第三章相互作用章末整合學案 人教版必修1

2022-09-29 15:51:10 字數 3751 閱讀 8344

章末整合

一、對摩擦力的理解

1.對摩擦力的認識

圖1(1)摩擦力不一定是阻力,也可以是動力.

(2)靜摩擦力的方向不一定與運動方向共線,但一定沿接觸面的切線方向.如圖1所示,a、b一起向右做勻加速運動,則a所受摩擦力方向與運動方向不一致.

2.求解摩擦力的方法

(1)靜摩擦力用二力平衡來求解.

(2)滑動摩擦力用公式f=μfn來求解,其中fn是物體所受的正壓力,不一定是物體所受的重力,而且要注意滑動摩擦力的大小與運動速度和接觸面積無關.

圖2例1 如圖2所示,木塊放在水平地面上,在f=8 n的水平拉力作用下向右做勻速直線運動,速度為1 m/s,則下列說法中正確的是(  )

a.以1 m/s的速度做勻速直線運動時,木塊受到的摩擦力為8 n

b.當木塊以2 m/s的速度做勻速直線運動時,木塊受到的摩擦力小於8 n

c.當水平拉力f=20 n時,木塊受到的摩擦力為20 n

d.將水平拉力f撤去,木塊速度越來越小,是因為木塊受到的摩擦力越來越大

解析木塊在f=8 n的水平拉力作用下做勻速直線運動,說明物體受到的滑動摩擦力也為8 n.a、b、c、d四種情況下,木塊與地面間的摩擦力均為滑動摩擦力,故都為8 n.a正確,b、c、d錯誤.

答案 a

圖3例2 如圖3所示,位於斜面上的物塊m在沿斜面向上的力f作用下,處於靜止狀態,則斜面作用於物塊的靜摩擦力(  )

a.方向一定沿斜面向下

b.方向可能沿斜面向下

c.大小可能等於零

d.大小可能等於f

解析以物塊m為研究物件進行受力分析可知,物塊m受豎直向下的重力、垂直斜面向上的彈力fn、平行斜面向上的力f以及平行於斜面方向的靜摩擦力,如圖所示(靜摩擦力未畫出).靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向相反,但這裡無法直接確定,則可假設斜面光滑,此時物塊向上還是向下運動取決於沿斜面方向向上的力f及沿斜面向下的重力的分力gsin θ的大小.

當f>gsin θ時,物塊有向上運動的趨勢,此時靜摩擦力應沿斜面向下,b正確.

當f=gsin θ時,無相對運動趨勢,此時靜摩擦力為零,c正確.

當f當f=gsin θ時,靜摩擦力等於gsin θ且方向沿斜面向上,d正確.

答案 bcd

二、物體的受力分析

對物體進行受力分析時要特別注意以下幾個重要環節:

1.按一定的順序去分析力

根據各種力產生的條件、力的方向,按照先重力,再接觸力(彈力、摩擦力),後其他力的順序分析.

2.明確研究物件,分清物體與「外界」

就是要把進行受力分析的物體從周圍物體中隔離出來,分清物體與「外界」.受力分析時,只考慮外界對物體的作用力,而不考慮物體對外界其他物體的作用力;同時也不要錯誤地認為:作用在其他物體上的力通過「力的傳遞」作用在研究物件上.

3.抓住力的本質,不盲目「添力」

力是物體對物體的作用,力不能離開物體單獨存在,所以物體所受的每個力都應該有相應的施力物體,找不出施力物體的力是不存在的,是憑感覺分析的.有些人常常會錯誤地把物體的慣性表現認為是物體在運動方向上的受力.

圖4例3 如圖4所示,一木塊在垂直於傾斜天花板平面方向的推力f作用下,處於靜止狀態,則下列判斷正確的是(  )

a.木塊一定受到4個力的作用

b.木塊可能受到2個力的作用

c.逐漸增大推力f,木塊將繼續保持靜止狀態

d.木塊受天花板的滑動摩擦力隨推力f的增大而增大

解析木塊在重力作用下,有沿天花板下滑的趨勢,一定受到靜摩擦力,則天花板對木塊一定有彈力.木塊受力如圖:

故a正確,b錯誤.根據平衡條件得:f=n+gcosα,f=gsin α;逐漸增大f的過程,n增大,最大靜摩擦力增大,而木塊受到的靜摩擦力f不變,木塊將始終保持靜止,故c正確,d錯誤.故選a、c.

答案 ac

圖5針對訓練如圖5所示,豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上,另一端與斜面體p連線,p與斜放上的固定擋板mn接觸且處於靜止狀態,則斜面體p此刻所受到的外力個數可能為(  )

a.2個 b.3個

c.4個 d.5個

解析 mn與p接觸時有兩種情況,若接觸時無彈力,此時p受重力和彈簧的支援力,a正確;若接觸時有彈力,則p平衡時必然還受到沿斜面向下的靜摩擦力,因此p應受四個力作用,故c正確.

答案 ac

三、力的合成法、分解法解平衡問題

在力的合成與分解中求解問題的基本方法是平行四邊形定則,也要根據實際情況採用不同的分析方法:

1.若出現直角三角形,常用三角函式表示合力與分力的關係.

2.若給定條件中有長度條件,常用力組成的三角形(向量三角形)與長度組成的三角形(幾何三角形)的相似比求解.

3.多個力的合成往往用正交分解法,把作用在物體上的所有力分解到兩個互相垂直的座標軸上.

圖6例4 如圖6所示,質量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結點為o,輕繩ob水平且b端與站在水平面上的質量為m2的人相連,輕繩oa與豎直方向的夾角θ=37°,物體甲及人均處於靜止狀態 (已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8 g取10m/s2.

設最大靜摩擦力等於滑動摩擦力).求:

(1)輕繩oa、ob中的張力分別是多大?

(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?

(3)若人的質量m2=60 kg,人與水平面之間的動摩擦因數為μ=0.3,欲使人在水平面上不滑動,則物體甲的質量m1最大不能超過多少?

解析 (1)以結點o為研究物件,受三段輕繩的拉力作用,且豎直繩上的拉力大小等於m1g,如圖,根據共點力平衡條件有:fob-foasin θ=0,foacos θ-m1g=0

聯立以上兩式解得:foa==m1g,fob=m1gtan θ=m1g

(2)人在水平方向僅受繩ob的拉力fob和地面的摩擦力f作用,

根據平衡條件有:f=fob=m1g,方向水平向左

(3)人在豎直方向上受重力m2g和地面的支援力fn作用,因此有:fn=m2g

要使人不滑動,需滿足:f≤fm=μfn

聯立以上各式解得:m1≤μm2=24 kg.

答案 (1) m1g m1g (2)f=m1g 方向水平向左 (3)物體甲的質量m1最大不能超過24 kg.

四、力的動態問題分析——**法

**法的一般步驟

1.首先畫出力的分解圖.在合力與兩分力構成的三角形中,乙個是恒力,大小方向均不變;另兩個是變力,其中乙個是方向不變的力,另乙個是大小、方向均改變的力.

2.分析方向變化的力在哪個空間內變化,借助力的向量三角形,利用**法判斷兩個變力大小、方向的變化.

圖73.注意:由**可知,當大小、方向都可變的分力(設為f1)與方向不變、大小可變的分力垂直時,f1有最小值.

例5 如圖7所示,用豎直檔板將小球夾在擋板和光滑斜面之間,若緩慢轉動擋板,使其由豎直轉至水平的過程中,則以下說法正確的是(  )

a.擋板對小球的壓力是先增大後減小

b.擋板對小球的壓力是先減小後增大

c.斜面對小球的支援力是減小後增大

d.斜面對小球的支援力是一直逐漸減小

解析取小球為研究物件,小球受到重力g、擋板給小球的支援力n1和斜面給小球的支援力n2三個力作用,如圖所示,n1和n2的合力與重力大小相等,方向相反,n2總垂直接觸面(斜面),方向不變,根據**可以看出,在n1方向改變時,其大小(箭頭)只能沿pq線變動.顯然在擋板移動過程中,n1先變小後變大,n2一直減小.

答案 bd

章末檢測

(時間:90分鐘滿分:100分)

一、單項選擇題(本題共6小題,每小題4分,共24分)

1.下列說法正確的是(  )

a.木塊放在桌面上受到乙個向上的彈力,這是由於木塊發生微小形變而產生的

b.質量均勻分布、形狀規則的物體的重心可能在物體上,也可能在物體外

c.重力的方向總是垂直接觸面向下的

第三章相互作用章末測試

一 選擇題 1.下列說法中正確的是 a.只有接觸的物體間才有力的作用 b.乙個物體可以只受力而同時不對其他物體施加力 c.物體在受力的同時也在施加力 d.在力的圖示中,長的線段所表示的力一定比短的線段表示的力大 2.下列各組力中,根據力的性質分類的是 a.重力和浮力 b.拉力和壓力 c.摩擦力和動力...

第三章相互作用

3.1 重力基本相互作用 知識點一力和力的圖示 1.力的定義 力是物體與物體之間的相互作用 2.力的性質 注意 1 相互作用的物體,可以直接接觸,也可以不接觸,但作用力必然是成對出項的。2 並非有生命的物體才是施力物體,也並非先有施力物體後有受力物體。3.力的作用效果 1 使物體發生形變 2 使物體...

第三章相互作用

力是物體之間相互作用的一種抽象 作為後者,它是物體之間相互作用的一種表現.本章內容以力的概念為核心,在初中所學力的基礎上,進一步學習,認識常見的力,擴充套件和深化對力的理解.從內容上看 首先學習力的概念 力的產生原因 力的性質和表示方法,然後進一步學習重力 彈力 摩擦力產生的條件和特性 會進行力的合...