軌道對輕環(huán)的支持力大小為mgB細線對M點的拉力大小為C細線對輕環(huán)的作用力大小為DN點和輕環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30答案D解析對圓環(huán)受力分析：因圓環(huán)兩邊繩子的拉力相等，可知兩邊繩子拉力與圓弧對圓環(huán)的支持力的夾角相等，設為，由幾何關系可知，OMAMAO，則390，30，則軌道對輕環(huán)的支持力大小為FN2mgcos30mg，A錯誤；細線對M點的拉力大小為FTmg，B錯誤；細線對輕環(huán)的作用力大小為FNFNmg，C錯誤；由幾何關系可知，N點和輕環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30，D正確例2如圖2所示，水平輕桿的一端固定在豎直墻上，輕繩與豎直方向的夾角為37，小球的重力為12N，輕繩的拉力為10N，水平輕彈簧的彈力為9N，小球處于靜止狀態(tài)，求輕桿對小球的作用力圖2答案見解析解析設輕桿對小球的作用力大小為F，與水平方向的夾角為.(1)彈簧對小球向左拉時：小球受力如圖甲所示：由平衡條件知：FcosFTsin37F彈FsinFTcos37G代入數(shù)據(jù)解得：F5N，53即桿對小球的作用力大小為5N，方向與水平方向成53角斜向右上方(2)彈簧對小球向右推時，小球受力如圖乙所示：由平衡條件得：FcosFTsin37F彈0FsinFTcos37G代入數(shù)據(jù)解得：F15.5N，arctan即桿對小球的作用力大小為15.5N，方向與水平方向的夾角為arctan，斜向左上方2輕繩套輕環(huán)的動態(tài)平衡模型物理的學習特別強調(diào)分析、推理和建模能力的培養(yǎng)，特別是對于題目隱含條件的挖掘，找到解決問題的突破口，此稱為破題能力在本章有一類典型的共點力平衡問題，即輕繩套光滑輕環(huán)的動態(tài)平衡分析問題，如圖3所示圖3繩上套的是光滑輕環(huán)，作用在繩上形成“活結”，此時繩上的拉力大小處處相等，平衡時左右兩段繩與水平面所成夾角相等，即.當動點P移至P時，繩長保持不變，夾角也保持不變，Q移至Q，這與繩“死結”模型截然不同此類問題破題關鍵有兩點：(1)不計輕環(huán)與繩間的摩擦時，左右兩段繩中張力大小相等，左右兩段繩與豎直方向的夾角也相等(2)繩總長度不變時，sin，繩中張力和繩與豎直方向的夾角隨兩懸點水平距離d的變化而變化例3如圖4所示，晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點，繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間摩擦均忽略不計，衣服處于靜止狀態(tài)如果保持繩子A端、B端在桿上位置不變，將右側桿平移到虛線位置(繩仍為繃緊狀態(tài))，穩(wěn)定后衣服仍在空中處于靜止狀態(tài)，則()圖4A繩子的拉力變大B繩子的拉力不變C繩對掛鉤拉力的合力變小D繩對掛鉤拉力的合力不變答案D解析對掛鉤受力分析，如圖所示，根據(jù)平衡條件，有2FTcosG繩子右端的B點在桿上位置不動，將右桿向左移動到虛線位置時，角度變小，故繩子拉力FT變小，故A、B錯誤；繩中的拉力大小相等，兩側繩子與豎直方向的夾角均為，根據(jù)力的平衡條件可知，兩繩子的拉力FT的合力F始終與G等值反向，保持不變，故C錯誤，D正確例4如圖5所示，一物塊用輕繩AB懸掛于天花板上，用力F拉住套在輕繩上的光滑小圓環(huán)O(圓環(huán)質(zhì)量忽略不計)，系統(tǒng)在圖示位置處于靜止狀態(tài)，此時輕繩OA與豎直方向的夾角為，力F與豎直方向的夾角為.當緩慢拉動圓環(huán)使(090)增大時()圖5AF變大，變大BF變大，變小CF變小，變大DF變小，變小答案B解析由于圓環(huán)O是光滑的，所以繩子各處張力大小相等，等于物塊的重力，當增大時，OA與OB間的夾角減小，根據(jù)平行四邊形定則可知，繩OA和OB的拉力的合力變大，由平衡條件可知，F(xiàn)與繩OA和OB的拉力的合力等大反向，所以F變大，增大，AOB變小，F(xiàn)的反向延長線平分AOB，則變小，故選B.