高一物理《力的相互作用》复习课

第三章：相互作用本章知识框架搭建一、如何判断弹力的方向弹力的产生条件是：（1）两个物体相互接触；（2）接触处发生弹性形变。弹力的方向垂直接触面。对于绳的弹力一定指向绳收缩的方向，对于杆的弹力可以沿杆的方向也可以不沿杆的方向，现分析如下：1. 杆的一端与墙接触，另一端与地面接触，且处于静止状态，分析杆AB受的弹力。 2 杆处在半圆形光滑碗的内部，且处于静止状态，分析杆受的弹力。3圆柱体静止在地面上，杆与圆柱体接触也处于静止状态，分析杆受的弹力。4 两条细绳上端固定，下端与物体接触，物体处于平衡状态，分析物体受的弹力。 5杆的弹力可能沿杆的方向也可能不沿杆的方向杆与物体接触且均处于静止状态，分析杆对物体的弹力。二、摩擦力 滑动摩擦力一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力就叫滑动摩擦力。一、滑动摩擦力产生的条件1接触面粗糙； 2两个物体相互直接接触并互相挤压； 3两个物体间有相对运动。要产生滑动摩擦力必须同时具备这三个条件，缺少任何一个条件，都不能产生滑动摩擦力。例1 如图1，木板B以Vb 的对地速度向右滑动，物体A此时以Va 的对地速度向右滑动，A与B接触，且接触面粗糙，问A和B之间有无滑动摩擦力？二、物体对接触面的压力 压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力，其大小不一定等于物体的重力，压力可能大于重力，可能小于重力，还可能等于重力，也可能与重力无关。三、滑动摩擦力的方向判断滑动摩擦力与相对运动方向相反，所谓“相对运动”是指相对接触的物体，而不是相对于别的物体（比如水平地面）。例2 如图5所示，质量为2的物体，在 的水平面上向右运动，在运动过程中还受到一个水平向左的大小为5N的拉力F的作用，分析物体受到的滑动摩擦力方向。训练：如图所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知mAmB，则物体B() A只受一个重力B受到重力、摩擦力各一个C受到重力、弹力、摩擦力各一个D受到重力、摩擦力各一个，弹力两个四、动摩擦因数动摩擦因数，是由相互接触的两个物体的材料及粗糙程度决定的。与接触面积无关，通常情况下不做特殊说明时动摩擦因数1。例1.(2010年高考课标全国卷)如图所示，一物块置于水平地面上当用与水平方向成60角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.1 B2C. D1静摩擦力一、静摩擦力有无得判断例2如图3所示，A、B、C三木块叠放在水平桌面上，对B木块施加一水平向右的恒力F，三木块共同向右匀速运动，已知三木块的重力都是 ，分别求出三木块所受的摩擦力。 2 静摩擦力大小的求解1.质量为m的木块受到水平力F的作用，靠在竖直粗糙的墙壁上，下列说法正确的是() A若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上B若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C若木块沿墙壁向下运动， 则墙壁对木块的摩擦力大小为FD若开始时木块静止当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用2.用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧压缩量为2L.斜面倾角为30，如图所示则物体所受摩擦力()A等于零 B mg，沿斜面向下C 3mg，沿斜面向上 D mg，沿斜面向上3.如图所示，两个等大的水平力F分别作用在物体B、C上。 物体A、B、C都处于静止状态。各接触面与水平地面平行。物体A、C间的摩擦力大小为f1，物体B、C间的摩擦力大小为f2，物体C与地面间的摩擦力大小为f3，则：( )A BC D三、受力分析如何分析物体的受力情况呢?主要依据力的概念、从物体所处的环境(有多少个物体接触)和运动状态着手，分析它与所处环境的其它物体的相互联系；一般采取以下的步骤分析：1确定所研究的物体，然后找出周围有哪些物体对它产生作用 采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力，不要找该物体施于其它物体的力，譬如所研究的物体叫A，那么就应该找出“甲对A”和“乙对A”及“丙对A”的力而“A对甲”或“A对乙”等的力就不是A所受的力也不要把作用在其它物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上2要养成按步骤分析的习惯 先画重力：作用点画在物体的重心 次画接触力(弹力和摩擦力)：绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周，看对象跟其他物体有几个接触点(面)，对每个接触点(面)若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或趋势，则画出摩擦力要熟记：弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直，摩擦力的方向一定沿着接触面与物体相对运动（或趋势）方向相反。分析完一个接触点(面)后再依次分析其他的接触点(面)顺口溜：一重、二弹、三摩擦、再其它。3受力分析的注意事项：初学者对物体进行受力分析时，往往不是“少力”就是“多力”，因此在进行受力分析时应注意以下几点：(1) 只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施加的力。(2) 每分析一个力，都应找到施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在这是防止“多力”的有效措施之一。检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体，特别是检查一下分析的结果，能否使对象与题目所给的运动状态(静止或加速)相一致，否则，必然发生了多力或漏力现象(3) 合力和分力不能同时作为物体受到的力。(4)只分析根据力的性质命名的力（如重力、弹力、摩擦力），不分析根据效果命名的力（如下滑力、上升力等）。1.如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用于C物体，使A、B、C以共同速度向右匀速运动，那么关于物体受几个力的说法正确的是 （ ）AA 受6个，B受2个，C受4个 BA 受5个，B受3个，C受3个CA 受5个，B受2个，C受4个 DA 受6个，B受3个，C受4个2.如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是 ( )A物体可能只受两个力作用B物体可能受三个力作用C物体可能不受摩擦力作用D物体一定受四个力四、共点力平衡问题1、隔离法为了弄清系统（连接体）内某个物体的受力和运动情况，一般可采用隔离法。运用隔离法解题的基本步骤：（1）明确研究对象或过程、状态；（2）将某个研究对象或某段运动过程、某个状态从全过程中隔离出来；（3）画出某状态下的受力图或运动过程示意图；（4）选用适当的物理规律列方程求解。2、整体法当只涉及研究系统而不涉及内部某些物体的受力或者运动时，一般可采用整体法。运用整体法解题的基本步骤：（1）明确研究的系统或运动的全过程；（2）画出系统整体的受力图或者运动全过程的示意图；（3）选用适当的物理规律列方程求解。隔离法和整体法常常需要交叉运用，从而优化解题思路和方法，使解题简洁明快3正交分解法先确定研究对象，进行受力分析，然后建立直角坐标系，将各力分解到 x 轴和 y 轴上，再根据 Fx合力 =0、Fy合力 =0，列方程求解该法多用于三个力以上共点力作用下的物体的平衡【例 2 】如图 2-4-5 所示，重力为G 的物体在水平向右和跟竖直方向成角的斜向上绳子的拉力作用下，保持静止状态，试求两绳的拉力4. 共点力平衡中的动态分析题型特点：（1）物体受到三个力（2）三个力中一个是恒力；一个力的大小改变，方向不变；一个力的大小和方便都在变化（3）两个变力的合力与恒力等大反向。解题思路：（1）明确研究对象（2）分析物体的受力（3）用力的合成或力的分解作平行四边形（也可简化成矢量三角形）（4）正确找出力的变化方向（5）根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。注意几点：（1）哪个是恒力，那个是方向不变的力，那个是大小和方向不变的力（2） 正确判断力的变化方向及方向变化的范围（3） 力的方向在变化的过程中，力的大小是否存在极值问题1、如图所示，把球夹在竖直墙和木板之间，不计摩擦，球对墙的压力为1，球对板的压力为2。在将板逐渐放至水平的过程中，下列说法中，正确的是（）1和2都增大 1和2都减小1增大，2减小 1减小，2增大2.如图所示，在拉力F的作用下，物体A向右运动过程中，物体B匀速上升，若A对地面压力为N，A所受摩擦力为f,绳子对A的拉力为T，那么在运动过程中，N、f、T的变化情况，下面说法正确的是（ ）A.N增大、f增大、T增大 B.N减小、f减小、T减小C.N增大、f增大、T不变 D.N增大、f减小、T不变3.如图所示，用绳子牵引小船，设水的阻力不变，在船匀速靠岸的过程中（ ）A.绳子的拉力不断增大 B.绳子拉力不断减小C.绳子的拉力不变 D.无法判断4.如图所示，使弹簧测力计从图示位置开始沿顺时针方向缓慢转动，在此过程中，保持结点位于O点不变，保持弹簧测力计I的拉伸方向不变，那么，在全过程中关于弹簧测力计I、的读数F1和F2的变化是 ( )AF1增大，F2减小 BF1减小，F2先增大后减小CF1减小，F2增大 DF1减小，F2先减小后增大5.绳子一端拴着一小球，另一端绕在钉子上，小球放在一光滑的大半球上静止，如图 2-6-1 所示由于某种原因，小球缓慢地沿球面向下移动，在此过程中，球面的支持力和绳子的拉力如何变化？6.一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为 m 1 和m 2 的小球，当它们处于平衡状态时，质量为 m 1 的小球与 O 点的连线与水平面的夹角为=60两小球的质量比m1/m2为（ ）五、与滑轮结合的一类考点 1.如图 2-6-5 所示，位于水平桌面上的物块 P，由跨过定滑轮的轻绳与物块相连，从滑轮到 P 和到 Q 的两段绳都是水平的已知 Q 与 P之间以及 P 与桌面之间的动摩擦因数都，两物块的质量都是 m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力 F 拉 P 使它做匀速运动，则 F 的大小为（ ）A4mg B3mgC2mg Dmg2.如图所示，物体A质量为2kg，与斜面间摩擦因数为0.4若要使A在斜面上静止，物体B质量的最大值和最小值是多少？六、胡克定律1 用轻弹簧竖直悬挂的质量为 m 物体，静止时弹簧伸长量为 L现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为 2m 的物体，系统静止时弹簧伸长量也为 L斜面倾角为30，如图2-6-9所示则物体所受摩擦力（）A等于零B大小为1/2mg ，方向沿斜面向下C大小为3/2mg ，方向沿斜面向上D大小为 mg，方向沿斜面向上2、如下左图所示，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k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（未拴接），整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为A.B.C.D.3.如图所示，在倾角为的光滑斜面上，劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着，两弹簧之间有一质量为m1的重物，最下端挂一质量为m2的重物，现用力F沿斜面向上缓慢推动m2，当两弹簧的总长等于两弹簧原长之和时，试求：(1)m1、m2各上移的距离(2)推力F的大小7、 小测试：1下列说法正确的是 ( )A重力就是地球对物体的吸引力B物体所受重力的等效作用点叫物体的重心C磁铁吸引铁钉时，铁不需要接触，说明力可以脱离物体而存在D形状规则的物体其重心一定在其几何中心2.下列说法正确的是 ( )A由Fkx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比B由k可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量x成反比C弹簧的劲度系数k是由弹簧本身因素决定的，与弹力F大小和弹簧形变量x大小无关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3.关于摩擦力，下列说法正确的是 （ ）A.有摩擦力一定有弹力 B.运动的物体不可能受到静摩擦力的作用C.静摩擦力总是与物体的相对运动趋势的方向相反D.静摩擦力可以是动力，而滑动摩擦力只能是阻力4.如图，电灯悬挂于两墙之间，更换水平绳OA使连结点A向上移动而保持O点的位置不变，则A点向上移动时（ ）A绳OA的拉力逐渐增大B绳OA的拉力逐渐减小C绳OA的拉力先增大后减小D绳OA的拉力先减小后增大 5.某同学用传感器来探究摩擦力，他的实验步骤如下：将力传感器接入数据采集器，再连接到计算机上；将一质量m3.75 kg的木块置于水平桌面上，用细绳将木块和传感器连接起来；打开计算机，使数据采集器工作，然后沿水平方向缓慢地拉动细绳，木块运动一段时间后停止拉动；将实验得到的数据经计算机处理后在屏幕上显示出如图所示的图象下列有关这个实验的几个说法，其中正确的是()A06 s内木块一直受到静摩擦力的作用B最大静摩擦力比滑动摩擦力大C木块与桌面间的动摩擦因数为0.08D木块与桌面间的动摩擦因数为0.116. 如图所示，一个氢气球重16N，空气对它的浮力为22N，由于受到水平风力的作用，使系氢气球的绳子和地面的夹角=530，求绳子的拉力和水平风力的大小。7如图所示，物体A重40N，物体B重20N，A与B、B与地的动摩擦因数分别是0.4和0.2，物体B用细绳系住，为将A匀速拉出，求所需施加水平拉力的大小。8.一个氢气球，质量为200 kg，系一根绳子使它静止不动，且绳子竖直，如图所示当割断绳子后，气球以2 m/s2的加速度匀加速上升，求割断绳子前绳子的拉力为多大？