【中學(xué)教材全解】2020年秋高中物理必修一本章復(fù)習學(xué)案：第三章-相互作用

第三章相互作用1.加深對彈力的理解。2.強化對靜摩擦力、滑動摩擦力大小和方向的理解。3.強化對力的合成與分解規(guī)律的理解。一、彈力1.常見彈力的方向彈力彈力的方向輕繩的彈力彈簧兩端的彈力面(或點)與面(或點)接觸桿的彈力2.彈力的大小(1)彈簧在彈性限度內(nèi)產(chǎn)生彈力大小的計算遵從胡克定律：F=。(2)不符合胡克定律的情形，如繩、桿或接觸面之間的彈力，利用求解。3.彈力有無的推斷方法對于形變狀況比較明顯的物體(如彈簧)，推斷有無彈力時可由形變直接推斷，形變不明顯的狀況通常用下面兩種方法來推斷：圖3-1方法一：“假設(shè)法”分析物體間的彈力。圖3-1要推斷物體在某一接觸處是否受到彈力作用，可假設(shè)在該處將與物體接觸的另一物體去掉，看該物體在原處是否保持原來的狀態(tài)，從而可推斷物體在該處是否受到彈力作用。圖3-1中繩“1”對小球必無彈力，否則小球不行能處于靜止狀態(tài)。方法二：依據(jù)物體的運動狀態(tài)推斷。由運動狀態(tài)分析彈力，即物體的受力必需與物體的運動狀態(tài)相符合，依據(jù)物體的運動狀態(tài)，由二力平衡列方程，推斷彈力是否為0。圖3-2例1(多選)如圖3-2所示，小車上固定著一根彎成θ角的曲桿，桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的小球，小車向左做勻速直線運動。關(guān)于桿對小球彈力的大小和方向，下列說法中正確的是()圖3-2A.桿對小球彈力的方向確定沿桿向上B.桿對小球彈力的方向確定豎直向上C.桿對小球的彈力大小為mgD.桿對小球的彈力大小為QUOTE點評：桿的彈力方向可以沿桿的方向，也可以不沿桿的方向。例2(多選)如圖3-3所示，a、b為兩根相連的輕質(zhì)彈簧，它們的勁度系數(shù)分別為QUOTEN/m，QUOTEN/m，原長分別為QUOTE=6cm，QUOTE=4cm。在下端掛一物體G，物體受到的重力為10N，平衡時()圖3-3A.彈簧QUOTE下端受的拉力為4N，b下端受的拉力為6N圖3-3B.彈簧a下端受的拉力為10N，b下端受的拉力為10NC.彈簧a的長度變?yōu)?cm，b的長度變?yōu)?.5cmD.彈簧a的長度變?yōu)?.4cm，b的長度變?yōu)?.3cm二、對摩擦力的理解1.對于摩擦力的生疏要留意“四個不愿定”。(1)摩擦力是阻力。圖3-4(2)靜摩擦力比滑動摩擦力小。圖3-4(3)靜摩擦力的方向與運動方向共線，但確定沿接觸面的方向。如圖3-4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全都。(4)摩擦力越小越好。由于摩擦力既可以做阻力，也可以做動力。2.靜摩擦力的分析和計算(1)靜摩擦力的大小①兩物體間實際產(chǎn)生的靜摩擦力F在0和最大靜摩擦力QUOTE之間，即。最大靜摩擦力QUOTE是物體將要發(fā)生相對運動(臨界狀態(tài))時的摩擦力，它的數(shù)值與成正比，在正壓力QUOTE不變的狀況下，最大靜摩擦力QUOTE滑動摩擦力。在一般狀況下，可近似認為物體受到的最大靜摩擦力等于物體受到的滑動摩擦力。②靜摩擦力的大小要依據(jù)物體的運動狀態(tài)進行計算。(2)靜摩擦力的方向靜摩擦力的方向與，與物體間的的方向相反，即與受力物體相對施力物體的運動方向相反。靜摩擦力方向的推斷方法主要有：①假設(shè)法;②依據(jù)“物體的運動狀態(tài)”來判定。(3)摩擦力突變摩擦力突變發(fā)生的緣由具有多樣性：可能是物體的受力狀況發(fā)生變化，可能是物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化，也可能是物體間的相對運動形式發(fā)生了變化。因此要全面分析物體的受力狀況和運動狀態(tài)，抓住摩擦力突變的緣由，才能正確地處理此類問題。甲甲乙圖3-5A.甲、乙兩種狀況中的行李箱都受到兩個力作用B.甲、乙兩種狀況中的行李箱都受到三個力作用C.狀況甲中的行李箱受到三個力作用，狀況乙中的行李箱受到四個力作用D.狀況甲中的行李箱受到兩個力作用，狀況乙中的行李箱受到三個力作用3.滑動摩擦力的分析和計算在確定摩擦力的大小之前，首先分析物體所處的運動狀態(tài)，明確摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力。(1)滑動摩擦力的大小滑動摩擦力由公式直接計算，QUOTE為兩接觸面間的正壓力，此正壓力等于物體的重力?；瑒幽Σ亮Φ拇笮∫部梢罁?jù)物體的運動狀態(tài)應(yīng)用共點力的平衡條件求解。(2)滑動摩擦力的方向滑動摩擦力的方向總與物體間的相反，推斷滑動摩擦力的方向時確定要明確“相對”的含義是指相對跟它接觸的物體，所以滑動摩擦力的方向可能與物體實際運動(對地運動)方向相反，也可能與實際運動方向相同，也可能與物體實際運動方向成確定的夾角。圖3-6例4(單選)如圖3-6所示，物體放在傾斜的木板上，當木板的傾角θ分別為30°和45°時，物體受到的摩擦力大小恰好相同，則物體和木塊間的動摩擦因數(shù)最接近()圖3-6A.0.5B.0.6C.0.7D.0.8三、力的合成與分解1.一個關(guān)系：合力與分力的關(guān)系是關(guān)系。2.一個定則：力的定則力的合成與分解都遵從定則(或定則)，計算時要先依據(jù)要求依據(jù)力的定則作出力的合成或力的分解的示意圖;再依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問解三角形，主要是求解直角三角形。3.三種方法(1)作圖法從力的作用點起，依兩個分力的作用方向按同一標度作出兩個分力QUOTE、QUOTE構(gòu)成一個平行四邊形，平行四邊形對角線的長度按同樣比例表示合力的大小，對角線的方向就是合力的方向。用圖解法時，應(yīng)先確定力的標度。在同一幅圖上的各個力都必需接受同一個標度。所用分力、合力的比例要適當。虛線、實線要分清。圖解法簡潔、直觀，但不夠精確。(2)直角三角形法從力的作用點依據(jù)分力的作用方向畫出力的平行四邊形后，算出對角線所表示的合力的大小。一般適用于作出的平行四邊形為矩形和菱形的狀況，利用幾何學(xué)問就可求解。用直角三角形法進行計算時，同樣要作出平行四邊形，只是可以不用取標度，各邊的長短也不用太嚴格。(3)正交分解法對于三個以上共點力求合力，用正交分解法比力的平行四邊形或三角形更簡便。坐標軸的選取應(yīng)盡可能使落在x、y軸上的力多一些，使分解的力少一些。圖3-7例5如圖3-7所示，重為500N的人通過跨過定滑輪的輕繩牽引重200N的物體，當繩與水平面成60°角時，物體靜止，不計滑輪與繩的摩擦，求地面對人的支持力和摩擦力。圖3-74.力的分解中的多解問題已知條件示意圖解的狀況已知合力與兩個分力的方向已知合力與兩個分力的大小已知合力與一個分力的大小和方向已知合力與一個分力的大小及另一個分力的方向例6將一個20N的力進行分解，其中一個分力的方向與這個力成30°角。試爭辯：另一個分力的大小不會小于多少。圖3-8例7(2022·山東高考·單選)如圖3-8，用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點，制成一簡易秋千。某次修理時將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長且懸掛點