高考物理二輪專題突破 相互作用課件 魯科版 .ppt

1 知道力的概念及重力 2 知道常見(jiàn)的形變 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解物體的彈性 知道胡克定律 3 彈力產(chǎn)生的條件 方向的判斷 大小的計(jì)算及胡克定律的應(yīng)用 4 通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦 靜摩擦的規(guī)律 能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算摩擦力 5 通過(guò)實(shí)驗(yàn) 理解力的合成與分解 知道共點(diǎn)力的平衡條件 區(qū)分矢量與標(biāo)量 用力的合成與分解分析日常生活中的問(wèn)題 縱觀近幾年的高考題 這部分知識(shí)必定出現(xiàn) 大部分是和其他的知識(shí)綜合出題 主要涉及摩擦力和彈簧的彈力 單獨(dú)出題時(shí)往往以摩擦力為主 所以 彈力中的胡克定律的應(yīng)用和摩擦力的各類問(wèn)題是這部分的重點(diǎn)和難點(diǎn) 在復(fù)習(xí)中應(yīng)弄清摩擦力產(chǎn)生的條件 動(dòng) 靜摩擦力方向的判斷 動(dòng) 靜摩擦力和最大靜摩擦力大小的計(jì)算方法 弄清動(dòng) 靜摩擦力和最大靜摩擦力的區(qū)別和聯(lián)系 力的合成與分解和共點(diǎn)力的平衡 是整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ) 在復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)引起足夠的重視 應(yīng)熟練掌握矢量合成法則 平行四邊形定則和三角形定則 受力分析時(shí) 要靈活運(yùn)用整體法和隔離法 明確力的各種分解方法 1 力的概念 1 力是對(duì)的作用 物體之間的力是的 2 力是改變物體或使物體發(fā)生的原因 3 力的三要素 物體 物體 相互 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 形變 力的大小 力的方向 力的作用點(diǎn) 2 力的基本特征 3 重力與重心 1 由于而使物體受到的力叫重力 地球上的一切物體 不管是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的 都將受到地球的 因此都受重力的作用 重力的方向 建筑工人利用重垂線檢查墻角砌得是否豎直 就是利用的這一原理 2 物體各部分 這個(gè)點(diǎn)就是物體的重心 對(duì)于質(zhì)量分布均勻且有規(guī)則幾何形狀的物體 其重心在 同時(shí) 物體的重心 填 一定 不一定 或 一定不 在物體上 例如 地球的吸引 豎直向下 受到的重力視為集中作用在一點(diǎn) 物體的幾何中心 不一定 用鐵絲彎成的圓環(huán) 籃球等 4 彈力 1 定義 物體發(fā)生彈性形變時(shí) 由于要 會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用 這種力叫做彈力 2 產(chǎn)生條件 兩個(gè)物體必須直接 兩個(gè)物體的接觸處發(fā)生彈性 3 彈力的方向 總是與物體形變的趨向 壓力 支持力的方向都與物體的接觸面 繩子拉力的方向總是沿著繩子指向繩子的方向 4 彈簧的彈力 在彈性限度內(nèi) 彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng) 或縮短 的長(zhǎng)度 其表達(dá)式為f kx 稱為 式中k稱為彈簧的 其大小與彈簧的材料有關(guān) 單位是 恢復(fù)原狀 接觸 形變 相反 垂直 收縮 成正比 定律 胡克 勁度系數(shù) n m 5 靜摩擦力 1 產(chǎn)生 兩個(gè)相互接觸且有擠壓的物體 有時(shí)產(chǎn)生的摩擦力 2 產(chǎn)生條件 相互接觸且 有 接觸面粗糙 3 大小 隨外力的變化而變化 即只與外力有關(guān)而與正壓力無(wú)關(guān) 計(jì)算時(shí)只能根據(jù)物體所處的狀態(tài) 平衡或加速 由平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解 4 方向 總是與物體的方向相反 相對(duì) 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 相對(duì) 運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 相互擠壓 運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 6 滑動(dòng)摩擦力 1 產(chǎn)生 兩個(gè)相互接觸且有擠壓的物體發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的摩擦力 2 產(chǎn)生條件 相互接觸且 有運(yùn)動(dòng) 接觸面粗糙 3 大小 滑動(dòng)摩擦力大小與成正比 即 f n n指接觸面的壓力 并不總是等于物體的重力 是動(dòng)摩擦因數(shù) 與相互接觸的兩個(gè)物體的材料有關(guān) 還跟接觸面的情況 如粗糙程度 有關(guān) 4 方向 跟接觸面相切 并跟物體相反 相對(duì) 相互擠壓 相對(duì)滑動(dòng)方向 滑動(dòng) 1 直接判斷對(duì)于形變較明顯的情況 由形變情況直接判斷 2 利用 假設(shè)法 判斷對(duì)形變不明顯的情況 可假設(shè)與研究對(duì)象接觸的物體解除接觸 判斷研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變 若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變 則此處不存在彈力 若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變 則此處一定存在彈力 例如 如圖所示 有一球放在光滑水平面ac上 并和光滑斜面ab接觸 球靜止 分析球所受的彈力 可用 假設(shè)法 即假設(shè)去掉ab面 球仍然能夠保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài) 則可以判斷出球與ab面的接觸處沒(méi)有彈力 假設(shè)去掉ac面 則球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng) 故在與ac面的接觸處球受到彈力 其方向垂直于ac面向上 3 根據(jù)物體所處的狀態(tài)判斷靜止 或勻速直線運(yùn)動(dòng) 的物體都處于受力平衡狀態(tài) 這可以作為判斷某個(gè)接觸面上彈力是否存在的依據(jù) 例如 如圖所示 小球a在車廂內(nèi)隨車廂一塊向右運(yùn)動(dòng) 可根據(jù)小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析車廂后壁對(duì)球a的彈力的情況 1 若車廂和小球做勻速直線運(yùn)動(dòng) 則小球a受力平衡 所以后車廂壁對(duì)小球無(wú)彈力 2 若車廂和小球向右做加速運(yùn)動(dòng) 則由牛頓第二定律可知 后車廂壁對(duì)小球的彈力水平向右 案例1 2011屆 聊城測(cè)試 如圖所示 小球b放在真空容器a內(nèi) 球b的直徑恰好等于正方體a的邊長(zhǎng) 將它們以速度v0豎直向上拋出 下列說(shuō)法中正確的是 a 若不計(jì)空氣阻力 上升過(guò)程中 a對(duì)b的壓力向下b 若考慮空氣阻力 上升過(guò)程中 a對(duì)b的壓力向下c 若考慮空氣阻力 下落過(guò)程中 b對(duì)a的壓力向上d 若不計(jì)空氣阻力 下落過(guò)程中 b對(duì)a的壓力向上 解析 若不計(jì)空氣阻力 則a b整體的加速度等于重力加速度 物體b的加速度也等于重力加速度 因此a對(duì)b沒(méi)有作用力 同理 b對(duì)a也沒(méi)有作用力 故選項(xiàng)a d錯(cuò) 若考慮空氣阻力 則上升過(guò)程中 a b整體的加速度大于重力加速度 則b的加速度大于重力加速度 故a對(duì)b有向下的壓力 選項(xiàng)b對(duì) 在下降過(guò)程中 a b整體的加速度小于重力加速度 則b的加速度小于重力加速度 故a對(duì)b有向上的壓力 根據(jù)力的相互性 b對(duì)a有向下的壓力 故選項(xiàng)c錯(cuò) 答案 b 誤區(qū)警示 本題易誤選a c 原因是沒(méi)有正確判斷物體的加速度與重力加速度的大小關(guān)系 從而導(dǎo)致不能正確判斷a b間相互作用力的情況 即時(shí)鞏固1 如圖所示 細(xì)繩豎直拉球 小球和光滑斜面接觸 并處于平衡狀態(tài) 則小球受到的力有 a 重力 繩的拉力b 重力 繩的拉力 斜面的彈力c 重力 斜面的彈力d 繩的拉力 斜面的彈力 解析 假設(shè)繩沒(méi)有拉力 則小球不會(huì)平衡 所以小球受繩的拉力 假設(shè)斜面對(duì)小球有彈力 則小球不會(huì)平衡 故斜面對(duì)小球無(wú)彈力 答案 a 1 條件物體之間存在擠壓 或拉伸 要恢復(fù)原狀 產(chǎn)生彈力 由此知產(chǎn)生彈力的條件 一是物體間相接觸 二是產(chǎn)生能夠恢復(fù)原狀的形變 2 機(jī)理當(dāng)甲 乙兩物體之間存在擠壓 或拉伸 時(shí) 甲物體產(chǎn)生了形變 它由于具有恢復(fù)原狀的趨勢(shì)而對(duì)與它接觸的乙物體產(chǎn)生一個(gè)彈力 這個(gè)彈力的方向指向甲物體恢復(fù)原狀的方向 且垂直于接觸面 同理 乙物體要恢復(fù)原狀 對(duì)和它接觸的甲物體也有彈力作用 4 彈力的大小彈力的大小與物體形變量有關(guān) 形變量越大 彈力越大 1 對(duì)于難以觀察的微小形變 可以根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況 運(yùn)用物體平衡條件來(lái)確定彈力大小 2 對(duì)有明顯形變的彈簧 橡皮條等物體 彈力的大小可以由胡克定律計(jì)算 胡克定律 在彈性限度內(nèi) 彈簧彈力f的大小跟彈簧伸長(zhǎng) 或縮短 的長(zhǎng)度x成正比 數(shù)學(xué)表達(dá)式是 f kx 還可以表示成 f k x 其中k叫做彈簧的勁度系數(shù) 其數(shù)值等于彈簧發(fā)生單位長(zhǎng)度形變時(shí)產(chǎn)生的彈力大小 是用來(lái)描述彈簧的基本性質(zhì)的物理量 勁度系數(shù)跟彈簧的長(zhǎng)度 彈簧的材料 彈簧的粗細(xì)都有關(guān)系 對(duì)于一個(gè)確定的彈簧來(lái)說(shuō) 它的勁度系數(shù)是一定的 在國(guó)際單位制中 勁度系數(shù)k的單位是n m 案例2 如圖所示 各圖中a是否受彈力作用 若有 指明彈力方向 并作彈力的示意圖 圖中各物體靜止 圖中各接觸面均光滑 解析 首先要明確有哪些物體與a物體接觸 各接觸處是否有相互擠壓 由此可判斷在接觸處是否產(chǎn)生彈力及彈力的方向 圖中a與b之間無(wú)擠壓 a b之間無(wú)彈力作用 但a與地面之間有彈力作用 a受地面彈力方向垂直于地面向上 圖中a與碗上邊緣有擠壓 a在此點(diǎn)受彈力作用 屬于 點(diǎn)與線 接觸 彈力方向與a桿垂直 指向左上方 a下端與碗底擠壓產(chǎn)生形變 a在此點(diǎn)受彈力作用 屬于 點(diǎn)與弧 接觸 彈力垂直于切面方向指向球心 圖中a與b及a與墻之間有擠壓 都產(chǎn)生彈力 豎直墻給a的彈力與墻垂直指向左方 b給a的彈力沿兩球球心連線指向a 圖中在接觸的面間發(fā)生形變 屬于 面與面 接觸 b對(duì)a的彈力垂直于斜面斜向右下 地面對(duì)a的彈力垂直于地面向上 它們的受力示意圖如下圖所示 答案 如圖所示 誤區(qū)警示 該題易出現(xiàn)的問(wèn)題是 中認(rèn)為b對(duì)a有彈力的作用 中不能正確判定兩個(gè)彈力的方向 其原因是不能確定 中a b兩球是否有相互的擠壓及不能確定 中物體的接觸面 即時(shí)鞏固2 2011屆 運(yùn)河中學(xué)測(cè)試 如圖所示 重力不可忽略的均勻桿被細(xì)繩拉住而靜止 試畫(huà)出桿所受的彈力 答案 受力如圖所示 即時(shí)鞏固3 如圖所示 兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2 兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2 上面的木塊壓在上面的彈簧上 但不拴接 整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài) 現(xiàn)緩慢地向上提上面的木塊 直到它剛離開(kāi)上面的彈簧 求這個(gè)過(guò)程中下面木塊移動(dòng)的距離 1 靜摩擦力的有無(wú)及方向的確定方法 1 假設(shè)法 即假設(shè)接觸面光滑 看物體是否會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 若發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 則說(shuō)明物體原來(lái)雖相對(duì)靜止卻有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) 假設(shè)接觸面光滑 則此時(shí)物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向即為原來(lái)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向 從而可確定靜摩擦力的方向 若沒(méi)有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 則說(shuō)明沒(méi)有靜摩擦力 2 根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的效果來(lái)判斷其方向 如可以平衡其他力 可以做動(dòng)力 可以做阻力 可以提供向心力等 再根據(jù)平衡條件和牛頓定律來(lái)計(jì)算其大小 用牛頓第二定律判斷 關(guān)鍵是先判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 即加速度方向 再利用牛頓第二定律 f ma 確定合力的方向 然后進(jìn)行受力分析 判定靜摩擦力的方向 右圖中 物塊a和b在外力f作用下一起沿水平面向右以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 摩擦力提供a物體的加速度為a 摩擦力的大小為ma 方向水平向右 3 利用牛頓第三定律來(lái)判斷此法關(guān)鍵是抓住 摩擦力是成對(duì)出現(xiàn)的 先確定受力較少的物體受到的摩擦力方向 再確定另一物體受到的摩擦力方向 案例4 如圖所示 小車a上放著一木塊b 在下列情況下 a b均相對(duì)靜止 請(qǐng)分析以下幾種情況木塊b所受的摩擦力 1 小車在水平路面上做勻速直線運(yùn)動(dòng) 2 小車突然向右起動(dòng) 3 向右運(yùn)動(dòng)的小車突然剎車 解析 1 由于木塊隨著小車一起勻速直線運(yùn)動(dòng) 木塊與車相對(duì)靜止 但木塊相對(duì)車沒(méi)有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 故木塊不受靜摩擦力作用 2 采用 假設(shè)法 分析 當(dāng)車向右起動(dòng)時(shí) 如果a b接觸面光滑 a將相對(duì)于b向右運(yùn)動(dòng) 所以b相對(duì)于a有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) 故b受靜摩擦力方向向右 3 因?yàn)閯x車時(shí)b相對(duì)車有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) 故b受的靜摩擦力方向向左 答案 1 不受摩擦力 2 受向右的靜摩擦力 3 受向左的靜摩擦力 即時(shí)鞏固4 如圖所示 地面上靜止疊放著a b兩個(gè)物體 力f分別作用于a b兩物體上時(shí) a b相對(duì)地面靜止 試分別分析a b受到的摩擦力的情況 解析 1 f作用于a物體 a相對(duì)b有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) b相對(duì)a有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 故a受到向左的靜摩擦力 其大小等于f b受到a給它的向右的靜摩擦力 其大小也等于f 由于a b相對(duì)地而靜止 b有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) 因此b受到地面給它的向左的靜摩擦力 大小也等于f 2 f作用于b物體上 b相對(duì)地面有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 故b受到地面給它的向左的靜摩擦力 大小等于f 而a物體若受到b物體給它的摩擦力 則a b不可能相對(duì)地面靜止 故a b之間沒(méi)有摩擦力的作用 答案 見(jiàn)解析 1 靜摩擦力大小的計(jì)算根據(jù)物體所受外力及所處的狀態(tài) 平衡或變速 可分為兩種情況 1 物體處于平衡狀態(tài) 靜止或勻速 時(shí) 利用力的平衡條件來(lái)判斷其大小 2 物體有加速度時(shí) 若只有摩擦力 則f ma 例如勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤(pán)上物塊靠摩擦力提供向心力產(chǎn)生向心加速度 若除摩擦力外 物體還受其他力 則f合 ma 先求合力再求摩擦力 這種與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的特點(diǎn) 區(qū)別于滑動(dòng)摩擦力 2 滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小用公式f n來(lái)計(jì)算 應(yīng)用此公式時(shí)要注意以下幾點(diǎn) 1 為動(dòng)摩擦因數(shù) 其大小與接觸面的材料 表面的粗糙程度有關(guān) n為兩接觸面間的正壓力 其大小不一定等于物體的重力 2 滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān) 與接觸面積的大小也無(wú)關(guān) 3 摩擦力的效果摩擦力可以是動(dòng)力 也可以是阻力 受靜摩擦力作用的物體不一定靜止 受滑動(dòng)摩擦力作用的物體不一定運(yùn)動(dòng) 4 最大摩擦力最大靜摩擦力并不是物體實(shí)際受到的力 物體實(shí)際受到的靜摩擦力小于最大靜摩擦力 最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比 一般情況下 為了處理問(wèn)題的方便 最大靜摩擦力可按近似等于滑動(dòng)摩擦力處理 答案 b 即時(shí)鞏固5 2009 北京理綜 如圖所示 將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為 的固定斜面上 滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等 重力加速度為g 則 a 將滑塊由靜止釋放 如果 tan 滑塊將下滑b 給滑塊沿斜面向下的初速度 如果 tan 滑塊將減速下滑c 用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動(dòng) 如果 tan 拉力大小應(yīng)是2mgsin d 用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動(dòng)