高一物理期末复习全套教学案第二章相互作用Word下载.docx

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（例1，针对练习1）

二、三种最常见的力：

1．重力

（1）重力：

由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力．

（2）重力的大小：

①由G=mg计算②用弹簧秤测量，物体处于静止时，弹簧秤的示数等于重力的大小．

（3）重力的方向竖直向下（即垂直于水平面向下）．

（4）重心:

物体所受重力的作用点．①质量分布均匀的物体的重心，只与物体的形状有关．形状规则的均匀物体，它的重心就在几何中心上，如均匀直棒的重心，在棒的中心．②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关．③薄板形物体的重心，可用悬挂法确定．

（例2，针对练习2）

2．弹力：

（1）形变：

物体在力的作用下形状或体积发生改变，叫做形变．

（2）弹力：

发生形变的物体，由于要恢复原状，就会对跟它接触使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫做弹力．

（3）弹力产生的条件：

两物体①直接接触，②有弹性形变．

（4）弹力的方向：

弹力的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．

常见支持物的弹力方向：

平板的弹力垂直于板面指向被支持的物体；

曲面的弹力垂直于曲面该处的切平面指向被支持的物体；

支承点的弹力垂直于跟它接触的平面（或曲面的切平面）指向被支持的物体；

绳索的弹力沿着绳子指向收缩的方向．

（5）弹力的大小：

弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力越大．

①虎克定律：

在弹性限度内，弹簧的弹力跟它的伸长成正比，即F=kx，k叫劲度系数，单位是N/m．

弹性限度：

如果物体的形变过大，超过一定的限度，物体的形状将不能恢复，这个限度叫着弹性限度．

②对于微小形变产生的弹力大小，一般根据物体所处的状态，利用平衡条件或动力学规律求解．

（例3、4，针对练习3）

3．滑动摩擦力

（1）定义:

一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时，所受到的阻碍它相对滑动的力．

（2）产生的条件:

⑴两物体相互接触挤压；

（2）物体间接触面不光滑;

（3）两物体间存在相对运动．

（3）大小:

跟压力FN成正比，Ｆ=μFN．

（4）方向:

与接触面相切，并且跟物体相对运动的方向相反．

（5）作用效果:

总是阻碍物体间的相对运动．

4．静摩擦力

两个相互接触、相对静止的物体，由于有相对运动趋势，而在物体接触处产生的阻碍相对运动的力．

（2）产生的条件：

①两物体相互接触挤压;

②物体间接触面不光滑;

③两物体相对静止但存在相对运动趋势．

（3）方向：

总是跟接触面相切，并且跟物体3）相对运动趋势的方向相反，与物体接触面之间的弹力方向垂直．

（4）大小：

等于使物体产生相对运动趋势的外力的大小．两物体间的静摩擦力F在零和最大静摩擦力fmax之间，即O<

F≤Fmax,

（5）最大静摩擦力Fmax：

①Fmax略大于滑动摩擦力f，为方便起见，解题时如无特殊说明，可认为Fmax=F．

②Fmax的数值跟相互接触的两物体的材料、接触面的粗糙程度有关，跟正压力成正比，但静摩擦力的数值与正压力大小不成正比．

（例5、6，针对练习4、５）

疑难探究

1．弹力有无的判断方法

对于形变明显的情况（如弹簧）可由形变直接判断，形变不明显的通常用下面三种方法:

方法1:

“假设法”分析物体间的弹力

欲分析一物体的某一接触处是否有弹力作用，可先假设没有所接触的物体，看看被研究的物体有怎样的运动趋势:

①若被研究的物体倒向原接触物的一边，则两者之间有挤压的弹力，它们之间的弹力方向必与接触面（或接触点的切面）垂直，且指向受力物体的内部．

②若被研究的物体倒向远离接触物的一边，则两者之间只可能产生拉伸的弹力，倘若仅是物体与细绳连接，它们之间的弹力方向必定沿绳指向各自的外部．

③若被研究的物体仍不动，则两者之间无弹力．

方法2:

“替换法”分析物体间的弹力

用细绳替换装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力;

否则，提供的是支持力

方法3：

根据“物体的运动状态”分析弹力

由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡（或牛顿第二定律）列方程，求解物体间的弹力．

（例7，针对练习６）

2．如何判断静摩擦力的方向?

静摩擦力的方向沿着两物体接触面的切线，与相对运动趋势的方向相反，而相对运动趋势的方向又难以判断，这就使静摩擦力方向的判断成为一个难点．判断静摩擦力的方向常用下列方法:

（1）用假设法判断静摩擦力的方向：

我们可以假设接触面是光滑的，判断物体将向哪滑动，从而确定相对运动趋势的方向，进而判断出静摩擦力的方向．如右栏例1．

（2）根据物体的运动状态判断静摩擦力的方向：

首先弄清物体运动状态（是平衡状态，加速或减速状态），分析出除摩擦力外的其它力，看是否能维持这个运动状态，若不能维持，说明一定受摩擦力，根据平衡条件或牛顿定律，即可判断出静摩擦力的方向．（如例8、9；

针对练习7）

3．怎样对物体受力分析？

受力分析时应注意哪些问题？

受力分析的一般步骤和方法是：

⑴明确研究对象，即要对哪个物体进行受力分析，并将研究对象与其它物体隔离开，最好将研究对象单独画出来，中途不要更换研究对象．⑵画出物体所受重力，重力的方向总是已知的，地球附近的物体都要受重力的作用．⑶绕研究对象环绕一周，找出研究对象与另外物体所有的接触处，进行接触力（摩檫力、弹力）的分析．⑷对研究对象与另外物体的接触处，按弹力、摩檫力的存在判断方法，分析各处接触的弹力和摩檫力，并按它们的实际方向画出示意图。

（5）对带电体、磁体还要分析是否受到电力或磁力作用）．

注意的问题是：

1．分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其它物体所施加的力．例如所研究的物体A,那么只分析“甲对A”，“乙对A”、“丙对A”等施加的作用力，而不分析“A对甲”、“A对乙”、“A对丙”等施加的作用力，也不能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．只分析根据性质命名的力（重力、弹力、摩擦力），不分析按效果命名的力（如下滑力、动力、阻力）．例如，有人认为在在竖直面内做圆周运动的物体运动至最高点时，受三个力的作用：

重力、绳的拉力和向心力，实际上这个向心力是重力、与拉力的合力，是“效果力”，不属于单独性质的力．

3．分析物体受力时，除了考虑它与周围物体的作用力外，有时还要结合物体的运动情况进行分析．当物体的运动情况不同时，其受力情况往往不同．

4．为了使问题简化，常忽略某些次要的力，如物体运动速度不大时的空气阻力，物体在空气中所受的浮力，物体在水中运动时水的阻力．

（例10；

针对练习8）

【例1】关于力的概念，下列说法哪些是正确的（）

A．一个力必然联系着两个物体，其中每个物体既是受力物体又是施力物体

B．只要两个力的大小相同，它们产生的效果一定相同

C．物体受到力的作用，运动状态一定改变

D．竖直向上抛出的物体，物体竖直上升，是因为竖直方向受到升力的作用

【例2】下列关于重力的说法中，正确的是（）

A．物体只有静止时才受重力

B．重力的方向总是指向地心

C．物体在赤道上受的重力最小

D．物体挂在弹簧秤下，弹簧秤的示数一定等于物体的重力

【例3】请在下面的图2-1-1中画出杆或球所受的弹力．

A

B

C

D

图2-1-1

【例4】如图2-1-2，A、B两个矩形木块用轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k，A、B的质量分别为m、2m，将它们竖直叠放在水平地面上，用力将A缓慢地竖直提起，A向上提起多大高度时，木块B将离开水平地面．

图2-1-2

【例5】一个重为200N的物体，放在水平面上，物体与水平面的动摩擦因数μ=O.1，试计算该物体在下列几种情况下受到的摩擦力

（1）物体开始时静止，用F=5N的水平向右的力拉物体．

（2）物体开始时静止，用F=30N的水平向右的力拉物体．

（3）物体开始以v=15m/s的初速度向左运动，用F=l5N的水平向右的力拉物体．

图2-1-3

【例6】把一重为G的物体，用一个水平推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上如图2-1-3所示，开始，物体从t=0受的摩擦力F摩随t的变化关系的是图2-1-4中的（）

图2-1-4

【例7】如图2-1-5所示，小车上固定着一根弯成θ角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球．试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向:

①小车静止；

②小车以加速度；

③水平向右运动．

图2-1-5

【例8】如图2-1-6，位于斜面上的物体m在沿斜面向上的力F的作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的方向

A．沿斜面向上

F

图2-1-6

B．沿斜面向下

C．可能没有摩擦力

D．以上三种情况都有可能。

【例9】如图2-1-7所示，AB是夹在相同板间的完全相同的两木块，并与板相对静止，试判断A、B间的摩擦力的方向？

图2-1-7

图2-1-8

【例10】

（1）如图2-1-8所示，物体A、B叠放在光滑的水平桌面上，现有两根轻绳分别跨过光滑的定滑轮水平地系在A、B上，在轻绳的另一端施加了大小相等的力F的作用，且A、B处于静止状态。

试分别分析A、B两物体的受力情况。

（2）如图2-1-9所示，A、B在动滑轮的作用下向右匀速运动，试分析A物体受的力。

图2-1-9

图2-1-10

（3）如图2-1-10所示，重力为G的长木板AB，A端靠在光滑的墙壁上，AB上又放置一木板m,整个系统处于静止，请画出木板AB的受力图

__________________________________典型例题答案______________________________

【例1】解析：

有力存在，必有两个物体同时存在，由于力的相互性，每个物体既是受力物体，同时也是施力物体，故A正确．力产生的效果不但跟力的大小有关，还与力的方向、作用点等有关，故B错．力的作用效果除运动状态改变还有形变，故C错．竖直向上升的物体，找不到施力物体，故此力不存在，D错．

答案：

说明：

力具有物质性、相互性、矢量性、同时性等性质，要全面理解力的概念．

【例2】解析：

物体受重力与运动状态是静止还是运动无关，故A错．重力实际是万有引力的一个分力（另一个分力提供物体绕地球自转的向心力），万有引力方向指向地心，重力不一定（只有两极或赤道重力指向地心）故B错．在赤道上，物体的重力等于万有引力与物体随地球运动的向心力之差，而在赤道上向心力最大，故物体的重力最小，C正确．

只有在弹簧静止或匀速运动时，测出的才是物体的重力，若弹簧秤拉着物体加速上升或下降则弹簧秤的示数不等于重力，故D错．

重力与引力的关系：

引力除产生重力外，还要提供物体随地球自转所需的向心力，因物体在地球上不同的纬度处随地球自转所需的向心力不同，故同一物体在地球上不同纬度处重力大小不同，在两极最大，赤道最小．

【例3】解析：

如图2-7所示．

弹力是一种接触力，一定在接触处发生，画弹力的方向时，作用点要画在接触处，最好有参照物如指向球心、加垂直号等．

图2-1-11

【例4】解析：

A向上提起的高度为弹簧增加的长度．开始时，弹簧被压缩，对A有mg=kx1，离开地面时，弹簧被拉伸，对B有2mg=kx2，A上提高度x=x1+x2=3mg/k

【例５】解析：

因为f=μN=O.1×

200N=2ON，可认为最大静摩擦力fm=2ON，所以静摩擦力的取值范围是O<

F≤2ON．

（1）由于F=5N<

fm，物体仍静止，所受静摩擦力f静=5N，方向水平向左．

（2）由于F=30N>

Fm，所以物体相对平面向右运动．这时物体所受滑动摩擦力大小为F=μN=20N，方向水平向左．

（3）由于物体向左运动，所受滑动摩擦力方向水平向右，大小仍为2ON．

①求摩擦力不但求出大小，还要指明方向．②计算滑动摩擦力时，不要受无关因素的干扰，如（3）中向右的水平的拉力．

【例6】解析：

物体在竖直方向上只受重力、摩擦力

的作用，由于F从零开始均匀增大，物体的运动情况是先加速下滑，再减速下滑、最后静止，整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为f=uN=ukt，即f与t成正比，图线是过原点的直线．

当物体的速度减为零后，动摩擦力变为静摩擦力，其大小由平衡条件知f=G，所以物体静止后的图线为平行于t轴的直线，故本题正确答案为B．

若各阶段的摩擦力不同，应先弄清楚是什么性质的摩擦力，在用其各自的规律去分析．

【例7】【解析】

（1）接触面间的弹力方向是一定垂直于接触面，但固定在杆上的物体所受的弹力大小和方向都是可变的，其方向可能沿杆也可能不沿杆，故需利用平衡条件或牛顿第二定律来判断．小车静止时，根据物体平衡条件知，杆对球产生的弹力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg·

（2）选小球为研究对象，小车以加速度a向右运动时，小球所受重力和杆的弹力的合力一定水平向右，此时，弹力F的方向一定指向右上方，只有这样，才能保证小球在竖直方向上保持平衡，水平方向上具有向右的加速度，假设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为θ，（如上图所示），根据牛顿第二定律有Fsinθ＝ma，Fcosθ=mg，解得F=m

，

tanθ=

【例8】解析：

物体受到重力G、支持力N、推力F的作用，由于它们的大小关系不确定，必须讨论几种情况（垂直于斜面的力平衡，只分析平行于斜面的力即可）：

（1）力F大于重力G沿斜面向下的分力，物体有向上的运动趋势，受的静摩擦力的方向向下。

（2）力F小于重力G沿斜面向下的力，物体有向下的运动趋势，受的静摩擦力的方向向上．（3）力F等于重力G沿斜面向下的力，物体没有相对运动趋势，受的静摩擦力为零。

故答案为D。

运动趋势的方向的判断可用假设法：

假设无摩擦，看所受合力的方向，合力的方向向哪，则运动趋势的方向就向哪。

【例9】解析：

先将A、B看作一个整体，这个整体相对板有向下的运动趋势，所以A、B与板接触的面受到大小为物体重力、方向向上的静摩擦力作用。

然后单独对A（或B）的受力分析，A（或B）受力平衡，A、B间无相对运动趋势，故A、B间没有摩擦力。

图2-1-12

【例10】解析：

（1）

图2-1-13

（2）

图2-1-14

（3）

图2-1-15

针对练习

1．在弹簧测力计的钩子上竖直悬挂一个静止的小球，下面说法中正确的是（）

A．小球对弹簧测力计的拉力就是小球的重力

B．小球所受拉力的施力物体是弹簧

C．小球对弹簧测力计的拉力在数值上等于小球重力的大小

D．小球的重力的施力物体是地球

2．如图2-1-16所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一小孔，当水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会（）

A．一直下降B．一直上升

C．先升高后降低D．先降低后升高

图2-1-16

3．如图2-1-17，物体B、C的质量均为m，劲度系数为k2的弹簧连着B和C，劲度系数为k1的弹簧下端连着B，整个系统处于静止状态，现在缓慢地向上提k1的上端A，欲使物体C离开地面，A端上移的距离至少是_________.

2-1-17

4．如图2－1-18物体静止在斜面上，现用水平外力F推物体，在外力F由零逐渐增加的过程中，物体始终保持静止，物体所受摩擦力怎样变化？

图2-1-18

５．如图2-1-19，质量为m的物体放在水平放置的钢板上，与钢板的动摩擦因数为μ，由于光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动。

现使钢板以速度V1向右运动，同时用力F沿导槽的方向拉动物体以速度V2沿导槽运动，则F的大小为（）

A、等于μmgB、大于μmg

C、小于μmgD、不能确定

图2-1-19

６．画出下面图2-1-20所示的A、B两物体的受力示意图。

甲图中A、B之间，B、地之间均粗糙，B匀速向左运动。

乙图中A、B球是光滑的。

图2-1-20

7．如图2-1-21所示，长木块A、B叠放在一起，并用一根轻绳通过定滑轮相连，已知mA=mB=m,A与B间、B与桌面间的动摩擦因数均为µ

用水平力F向右匀速拉动B时,F的大小是多少？

图2-1-21

8．如图2-1-22所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体Ｐ连接，Ｐ与斜放其上的固定挡板ＭＮ接触且处于静止，则斜面体Ｐ此刻所受到的外力个数有可能为（）

A．2个　　B．3个　　C．4个　　D．5个

图2-1-22

　单元达标

1．一本书放在水平桌面上，下列说法正确的是（）

A．桌面受到的压力实际就是书的重力

B．桌面受到的压力是由桌面形变形成的

C．桌面对书的支持力与书的重力是一对平衡力

D．桌面对书的支持力与书对桌面的压力一定大小相等，而且为同一性质的力

2．关于重力和重心，下列说法中正确的是（　　）

A．质量为１kg的物体所受的重力一定是9.8N

B．物体所受的重力与物体的运动情况有关

C．物体重心的位置由物体的几何形状和质量分布情况决定

D．物体重心的位置跟物体如何放置有关

3．关于弹力的下列说法中，正确的是（）

A．只有发生形变的物体，才会对它接触的物体产生弹力

B．只有受弹簧作用的物体才受到弹力

C．通常所说的压力、支持力和绳子的拉力都是弹力

D．压力和支持力的方向总是垂直接触面

4．下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是（　　）

A．静摩擦力的方向一定与物体运动方向相反

B．静摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同C．静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直

D．静止的物体所受的摩擦力一定为零

5．如图2-1-23所示，在μ=0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20kg，在运动过程中，还受到一个水平向左大小为10N的拉力作用，则物体受到滑动摩擦力为（g=10N/kg）（）

A．10N，向右

B．10N，向左

C．20N，向右

D．20N，向左

图2-1-24

6．如图2-1-24所示，用力F把铁块压紧在竖直墙上不动，那么，当F增大时（设铁块对墙的力为FN，物体受墙的摩擦力为F静，下列说法正确的是（）

A．FN增大，F静不变

B．FN增大，F静增大

C．FN变小，F静不变

D．关于FN和F静的变化，以上说法都不对

7．两个共点力的大小分别为F1=15N、F2、=9N，它们的合力不可能等于（）

A．9NB．25N

C．6ND．21N

8．码头上两个人用水平力推集装箱，想让它动一下，但都推不动，其原因是（）

A．集装箱太重　　　

B．推力总小于摩擦力

C．集装箱所受合外力始终为零　　

D．推力总小于最大静摩擦力

9．如图2-1-25所示，物体静止于倾斜放置的木板上，当倾角θ由很小缓慢增大到900的过程中，木版对物体的支持力FN和摩擦力f的变化情况是（　　　　）

A．FN、f都增大

B．FN、f都减少

C．FN增大，f减小

D．FN减小，f乙先增大后减小

图2-1-25

10．如图2-1-26所示，Ｂ的上表面是粗糙的水平面，AB叠放在一起，保持相对静止，沿固定斜面匀速下滑，则物体受_________个力的作用，它们分别是_______________________．

图2-1-26

11．如图2-1-27所示，有两条黑白毛巾交替折叠地放在水平面上，白毛巾的中部用线拉住，设线均水平，若每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及毛巾与桌面之间的动摩擦因数均为μ，欲将黑白毛巾分离开来，则将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为（　　　）

A．2μmgB．4μmgC．5μmgD．6μmg

图2-1-27

12．有一半径r为0.2m的圆柱体绕竖直轴00'

以角速度ω为9rad/s匀速转动．今用水平力F把质量为lkg的物体A压在圆柱体的侧面，由于受挡板上竖直的光滑槽的作用，物体Ａ在水平方向上不能随圆柱体转动，而以v0为2.4m/s的速率匀速下滑，如图2-1-28所示，若物体A与圆柱体间的动摩擦因数μ为0.25，试求水平推力F的大小（g取l0m/s2）.

图2-1-28

第二单元力的合成与分解

1．力的合成

（1）力的合成：

求_________的合力，叫力的合成．

（2）力（矢量）的合成遵守定则．

（3）一条直线上的两力的合成：

在规定了正方向后，可利用代数直接运算．

（4）互成角度的共点力的合成：

①两个力：

平行四边形定则．合力范围∣F1-F2∣≤F≤F1+F2，合力既可能比任一分力都小，也可能比任一分力都大．

②多个力：

正交分解法:

把物体受到的各力分解到互相垂直的两个方向上，然后分别求每个方向上的力的矢量和（转化为简单的代数运算），再运用直角三角形的知识求出合力的大小．

直角坐标系的选取：

Ⅰ.共点力的作用点为坐标原点．Ⅱ.尽可能使更多的力落在坐标轴上．Ⅲ.沿物体运动的方向或加速度的方向设置一坐标轴．Ⅳ若各种设置效果一样，则沿水平方向、竖直方向设置两坐标轴．

（例１，针对练习１、２）

2．力的分解

（1）力的分解：

求一个力的分力叫力的分解．

（2）分解法则：

平行四边形定则．

（3）力的分解的讨论：

①已知合力的大小和方向──有无数组解（可分解为无数对分力）

②已知合力的大小F和方向

Ⅰ.又知F1、F2的方向──有确定的解

Ⅱ.又知F1、F2的大小──有确定的解

Ⅲ.又知F1的大小和方向──有确定的解

Ⅳ.又知F1的方向及F2的大小（F1与F夹角为θ）

当F>

F2>

Fsinθ时──有两组解

当F2=Fsinθ时──有一组解

当F2>

F时──有一组解

（例题３，针对练习3）

4．在实际问题中怎样分解力？

①根据力产生的实际效果确定分力的方向．

②由平行四边形定则，做出力的分解图．

③应用数学知识计算．（如右栏例3；

针对练习3）

注意：

把一个力分解成两个分力，仅是一种等效替代的关系，不能认为在这两个分力方向上有两个施力体（或受力体），如物体沿斜面下滑时，重力分解为沿斜面下滑的力G1＝Gsinθ，和压向斜面的力G