-新教材高中物理第3章相互作用章末综合提升学案教科版必修第一册

PAGEPAGE5第3章相互作用[巩固层·知识整合][提升层·能力强化]弹力和摩擦力的分析1．弹力和摩擦力的对比弹力摩擦力产生条件相互接触并发生弹性形变①相互接触、相互挤压②接触面粗糙③两物体有相对运动或相对运动的趋势方向与物体发生形变的方向相反与相对运动或相对运动趋势的方向相反大小计算方法①弹簧弹力：胡克定律②发生微小形变物体的弹力：二力平衡①静摩擦力：二力平衡②滑动摩擦力：f＝μN2．弹力或摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法．(2)结合物体运动状态判断．(3)效果法．3．认识摩擦力的“四个不一定”(1)受静摩擦力的物体不一定静止，受滑动摩擦力的物体不一定运动．(2)静摩擦力不一定比滑动摩擦力小．(3)摩擦力不一定与运动方向相反，还可以与运动方向相同，甚至可以与运动方向成一定夹角．(4)摩擦力不一定是阻力，也可以是动力．【例1】如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法中正确的是()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．若木块与墙壁间的动摩擦因数为μ，当撤去F时，木块受到的滑动摩擦力大小等于μmgD．若撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块受三个力作用A[由二力平衡条件可知，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，F增大时，木块受到的静摩擦力不变，A选项正确，B选项错误．当撤去F时，木块与墙之间不再挤压，它们间没有弹力，当然也就不存在摩擦力，C、D选项错误．][一语通关]1静摩擦力大小与压力大小无关，需根据物体的状态进行判断.2无弹力，就无摩擦力；有弹力，未必有摩擦力；有摩擦力，必有弹力.[跟进训练]1．如图所示，重力都是G的A、B、C三个物体，A向外的一侧光滑，其余各面均粗糙，在水平外力F作用下静止，分析各物体所受的摩擦力的方向．[解析]按A→B→C的顺序分析，对A由平衡条件得，在竖直方向上受竖直向下的重力G，B对A的静摩擦力F静BA＝G，方向竖直向上．B除受竖直向下的重力外还受A对它的静摩擦力F静AB，方向向下，而C对它的静摩擦力F静CB方向只能向上，否则B就无法处于平衡状态．同理推得C所受B的静摩擦力方向向下，墙对C的静摩擦力方向必向上．[答案]见解析物体受力分析问题受力分析就是把指定物体(研究对象)在特定的物理情境中所受到的所有外力找出来，并画出受力示意图．物体运动状态的变化，是由它受力的情况决定的．对物体进行正确的受力分析，是研究物体运动状态变化的基础，也是学好力学的先决条件．1．受力分析的步骤2．受力分析的方法——整体法和隔离法(1)整体法：以系统整体为研究对象进行受力分析的方法，一般用来研究不涉及系统内部某物体的力和运动．(2)隔离法：将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来进行分析的方法，一般用来研究系统内物体之间的作用及运动情况．3．受力分析时要注意的问题(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，都应该找到施力物体，这是防止“多力”的有效措施之一．(3)合力和分力不能同时作为物体受到的力．(4)不要把“效果力”和“性质力”混淆重复分析，通常只分析“性质力”，不分析“效果力”．(5)结合物体的运动状态、利用力作用的相互性进行分析也是确保受力分析正确的有效途径．【例2】(多选)如图所示，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下，处于静止状态，则下列判断正确的是()A．木块一定受到4个力的作用B．木块可能受到2个力的作用C．逐渐增大推力F，木块将继续保持静止状态D．木块受天花板的摩擦力随推力F的增大而增大AC[木块在重力作用下，有沿天花板下滑的趋势，一定受到静摩擦力，则天花板对木块一定有弹力．木块受力如图，故A正确，B错误；根据平衡条件得：F＝N＋Gcosα，f＝Gsinα.逐渐增大F的过程，N增大，最大静摩擦力增大，而木块受到的静摩擦力f不变，木块将始终保持静止，故C正确，D错误．][一语通关]1只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体施加的力.不要把作用在其他物体上的力错误地通过“力的传递”作用在研究对象上.2如果一个力的方向难以确定，可以用假设法分析.[跟进训练]2.如图所示，物体A放在物体B上，物体B为一个斜面体，且放在粗糙的水平地面上，A、B均静止不动，则物体B的受力个数为()A．2B．3C．4D．5C[对物体A受力分析，如图a所示；由于A、B均静止，故可将A、B视为一个整体，其水平方向无外力作用，B相对地面也就无运动趋势，故地面对B无摩擦力，受力如图b所示；对物体B受力分析，如图c所示，共有四个力，选项C正确．][培养层·素养升华]流体的阻力气体和液体都具有流动性，统称为流体．物体在流体中运动时，要受到流体的阻力，阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反．汽车、火车和飞机等在空气中运动，要受到空气的阻力．轮船、潜艇在水面或水下航行，要受到水的阻力．流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关，速度越大，阻力越大．雨滴在空气中下落，速度越来越大，所受空气阻力也越来越大．当阻力增加到跟雨滴所受的重力相等时，二力平衡，雨滴匀速下落．水下流线型船体流体的阻力还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大．跳伞运动员、飞船返回舱在空中张开降落伞，凭借降落伞较大的横截面积获得较大的空气阻力，安全落地．流体的阻力还跟物体的形状有关系．头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小，这种形状通常叫作流线型．为了减小阻力，轮船的水下部分采用了流线型(图)．一般来说，空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力都要小．气垫船靠船下喷出的气体，浮在水面航行，受到的阻力小．磁浮列车靠电磁力使列车悬浮在轨道上，速度可达500km/h.[设问探究]1．同样功率的发动机，分别装在轮船上和载重汽车上，为什么轮船拖动的物体质量可以很大？2．雨滴从空中自由下落，为什么落地时速度不是特别大．提示：1.轮船运行的速度小，阻力大小相对稳定，轮船在水中行驶时比汽车在路面上行驶时受到的阻力小．2．雨滴下落过程中受到空气阻力．与其重力平衡时，雨滴匀速下落，所以落地时速度不是特别大．[深度思考]我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁(如图甲所示)在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动．图乙为高铁车厢示意图，A、B两物块相互接触地放在车厢里的水平桌面上，两物块与桌面间的动摩擦因数相同，A的质量比B的质量大，车厢在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，A、B相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是()甲乙A．A受到2个