2011高考物理专题复习课件大全：摩擦力,洛伦兹力和洛伦兹力作用下的圆周运动专题练习.ppt

摩擦力,要点疑点考点,课 前 热 身,能力思维方法,延伸拓展,要点疑点考点,一、摩擦力,1产生条件 （1）接触面粗糙；（2）两物体直接接触并相互挤压（有弹力）；（3）物体间有相对运动或有相对运动的趋势.,要点疑点考点,2摩擦力的方向 （1）滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，故其方向与相对运动的方向相反. （2）静摩擦力的方向是与物体相对运动趋势的方向相反. 物体相对运动趋势的方向通常可以用“假设法”来判断.假设没有摩擦力，看物体相对运动的方向如何，它就是相对运动趋势的方向.如例题2.,要点疑点考点,3摩擦力的大小 （1）滑动摩擦力的大小可由公式f=fn来计算，式中fn是物体与接触面间的压力：是动摩擦因数，数值由材料和接触面的情况来决定. 【注意】上式中的fn要根据具体情况来确定，有些同学会习惯地把水平面上物体受摩擦力写成mg，把斜面上的物体受的摩擦力写成mgcos,这是造成错误的常见原因. （2）静摩擦力的大小一般可由平衡条件或牛顿定律求解，其大小介于0到最大静摩擦力fm之间.,要点疑点考点,二、受力分析,1.受力分析的一般步骤： （1）首先要明确研究对象（特别是对有多个物体组成的系统，正确选择研究对象往往起着决定作用）.,要点疑点考点,（2）按照一定顺序进行受力分析.一般可先分析场力，如重力、电场力、磁场力等；然后分析接触力，分析接触力时，要先分析弹力，在有弹力的接触面上，再判断是否存在摩擦力.在受力分析的过程中，要边分析边画受力图（养成画受力图的好习惯）.,要点疑点考点,（3）受力分析完后，应仔细检查分析结果与物体所处状态是否相符. 另外，检查时要能找出每个力的施力物体，这样做看似费时，但只要能养成好习惯，分析受力时，就会自觉地运用了.,要点疑点考点,2.受力分析时应注意： （1）不要把研究对象的受力与其他物体的受力混淆. （2）对物体所受的力，必须明确它的来源，不可无中生有. （3）“向心力”、“回复力”等效果力，并不是物体实际受到的力，分析受力时应注意.,课 前 热 身,1.判断图1-2-1各物体受到的摩擦力的方向,课 前 热 身,2.下列说法正确的是(d) a.摩擦力总阻碍物体的运动. b.摩擦力的方向总是与物体运动方向相反. c.静摩擦力只能发生在静止的物体之间 d.摩擦力的方向与物体运动方向有时是一致的,能力思维方法,【例1】如图1-2-2所示，一木块放在水平面上，在水平方向共受到三个力即f1、f2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中f1=10n、f2=2n.若撤去力f1，则木块在水平方向受到的合力为（d） a.10n，方向向左 b.6n，方向向右 c.2n，方向向左 d.0,能力思维方法,【解析】本题中最大静摩擦力是不变的，静摩擦力可变.f1、f2同时作用在物体上时，根据平衡条件知静摩擦力f=f1-f2=8n，方向向左，物体静止说明最大静摩擦力fm8n；若撤去f1，只有f2作用在物体上，f2=2n8n，物体不会被推动，此时静摩擦力应变为大小等于f2的大小，方向与f2方向相反，故物体所受合外力为0，答案选d.,能力思维方法,【例2】如图1-2-3所示，c是水平地面，a、b是两个长方形物块，f是作用在物块b上沿水平方向的力，物体a和b以相同的速度做匀速直线运动，由此可知，a、b间的动摩擦因数1和b、c间的动摩擦因数2有可能是（bd） a.1 =0, 2 =0 b.1 =0, 2 0 c.1 0,2 =0 d.1 0,2 0,能力思维方法,【解析】由于a、b共同向右匀速运动，可把a、b看作一个整体.在水平方向上，整体受合外力为0，则除f以外，c（地面）对b应有一水平向左的摩擦力，即b、c之间存在摩擦力，故2一定不为0.而物块a在水平方向上不受任何外力作用.即a、b之间没有摩擦力，则1可以为0，也可以不为0.故答案选b、d.,能力思维方法,【解题回顾】本题的关键在于弄清a、b及b、c之间是否存在摩擦力，而a、b之间是否存在摩擦力是不少同学拿不准的，这也是导致错误的主要原因.对于a、b之间是否存在摩擦力，我们可以采用假设法.若设b对a有向右的摩擦力，则a在水平方向必有加速度，这与题设矛盾，故得a、b之间无摩擦力作用.“假设法”是分析物体受力时常用的方法，请同学们注意多体会.,能力思维方法,【例3】用水平力f将木块压在竖直墙上，如图1-2-4，已知木块重g=6n，木块与墙壁之间的动摩擦因数=0.25，问：（1）当f=25n时，木块没有动，木块受到的摩擦力为多大？（2）当f=10n时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？（3）当f=6n时，木块受到的摩擦力又为多大？,能力思维方法,【解析】（1）木块没动，受到的是静摩擦力.分析木块受力，竖直方向上受重力和竖直墙壁的摩擦力，由平衡条件可得f1=g=6n，方向竖直向上. （2）当f=10n，木块沿墙面下滑，木块受到的是滑动摩擦力，大小应由f=n求解.木块在水平方向上受水平力f和墙对它的支持力fn，fn=f，故f2= f=2.5n. （3）当f=6n时，与第（2）问情况相似，可得f3= f =1.5n.,能力思维方法,【解题回顾】在求解摩擦力时，应首先弄清楚物体受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力.对于静摩擦力，一般应从平衡条件或牛顿定律求解；而滑动摩擦力，则要先求出物体接触面间的正压力fn，然后再由f=fn求出.,能力思维方法,【例4】如图1-2-5所示，质量为m1的木块在质量为m2的长木板上向右滑行，木块同时受到向右的拉力f的作用，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数为2，则(ad),能力思维方法,a.木板受到地面的摩擦力的大小一定是1m1g b.木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(m1+m2)g c.当f 2(m1+m2)g时，木板便会开始运动 d.无论怎样改变f的大小，木板都不可能运动,能力思维方法,【解析】因木板与地面保持相对静止，故m2受到的摩擦力是静摩擦力.分析m2的受力，竖直方向上，受到重力、m1的压力、地面的支持力，而水平方向上，受到m1对它的摩擦力和地面对它的摩擦力，木板在水平方向上处于平衡状态，地面对它的摩擦力大小与m1对它的摩擦力大小相等，要求地面对它的摩擦力，只要求出m1对它的摩擦力即可.分析m1的受力，竖直方向上，受重力、支持力，水平方向上受拉力f和m2对它的摩擦力，因m1在m2上滑动，它受的滑动摩擦力f1=m1g，故木板受地面的摩擦力大小f2=m1g. 由以上分析可见，地面对木板的摩擦力大小与f的大小及m1的运动速度无关，故无论怎样改变f的大小，木板都不会运动.答案选a、d.,延伸拓展,【例5】如图1-2-6所示，光滑斜面上有两个叠放在一起的物体a、b，a跟光滑竖直墙壁接触，b跟墙壁不接触，两物体均处于静止状态，试画出a、b两物体的受力图.,延伸拓展,【解析】分析a的受力，重力ga、b对a的支持力fba，墙壁对a的弹力fa（水平向右）这三个力可以确定，但b对a是否还有摩擦力呢？仅从a的已知受力及状态显然无法确定.再分析b的受力，重力gb、a对b的压力fab、斜面的支持力fb，若b只受此三个力的作用，不可能静止，b有沿斜面下滑趋势，故b还受到a的静摩擦力fab，其受力如图1-2-8所示，由此可知a也要受到b对它的静摩擦力fba，a的受力如图1-2-7所示.,延伸拓展,延伸拓展,【解题回顾】分析多个物体组成的系统中物体受力时，往往需要借助于系统中别的物体受力，才能全面分析，本例中a物体受力就要通过b的受力才能确定是否受b对它的摩擦力.,延伸拓展,【例6】如图1-2-9所示，物体a、b的质量为ma=mb=6kg，a和b、b与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当用水平力f=30n向右拉轻滑轮时，b对a的摩擦力和桌面对b的摩擦力为多大？g=10m/s2.,延伸拓展,【解析】本题应先判断a、b处于何种状态，f=30n，滑轮为轻质滑轮，则细绳对a及b向右的拉力大小均为15n.a与b之间最大静摩擦力fma=mag=18n15n，故a与b应保持相对静止.b与桌面间的最大摩擦力fmb= (ma+mb)g=36n30n，则ab相对桌面也静止，故不难求出b对a摩擦力大小为15n，桌面对b的摩擦力大小为30n.,要点疑点考点,能力思维方法,洛伦兹力作用下的圆周运动专题练习,要点疑点考点,本专题的基本知识和基本方法已在前面内容中有较详细的介绍，这里不再作过多的缀述，只是简单的强调一下，主要目的是通过大量的练习和训练，加强熟练度，得以提高学生的能力. 因为洛伦兹力f始终与速度v垂直，即f只改变速度方向而不改变速度的大小，所以运动电荷垂直磁感线进入匀强磁场且仅受洛伦兹力作用时，一定做匀速圆周运动，该类问题大致可分两种：一、完整的圆周运动；二、一段圆弧运动，即不完整的圆周运动；,要点疑点考点,无论何种问题，其重点均在圆心、半径的确定上，而绝大多数的问题不是一个循环就能够得出结果的，需要有一个从定性到定量的过程.具体的解题思路再重复一篇： (1)用几何知识确定圆心并求半径； 因为f方向指向圆心，根据f一定垂直v，画出粒子运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点)的f或半径方向，其延长线的交点即为圆心，再用几何知识(三角函数、勾股定理等)求其半径.,要点疑点考点,(2)确定轨迹所对应的圆心角，求运动时间；先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360(或2)计算出圆心角的大小，再由公式t=t/3600(或t /2)可求出运动时间. 准确点来讲，该内容的可演绎性、复杂性、难度均不是太大的，可以这样认为，这部分题目的解题方法和思路是简单的、清晰的，对学生来说就是一个熟练程度的问题.,能力思维方法,【例1】如图11-4-1所示，一束电子以速度v垂直射入磁感应强度为b、宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电 子原来入射方向的夹角为 30，则电子的质量是 2bde/v；穿过磁场的时 间是d/3v.,能力思维方法,【解析】电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为f垂直v，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点，如图所示的o点，由几何知识知，ab间圆心角=300，ob为半径. 所以得：r=d/sin30=2d,又由r=mv/be得m=2dbe/v; 又因为ab圆心角是30，所以穿越时间t=t/12,故t=1/122m/be= d/ 3v.,能力思维方法,【解题回顾】本题的难点并非圆周运动 的半径和周期是如何求解的，而是如何确 定带电粒子的运动轨迹，反而数学知识的 运用显得尤为突出.,能力思维方法,【例2】长为l的水平板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图11-4-2所示，磁感应强度为b，板间距离也为l，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子(不计重力)， 从左边极板间中点处垂 直磁感线以速度v水平 射入磁场，欲使粒子不 打在极板上，可采用的 办法是：(ab),能力思维方法,a.使粒子的速度vbql/4m； b.使粒子的速度v5bql/4m； c.使粒子的速度vbqlm； d.使粒子的速度bql/4mv5bql/4m；,能力思维方法,【解析】由左手定则判定粒子在磁场中向上偏，而做匀速圆周运动.很明显，圆周运动的半径越大越能够满足要求，反之半径很小也可满足要求，而现有问题是定性的知道了这两种极值状态，剩下的就是几何知识的运用. 从右边穿出，圆心在o点，有r21=l2+(r1-l/2)2；可得r1=5l/4，即mv/bq5l/4，v5bql/4m. 从左边穿出，圆心在o点，有：r2=l/4;可得mv/bql/4，有vbql/4m,能力思维方法,【延伸】两极板m、n相距为d，板长为5d，两板未带电，板间有垂直于纸面的匀强磁场，如图11-4-3所示，一大群电子沿平行于板的方向从各个位置以速度v射入板间，为了使电子都不从板间穿出，磁感应强度b的范围是什么(电子电量为e、质量为m)?,能力思维方法,【答案】bed/2mv3bed/m.,图11-4-3,要点疑点考点,能力思维方法,洛伦兹力作用下的圆周运动专题练习,要点疑点考点,本专题的基本知识和基本方法已在前面内容中有较详细的介绍，这里不再作过多的缀述，只是简单的强调一下，主要目的是通过大量的练习和训练，加强熟练度，得以提高学生的能力. 因为洛伦兹力f始终与速度v垂直，即f只改变速度方向而不改变速度的大小，所以运动电荷垂直磁感线进入匀强磁场且仅受洛伦兹力作用时，一定做匀速圆周运动，该类问题大致可分两种：一、完整的圆周运动；二、一段圆弧运动，即不完整的圆周运动；,要点疑点考点,无论何种问题，其重点均在圆心、半径的确定上，而绝大多数的问题不是一个循环就能够得出结果的，需要有一个从定性到定量的过程.具体的解题思路再重复一篇： (1)用几何知识确定圆心并求半径； 因为f方向指向圆心，根据f一定垂直v，画出粒子运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点)的f或半径方向，其延长线的交点即为圆心，再用几何知识(三角函数、勾股定理等)求其半径.,要点疑点考点,(2)确定轨迹所对应的圆心角，求运动时间；先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360(或2)计算出圆心角的大小，再由公式t=t/3600(或t /2)可求出运动时间. 准确点来讲，该内容的可演绎性、复杂性、难度均不是太大的，可以这样认为，这部分题目的解题方法和思路是简单的、清晰的，对学生来说就是一个熟练程度的问题.,能力思维方法,【例1】如图11-4-1所示，一束电子以速度v垂直射入磁感应强度为b、宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电 子原来入射方向的夹角为 30，则电子的质量是 2bde/v；穿过磁场的时 间是d/3v.,能力思维方法,【解析】电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为f垂直v，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点，如图所示的o点，由几何知识知，ab间圆心角=300，ob为半径. 所以得：r=d/sin30=2d,又由r=mv/be得m=2dbe/v; 又因为ab圆心角是30，所以穿越时间t=t/12,故t=1/122m/be= d/ 3v.,能力思维方法,【解