高考物理大一轮复习学案【第二章】相互作用(含答案)_第1页
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文档简介

1、物理大师 考纲展示热点视角1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力2形变、弹性、胡克定律 3矢量和标量 4力的合成和分解 5共点力的平衡 实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系实验三:验证力的平行四边形定则说明:处理物体在粗糙面上的问题,只限于已知相对运动趋势或已知运动方向的情况.1.本章内容主要包括重力、弹力、摩擦力、力的合成与分解、物体的平衡等知识高考对本章知识的考查通常以选择题的形式出现,对理解能力要求较高2高考对本章考查频率较高的是摩擦力和物体的平衡两知识点,常与牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律相结合,有时还与电场及磁场中的带电体的运动相结合,题目难度中等3本章知识还可以以现实生活中的现象为

2、背景,或以高科技为背景考查一些综合性问题,这类问题是今后高考出题的方向.第一节重力弹力摩擦力一、力1力的概念:物体与物体之间的_作用2力的作用效果两类效果二、重力1产生:由于地球的吸引而使物体受到的力2大小:Gmg.3方向:总是_.4重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心特别提示:(1)重力的方向不一定指向地心(2)并不是只有重心处才受到重力的作用三、弹力1弹力(1)定义:发生弹性形变的物体由于要_,对与它接触的物体产生力的作用(2)产生的条件两物体_;发生_.(3)方向:与物体形变方向_.特别提示:产生弹力的两个物体一定接

3、触,但两个接触的物体之间不一定产生弹力2胡克定律(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成_.(2)表达式:Fkx.k是弹簧的_,单位为N/m;k的大小由弹簧_决定x是弹簧长度的_,不是弹簧形变以后的长度四、摩擦力1产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有_或_时,在接触面上所受的阻碍_或_的力2产生条件:接触面_;接触面间有弹力;物体间有_或_.3大小:滑动摩擦力Ff_,静摩擦力:0FfFfmax.4方向:与相对运动或相对运动趋势方向_.5作用效果:阻碍物体间的_或_.,1.(单选)关于力的概念,下列说法正确的是()A一个受力物体可能受到两个施力物体的作

4、用力B保持静止不动的物体,一定不受力的作用C只有相互接触的物体之间才可能存在力的作用D一个受力物体可以不对其他物体施力2(多选)以下说法正确的是()A自由下落的物体所受重力为零B物体所受重力的方向总是垂直水平面向下C悬挂在竖直绳子上的静止物体,对绳的拉力就是其重力D把物体由赤道移到北极,若用天平称量,则示数在两地相同;若用弹簧测力计称量,则示数在北极略微增大31.(单选)在下图中,a、b(a、b均处于静止状态)间一定有弹力的是()32.(单选)一根轻质弹簧,当它上端固定、下端悬挂重为G的物体时,长度为L1;当它下端固定在水平地面上,上端压一重为G的物体时,其长度为L2,则它的劲度系数是()A.

5、B.C. D.4(单选)如图所示,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的托盘和砝码总质量为0.6 kg,弹簧秤读数为2 N,滑轮摩擦不计若轻轻取走部分砝码,使总质量减小为0.4 kg,将会出现的情况是(g10 m/s2)()AA对桌面的摩擦力不变BA所受合力增大CA仍静止不动D弹簧秤的读数减小弹力的分析与计算1弹力有无的判断方法(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力此方法多用来判断形变较明显的情况(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力(3)状态法:

6、根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在2五种常见模型中弹力的方向常见的弹力弹力的方向弹簧两端的弹力与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体杆的弹力可能沿杆,也可能不沿杆,应具体情况具体分析3.计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解(2)根据力的平衡条件进行求解(3)根据牛顿第二定律进行求解(2014·潍坊模拟)如图甲所示,轻杆OB可绕B点自由转动,另一端O点用细绳OA拉住,固定在左侧墙壁上,质量为m的重物用

7、细绳OC悬挂在轻杆的O点,OA与轻杆的夹角BOA30°.乙图中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上,另一端O装有小滑轮,用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物,图中BOA30°,求:(1)甲、乙两图的细绳OA拉力各是多大?(2)甲图中轻杆受到的弹力是多大?(3)乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大?审题突破(1)甲图中的O点是死结还是活结?乙图中的呢?(2)甲图中杆受到的力一定沿杆吗?乙图中呢?课堂笔记总结提升一般情况下,插入墙中的杆属于固定杆(如钉子),弹力方向不一定沿杆而用铰链相连的杆属于活动杆,弹力方向一定沿杆1(单选)如图所示,一倾角为45°的斜面固定于墙角,为使一

8、光滑的铁球静止于图示位置,需加一水平力F,且F通过球心下列说法正确的是()A球一定受墙水平向左的弹力B球可能受墙水平向左的弹力C球一定受斜面通过铁球的重心的弹力D球可能受斜面垂直于斜面向上的弹力2(单选)如图所示,一重为10 N的球固定在支杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5 N,则AB杆对球的作用力()A大小为7.5 NB大小为10 NC方向与水平方向成53°角斜向右下方D方向与水平方向成53°角斜向左上方摩擦力的分析与计算计算摩擦力时首先要分清是静摩擦力还是滑动摩擦力1滑动摩擦力由公式FFN计算,应用此公式时要注意以下两点:(1)为动摩

9、擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;FN为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面积的大小无关2静摩擦力的计算(1)它的大小和方向都跟产生相对运动趋势的力密切相关,跟接触面相互挤压力FN无直接关系,因此它具有大小、方向的可变性,变化性强是它的特点,对具体问题,要具体分析研究对象的运动状态, 根据物体所处的状态(平衡、加速等),由力的平衡条件或牛顿运动定律求解(2)最大静摩擦力Fmax:是物体将要发生相对运动这一临界状态时的摩擦力它的数值与FN成正比,在FN不变的情况下,Fmax比滑动摩擦力稍大些,通常认为二者相等,而静摩擦

10、力可在0Fmax间变化如图所示,人重600 N,木块A重400 N,人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2.现人用水平力拉绳,使他与木块一起向右做匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:(1)人对绳的拉力大小;(2)人脚对A的摩擦力的大小和方向审题突破人和木块一起做匀速直线运动,分析受力时能不能视为一个整体?求人脚对A的摩擦力时二者还能视为一个整体吗?课堂笔记规律总结(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的

11、运动,即摩擦力不一定是阻力3(多选)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数相同三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示则下列说法正确的是()AA物体受到的摩擦力不为零,方向向右B三个物体只有A物体受到的摩擦力为零CB、C受到的摩擦力大小相等,方向相同DB、C受到的摩擦力大小相等,方向相反4(多选) (原创题)如图所示,斜面C固定在水平地面上,一斜劈形物体B放在斜面上,小物块A放在斜劈形物体B的水平面上,在不为零的水平力F作用下,物体A与B均保持静止则下面说法正确的是()A斜面对物体B的摩擦力方向可能沿斜面向下B斜面对物体B可能没有摩擦力C斜面对物体B的摩擦

12、力方向可能沿斜面向上D物体B可能受到三个力轻弹簧模型该得的分一分不丢!位于A点和B点时物体受力分别如图甲、乙所示设弹簧原长为L0.在A点时:k(L1L0)mgsin mgcos (4分)在B点时:k(L0L2)mgcos mgsin (4分)两式相加得k(L1L2)2mgcos 代入数据得0.14.(2分)答案0.14建模感悟中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”是理想化模型,具有如下几个特性:(1)胡克定律Fkx中的x是指弹簧的形变量(2)轻:即弹簧(或橡皮绳)的质量可视为零由此特点可知,同一弹簧的弹力大小处处相等(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受拉力,不能受压力(4

13、)由于弹簧和橡皮绳受力时,其形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变但是,当弹簧和橡皮绳被剪断时,它们所受的弹力立即消失5(单选)如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间的动摩擦因数为,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是()Alm1gBl(m1m2)gClm2g Dlg对摩擦力认识的两个误区1误认为Ff滑与接触面积有关范例(单选)如图所示,人向右匀速推动水平桌面上的长木板,在木板翻离桌面以前,则()A木板露出桌面后,推力将逐渐减小B木板露出桌面后,木板对

14、桌面的压力将减小C木板露出桌面后,桌面对木板的摩擦力将减小D推力、压力、摩擦力均不变误区警示认为木板露出桌面后对桌面的压力减小,错选B;认为接触面积变小摩擦力变小,错选C,进而错选A.解析在木板翻离桌面以前,由其竖直方向受力分析可知,桌面对木板的支持力等于重力,所以木板所受到的摩擦力不变,又因为长木板向右匀速运动,所以推力等于摩擦力,不变综上所述,选项D正确答案D真知灼见(1)压力大小与接触面积大小无关;(2)公式FfFN中,与两接触面的粗糙程度有关,与接触面的材料有关,但与接触面积无关2不能正确分析摩擦力的突变而产生错误范例(单选)如图所示,把一重为G的物体,用一水平方向的推力Fkt(k为恒

15、量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,从t0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的()误区警示误认为物体受的摩擦力始终是滑动摩擦力,FfFkt,而错选A.误认为当摩擦力等于重力时,物体静止而错选D.解析开始时Ff<G,物体向下加速,当FfG时速度最大,此后物体Ff>G,做减速运动,直到静止物体静止后,摩擦力变为静摩擦力,FfG,故正确选项为B.答案B一 高考题组1(多选)(2013·高考广东卷)如图,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平现把物体Q轻轻地叠放在P上,则()AP向下滑动BP静止不动CP所受的合外力增大DP与斜面间的静摩擦力增大2(多选)(20

16、12·山东基本能力测试)力是物体间的相互作用,下列有关力的图示及表述正确的是()3(单选)(2010·高考新课标全国卷)一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2,弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为()A.B.C. D.二 模拟题组4(多选)(2014·唐山模拟)如图所示,A是一质量为M的盒子,B的质量为,用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A置于倾角为30°的斜面上,B悬于斜面之外,处于静止状态现在向A中缓慢地加入沙子,整个系统始终保持静止,则在加入沙子的过程中()A绳子

17、拉力大小不变,恒等于MgBA对斜面的压力逐渐增大CA所受的摩擦力逐渐增大DA所受的摩擦力先增大后减小5(2014·德州模拟)如图所示,一质量不计的弹簧原长为10 cm,一端固定于质量m2 kg的物体上,另一端施一水平拉力F.(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g10 m/s2 )(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长至12 cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?(2)若将弹簧拉长至11 cm,物体受到的摩擦力大小为多少?(3)若将弹簧拉长至13 cm,物体受到的摩擦力大小为多少?温馨提示日积月累,提高自我请做课后达标检测4第二节力的合成与分解一、力的合成1合力与

18、分力(1)定义:如果一个力_跟几个力共同作用的效果相同,这一个力就叫那几个力的_,那几个力就叫这个力的_.(2)关系:合力和分力是一种_关系2共点力:作用在物体的_,或作用线的_交于一点的力3力的合成:求几个力的_的过程4力的运算法则(1)三角形定则:把两个矢量_从而求出合矢量的方法(如图所示)(2)平行四边形定则:求互成角度的_的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作_,这两个邻边之间的对角线就表示合力的_和_.二、力的分解1概念:求一个力的_的过程2遵循的法则:_定则或_定则3分解的方法(1)按力产生的_进行分解(2)_分解三、矢量和标量1矢量既有大小又有_的物理量,相加时遵循_定则2标量

19、只有大小没有_的物理量,求和时按算术法则相加,11.(多选)(2013·高考上海卷)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则()AF1、F2同时增大一倍,F也增大一倍BF1、F2同时增加10 N,F也增加10 NCF1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变D若F1、F2中的一个增大,F不一定增大12.(单选)如图所示,F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形,这三个力的合力最大的是()2(单选)将物体所受重力按力的效果进行分解,下列图中错误的是()3(单选)下列各组物理量中全部是矢量的是()A位移、速度、加速度、力B位移、长度、速度、电流C力、位移、速率、加速度D速度

20、、加速度、力、电流力的合成方法及合力范围的确定1共点力合成的方法(1)作图法(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力. 2合力范围的确定(1)两个共点力的合力范围:|F1F2|FF1F2,即两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减小当两力反向时,合力最小,为|F1F2|;当两力同向时,合力最大,为F1F2.(2)三个共面共点力的合力范围最大值:三个力同向时,其合力最大,为FmaxF1F2F3.最小值:以这三个力的大小为边,如果能组成封闭的三角形,则其合力的最小值为零,即Fmin0;如不能,则合力的最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力和的绝对值,Fmin

21、|F1(F2F3)|(F1为三个力中最大的力)特别提醒:(1)两个分力一定时,夹角越大,合力越小(2)合力一定,两等大分力的夹角越大,两分力越大(3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力的大小(单选)某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格的边长表示1 N大小的力),该物体所受的合外力大小正确的是()A甲图中物体所受的合外力大小等于4 NB乙图中物体所受的合外力大小等于2 NC丙图中物体所受的合外力大小等于0D丁图中物体所受的合外力等于0思路点拨解答本题时应把握以下两点:(1)各分力之间关系特殊的,可直接根据特殊关系求合力(2)各分力之间关系不明显的

22、,可采用正交分解法求合力尝试解答_1(单选)如图,用相同的弹簧秤将同一个重物m,分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来,读数分别是F1、F2、F3、F4,已知30°,则有()AF4最大BF3F2CF2最大 DF1比其他各读数都小力的两种分解方法1力的效果分解法(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向;(2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形;(3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小2正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法(2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上);在动力

23、学中,以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系(3)方法:物体受到多个力作用F1、F2、F3,求合力F时,可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解x轴上的合力:FxFx1Fx2Fx3y轴上的合力:FyFy1Fy2Fy3合力大小:F合力方向:与x轴夹角为,则tan .如图所示,用绳AC和BC吊起一重100 N的物体,两绳AC、BC与竖直方向的夹角分别为30°和45°.求:绳AC和BC对物体的拉力的大小思路点拨用实际效果分解法和正交分解法均可课堂笔记题后感悟一般情况下,应用正交分解法建立坐标系时,应尽量使所求量(或未知量)“落”在坐标轴上,这样解方程较简单,但在本题中,由于两个

24、未知量FAC和FBC与竖直方向夹角已知,所以坐标轴选取了沿水平和竖直两个方向2(单选)(2014·郑州模拟)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其中第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°.假定石块间的摩擦力可以忽略不计,则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为()A.B.C. D.辅助图法求解力的合成、分解问题范例(单选)(2012·高考上海卷)已知两个共点力的合力为50 N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为30 N则()AF1的大小是唯一的BF2的

25、方向是唯一的CF2有两个可能的方向 DF2可取任意方向解析作合力的图示如图,然后以合力F的末端为圆心、以F2的大小(30 N)为半径画圆弧,因为F230 N>Fsin 30°,所以圆弧与分力F1的作用线有两个交点,所以F2的方向和F1的大小就有两种可能,因此C正确答案C总结提升对力分解的唯一性判断、分力最小值的计算以及合力与分力夹角最大值的计算,当力的大小不变方向改变时,通常采取作图法,优点是直观、简捷3两个共点力大小分别为F110 N,F25 N,两力方向夹角可在0°180°连续变化,求:合力与F1的最大夹角和此时合力的大小对称法解决非共面力问题范例(单选

26、)如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机,三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30°角,则每根支架中承受的压力大小为()A.mgB.mgC.mg D.mg解析由题意可知此题中所研究的对象“照相机”受四个力作用处于平衡状态,其中“三根轻质支架”的作用力与“重力”的作用线方向的夹角均为30°,即三力等大对称,所以由等大力的合成规律可得3Fcos 30°mg,解得Fmg,故D选项正确答案D总结提升本题考查的是力的合成,实际是合成特例的延伸,此类问题的求解一定要注意结构对称特点和合成特例的综合应用此类考题还会进一步在结构对称上进行衍生衍生的形式多种多

27、样,即由平面等大二力合成衍生到平面多个对称力合成,或衍生到空间多个对称力合成4(单选)跳伞运动员打开伞后经过一段时间,将在空中保持匀速降落已知运动员和他身上装备的总重力为G1,圆顶形降落伞伞面的重力为G2,8条相同的拉线(拉线重量不计)均匀分布在伞面边缘上,每根拉线和竖直方向都成30°角那么每根拉线上的张力大小为()A. B.C. D.一 高考题组1(单选)(2012·高考广东卷)如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持水平,所受重力为G,左右两绳的拉力大小分别为()AG和GB.G和GC.G和G D.G和G2(单选

28、)(2009·高考浙江卷)如图所示,质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为,斜面的倾角为30°,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为()A.mg和mgB.mg和mgC.mg和mg D.mg和mg二 模拟题组3(单选)(2014·北京东城区模拟)射箭是奥运会比赛项目之一,如图甲为我国著名选手张娟娟的射箭场景已知弓的顶部跨度为l,弦均匀且弹性良好,其自由长度为l.发射时弦和箭可等效为图乙的情景,假设弓的跨度保持不变,即箭在弦的正中间,弦夹在类似动滑轮的附加装置上,将箭发射出去已知弦的劲度系数为k,发射箭时弦的最大长度为l(弹

29、性限度内),则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)()Akl B.klC.kl D2kl4(单选)(2014·唐山模拟)如图所示,用一根长为l的细绳一端固定在O点,另一端悬挂质量为m的小球A,为使细绳与竖直方向成30°角且绷紧,小球A处于静止,对小球施加的最小的力是()A.mg B.mgC.mg D.mg三 选做题5(单选)(2014·昆明质检)如图所示,三角形ABC三边中点分别是D、E、F,在三角形内任意取一点O,如果OE、DO、OF三个矢量代表三个力,那么这三个力的合力大小为()AOA BOBCOC DDO温馨提示日积月累,提高自我请做课后达

30、标检测5第三节受力分析共点力的平衡一、受力分析1概念把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受力的_,这个过程就是受力分析2受力分析的一般顺序先分析_(重力、电场力、磁场力等),然后按接触面分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析已知力二、共点力作用下物体的平衡1平衡状态物体处于_或_的状态2共点力的平衡条件:_或者三、平衡条件的几条重要推论1二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小_,方向_.2三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小_,方向_.3多力平衡:如果物体受多个力作用处于平

31、衡,其中任何一个力与其余力的合力大小_,方向_.,1.(多选)如图所示,在斜面上,木块A与B的接触面是水平的绳子呈水平状态,两木块均保持静止则关于木块A和木块B可能的受力个数分别为()A2个和4个B3个和4个C4个和4个 D4个和5个2.(多选)如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成角则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是()ANm1gm2gFsin BNm1gm2gFcos CfFcos DfFsin 3(单选)(2013·高考重庆卷)如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面

32、之间有固定倾斜角.若此人所受重力为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()AG BGsin CGcos DGtan 物体的受力分析1受力分析的基本步骤(1)明确研究对象即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统(2)隔离物体分析将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用(3)画受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号2受力分析的常用方法(1)整体法和隔离法研究系统外的物体对系统整体的作用力;研究系统内部各物体之间的相互作用力(2)假设法在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不

33、存在的假设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在(单选)(2014·东营模拟)如图所示,两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上,A、B两物体均处于静止状态若各接触面与水平地面平行,则A、 B两物体各受几个力()A3个、4个B4个、4个C4个、5个 D4个、6个 尝试解答_总结提升(1)物体的受力情况与物体的运动状态有关,分析物体受力时,要注意物体所处的状态(2)注意整体法和隔离法灵活交叉使用1(单选)(2013·高考上海卷)如图,质量mA>mB的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力

34、示意图是()解决平衡问题的常用方法方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反分解法物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图所示仪器中一根轻质金属丝下悬挂着一个金属球,无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度风力越大,偏角越大通过传感器,就可以根据偏角的大小测出风力的大小求风力大小F跟金属球的质量m、偏角之

35、间的关系思路点拨本题可按以下思路进行求解: 课堂笔记2(多选)两个相同的粗糙斜面上,放两个相同的物块,分别用沿斜面向下的力F1(如图甲)和沿斜面向上的力F2(如图乙)推物块,结果物块都能沿斜面匀速运动,斜面的倾角为,物块的质量为m,物块与斜面的动摩擦因数为,则关于推力F1、F2的说法正确的是()AF2F12mgsin BF2F12mgcos CF2F12mgsin DF2F12mgcos 图解法分析动态平衡问题1动态平衡:是指平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题2基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”3基本方法:图解

36、法和解析法(单选)(2013·高考天津卷)如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是()AFN保持不变,FT不断增大BFN不断增大,FT不断减小CFN保持不变,FT先增大后减小DFN不断增大,FT先减小后增大审题突破用水平力F缓慢推动斜面体的含义是什么?在整个过程中小球受几个力?哪个力是恒力?哪个力方向不变?尝试解答_方法总结图解法分析动态平衡问题的步骤:(1)选某一状态对物体进行受力分析;(2)根据平衡

37、条件画出平行四边形;(3)根据已知量的变化情况再画出一系列状态的平行四边形;(4)判定未知量大小、方向的变化3(单选)(2014·冀州模拟)如图所示,将球用细绳系住放在倾角为的光滑斜面上,当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中,细绳上的拉力将()A逐渐增大 B逐渐减小C先增大后减小 D先减小后增大隔离法和整体法在多体平衡中的应用当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法(单选)(

38、2013·高考山东卷) 如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为()A.4 B4C12 D21尝试解答_4(多选)如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B.以下说法正确的是()AA对地面的压力等于(Mm)gBA对地面的摩擦力方向向左CB对A的压力大小为mgD细线对小球的拉力大小为mg平衡中的临界和极值问题该得的分一分不丢!(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把将推拖把的力沿竖直

39、和水平方向分解,由平衡条件可得竖直方向Fcos mgFN(2分)水平方向Fsin Ff(2分)式中FN和Ff分别为地板对拖把的正压力和摩擦力由摩擦定律得FfFN(1分)联立式得Fmg(1分)(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动,应有Fsin FN(2分)这时,式仍满足联立式得sin cos (2分)现考察使上式成立的角的取值范围注意到上式右边总是大于零,且当F无限大时极限为零,有sin cos 0(2分)使上式成立的角满足0,这里0是题中所定义的临界角,即当0时,不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把临界角的正切为tan 0.(2分)答案(1) mg(2)总结提升处于平衡问

40、题中的临界问题和极值问题,首先要正确进行受力分析,弄清临界条件,然后列出平衡方程对于极值问题,要善于选择物理方法和数学方法,做到数理的巧妙结合对于不能确定的状态,可以采用假设推理法,即先假设为某状态,然后根据平衡条件及有关知识列方程求解5(单选)(2013·高考新课标全国卷)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F20)由此可求出()A物块的质量B斜面的倾角C物块与斜面间的最大静摩擦力D物块对斜面的正压力一 高考题组1(单选)(2010·高考安徽卷)L形木板P(上表

41、面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力,则木板P的受力个数为()A3B4C5 D62(单选)(2011·高考安徽卷)一质量为m的物块恰好静止在倾角为 的斜面上现对物块施加一个竖直向下的恒力F,如图所示,则物块()A仍处于静止状态B沿斜面加速下滑C受到的摩擦力不变D受到的合外力增大3(单选)(2012·高考新课标全国卷)如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间设墙面对球的压力大小为FN1,球对木板的压力大小为FN2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水

42、平位置不计摩擦,在此过程中()AFN1始终减小,FN2始终增大BFN1始终减小,FN2始终减小CFN1先增大后减小,FN2始终减小DFN1先增大后减小,FN2先减小后增大二 模拟题组4(单选)(2014·洛阳统考)如图所示,放置在斜劈上的物块受到平行于斜面向上的力F的作用,整个装置保持静止现在使力F增大,但整个装置仍保持静止,则下列说法正确的是()A物块对斜劈的压力可能增大B物块受到的合外力可能增大C地面对斜劈的摩擦力可能减小D斜劈对物块的摩擦力可能减小5(多选)(原创题)两个质量相等的物块通过轻绳绕过两个光滑的定滑轮处于如图所示的静止状态,AB与水平方向成45°角,过A的

43、水平线与过B的竖直线交于C点,现给AB的中点O施加一外力F,使O点缓慢地向C点做直线运动,则运动过程中下列说法正确的是()AF的方向总是指向C BF的方向在不断地变化CF在不断地增大 DF先增大后减小三 选做题6(单选)(2014·荆州质量检查)如图所示,左侧是倾角为 60°的斜面、右侧是圆弧面的物体固定在水平地面上,圆弧面底端的切线水平,一根两端分别系有质量为m1、m2小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮当它们处于平衡状态时,连接m2小球的轻绳与水平线的夹角为60°,不计一切摩擦,两小球可视为质点两小球的质量之比m1m2等于()A11B23C32 D34温馨提示日积月

44、累,提高自我请做课后达标检测6实验二探究弹力和弹簧伸长的关系实验目的1探究弹力和弹簧伸长的定量关系2学会利用列表法、图象法研究物理量之间的关系实验原理1弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关沿着弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的(注:弹簧质量不计)2用悬挂法测量弹簧的弹力,运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等3弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系即寻求Fkx的关系实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸实验步骤1如图所示,

45、将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直2记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0,即弹簧的原长3在弹簧下端挂上钩码,待钩码静止时测出弹簧的长度l,求出弹簧的伸长x和所受的外力F(等于所挂钩码的重力)4改变所挂钩码的数量,重复上述实验,要尽量多测几组数据,将所测数据填写在下列表格中记录表:弹簧原长l0_cm.次数内容123456拉力F/N弹簧总长/cm弹簧伸长/cm数据处理1以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量

46、x变化的图线2以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数3得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义误差分析1钩码标值不准确造成系统误差2弹簧长度的测量和作图时造成偶然误差注意事项1所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度要注意观察,适可而止2每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀,这样作出的图线更精确3测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,以免增大误差4描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧5记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关

47、系及单位拓展创新本实验的系统误差来自弹簧的重力,所以改进实验的思路应该是尽可能减小弹簧自重的影响:1一个方案是将弹簧穿过一根水平光滑的横杆,在水平方向做实验2另一个方案是选择劲度系数较小的轻弹簧,通过减小读数的相对误差来提高实验的精确度3利用计算机及传感器技术,将弹簧水平放置,且一端固定在传感器上,传感器与计算机相连,对弹簧施加变化的作用力(拉力或推力)时,计算机上得到弹簧弹力和弹簧形变量的关系图象(如图甲、乙所示),分析图象得出结论对实验原理和实验操作的考查如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系(1)为完成实验,还需要的实验器材有:

48、_.(2)实验中需要测量的物理量有:_.(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的Fx图线,由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m.图线不过原点是由于_(4)为完成该实验,设计的实验步骤如下:A以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来;B记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0;C将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;D依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码,分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码;E以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式,首先尝试写成一次函数,如果不

49、行,则考虑二次函数;F解释函数表达式中常数的物理意义;G整理仪器请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:_.解析(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量;(2)根据实验原理,实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度);(3)取图象中(0.5,0)和(3.5,6)两个点,代入Fkx可得k200 N/m,由于弹簧自身的重力,使得弹簧不加外力时就有形变量(4)根据完成实验的合理性可知,先后顺序为CBDAEFG.答案(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力及对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)(3)200弹簧自身重力(4)CBDAEFG对实验数据的处理的考查(2012·高考广东卷)某同学探究弹力和弹簧伸长量的关系(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(填“水平”或“竖直”)(2)弹簧自然悬挂,待弹簧_时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.352

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