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文檔簡介
1、考綱展示熱點視角1.滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力2形變、彈性、胡克定律 3矢量和標量 4力的合成和分解 5共點力的平衡 實驗二:探究彈力和彈簧伸長的關系實驗三:驗證力的平行四邊形定則說明:處理物體在粗糙面上的問題,只限于已知相對運動趨勢或已知運動方向的情況.1.本章內(nèi)容主要包括重力、彈力、摩擦力、力的合成與分解、物體的平衡等知識高考對本章知識的考查通常以選擇題的形式出現(xiàn),對理解能力要求較高2高考對本章考查頻率較高的是摩擦力和物體的平衡兩知識點,常與牛頓運動定律、動能定理、能量守恒定律相結合,有時還與電場及磁場中的帶電體的運動相結合,題目難度中等3本章知識還可以以現(xiàn)實生活中的現(xiàn)象為背景,或以
2、高科技為背景考查一些綜合性問題,這類問題是今后高考出題的方向.第一節(jié)重力彈力摩擦力一、力1力的概念:物體與物體之間的_作用2力的作用效果兩類效果二、重力1產(chǎn)生:由于地球的吸引而使物體受到的力2大?。篏mg.3方向:總是_.4重心:因為物體各部分都受重力的作用,從效果上看,可以認為各部分受到的重力作用集中于一點,這一點叫做物體的重心特別提示:(1)重力的方向不一定指向地心(2)并不是只有重心處才受到重力的作用三、彈力1彈力(1)定義:發(fā)生彈性形變的物體由于要_,對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用(2)產(chǎn)生的條件兩物體_;發(fā)生_.(3)方向:與物體形變方向_.特別提示:產(chǎn)生彈力的兩個物體一定接觸,但兩個
3、接觸的物體之間不一定產(chǎn)生彈力2胡克定律(1)內(nèi)容:彈簧發(fā)生彈性形變時,彈簧的彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成_.(2)表達式:Fkx.k是彈簧的_,單位為N/m;k的大小由彈簧_決定x是彈簧長度的_,不是彈簧形變以后的長度四、摩擦力1產(chǎn)生:相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體間,有_或_時,在接觸面上所受的阻礙_或_的力2產(chǎn)生條件:接觸面_;接觸面間有彈力;物體間有_或_.3大?。夯瑒幽Σ亮f_,靜摩擦力:0FfFfmax.4方向:與相對運動或相對運動趨勢方向_.5作用效果:阻礙物體間的_或_.,1.(單選)關于力的概念,下列說法正確的是()A一個受力物體可能受到兩個施力物體的作用力B保持
4、靜止不動的物體,一定不受力的作用C只有相互接觸的物體之間才可能存在力的作用D一個受力物體可以不對其他物體施力2(多選)以下說法正確的是()A自由下落的物體所受重力為零B物體所受重力的方向總是垂直水平面向下C懸掛在豎直繩子上的靜止物體,對繩的拉力就是其重力D把物體由赤道移到北極,若用天平稱量,則示數(shù)在兩地相同;若用彈簧測力計稱量,則示數(shù)在北極略微增大31.(單選)在下圖中,a、b(a、b均處于靜止狀態(tài))間一定有彈力的是()32.(單選)一根輕質彈簧,當它上端固定、下端懸掛重為G的物體時,長度為L1;當它下端固定在水平地面上,上端壓一重為G的物體時,其長度為L2,則它的勁度系數(shù)是()A.B.C.
5、D.4(單選)如圖所示,放在水平桌面上的木塊A處于靜止狀態(tài),所掛的托盤和砝碼總質量為0.6 kg,彈簧秤讀數(shù)為2 N,滑輪摩擦不計若輕輕取走部分砝碼,使總質量減小為0.4 kg,將會出現(xiàn)的情況是(g10 m/s2)()AA對桌面的摩擦力不變BA所受合力增大CA仍靜止不動D彈簧秤的讀數(shù)減小彈力的分析與計算1彈力有無的判斷方法(1)條件法:根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力此方法多用來判斷形變較明顯的情況(2)假設法:對形變不明顯的情況,可假設兩個物體間彈力不存在,看物體能否保持原有的狀態(tài),若運動狀態(tài)不變,則此處不存在彈力;若運動狀態(tài)改變,則此處一定有彈力(3)狀態(tài)法:根據(jù)物體的
6、運動狀態(tài),利用牛頓第二定律或共點力平衡條件判斷彈力是否存在2五種常見模型中彈力的方向常見的彈力彈力的方向彈簧兩端的彈力與彈簧中心軸線重合,指向彈簧恢復原狀的方向輕繩的彈力沿繩指向繩收縮的方向面與面接觸的彈力垂直于接觸面指向受力物體點與面接觸的彈力過接觸點垂直于接觸面(或接觸面的切面)而指向受力物體桿的彈力可能沿桿,也可能不沿桿,應具體情況具體分析3.計算彈力大小的三種方法(1)根據(jù)胡克定律進行求解(2)根據(jù)力的平衡條件進行求解(3)根據(jù)牛頓第二定律進行求解(2014濰坊模擬)如圖甲所示,輕桿OB可繞B點自由轉動,另一端O點用細繩OA拉住,固定在左側墻壁上,質量為m的重物用細繩OC懸掛在輕桿的O
7、點,OA與輕桿的夾角BOA30.乙圖中水平輕桿OB一端固定在豎直墻壁上,另一端O裝有小滑輪,用一根繩跨過滑輪后懸掛一質量為m的重物,圖中BOA30,求:(1)甲、乙兩圖的細繩OA拉力各是多大?(2)甲圖中輕桿受到的彈力是多大?(3)乙圖中輕桿對滑輪的作用力是多大?審題突破(1)甲圖中的O點是死結還是活結?乙圖中的呢?(2)甲圖中桿受到的力一定沿桿嗎?乙圖中呢?課堂筆記總結提升一般情況下,插入墻中的桿屬于固定桿(如釘子),彈力方向不一定沿桿而用鉸鏈相連的桿屬于活動桿,彈力方向一定沿桿1(單選)如圖所示,一傾角為45的斜面固定于墻角,為使一光滑的鐵球靜止于圖示位置,需加一水平力F,且F通過球心下列
8、說法正確的是()A球一定受墻水平向左的彈力B球可能受墻水平向左的彈力C球一定受斜面通過鐵球的重心的彈力D球可能受斜面垂直于斜面向上的彈力2(單選)如圖所示,一重為10 N的球固定在支桿AB的上端,今用一段繩子水平拉球,使桿發(fā)生彎曲,已知繩的拉力為7.5 N,則AB桿對球的作用力()A大小為7.5 NB大小為10 NC方向與水平方向成53角斜向右下方D方向與水平方向成53角斜向左上方摩擦力的分析與計算計算摩擦力時首先要分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力1滑動摩擦力由公式FFN計算,應用此公式時要注意以下兩點:(1)為動摩擦因數(shù),其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關;FN為兩接觸面間的正壓力,其大小
9、不一定等于物體的重力(2)滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關,與接觸面積的大小無關2靜摩擦力的計算(1)它的大小和方向都跟產(chǎn)生相對運動趨勢的力密切相關,跟接觸面相互擠壓力FN無直接關系,因此它具有大小、方向的可變性,變化性強是它的特點,對具體問題,要具體分析研究對象的運動狀態(tài), 根據(jù)物體所處的狀態(tài)(平衡、加速等),由力的平衡條件或牛頓運動定律求解(2)最大靜摩擦力Fmax:是物體將要發(fā)生相對運動這一臨界狀態(tài)時的摩擦力它的數(shù)值與FN成正比,在FN不變的情況下,F(xiàn)max比滑動摩擦力稍大些,通常認為二者相等,而靜摩擦力可在0Fmax間變化如圖所示,人重600 N,木塊A重400 N,人與木塊、木塊
10、與水平面間的動摩擦因數(shù)均為0.2.現(xiàn)人用水平力拉繩,使他與木塊一起向右做勻速直線運動,滑輪摩擦不計,求:(1)人對繩的拉力大?。?2)人腳對A的摩擦力的大小和方向審題突破人和木塊一起做勻速直線運動,分析受力時能不能視為一個整體?求人腳對A的摩擦力時二者還能視為一個整體嗎?課堂筆記規(guī)律總結(1)在分析兩個或兩個以上物體間的相互作用時,一般采用整體法與隔離法進行分析(2)受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,受滑動摩擦力作用的物體不一定是運動的(3)摩擦力阻礙的是物體間的相對運動或相對運動趨勢,但摩擦力不一定阻礙物體的運動,即摩擦力不一定是阻力3(多選)如圖所示,A、B、C三個物體質量相等,它們與傳
11、送帶間的動摩擦因數(shù)相同三個物體隨傳送帶一起勻速運動,運動方向如圖中箭頭所示則下列說法正確的是()AA物體受到的摩擦力不為零,方向向右B三個物體只有A物體受到的摩擦力為零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(多選) (原創(chuàng)題)如圖所示,斜面C固定在水平地面上,一斜劈形物體B放在斜面上,小物塊A放在斜劈形物體B的水平面上,在不為零的水平力F作用下,物體A與B均保持靜止則下面說法正確的是()A斜面對物體B的摩擦力方向可能沿斜面向下B斜面對物體B可能沒有摩擦力C斜面對物體B的摩擦力方向可能沿斜面向上D物體B可能受到三個力輕彈簧模型該得的分一分不丟!位于A點和B
12、點時物體受力分別如圖甲、乙所示設彈簧原長為L0.在A點時:k(L1L0)mgsin mgcos (4分)在B點時:k(L0L2)mgcos mgsin (4分)兩式相加得k(L1L2)2mgcos 代入數(shù)據(jù)得0.14.(2分)答案0.14建模感悟中學物理中的“彈簧”和“橡皮繩”是理想化模型,具有如下幾個特性:(1)胡克定律Fkx中的x是指彈簧的形變量(2)輕:即彈簧(或橡皮繩)的質量可視為零由此特點可知,同一彈簧的彈力大小處處相等(3)彈簧既能受拉力,也能受壓力(沿著彈簧的軸線),橡皮繩只能受拉力,不能受壓力(4)由于彈簧和橡皮繩受力時,其形變較大,發(fā)生形變需要一段時間,所以彈簧和橡皮繩中的彈
13、力不能突變但是,當彈簧和橡皮繩被剪斷時,它們所受的彈力立即消失5(單選)如圖所示,在一粗糙水平面上有兩個質量分別為m1和m2的木塊1和2,中間用一原長為l、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來,木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為,現(xiàn)用一水平力向右拉木塊2,當兩木塊一起勻速運動時兩木塊之間的距離是()Alm1gBl(m1m2)gClm2g Dlg對摩擦力認識的兩個誤區(qū)1誤認為Ff滑與接觸面積有關范例(單選)如圖所示,人向右勻速推動水平桌面上的長木板,在木板翻離桌面以前,則()A木板露出桌面后,推力將逐漸減小B木板露出桌面后,木板對桌面的壓力將減小C木板露出桌面后,桌面對木板的摩擦力將減小D推力、壓力、摩擦力均不
14、變誤區(qū)警示認為木板露出桌面后對桌面的壓力減小,錯選B;認為接觸面積變小摩擦力變小,錯選C,進而錯選A.解析在木板翻離桌面以前,由其豎直方向受力分析可知,桌面對木板的支持力等于重力,所以木板所受到的摩擦力不變,又因為長木板向右勻速運動,所以推力等于摩擦力,不變綜上所述,選項D正確答案D真知灼見(1)壓力大小與接觸面積大小無關;(2)公式FfFN中,與兩接觸面的粗糙程度有關,與接觸面的材料有關,但與接觸面積無關2不能正確分析摩擦力的突變而產(chǎn)生錯誤范例(單選)如圖所示,把一重為G的物體,用一水平方向的推力Fkt(k為恒量,t為時間)壓在豎直的足夠高的平整墻上,從t0開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化
15、關系是下圖中的()誤區(qū)警示誤認為物體受的摩擦力始終是滑動摩擦力,F(xiàn)fFkt,而錯選A.誤認為當摩擦力等于重力時,物體靜止而錯選D.解析開始時FfG,做減速運動,直到靜止物體靜止后,摩擦力變?yōu)殪o摩擦力,F(xiàn)fG,故正確選項為B.答案B一 高考題組1(多選)(2013高考廣東卷)如圖,物體P靜止于固定的斜面上,P的上表面水平現(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上,則()AP向下滑動BP靜止不動CP所受的合外力增大DP與斜面間的靜摩擦力增大2(多選)(2012山東基本能力測試)力是物體間的相互作用,下列有關力的圖示及表述正確的是()3(單選)(2010高考新課標全國卷)一根輕質彈簧一端固定,用大小為F1的力壓彈簧
16、的另一端,平衡時長度為l1;改用大小為F2的力拉彈簧,平衡時長度為l2,彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi),該彈簧的勁度系數(shù)為()A.B.C. D.二 模擬題組4(多選)(2014唐山模擬)如圖所示,A是一質量為M的盒子,B的質量為,用細繩相連,跨過光滑的定滑輪,A置于傾角為30的斜面上,B懸于斜面之外,處于靜止狀態(tài)現(xiàn)在向A中緩慢地加入沙子,整個系統(tǒng)始終保持靜止,則在加入沙子的過程中()A繩子拉力大小不變,恒等于MgBA對斜面的壓力逐漸增大CA所受的摩擦力逐漸增大DA所受的摩擦力先增大后減小5(2014德州模擬)如圖所示,一質量不計的彈簧原長為10 cm,一端固定于質量m2 kg的物體上,另一端施
17、一水平拉力F.(設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,g10 m/s2 )(1)若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2,當彈簧拉長至12 cm時,物體恰好勻速運動,彈簧的勁度系數(shù)多大?(2)若將彈簧拉長至11 cm,物體受到的摩擦力大小為多少?(3)若將彈簧拉長至13 cm,物體受到的摩擦力大小為多少?溫馨提示日積月累,提高自我請做課后達標檢測4第二節(jié)力的合成與分解一、力的合成1合力與分力(1)定義:如果一個力_跟幾個力共同作用的效果相同,這一個力就叫那幾個力的_,那幾個力就叫這個力的_.(2)關系:合力和分力是一種_關系2共點力:作用在物體的_,或作用線的_交于一點的力3力的合成:求幾個力的_的過程
18、4力的運算法則(1)三角形定則:把兩個矢量_從而求出合矢量的方法(如圖所示)(2)平行四邊形定則:求互成角度的_的合力,可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作_,這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的_和_.二、力的分解1概念:求一個力的_的過程2遵循的法則:_定則或_定則3分解的方法(1)按力產(chǎn)生的_進行分解(2)_分解三、矢量和標量1矢量既有大小又有_的物理量,相加時遵循_定則2標量只有大小沒有_的物理量,求和時按算術法則相加,11.(多選)(2013高考上海卷)兩個共點力F1、F2大小不同,它們的合力大小為F,則()AF1、F2同時增大一倍,F(xiàn)也增大一倍BF1、F2同時增加10 N,F(xiàn)也增加10
19、NCF1增加10 N,F(xiàn)2減少10 N,F(xiàn)一定不變D若F1、F2中的一個增大,F(xiàn)不一定增大12.(單選)如圖所示,F(xiàn)1、F2、F3恰好構成封閉的直角三角形,這三個力的合力最大的是()2(單選)將物體所受重力按力的效果進行分解,下列圖中錯誤的是()3(單選)下列各組物理量中全部是矢量的是()A位移、速度、加速度、力B位移、長度、速度、電流C力、位移、速率、加速度D速度、加速度、力、電流力的合成方法及合力范圍的確定1共點力合成的方法(1)作圖法(2)計算法:根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖,然后利用解三角形的方法求出合力. 2合力范圍的確定(1)兩個共點力的合力范圍:|F1F2|FF1F2,即兩個力的
20、大小不變時,其合力隨夾角的增大而減小當兩力反向時,合力最小,為|F1F2|;當兩力同向時,合力最大,為F1F2.(2)三個共面共點力的合力范圍最大值:三個力同向時,其合力最大,為FmaxF1F2F3.最小值:以這三個力的大小為邊,如果能組成封閉的三角形,則其合力的最小值為零,即Fmin0;如不能,則合力的最小值的大小等于最大的一個力減去另外兩個力和的絕對值,F(xiàn)min|F1(F2F3)|(F1為三個力中最大的力)特別提醒:(1)兩個分力一定時,夾角越大,合力越小(2)合力一定,兩等大分力的夾角越大,兩分力越大(3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力的大小(單選)某物體同時受到同一平面內(nèi)的
21、三個共點力作用,在如圖所示的四種情況中(坐標紙中每格的邊長表示1 N大小的力),該物體所受的合外力大小正確的是()A甲圖中物體所受的合外力大小等于4 NB乙圖中物體所受的合外力大小等于2 NC丙圖中物體所受的合外力大小等于0D丁圖中物體所受的合外力等于0思路點撥解答本題時應把握以下兩點:(1)各分力之間關系特殊的,可直接根據(jù)特殊關系求合力(2)各分力之間關系不明顯的,可采用正交分解法求合力嘗試解答_1(單選)如圖,用相同的彈簧秤將同一個重物m,分別按甲、乙、丙三種方式懸掛起來,讀數(shù)分別是F1、F2、F3、F4,已知30,則有()AF4最大BF3F2CF2最大 DF1比其他各讀數(shù)都小力的兩種分解
22、方法1力的效果分解法(1)根據(jù)力的實際作用效果確定兩個實際分力的方向;(2)再根據(jù)兩個實際分力的方向畫出平行四邊形;(3)最后由平行四邊形和數(shù)學知識求出兩分力的大小2正交分解法(1)定義:將已知力按互相垂直的兩個方向進行分解的方法(2)建立坐標軸的原則:一般選共點力的作用點為原點,在靜力學中,以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標軸上);在動力學中,以加速度方向和垂直加速度方向為坐標軸建立坐標系(3)方法:物體受到多個力作用F1、F2、F3,求合力F時,可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解x軸上的合力:FxFx1Fx2Fx3y軸上的合力:FyFy1Fy2Fy3合力大?。篎合力方向:與x
23、軸夾角為,則tan .如圖所示,用繩AC和BC吊起一重100 N的物體,兩繩AC、BC與豎直方向的夾角分別為30和45.求:繩AC和BC對物體的拉力的大小思路點撥用實際效果分解法和正交分解法均可課堂筆記題后感悟一般情況下,應用正交分解法建立坐標系時,應盡量使所求量(或未知量)“落”在坐標軸上,這樣解方程較簡單,但在本題中,由于兩個未知量FAC和FBC與豎直方向夾角已知,所以坐標軸選取了沿水平和豎直兩個方向2(單選)(2014鄭州模擬)將四塊相同的堅固石塊壘成圓弧形的石拱,其中第3、4塊固定在地基上,第1、2塊間的接觸面是豎直的,每塊石塊的兩個側面間所夾的圓心角為30.假定石塊間的摩擦力可以忽略
24、不計,則第1、2塊石塊間的作用力和第1、3塊石塊間的作用力的大小之比為()A.B.C. D.輔助圖法求解力的合成、分解問題范例(單選)(2012高考上海卷)已知兩個共點力的合力為50 N,分力F1的方向與合力F的方向成30角,分力F2的大小為30 N則()AF1的大小是唯一的BF2的方向是唯一的CF2有兩個可能的方向 DF2可取任意方向解析作合力的圖示如圖,然后以合力F的末端為圓心、以F2的大小(30 N)為半徑畫圓弧,因為F230 NFsin 30,所以圓弧與分力F1的作用線有兩個交點,所以F2的方向和F1的大小就有兩種可能,因此C正確答案C總結提升對力分解的唯一性判斷、分力最小值的計算以及
25、合力與分力夾角最大值的計算,當力的大小不變方向改變時,通常采取作圖法,優(yōu)點是直觀、簡捷3兩個共點力大小分別為F110 N,F(xiàn)25 N,兩力方向夾角可在0180連續(xù)變化,求:合力與F1的最大夾角和此時合力的大小對稱法解決非共面力問題范例(單選)如圖所示,置于水平地面的三腳架上固定著一質量為m的照相機,三腳架的三根輕質支架等長,與豎直方向均成30角,則每根支架中承受的壓力大小為()A.mgB.mgC.mg D.mg解析由題意可知此題中所研究的對象“照相機”受四個力作用處于平衡狀態(tài),其中“三根輕質支架”的作用力與“重力”的作用線方向的夾角均為30,即三力等大對稱,所以由等大力的合成規(guī)律可得3Fcos
26、 30mg,解得Fmg,故D選項正確答案D總結提升本題考查的是力的合成,實際是合成特例的延伸,此類問題的求解一定要注意結構對稱特點和合成特例的綜合應用此類考題還會進一步在結構對稱上進行衍生衍生的形式多種多樣,即由平面等大二力合成衍生到平面多個對稱力合成,或衍生到空間多個對稱力合成4(單選)跳傘運動員打開傘后經(jīng)過一段時間,將在空中保持勻速降落已知運動員和他身上裝備的總重力為G1,圓頂形降落傘傘面的重力為G2,8條相同的拉線(拉線重量不計)均勻分布在傘面邊緣上,每根拉線和豎直方向都成30角那么每根拉線上的張力大小為()A. B.C. D.一 高考題組1(單選)(2012高考廣東卷)如圖所示,兩根等
27、長的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45,日光燈保持水平,所受重力為G,左右兩繩的拉力大小分別為()AG和GB.G和GC.G和G D.G和G2(單選)(2009高考浙江卷)如圖所示,質量為m的等邊三棱柱靜止在水平放置的斜面上已知三棱柱與斜面之間的動摩擦因數(shù)為,斜面的傾角為30,則斜面對三棱柱的支持力與摩擦力的大小分別為()A.mg和mgB.mg和mgC.mg和mg D.mg和mg二 模擬題組3(單選)(2014北京東城區(qū)模擬)射箭是奧運會比賽項目之一,如圖甲為我國著名選手張娟娟的射箭場景已知弓的頂部跨度為l,弦均勻且彈性良好,其自由長度為l.發(fā)射時弦和箭可等效為圖乙的情景,
28、假設弓的跨度保持不變,即箭在弦的正中間,弦夾在類似動滑輪的附加裝置上,將箭發(fā)射出去已知弦的勁度系數(shù)為k,發(fā)射箭時弦的最大長度為l(彈性限度內(nèi)),則箭被發(fā)射瞬間所受的最大彈力為(設弦的彈力滿足胡克定律)()Akl B.klC.kl D2kl4(單選)(2014唐山模擬)如圖所示,用一根長為l的細繩一端固定在O點,另一端懸掛質量為m的小球A,為使細繩與豎直方向成30角且繃緊,小球A處于靜止,對小球施加的最小的力是()A.mg B.mgC.mg D.mg三 選做題5(單選)(2014昆明質檢)如圖所示,三角形ABC三邊中點分別是D、E、F,在三角形內(nèi)任意取一點O,如果OE、DO、OF三個矢量代表三個
29、力,那么這三個力的合力大小為()AOA BOBCOC DDO溫馨提示日積月累,提高自我請做課后達標檢測5第三節(jié)受力分析共點力的平衡一、受力分析1概念把研究對象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的所有力都分析出來,并畫出物體所受力的_,這個過程就是受力分析2受力分析的一般順序先分析_(重力、電場力、磁場力等),然后按接觸面分析接觸力(彈力、摩擦力),最后分析已知力二、共點力作用下物體的平衡1平衡狀態(tài)物體處于_或_的狀態(tài)2共點力的平衡條件:_或者三、平衡條件的幾條重要推論1二力平衡:如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力必定大小_,方向_.2三力平衡:如果物體在三個共點力的作用下處于平
30、衡狀態(tài),其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小_,方向_.3多力平衡:如果物體受多個力作用處于平衡,其中任何一個力與其余力的合力大小_,方向_.,1.(多選)如圖所示,在斜面上,木塊A與B的接觸面是水平的繩子呈水平狀態(tài),兩木塊均保持靜止則關于木塊A和木塊B可能的受力個數(shù)分別為()A2個和4個B3個和4個C4個和4個 D4個和5個2.(多選)如圖所示,質量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接,在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動(m1在地面,m2在空中),力F與水平方向成角則m1所受支持力N和摩擦力f正確的是()ANm1gm2gFsin BNm1gm2gFcos CfFcos DfFs
31、in 3(單選)(2013高考重慶卷)如圖所示,某人靜躺在椅子上,椅子的靠背與水平面之間有固定傾斜角.若此人所受重力為G,則椅子各部分對他的作用力的合力大小為()AG BGsin CGcos DGtan 物體的受力分析1受力分析的基本步驟(1)明確研究對象即確定分析受力的物體,研究對象可以是單個物體,也可以是多個物體組成的系統(tǒng)(2)隔離物體分析將研究對象從周圍的物體中隔離出來,進而分析周圍物體有哪些對它施加了力的作用(3)畫受力示意圖邊分析邊將力一一畫在受力示意圖上,準確標出力的方向,標明各力的符號2受力分析的常用方法(1)整體法和隔離法研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力;研究系統(tǒng)內(nèi)部各物體之
32、間的相互作用力(2)假設法在受力分析時,若不能確定某力是否存在,可先對其作出存在或不存在的假設,然后再就該力存在與否對物體運動狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在(單選)(2014東營模擬)如圖所示,兩個等大、反向的水平力F分別作用在物體A和B上,A、B兩物體均處于靜止狀態(tài)若各接觸面與水平地面平行,則A、 B兩物體各受幾個力()A3個、4個B4個、4個C4個、5個 D4個、6個 嘗試解答_總結提升(1)物體的受力情況與物體的運動狀態(tài)有關,分析物體受力時,要注意物體所處的狀態(tài)(2)注意整體法和隔離法靈活交叉使用1(單選)(2013高考上海卷)如圖,質量mAmB的兩物體A、B疊放在一起,靠著豎直墻面讓
33、它們由靜止釋放,在沿粗糙墻面下落過程中,物體B的受力示意圖是()解決平衡問題的常用方法方法內(nèi)容合成法物體受三個共點力的作用而平衡,則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等,方向相反分解法物體受三個共點力的作用而平衡,將某一個力按力的效果分解,則其分力和其他兩個力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個或三個以上力的作用時,將物體所受的力分解為相互垂直的兩組,每組力都滿足平衡條件在科學研究中,可以用風力儀直接測量風力的大小,其原理如圖所示儀器中一根輕質金屬絲下懸掛著一個金屬球,無風時,金屬絲豎直下垂;當受到沿水平方向吹來的風時,金屬絲偏離豎直方向一個角度風力越大,偏角越大通過傳感器,就可以根據(jù)偏角的大
34、小測出風力的大小求風力大小F跟金屬球的質量m、偏角之間的關系思路點撥本題可按以下思路進行求解: 課堂筆記2(多選)兩個相同的粗糙斜面上,放兩個相同的物塊,分別用沿斜面向下的力F1(如圖甲)和沿斜面向上的力F2(如圖乙)推物塊,結果物塊都能沿斜面勻速運動,斜面的傾角為,物塊的質量為m,物塊與斜面的動摩擦因數(shù)為,則關于推力F1、F2的說法正確的是()AF2F12mgsin BF2F12mgcos CF2F12mgsin DF2F12mgcos 圖解法分析動態(tài)平衡問題1動態(tài)平衡:是指平衡問題中的一部分力是變力,是動態(tài)力,力的大小和方向均要發(fā)生變化,所以叫動態(tài)平衡,這是力平衡問題中的一類難題2基本思路
35、:化“動”為“靜”,“靜”中求“動”3基本方法:圖解法和解析法(單選)(2013高考天津卷)如圖所示,小球用細繩系住,繩的另一端固定于O點現(xiàn)用水平力F緩慢推動斜面體,小球在斜面上無摩擦地滑動,細繩始終處于直線狀態(tài),當小球升到接近斜面頂端時細繩接近水平,此過程中斜面對小球的支持力FN以及繩對小球的拉力FT的變化情況是()AFN保持不變,F(xiàn)T不斷增大BFN不斷增大,F(xiàn)T不斷減小CFN保持不變,F(xiàn)T先增大后減小DFN不斷增大,F(xiàn)T先減小后增大審題突破用水平力F緩慢推動斜面體的含義是什么?在整個過程中小球受幾個力?哪個力是恒力?哪個力方向不變?嘗試解答_方法總結圖解法分析動態(tài)平衡問題的步驟:(1)選某
36、一狀態(tài)對物體進行受力分析;(2)根據(jù)平衡條件畫出平行四邊形;(3)根據(jù)已知量的變化情況再畫出一系列狀態(tài)的平行四邊形;(4)判定未知量大小、方向的變化3(單選)(2014冀州模擬)如圖所示,將球用細繩系住放在傾角為的光滑斜面上,當細繩由水平方向緩慢向上偏移至豎直方向的過程中,細繩上的拉力將()A逐漸增大 B逐漸減小C先增大后減小 D先減小后增大隔離法和整體法在多體平衡中的應用當分析相互作用的兩個或兩個以上物體整體的受力情況及分析外力對系統(tǒng)的作用時,宜用整體法;而在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個物體各部分)間的相互作用時常用隔離法整體法和隔離法不是獨立的,對一些較復雜問題,通常需要多次選取研究對象,交替
37、使用整體法和隔離法(單選)(2013高考山東卷) 如圖所示,用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個相同的小球連接并懸掛,小球處于靜止狀態(tài),彈簧A與豎直方向的夾角為30,彈簧C水平,則彈簧A、C的伸長量之比為()A.4 B4C12 D21嘗試解答_4(多選)如圖所示,質量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上,通過最高點處的釘子用水平細線拉住一質量為m、半徑為r的光滑球B.以下說法正確的是()AA對地面的壓力等于(Mm)gBA對地面的摩擦力方向向左CB對A的壓力大小為mgD細線對小球的拉力大小為mg平衡中的臨界和極值問題該得的分一分不丟!(1)設該同學沿拖桿方向用大小為F的力推拖把將推拖把的力沿
38、豎直和水平方向分解,由平衡條件可得豎直方向Fcos mgFN(2分)水平方向Fsin Ff(2分)式中FN和Ff分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力由摩擦定律得FfFN(1分)聯(lián)立式得Fmg(1分)(2)若不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開始運動,應有Fsin FN(2分)這時,式仍滿足聯(lián)立式得sin cos (2分)現(xiàn)考察使上式成立的角的取值范圍注意到上式右邊總是大于零,且當F無限大時極限為零,有sin cos 0(2分)使上式成立的角滿足0,這里0是題中所定義的臨界角,即當0時,不管沿拖桿方向用多大的力都推不動拖把臨界角的正切為tan 0.(2分)答案(1) mg(2)總結提升處于平
39、衡問題中的臨界問題和極值問題,首先要正確進行受力分析,弄清臨界條件,然后列出平衡方程對于極值問題,要善于選擇物理方法和數(shù)學方法,做到數(shù)理的巧妙結合對于不能確定的狀態(tài),可以采用假設推理法,即先假設為某狀態(tài),然后根據(jù)平衡條件及有關知識列方程求解5(單選)(2013高考新課標全國卷)如圖,在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用,F(xiàn)平行于斜面向上若要物塊在斜面上保持靜止,F(xiàn)的取值應有一定范圍,已知其最大值和最小值分別為F1和F2(F20)由此可求出()A物塊的質量B斜面的傾角C物塊與斜面間的最大靜摩擦力D物塊對斜面的正壓力一 高考題組1(單選)(2010高考安徽卷)L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面
40、上,輕質彈簧一端固定在木板上,另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連,如圖所示若P、Q一起沿斜面勻速下滑,不計空氣阻力,則木板P的受力個數(shù)為()A3B4C5 D62(單選)(2011高考安徽卷)一質量為m的物塊恰好靜止在傾角為 的斜面上現(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力F,如圖所示,則物塊()A仍處于靜止狀態(tài)B沿斜面加速下滑C受到的摩擦力不變D受到的合外力增大3(單選)(2012高考新課標全國卷)如圖,一小球放置在木板與豎直墻面之間設墻面對球的壓力大小為FN1,球對木板的壓力大小為FN2.以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開始緩慢地轉到水平位置不計摩擦,在此過程中()AFN1始終減
41、小,F(xiàn)N2始終增大BFN1始終減小,F(xiàn)N2始終減小CFN1先增大后減小,F(xiàn)N2始終減小DFN1先增大后減小,F(xiàn)N2先減小后增大二 模擬題組4(單選)(2014洛陽統(tǒng)考)如圖所示,放置在斜劈上的物塊受到平行于斜面向上的力F的作用,整個裝置保持靜止現(xiàn)在使力F增大,但整個裝置仍保持靜止,則下列說法正確的是()A物塊對斜劈的壓力可能增大B物塊受到的合外力可能增大C地面對斜劈的摩擦力可能減小D斜劈對物塊的摩擦力可能減小5(多選)(原創(chuàng)題)兩個質量相等的物塊通過輕繩繞過兩個光滑的定滑輪處于如圖所示的靜止狀態(tài),AB與水平方向成45角,過A的水平線與過B的豎直線交于C點,現(xiàn)給AB的中點O施加一外力F,使O點緩
42、慢地向C點做直線運動,則運動過程中下列說法正確的是()AF的方向總是指向C BF的方向在不斷地變化CF在不斷地增大 DF先增大后減小三 選做題6(單選)(2014荊州質量檢查)如圖所示,左側是傾角為 60的斜面、右側是圓弧面的物體固定在水平地面上,圓弧面底端的切線水平,一根兩端分別系有質量為m1、m2小球的輕繩跨過其頂點上的小滑輪當它們處于平衡狀態(tài)時,連接m2小球的輕繩與水平線的夾角為60,不計一切摩擦,兩小球可視為質點兩小球的質量之比m1m2等于()A11B23C32 D34溫馨提示日積月累,提高自我請做課后達標檢測6實驗二探究彈力和彈簧伸長的關系實驗目的1探究彈力和彈簧伸長的定量關系2學會
43、利用列表法、圖象法研究物理量之間的關系實驗原理1彈簧受力會發(fā)生形變,形變的大小與受到的外力有關沿著彈簧的方向拉彈簧,當形變穩(wěn)定時,彈簧產(chǎn)生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的(注:彈簧質量不計)2用懸掛法測量彈簧的彈力,運用的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等3彈簧的長度可用刻度尺直接測出,伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進行計算這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關系即尋求Fkx的關系實驗器材彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺、鉤碼若干、坐標紙實驗步驟1如圖所示,將鐵架臺放在桌面上(固定好),將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上,在靠近彈簧處將刻度尺(最小分度為1 mm
44、)固定于鐵架臺上,并用重垂線檢查刻度尺是否豎直2記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應的刻度l0,即彈簧的原長3在彈簧下端掛上鉤碼,待鉤碼靜止時測出彈簧的長度l,求出彈簧的伸長x和所受的外力F(等于所掛鉤碼的重力)4改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復上述實驗,要盡量多測幾組數(shù)據(jù),將所測數(shù)據(jù)填寫在下列表格中記錄表:彈簧原長l0_cm.次數(shù)內(nèi)容123456拉力F/N彈簧總長/cm彈簧伸長/cm數(shù)據(jù)處理1以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標,以彈簧的伸長量x為橫坐標,用描點法作圖連接各點,得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線2以彈簧的伸長量為自變量,寫出曲線所代表的函數(shù)首先嘗試一次函數(shù),如果不行則考慮二次函數(shù)3得出
45、彈力和彈簧伸長之間的定量關系,解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義誤差分析1鉤碼標值不準確造成系統(tǒng)誤差2彈簧長度的測量和作圖時造成偶然誤差注意事項1所掛鉤碼不要過重,以免彈簧被過分拉伸,超出它的彈性限度要注意觀察,適可而止2每次所掛鉤碼的質量差盡量大一些,從而使坐標上描的點盡可能稀,這樣作出的圖線更精確3測彈簧長度時,一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量,以免增大誤差4描點畫線時,所描的點不一定都落在一條曲線上,但應注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側5記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位拓展創(chuàng)新本實驗的系統(tǒng)誤差來自彈簧的重力,所以改進實驗的思路應該是盡可能減小彈簧自重的影響:1一個
46、方案是將彈簧穿過一根水平光滑的橫桿,在水平方向做實驗2另一個方案是選擇勁度系數(shù)較小的輕彈簧,通過減小讀數(shù)的相對誤差來提高實驗的精確度3利用計算機及傳感器技術,將彈簧水平放置,且一端固定在傳感器上,傳感器與計算機相連,對彈簧施加變化的作用力(拉力或推力)時,計算機上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關系圖象(如圖甲、乙所示),分析圖象得出結論對實驗原理和實驗操作的考查如圖甲所示,用鐵架臺、彈簧和多個已知質量且質量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關系(1)為完成實驗,還需要的實驗器材有:_.(2)實驗中需要測量的物理量有:_.(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的Fx圖線,由此可求出彈簧的
47、勁度系數(shù)為_N/m.圖線不過原點是由于_(4)為完成該實驗,設計的實驗步驟如下:A以彈簧伸長量為橫坐標,以彈力為縱坐標,描出各組(x,F(xiàn))對應的點,并用平滑的曲線連接起來;B記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0;C將鐵架臺固定于桌子上,并將彈簧的一端系于橫梁上,在彈簧附近豎直固定一把刻度尺;D依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個鉤碼,分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應的刻度,并記錄在表格內(nèi),然后取下鉤碼;E以彈簧伸長量為自變量,寫出彈力與伸長量的關系式,首先嘗試寫成一次函數(shù),如果不行,則考慮二次函數(shù);F解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義;G整理儀器請將以上步驟按操作的先后順序排列出來:_
48、.解析(1)根據(jù)實驗原理可知還需要刻度尺來測量彈簧原長和形變量;(2)根據(jù)實驗原理,實驗中需要測量的物理量有彈簧的原長、彈簧所受外力與對應的伸長量(或與彈簧對應的長度);(3)取圖象中(0.5,0)和(3.5,6)兩個點,代入Fkx可得k200 N/m,由于彈簧自身的重力,使得彈簧不加外力時就有形變量(4)根據(jù)完成實驗的合理性可知,先后順序為CBDAEFG.答案(1)刻度尺(2)彈簧原長、彈簧所受外力及對應的伸長量(或與彈簧對應的長度)(3)200彈簧自身重力(4)CBDAEFG對實驗數(shù)據(jù)的處理的考查(2012高考廣東卷)某同學探究彈力和彈簧伸長量的關系(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上,將刻度尺固定在彈簧一側彈簧軸線和刻度尺都應在_方向(填“水平”或“豎直”)(2)彈簧自然懸掛,待彈簧_時,長度記為L0;彈簧下端掛上砝碼盤時,長度記為Lx;在砝碼盤中每次增加10 g砝碼,彈簧長度依次記為L1至L6,數(shù)據(jù)如下表:代表符號L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一
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