相互作用 知识清单-2025年新高考物理复习

专题二相互作用

考点/模型/微专题高考真题精选近三年考频

考点一常见的三种力2023山东T2,2022浙江1月T4,2020北京T113考

考点二力的合成与分解2023广东T2,2022广东T1,2022重庆T1,2020浙江7月T104考

考点三受力分析及共点力平衡2023江苏T7,2023浙江6月T6,2019江苏单科T2,2023河北T49考

模型一生活中的轻绳、轻杆模型2022上海T2,2022辽宁T4,2020课标IDT17,2020山东T83考

模型二动态平衡模型2023海南T3,2022河北T7.2022浙江1月T5,2019课标IT193考

微专题2整体法与隔离法在平衡

2022浙江6月T10,2022湖南T5,2022海南T8,2021湖南T54考

问题中的应用

考虐清单

常见的三种力4.弹力有无的判断方法

一、重力方法适用情况具体操作

.产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。形变较明显

1条件法根据弹力的产生条件直接判断

的情况

2.大小：G=mg。海拔越高g越小，纬度越高g

假设两个物体间不存在弹力，若

越大。形变不明显

假设法运动状态不变，假设成立；若运

3.方向:竖直向下。的情况

动状态改变，则存在弹力

4.重心

物体运动状运用牛顿第二定律或共点力的

状态法

物体的各部分都受到重力的作用，从效果上态已知平衡条件判断

看，可以认为各部分受到的重力作用集中于

5.常见模型中弹力的方向

一点，即重心。重心的位置不一定在物体上,

与物体的质量分布和形状有关。

二、弹力

1.定义

发生弹性形变的物体，要恢复原状，对与它接

触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。

2.产生条件

两物体相互接触且发生弹性形变。

3.方向

总是与施力物体形变的方向相反。

6.弹力大小的计算方法

(1)弹簧类--胡克定律

内容:弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹

12'5年高考3年模拟A版高考物理

簧伸长(或缩短)的长度X成正比，即F=kx,kmg,C错误。由胡克定律可得弹簧的伸长量心=

为弹簧的劲度系数。

即弹簧的原长g,D正确。

(2)非弹簧类--依据物体所处的状态(平衡

态或非平衡态)及所受其他力的情况求解。I►答案D

画E如图所示,半径为A的半圆形光滑轨道三、摩擦力

1.产生条件

固定在竖直平面内，。为圆心，P为轨道最高

接触面粗糙；

点。中间有孔、质量为m的小球穿过圆弧轨道,(1)

(2)接触处有弹力；

轻弹簧一端固定在P点，另一端与小球相连,小

(3)接触面间有相对运动或相对运动趋势。

球在M点保持静止,0M与0P之间的夹角6=

2.方向：与物体相对运动的方向或相对运动趋

60%已知重力加速度为g,弹簧的劲度系数为

势的方向相反。

行则()

3.静摩擦力的有无及方向的判断方法

假设不发生无相对无静

方向与

物体-相对滑一运动趋一摩擦

相对运

,假设法上间接动势力

动趋势

触面

_发生相一有相对一有静“的方向

A.小球受到两个力的作用光滑

对滑动运动趋摩擦一相反

「

B.小球不可能发生形变判势力

断

C.轨道对小球的弹力大小为0.6,71g方平衡运用共点力的平衡条

法,__________,「状态-件分析

一

D.轻弹簧的原长为■(运动状态法卜一

k_非平衡一运用牛顿第二定律

状态分析

解析

牛顿第三

运用作用力和反作用力分析

定律法

4.大小的计算方法

(1)公式法

①滑动摩擦力：根据公式%=跖计算。

如图所示，对小球受力分析，小球受到三个力的

②最大静摩擦力：与接触面间的压力成正比,

作用，分别为小球的重力、弹簧对小球的弹力F

T其值略大于滑动摩擦力，当认为最大静摩擦

(点拨:利用假设法，若弹簧处于原长或处于压

力等于滑动摩擦力时,Fmax=也”。

缩状态，轨道对小球的支持力指向圆心或背离

(2)状态法

圆心，都不会使小球处于平衡状态，故弹簧一定

①平衡状态：运用共点力的平衡条件来计算。

是伸长状态)、轨道对小球的支持力”，故小球②非平衡状态,运用牛顿运动定律来计算。

一定发生了形变，A、B错误。小球受到的三个

小提示静摩擦力的取值范围为：O<KW41ra，通常运

力可以构成首尾相接的矢量三角形，此三角形用状态法求解。

和△OPM相似，可得巡=」=’，其中OP=

OPOMPM'

OM,又9=60°,故OP=OM=PM,解得FN=FT

专题二相互作用

5.摩擦力的突变大而增大，故A项错误；t；时刻,/=mg，合力为

分类说明0,加速度为0,所以0~匕时间内物块加速下

滑块放在粗糙水平面上，作用在滑滑，匕~力2时间内物块减速下滑为时刻之后摩

块上的水平力/从逐渐增大，当擦力恒定且大小等于zng,是静摩擦力，故力2时

“静一动”突变o

滑块开始滑动时，滑块受水平面的刻物块的速度为0,故B项正确；由0~4时间

摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩内/=肌及/="产可知，0~%时间内压力F随时

擦力，方向不变

间均匀增大，力2时刻后物块受静摩擦力，其大

“动一静”突变滑块以。。冲上斜面做减速运动，当到小恒等于mg,故歹的变化情况不能确定，C、D

达某位置时速度减为o而后静止在项错误。

斜面上，滑动摩擦力“突变”为静摩

I►答案B

擦力，方向相反

考点力的合成与分解

“静一静”突变在水平力F作用下滑块静止于斜面

上了突然增大时滑块仍静止，则滑一、力的合成

块所受静摩擦力会在大小甚至方向1.运算法则

上发生“突变”(1)平行四边形定则(如图甲所示)。

水平传送带的速度4大于滑块的速度(2)三角形定则(如图乙所示)。

“动一动”突变

n-%%，滑块所受滑动摩擦力方向水平向

右;当传送带突然被卡住时，滑块受到

的滑动摩擦力方向“突变”为向左

随叵如图甲所示，用力〃将质量为m的物块压

2.合力大小的范围

在竖直墙上，从力=。时刻起，测得物块所受墙壁

(1)两个共点力的合力范围：I%-歹2lW9合W

的摩擦力随时间按如图乙所示规律变化,若物块

F1+^2o

最终静止在墙上,则下列判断正确的是()

(2)三个共点力的合力范围:若这三个力的大

小符合围成二角形的条件,则合力范围为0W

F合WF,+F2+F3,否则合力最小值为Fl-(F2+

%),其中K为最大力。

图甲图乙3.合成方法

A.O~i2时间内为静摩擦力(1)作图法:作出力的图示，利用平行四边形

B.O~A时间内物块沿墙壁加速下滑,G时刻物定则作出合力，结合标度得到合力大小。

块的速度为0(2)计算法

C.压力P一定随时间均匀增大①余弦定理：合力的大小F=

D.压力厂恒定不变，片+代+23/cos8；如图所示，合力的方向

»解析物块受到重力mg、水平压力?、墙面

支持力N和墙面摩擦力/四个力的作用，力=0

时摩擦力/=0,因此物块会沿墙壁下滑，受到

滑动摩擦力，必满足/=""，而"=『，所以在

0~力2时间内是滑动摩擦力，且随压力F的增

14:5年高考3年模拟A版高考物理

②几种特殊情况的共点力的合成2.力的分解中定解条件的讨论

已知条件示意图解的情况

已知合力和K的方向有唯一解

两个分力的

方向（两个三------"F

分力不共

%'、、、

线）外的方向

有唯一解

已知合力和

/j%

一个分力的

/\

大小和方向

已知合力和一F}<Fsin0时无解；

1，

个分力的大小7F,=Fsin。时，有唯一解；

及另一个分力Fsin6<F<F时,有两解；

心的方向}

的方向工三尸时有唯一解

考点目受力分析及共点力平衡

一、受力分析

提示①两个分力大小一定时，夹角。越大，合力越1.受力分析的步骤

小。②合力可以大于分力，可以等于分力，也可以小于

分力。

二、力的分解

1.分解方法

效果分解法正交分解法

分解根据一个力产生的实将一个力沿着两个互相

方式际效果分解垂直的方向分解

2.分析物体受到的力的顺序

先分析场力（如重力、电场力、磁场力）和已知

x轴上：F,=尸cos6

力，其次分析接触力（弹力、摩擦力）,再分析

y轴上：工,=尸sin0

其他力。

三个以上的力作用下的人注意受力分析只分析依据性质命名的力，不分析

选用三个力作用下的平衡

平衡问题或三个力中有依据效果命名的力，如向心力等。

原则问题

两个力相互垂直二、共点力平衡条件及其重要推论

1.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的

<•知识拓展•---------------------------------------\

运用正交分解法时，一般选共点力的作用点为坐标原状态，即0=0。

点，使尽可能多的力落在坐标轴上，若物体具有加速

度，一般以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴°2.平衡条件1合=0

<7

专题二相互作用15

3.平衡条件的重要推论

(1)二力平衡

如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状

解题步骤①选金属块为研究对象;②对其

态，这两个力必定大小相等、方向相反。

进行受力分析;③分析金属块所处的运动状态；

(2)三力平衡

④建立坐标系，正交分解;⑤根据平衡状态列方

①其中任意两个力的合力一定与第三个力大

程;⑥解方程。

小相等、方向相反。

♦解析设拉力与水平方向的夹角为。，对金属

②三个力的有向线段通过平移可构成首尾相

块受力分析如图所示，金属块做匀速直线运动，

接的封闭三角形。

故根据平衡条件有Fcos6=f=jjb(mg-Fsin9),

③将某一个力按力的作用效果分解成两个

整理得cos0+/JLsin0=""嵯，贝ij有F二

力，则其分力和其他两个力满足平衡条件。F

(3)多力平衡"mg/甘$•1、、1，n

---------(其中sma=)，当9=

①其中任何一个力与其余力的合力大小相V1+/X2sin(a+0)%/1+/z2

等、方向相反。

；-a时歹最小，故所需拉力F的最小值Fmin=

②这些力的有向线段通过平移，必定构成一

个首尾相接的封闭多边形。旦驾=2*N(点拨:金属块所受的拉力的大

③将物体所受的力分解到相互垂直的两个方Vl+jU.2

向上,每个方向上的合力都为零。小和方向均不确定，故可利用函数的思想，求出

闻》如图所示，质量机=5.2kg的金属块放在拉力的函数关系式，运用数学知识求解极值)。

水平地面上,在斜向右上的拉力/作用下，向右

以分=2.0m/s的速度做匀速直线运动。已知金

2

属块与地面间的动摩擦因数"=0.2,g=10ni/so

求所需拉力F的最小值。

I►答案N

模型，生活中的轻绳、轻杆模型二、轻杆模型

一、轻绳模型

“活结”模型“死结”模型

图例

“活结”两侧轻绳的张力大小“死结”两侧轻绳

特点相等,其合力的方向沿着两的张力大小不一

侧绳子夹角的角平分线定相等

16:5年高考3年模拟A版高考物理

陋应（多选）如图甲所示，轻绳40跨过固定的二、常用解题方法

水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为L解析法

的物体，AACB=30。；图乙中轻杆HG一端用钱

链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉

住,EG与水平方向也成30。角，在轻杆的G点处

用细绳Gb拉住一个质量为m2的物体，则下列

说法正确的是（）

他叵（多选）如图所示，轻质不可伸长的晾衣

绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,

悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静

止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静

止时，下列说法正确的是（）

A.FAC：FEG=mi-2m2B.FACtFEG=1：1

：：

C.FRCm2D./c：^HG=1：1

I►解析题图甲所示为活结与定杆，对质量为

mx的物体受力分析可得FCD=7/i]g,则FAC=

,对绳子与BC的接触点受力分析如图丙所

示，可得；题图乙所示为死结与动杆，A.绳的右端上移到/点,绳子拉力不变

B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大

对质量为m2的物体受力分析可得K；F=77i2g,对

FC.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小

G点受力分析如图丁所示，可得F=­枭=

EGsin30D.若换挂质量更大的衣服，衣架悬挂点右移

I►解题指导光滑的衣架钩挂于绳上是“活结”

2叫g、心=嬴而="修；所以隈：“

模型，两侧绳子的拉力大小相等，与竖直方向的

夹角相同。

ml:2m2,FBC:Fge=m1-J3m2,A^C正确。

I►解析假设两竖直杆之间的距离为4,绳子

的总长度为两侧绳子与竖直方向的夹角均

为牝对衣架与绳子的接触点受力分析如图

1,可得29cos6»=mg,由图2中的几何关系可得

丙

I►答案ACLsind=do绳的右端上下移动，由于L、d均不

模型动态平衡模型变，所以。不变，/不变，A正确,C错误。将杆

N向右移一些，由于L不变，“变大，所以0变

一、对动态平衡的理解

大，?变大,B正确。衣服质量的大小不会影响

。的值，所以衣架仍处于原处，不会右移，D

错误。

专题二相互作用17

2.图解法答案B

(1)适用情况:物体受三个力作用，其中一个3.相似三角形法

力为恒力，第二个力方向不变、大小变化(或(1)适用情况:物体受三个力作用处于动态平

大小不变、方向变化)，第三个力大小、方向均衡状态，力的矢量三角形与题中某个几何三

发生变化。角形始终相似。

(2)解题过程(2)解题过程

受力分寻找与,利用三利用几何

确定析，三力三角角形相三角形边

研究>个力构>形相似►似，建►长的变化，

对象成矢量的几何立比例分析力的

|例3〈如图所示，一个重力为10N的小球。被三角形三角形关系变化

夹在两光滑斜面间,斜面AB和AC与水平面的夹随生如图所示，竖直墙壁上固定有

角分别为60。和30。,下列说法正确的是()一个光滑的半圆形支架(48为直

径)，支架上套着一个小球，轻绳的一

端悬于P点，另一端与小球相连。已

知半圆形支架的半径为R,轻绳长度

为〃且A<L<2R,现将轻绳的上端点

P沿墙壁缓慢下移至4点，此过程中

A.斜面AB对小球的弹力是由小球的形变产生的

轻绳对小球的拉力Fj及支架对小球的支持力

B.斜面AB对小球的弹力为5N

K的大小变化情况为()

C.斜面4c对小球的弹力为1073N

A.K和K均增大

D.保持斜面AB的倾角不变,缓慢增大斜面AC

B.F,保持不变,工先增大后减小

的倾角，斜面AB对小球的弹力不变

C.F,先减小后增大,K保持不变

I►解析斜面48对小球的弹力是由斜面4B的

D.F,先增大后减小先减小后增大

形变产生的，A错误。如图所示，对小球受力分

解析对小球初始状态受力分析且平移为力

析，可得F=Gsin30°=5N,/<;c=Gcos30°=

AB的矢量三角形，如图1所示，力的矢量三角形与

5。N,B正确,C错误。缓慢增大斜面AC的倾

GFF

△尸。。相似，初始状态有后二一y二一2，当P点不

角，力『AC会逆时针转动，可得斜面对小球的POLR

弹力增大,D错误。cFF

断下移，末状态如图2所示，有:=—=P0

AOLR

减小为AO,L与R始终不变，故K增大，歹2增

大，A正确。

5年高考3年模拟A版高考物理

k.NO对球的弹力逐渐由小于球的重力增大到

大于球的重力

B.NO对球的弹力逐渐由大于球的重力减小到

小于球的重力

C.M。对球的弹力逐渐减小且最终等于球的重力

D.M。对球的弹力逐渐减小且始终小于球的重力

»解析对球进行受力分析，由于M。板对球

图1图2

的弹力和NO板对球的弹力之间的夹角不变，

答案A

故运用辅助圆法求解。如图所示,NO板顺时针

4.辅助圆法

转动30。角的过程中，N。板对球的弹力由小于

（1）适用情况：物体受三个力，其中一个力大

7监且逐渐增大，最终等于mg；M0板对球的弹

小、方向不变，另外两个力大小、方向都在改

力由小于mg且逐渐减小。D正确。

变,但变化的两个力之间的夹角不变。

（2）方法展示

①已知条件:%恒定,%、”的夹角一定。

②解题过程:在圆中画出力的矢量三角形，以

恒定力为弦，另外两个力的交点在圆周上移

动，由三角形各边长度及方向的变化判定力

的变化;两个力的夹角分大于90。（如图甲）和I►答案D

小于90。（如图乙）两种情况。—一题多解

球所受的三个力之间满足—5—=—=

sin105sin135

F

一在e由60。缓慢减小到30。的过程中，zng所对

sin120°

的角一直为105。,歹“°所对的角由120。增;^至U150。，所

便叵两光滑平板MO、N。构成一具有固定夹

以FMO初始时小于咋且一直减小；FNO所对的角由

角。°=75。的V形槽,一球体置于槽内，用。表

135。减小到105。，所以6Vo由小于叫一直增大到等于

示。板与水平面之间的夹角，如图所示为截

NmgoD正确。

面图。6由60。缓慢减小到30。的过程中，下列

三、平衡中的临界与极值问题

说法正确的是（）

1.临界问题

当某物理量变化时，会引起其他物理量的变

化，从而使物体所处的平衡状态能够“恰好出

现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用

“刚好”“恰能”“恰好”等。

专题二相互作用（目

2.极值问题节油巡航模式的最小推力为（）

常指平衡状态下，变化的力出现最大值或最，八cGcGcG

A.GB.C.—D.—

小值的问题。715164

3.分析方法»解析战斗机受到重力G、发动机推力F,、升

解根据平衡条件列方程，用二次函数、三角函数以及几力F2和空气阻力/，如图所示，歼-20战斗机沿

析

法何关系等求极值水平方向超音速匀速巡航，则水平方向有Fx=

/,竖直方向有b2+4=G,且由题意知92=

1若只受三个力，则这三个力构成封闭的矢量三角形，

法然后根据矢量三角形进行动态分析222

解得Fy=G-/B7■，则=Fx+Fy=16/-

极选取某个变化的物理量将问题推向极端（“极大”Z/UGf+G?,片式图线为开口向上、对称轴为/=

量“极小”等），从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来

正G的抛物线，即当/=皿。时收取最小值,

俚①明确研究对象;②画受力示意图；③假设可能发生

设1616

法的临界状态;④列出临界状态下的平衡方程并求解c

解得歹.=了，故选D。

咧里歼-20战斗机安装了我国自主研制的矢

量发动机,能够在不改变飞机飞行方向的情况

下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战

斗机获得很多优异的飞行性能。已知歼-20战

斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比（垂

直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之

比）为/运。战斗机的重力为G,使战斗机实现

答案D

5年高考3年模拟A版高考物理

微专题

微专题〈2：整体法与隔离法在平衡问题中随叵（多选）如图所示，质量均为M的A、8两

的应用滑块放在粗糙水平地面上，两轻杆等长，杆与滑

块、杆与杆间均用光滑较链连接,在两杆钱合处

整体法隔离法

悬挂一质量为m的重物C,整个装置处于静止

研究加速度相同的几个物体组与周围物体分隔开

状态，设杆与水平面间的夹角为重力加速度

对象成的一个整体来的物体

为g。下列说法正确的是（）

当分析相互作用的两个或在分析系统内各物

选用两个以上物体整体的受力体（或一个物体各部

原则情况及分析外力对系统的分）间的相互作用

作用时，宜用整体法时，宜用隔离法

A.当机一定时，。越大,轻杆受力越大

（）整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂

1B.当M、77l一定时，每个滑块对地面的压力大小

的问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用

为（；机）

整体法和隔离法；Mg+g

注意

（2）一般情况下先整体后隔离，即“整体法”

事项

优先；C.当m和。一定时，每个滑块与地面间的摩擦

（）在使用隔离法时，优先选择分析受力简单或mg

3力大小为

受力个数少的研究对象2tan0

D.若最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，则

便应如图所示，将两个质方,

不管e取何值,只要增大m,滑块一定会滑动

量分别为m、2m的小球a、b

用轻质细线相连后,再用细衿、I►解析对两杆皎合处受力分析得2/sin。=T=

线悬挂于。点。用力?拉下侧小球6,使两个7监，轻杆受力K=F=-随着6的增大而

2sin0

小球在图示位置处于静止状态,且细线。。与竖

减小,A错误;对4、B、C整体受力分析可得2"=

直方向的夹角保持9=30。,重力加速度为g,则

2Mg+mg,则地面对每个滑块的支持力FN=Mg+

力F达到最小值时细线。。上的拉力为（）

根据牛顿第三定律可知B正确；对滑块4

373Bjg

AA.hmgC--mgD.-mg

受力分析可得滑块与地面间的摩擦力Ff=

»解析将小球a、b作为整体进行受mg寸出「mg

FCOS仇其中F=F,=二彘,可付工=

力分析，如图所示，当力F的方向与细222tan0'

线的垂直时，力F达到最小值，此c正确；若整个装置静止，可得匕0从（选+

时，细线0a的拉力F=（m+2?7i）g•

T；/ng）,解得一；、，当二时，无

(m+2m)g2tan机）tan”

正确。

cos30°=-^—mg,A论m多大，滑块都不会滑动，D错误。

»答案AI►答案BC

专题二相互作用

:五年高考

考点里去练