2022年秋高中物理（新人教版）相互作用综合复习-完整版课件

本章综合复习第三章学习目标：1.加强对弹力方向的理解2.加强对静摩擦力、滑动摩擦力大小和方向的理解3.强化对力的合成与分解规律的理解4.深化理解正交分解法。重点1.摩擦力的有无、方向判定及大小的求解2.合力的求解3.力的分解的常见情况4.正交分解法。难点1.各种情况的辨析2.规律与具体应用的结合。重点难点考点一弹力1.常见弹力的方向弹力弹力的方向轻绳的弹力沿绳而指向绳收缩的方向弹簧两端的弹力沿弹簧而指向弹簧恢复原状的方向面(或点)与面(或点)接触垂直于接触面(或切面)，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2.弹力的大小（1）弹簧在弹性限度内产生弹力大小的计算遵从胡克定律：（2）非弹簧类弹力大小一般应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律来求解(第四章介绍)考点一弹力3.弹力有无的判断方法(1)“条件法”：根据弹力产生的两个条件——接触和形变直接判断.(2)“假设法”：在一些微小形变难以直接判断的情况下，可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合.图中绳“1”对小球必无弹力，否则小球不能静止.(3)“状态法”：根据研究对象的运动状态受力分析，判断是否需要弹力，物体才能保持现在的运动状态.典型例题解析：因为小车做匀速直线运动，所以小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示，由图可知，杆对小球的弹力大小为mg，方向竖直向上，选项B、C正确。答案：BC点评：杆的弹力方向可以沿杆的方向，也可以不沿杆的方向典型例题例2(多选)如图3-4所示,a、b为两根相连的轻质弹簧,它们的劲度系数分别为N/m,N/m,原长分别为=6cm,=4cm。在下端挂一物体G,物体受到的重力为10N,平衡时()A.弹簧a下端受的拉力为4N,b下端受的拉力为6NB.弹簧a下端受的拉力为10N,b下端受的拉力为10NC.弹簧a的长度变为7cm,b的长度变为4.5cmD.弹簧a的长度变为6.4cm,b的长度变为4.3cm考点二对摩擦力的理解1.对于摩擦力的认识要注意“四个不一定”.(1)摩擦力不一定是阻力.(2)静摩擦力不一定比滑动摩擦力小.(3)静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，但一定沿接触面的切线方向.如图所示，A、B一起向右做匀加速运动，则A所受摩擦力方向与运动方向不一致.(4)摩擦力不一定越小越好.因为摩擦力既可以做阻力，也可以做动力.考点二对摩擦力的理解2.静摩擦力的分析和计算

(1)静摩擦力的大小①两物体间实际产生的静摩擦力f在零和最大静摩擦力fmax之间，即0＜f≤fmax.最大静摩擦力fmax是物体将要发生相对运动(临界状态)时的摩擦力，它的数值与FN成正比，在正压力FN不变的情况下，最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力.在一般情况下，可近似认为物体受到的最大静摩擦力等于物体受到的滑动摩擦力.②静摩擦力的大小要依据物体的运动状态进行计算：如果物体处于平衡状态，可根据物体的平衡条件求解静摩擦力；如果物体处于非平衡状态，可根据牛顿第二定律求解静摩擦力.考点二对摩擦力的理解(2)静摩擦力的方向静摩擦力的方向与接触面相切，与物体间的相对运动趋势的方向相反，即与受力物体相对施力物体的运动方向相反.常用静摩擦力方向的判断方法主要有：①假设法；②根据“物体的运动状态”来判定；(3)摩擦力突变摩擦力突变发生的原因具有多样性：可能是物体的受力情况发生变化，可能是物体的运动状态发生变化，也可能是物体间的相对运动形式发生了变化.因此要全面分析物体的受力情况和运动状态，抓住摩擦力突变的原因，才能正确地处理此类问题.典型例题例3(单选)在机场和港口,常用传送带运送旅客和行李、货物。如图所示,图甲为水平传送带,图乙为倾斜传送带,当一个行李箱随传送带一起做匀速直线运动时,下列判断中,正确的是()A.甲、乙两种情况中的行李箱都受到两个力作用B.甲、乙两种情况中的行李箱都受到三个力作用C.情况甲中的行李箱受到三个力作用,情况乙中的行李箱受到四个力作用D.情况甲中的行李箱受到两个力作用,情况乙中的行李箱受到三个力作用甲乙解析:以行李箱为研究对象,它受到重力作用,两种情况中,行李箱都只与传送带有联系,由于行李箱对传送带的压力作用,传送带对行李箱产生弹力,其方向垂直传送带向上,在图甲中,行李箱随传送带一起做匀速直线运动,两者没有相对运动或相对运动趋势,传送带对箱子不会产生摩擦力,因此,如图(a)所示,图甲中的行李箱仅受两个力作用。在图乙中,行李箱相对传送带有下滑的趋势,只是由于传送带对行李箱的静摩擦力的阻碍作用才没有下滑,因此,如图(b)所示,图乙中的行李箱受三个力作用,D正确。(a)(b)答案:D考点二对摩擦力的理解3.滑动摩擦力的分析和计算在确定摩擦力的大小之前,首先分析物体所处的运动状态,明确摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力。(1)滑动摩擦力的大小滑动摩擦力由公式F＝直接计算,为两接触面间的正压力,此正压力不一定等于物体的重力。滑动摩擦力的大小也可根据物体的运动状态应用共点力的平衡条件或牛顿第二定律求解。(2)滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向总与物体间的相对运动方向相反,判断滑动摩擦力的方向时一定要明确“相对”的含义是指相对跟它接触的物体,所以滑动摩擦力的方向可能与物体实际运动(对地运动)方向相反,也可能与实际运动方向相同,也可能与实际运动方向成一定的夹角。典型例题例4(单选)如图所示,物体放在倾斜的木板上,当木板的倾角θ分别为30°和45°时,物体受到的摩擦力大小恰好相同,则物体和木块间的动摩擦因数最接近()A.0.5 B.0.6 C.0.7 D.0.8解析:木板倾角为30°和45°时,物体所受摩擦力大小相等,则倾角为30°时物体受到的一定是静摩擦力,大小等于物体重力沿斜面向下的分力,即=mgsin30°;当倾角为45°时,物体下滑,这时物体受到滑动摩擦力作用,且=μmgcos45°,由两摩擦力大小相等得μ=≈0.7。故选项C正确。答案:C考点三力的合成问题1.一个关系:合力与分力的关系是等效替代关系。2.一个定则:力的平行四边形定则力的合成与分解都遵从平行四边形定则(或三角形定则),计算时要先根据要求按照力的平行四边形定则作出力的合成或力的分解的示意图;再根据数学知识解三角形,主要是求解直角三角形。3.三种方法:(1)作图法;(2)直角三角形法;(3)正交分解法典型例题例5如图所示,重为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N的物体,当绳与水平面成60°角时,物体静止,不计滑轮与绳的摩擦,求地面对人的支持力和摩擦力。解析:人与重物静止,所受的合力皆为0,对重物分析得,绳的张力=200N,人受四个力的作用,可将绳的拉力正交分解,如图所示。的水平分力:60°=100N的竖直分力:60°=100N在x轴上,摩擦力=100N。在y轴上,三力平衡,地面对人的支持力=(500-100)N=100(5-)N≈326.8N。答案:326.8N100N考点三力的合成与分解4.力的分解中的多解问题已知条件示意图解的情况已知合力与两个分力的方向

有唯一解已知合力与两个分力的大小在同一平面内有两解或无解(当F<||或时无解)已知合力与一个分力的大小和方向

有唯一解

已知条件示意图解的情况已知合力与两个分力的方向

有唯一解已知合力与两个分力的大小已知合力与一个分力的大小和方向

有唯一解

已知条件

示意图

解的情况已知合力与一个分力的大小及另一个分力的方向在0°<θ<90°时有三种情况:(图略)(1)当=Fsinθ或>F时,有唯一解;(2)当<Fsinθ时,无解;(3)当Fsin<F时,有两解。若90°<θ<180°,仅>F时有唯一解,其余情况无解

已知条件

示意图

解的情况已知合力与一个分力的大小及另一个分力的方向典型例题例6将一个20N的力进行分解,其中一个分力的方向与这个力成30°角。试讨论:另一个分力的大小不会小于多少。

甲

乙解析:根据已知条件可作出示意图如图甲所示,合力F的两个分力要构成一个平行四边形,同时F的末端到直线OA的距离要最短。过F末端作OA的垂线,构成一个直角三角形,对应、与F的平行四边形如图乙所示。由几何关系知,此时=Fsin