高二物理复习 第二章 相互作用 力 受力分析 人教实验版

高二物理复习 第二章 相互作用 力 受力分析 人教实验版 一. 本周教学内容：复习 第二章 相互作用力 受力分析重点、难点解析一、力 重力 弹力对力的认识应从力的物质性、相互性、方向性、力的作用效果、力与运动的关系等全面入手去认识。1. （1）力是物体之间的相互作用，力不能脱离物体而独立存在. 力是与物体间的相互作用分不开的，不能无中生有地添加力，有力必然存在施力体和受力体，找不到施力体和受力体的力是不存在的。（2）力不仅有大小，而且还有方向，力是矢量，可用力的图示表示。（3）力的作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态. 有力必产生力的作用效果，应从力的作用效果上判断力的存在。（4）力的单位是牛顿，用N表示。2. 力的分类，可按力的性质分，有重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等. 可按力的作用效果分为拉力、压力、支持力、动力、阻力、回复力、向心力等. 效果不同的力，性质可以相同. 性质不同的力，效果可以相同。二、重力1. 产生原因：地球的吸引. 但不是万有引力。它是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转的向心力. 地球上的一切物体都受重力作用。2. 在已知物体质量m的情况下G=mg，在地球上的不同位置，同一物体的重力大小略有不同，重力的大小用弹簧秤测量。在地球上的不同位置，同一物体的重力大小不同。这是因为在地球上的不同位置物体随地球自转所需的向心力不同：赤道上最大，两极最小；由于地球是椭圆球，在地球上不同的位置物体受地球的吸引力不同：赤道上最小，两极最大；物体的重力是吸引力与向心力之差；所以物体的重力随物体在地球上的纬度的变化而变化，在两极最大，在赤道上最小，越高越小。3. 方向：竖直向下，但不是指向地心。4. 重心：重力的作用点，重心的位置与物体的形状和质量分布有关. 质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心，但物体的重心不一定在物体上，可用悬挂法测定。三、弹力1. 产生：弹力是直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力，产生条件是：（1）两物体直接接触；（2）物体发生弹性形变，可见物体所受的弹力是由于施力物体发生形变产生的，其实质是由电磁力引起的。2. 方向：总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反，跟物体形变的方向相反。 具体是：（1）压力的方向垂直接触面指向被压的物体，支持力的方向垂直接触面指向被支持的物体。（2）绳的拉力方向沿绳指向绳收缩的方向，但硬杆的受力方向不一定沿杆的方向，应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律来确定。3. 大小：弹力的大小跟形变的大小有关， 形变越大弹力越大。（1）弹簧在弹性限度内弹力大小遵循胡克定律。 （2）一般情况下应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来计算。例1. 一木箱放在水平地面上，关于木箱和地面受力的下列叙述正确的是（ ）A. 地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；木箱没有发生形变，所以木箱不受弹力B. 地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；木箱受到向上的弹力，是因为木箱也发生了弹性形变C. 地面受到了向下的弹力，是因为木箱发生了弹性形变；木箱受到向上的弹力，是因为地面也发生了弹性形变D. 以上说法都不正确解析：两个相互接触的物体之间发生了弹性形变，由于要恢复原状，从而对跟它接触的物体产生弹力的作用。甲物体受到弹力的作用，是因为乙物体发生了弹性形变而产生的，因此只有C选项正确。本题考查了弹力是由于施力物体发生了弹性形变，且有恢复原状的趋势而对受力物体产生的作用力，通俗地说：你受力我形变。答案：C4、弹力的分析、弹力的计算胡克定律明确弹簧的状态及变化，正确地作出清晰的图示，准确地确定弹簧的状态变化量、位移量是解决问题的关键.（1）在弹性限度内，弹簧的弹力大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比（胡克定律），即F=kx，k是弹簧的劲度系数，表示弹簧本身的一种属性，它的数值与弹簧的材料、弹簧的粗细及弹簧的长度有关，在其他条件一定时，弹簧越长，k越小。因此应用胡克定律时一定分清原长l0、现长l、伸长x，它们的关系是x=ll0。（2）除弹簧外，其他物体的弹力大小，通常应根据研究对象的运动情况，利用平衡条件或动力学规律建立方程求解.例2. 如图所示，劲度系数为、的两根弹簧中间拴接了一个质量为m的物体，与地面间不拴结，今在 A点加一向上的作用力使下端刚好离开地面，试求A点上升的距离。解析：A端原来离地面的距离为提起后A端离地的距离为所以A端上升答案：5、弹力的有无及方向的判断产生弹力的条件是“接触且有形变”，仅接触不一定有弹力，关键决定是否有形变. 但“微小形变”很难判断，一般采用“假设法”“反证法”由已知运动状态和其他条件，利用平衡条件或牛顿定律分析推理判断。（1）弹性形变是产生弹力的必要条件，相互接触的物体间不一定存在弹力，只有当物体在相互接触处产生挤压、拉伸或扭转等弹性形变时，相互接触的物体间才会产生弹力。（2）在判断弹力是否存在时，假设法是很有效的。以假设某接触面消失是否会引起物体状态的变化作为依据，判断状态是否改变。（3）弹力的方向与物体形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上。 轻绳受力，只能产生拉力，方向沿绳子且指向绳子收缩的方向。轻杆受力，有拉伸、压缩、弯曲、扭转形变，轻杆的弹力具有多向性，要根据物体的运动情况，利用平衡条件或动力学规律判断。轻弹簧受力，有压缩、拉伸形变，既能产生拉力又能产生压力，方向沿弹簧的轴线方向。物体面与面接触时，弹力的方向垂直于面（若是曲面则垂直切面），且指向受力物体。例3. 如图的四个小图中接触面均光滑，图中标出了弹力的示意图，则正确的是（ ）A. a、b、d B. b、c C. b、c、d D. a、b、c、d解析：球A均处于光滑平面B、C之间且均相互接触，至于A与接触面有无挤压则要用到假设法，在图a中，假设B不存在，A的运动状态不会改变，故只有C对A有作用力；同理可得图b、图c两图中若撤去B或 C，球A的运动状态均将发生变化，故B、C两接触面都受到挤压。图d同图a一样，B与A之间无相互作用力，故a、b、c、d四图均对。答案：D四、摩擦力 物体的受力分析l. 静摩擦力发生在相对静止的具有相对运动趋势的两个物体之间，静摩擦力的大小可在O之间变化，一般应根据运动状态用平衡条件或牛顿定律的知识求解，静摩擦力的方向总是与相对运动趋势的方向相反。2. 滑动摩擦力是发生在相对滑动的两物体间的作用力，计算用公式为，方向与物体相对运动的方向相反。3. 对物体的受力分析一般应先确定受力的对象，然后按先重力后弹力再摩擦力的顺序进行。注意：只分析研究对象的受力而不分析研究对象对其他物体的作用力。另外，要利用作用力的相互性，即受力物体一定也是施力物体，这一点在多个对象同时存在时尤其要注意运用。（一）静摩擦力的大小计算和方向的判断1. 要紧扣摩擦力产生的条件（1）接触面不光滑；（2）相互接触且挤压；（3）有相对运动或相对运动趋势，并结合物体运动状态分析判断。2. 静摩擦力方向的判断与计算（1）假设法：假设没有摩擦，物体的运动方向即为运动趋势方向，然后根据“静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反”判断出摩擦力方向。（2）根据物体的运动状态，由牛顿定律判断。（3）静摩擦力的特点静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反，大小与相对运动趋势强弱有关，趋势越强静摩擦力越大，但不能超过最大限度最大静摩擦力，用表示，。静摩擦力大小的具体计算可由物体的运动状态结合动力学知识求解。3. 滑动摩擦力的特点及计算（1）滑动摩擦力的方向与接触面相切，并跟物体相对滑动方向相反，注意不是与运动方向相反，例如皮带传送中传送物所受摩擦力与运动方向相同，与相对运动方向相反，如图所示。（2）滑动摩擦力的大小。为接触面间正压力，为动摩擦因数，决定于接触面的性质。例4. 如图所示，一木块放在水平面上，在水平方向共受三个力即F1=10 N，F2=2 N和摩擦力的作用，木块处于静止状态，若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力（ ）A. 10 N，方向向左 B. 6 N，方向向右C. 2 N，方向向左 D.零解析：未撤去F1前，木块静止，说明木块所受静摩擦力F=F1-F2=8 N，方向向左，也说明最大静摩擦力至少为8 N，当撤去F1后，在F2作用下，木块有向左滑动趋势，地面给木块的静摩擦力方向变为向右，大小F/= F2=2 N，小于最大静摩擦力，故木块仍保持静止，所受合力为零，因而选项D正确。（二）深刻领会“相对”二字的含义，正确理解摩擦力的概念（1）静摩擦力产生在相对静止（有相对运动趋势）的两物体间，但这两个物体不一定静止，它们可能一起运动，所以，受静摩擦力作用的物体不一定静止。滑动摩擦力产生在相对滑动的两物体之间，但受到滑动摩擦力作用的物体可能是静止的。（2）摩擦力的方向一定与相对运动的方向相反，或与相对运动趋势的方向相反，但摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反. 摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同，充当动力，对物体做正功. 例如，在运行的传送带上放一初速为零的工件A（如下图），则在工件A未达到与传送带速度相等前，A相对传送带向左滑动，但相对地仍为向右运动，所以工件所受滑动摩擦力的方向与工件的运动方向是一致的。此滑动摩擦力是动力，对工件做正功. 摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反，充当阻力，对物体做负功。摩擦力的方向还可能与运动方向垂直（例如静摩擦力提供向心力），等等，总之摩擦力的方向与物体的运动方向没有确定的关系。例5. 如图所示，物块放在一与水平面夹角为的传输带上，且始终与传输带相对静止。则下列说法中正确的是（ ）A. 当传输带加速向上运动时，加速度越大，静摩擦力越大B. 当传输带匀速运动时，静摩擦力与压力成正比C. 当传输带加速向下运动时，静摩擦力一定沿斜面向下D. 当传输带加速向下运动时，静摩擦力一定沿斜面向上解析：A选项物块的受力如图所示，由牛顿第二定律所以.所以越大，越大，故A正确.B选项物体受力如图所示，由平衡条件知，与压力无关，且静摩擦力大小与正压力无关，故B错误当传输带向下加速运动时，物块受力如图所示，由牛顿第二定律知当时，；agsin时，为负，方向沿斜面向下agsin；为正，方向沿斜面向上，故C、D均错误答案：A【模拟试题】1. 如图所示，将两个相同的条形磁铁A、B吸引在一起置于桌面上，下列说法中正确的是（ ）A. 条形磁铁A受到两个力 的作用B. 条形磁铁A受到三个力的作用C. 条形磁铁A对B的压力大于A的重力D. 条形磁铁B对桌面的压力大于A、B的总重力2. 如图所示，一个半径为R的圆球，其重心不在球心O上，将它置于水平地面上，则平衡时球与地面的接触点为A；若将它置于倾角为30的粗糙斜面上，则平衡时（静摩擦力足够大）球与斜面的接触点为B. 已知AB的圆心角度数为60，则圆球重心离球心O的距离是 。3. 竖直悬挂的弹簧下端挂一个质量为的物体时，弹簧的长度为；当物体质量增至时，弹簧的长度为 （在弹性限度内）. 求弹簧的原长和劲度系数。4. 如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为和，上面木块压在上面弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态. 现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧。在这过程中下面木块移动的距离为（ ）A. B. C. D. 5. 三个相同的支座上分别搁放着三个质量和直径都相同的光滑圆球a、b、c，支点 P、Q在同一水平面上，三球的重心、分别在球心处、球心上方、球心下方. 如图所示，三球均平衡，支点 P对a、b、c的弹力分别为、。则（ ）A. B. C. D. 6. 如图所示，在这两个面上是否都有弹力?请画出弹力的示意图。7. 一铁块被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动，如图所示，下列说法正确的是（ ）A. 四个力的作用，其中有三个力的施力物体是黑板B. 铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力相互吸引的磁力和相互推斥的弹力C. 磁力和弹力是相互平衡的力D. 磁力大于弹力，黑板才能吸住铁块不动8. 如图所示，一个被吊着的均匀球壳，其内部注满了水，在球的底部有一个带阀门的细出水口，在打开阀门让水慢慢流出的过程中，球壳与其中的水的共同重心将会（ ）A. 一直下降 B. 一直不变C. 先下降后上升 D. 先上升后下降9. 以下关于物体受力的几种说法正确的是（ ）A. 一物体竖直向上抛出，物体离开手后向上运动，是由于物体仍受到一个向上的力作用B. 甲打乙一拳，乙感觉疼痛，而甲未感觉疼痛，说明甲对乙施加了力，而乙对甲未施加力的作用C. “风吹草低见牛羊”，草受到了力而弯曲，但未见到施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的D. 磁体吸引铁钉时磁铁不需要与铁钉接触，说明不接触的物体之间也可以产生力的作用10. 下列说法中正确的是（ ）A. 木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小的形变而产生的B. 拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的C. 绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向D. 挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的11. 如图，粗糙的水平面上放着一个斜面体，斜面体上一个物体正在匀速下滑时，斜面体仍处于静止状态. 则下列关于斜面体的说法中正确的是（ ）A. 斜面体所受合力为零B. 斜面体对地面的压力等于斜面体的重力C. 斜面体没有相对地面滑动的趋势D. 斜面体有相对地面向右滑动的趋势12. 如图所示，地面上叠放着A、B两个物体，力F分别作用于A、B两物体上时，A、B相对静止. 试分别分析A、B受到的摩擦力的情况。13. 两重叠在一起的滑块，置于固定的倾角为的斜面上，如图所示，滑块A、B的质量分别为m1、m2，A与斜面间的动摩擦因数为，B与A的动摩擦因数为。已知两滑块从斜面由静止以相同的加速度滑下，滑块B受到的摩擦力（ ）A. 等于零B. 方向沿斜面向上C. 大小等于D. 大小等于14. 如图，某人用56 N的力沿斜面方向向上推一个放在粗糙斜面上的物体，物体重200N，斜面倾角为30，物体与斜面间的动摩擦因数=0.3，则物体受到的摩擦力是（ ）A. 34. 6 N B. 40 N C. 44 N D. 100 N15. 如图所示，质量为m的物体在力F的作用下在天花板上沿水平方向做匀速直线运动，则下列说法中正确的是（ ）A. 物体可能受三个力的作用 B. 物体一定受四个力的作用C. 摩擦力 D. 摩擦力16. 如图所示，位于斜面上的物块 M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的情况是（ ）A. 方向可能沿斜面向上 B. 方向可能沿斜面向下C. 大小可能等于零D. 大小可能等于F17. 质量为m的物体放在质量为M的斜面上，斜面体放在水平粗糙的地面上， m、M均处于静止状态，如图所示，当在物体m上施加一个水平力F且F由零增加到的过程中，m和M仍保持静止状态，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）A. 斜面体对m的支持力逐渐增大B. 物体m受到的摩擦力逐渐增大C. 地面受到的压力逐渐增大D. 地面对斜面体的摩擦力由零逐渐增大到F。18. 如图所示，三角形木块放在倾角为的斜面上，若木块与斜面间的动摩擦因数，则无论作用在木块上竖直向下的外力F多大，木块都不会滑动，这种现象叫做“自锁”，千斤顶的原理与之类似，请证明之。参考答案http:/www.DearEDU.com1. BC 2. 3. 4. C 5. A6. 球与AB面无挤压，无弹力 7. ABC 8. C 9. D 10. CD 11. AC12. （1）F作用于A物体时，A相对B有向右的运动趋势，B相对A有向左的运动趋势，故A受到向左的静摩擦力，其大小等于F，B受到A给它的向右的静摩擦力，其大小也等于F. 由于A、B相对静止，B有向右运动的趋势，因此B受到地面给它的向左的静摩擦力，大小也等于F，如图所示。（2）F作用于B物体上时，B相对地面有向右的运动趋势，故B受到地面给它的向左的静摩擦力，大小等于F。而A物体若受到B物体给它的摩擦力，则不可能静止，故A、B之间没有摩擦力作用，如图所示。13. BC 14. C 15. BD 16. ABCD 17. AD18. 当时，可以发现重力沿斜面向下的分力始终小于滑动摩擦力，即，进而有上式在的条件下恒成立，所以无论加多大的力都不会使木块滑动，从而出现“自锁”现象。