高一物理《力的相互作用》复习课.docx

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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mA>mB，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μ

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μ＜1。

例1.（20XX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.

－1B．2－

C.

－

D．1－

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μF

D．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．

B．

C．

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（）

A．A受6个，B受2个，C受4个　　　

B．A受5个，B受3个，C受3个　　　　　

C．A受5个，B受2个，C受4个　

D．A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θ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ＡＣ和木板ＢＣ之间，不计摩擦，球对墙的压力为Ｎ1，球对板的压力为Ｎ2。

在将板ＢＣ逐渐放至水平的过程中，下列说法中，正确的是（）

Ａ．Ｎ1和Ｎ2都增大Ｂ．Ｎ1和Ｎ2都减小

Ｃ．Ｎ1增大，Ｎ2减小Ｄ．Ｎ1减小，Ｎ2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Ⅱ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、Ⅱ的读数F1和F2的变化是（）

A．F1增大，F2减小B．F1减小，F2先增大后减小

C．F1减小，F2增大D．F1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m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平面的夹角为α=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μ，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

（）

A．4μmgB．3μmg

C．2μmgD．Μmg

2.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θ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F＝kx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：

①将力传感器接入数据采集器，再连接到计算机上；②将一质量m＝3.75kg的木块置于水平桌面上，用细绳将木块和传感器连接起来；③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；④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（　　）

A．0～6s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0.08

D．木块与桌面间的动摩擦因数为0.11

6.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θ=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200kg，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2m/s2的加速度匀加速上升，求割断绳子前绳子的拉力为多大？