高一物理必修一力階段復(fù)習(xí)課課件

1、階段復(fù)習(xí)課 第二章,物體對(duì)物體的作用,方向,形變,運(yùn)動(dòng)狀態(tài),mg,豎直向下,重心,相互接觸,發(fā)生彈性形變,接觸面,繩子收縮,F=kx,接觸且擠壓,相對(duì)運(yùn)動(dòng),相對(duì)運(yùn),動(dòng)趨勢(shì),粗糙,相對(duì)運(yùn)動(dòng),相對(duì)運(yùn),動(dòng)趨勢(shì),0,Fmax,作用效果,平行四邊形,三角形,|F1-F2|,|F1+F2|,實(shí)際效果,大小,正交,彈簧伸長,平行四邊形,一、彈力與摩擦力的對(duì)比理解 1.彈力和摩擦力的對(duì)比,2.彈力或摩擦力的有無及方向判斷的特殊方法 (1)假設(shè)法。 (2)結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷。 (3)效果法。 (4)相互作用法。,3.摩擦力的“四個(gè)不一定” (1)受靜摩擦力的物體不一定靜止,受滑動(dòng)摩擦力的物體不一定運(yùn)動(dòng)。 (2

2、)靜摩擦力不一定比滑動(dòng)摩擦力小。 (3)摩擦力不一定與運(yùn)動(dòng)方向相反,還可以與運(yùn)動(dòng)方向相同,甚至可以與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角。 (4)摩擦力不一定是阻力,還可以是動(dòng)力。,【典例1】(2013蘇州高一檢測(cè))長直 木板的上表面的一端放置一個(gè)鐵塊,木 板放置在水平面上,將放置鐵塊的一端 由水平位置緩慢地向上抬起,木板另一端相對(duì)水平面的位置保持不變,如圖所示。鐵塊受到的摩擦力f隨木板傾角變化的圖線在圖中正確的是(設(shè)最大靜摩擦力的大小等于滑動(dòng)摩擦力大小)(),【標(biāo)準(zhǔn)解答】選C。(1)當(dāng)=0時(shí),Ff=0;當(dāng)較小時(shí),鐵塊相對(duì)木板處于靜止?fàn)顟B(tài),鐵塊受靜摩擦力作用,其大小與重力沿木板(斜面)方向分力大小相等,即Ff=

3、mgsin,Ff隨的增大按正弦規(guī)律增大。(2)當(dāng)tan=時(shí)處于臨界狀態(tài),此時(shí)摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力,由題設(shè)條件可知其等于滑動(dòng)摩擦力大小。(3)當(dāng)tan時(shí),鐵塊相對(duì)木板向下滑動(dòng),鐵塊受到滑動(dòng)摩擦力的作用,可知Ff=FN=mgcos,Ff隨的增大按余弦規(guī)律減小。當(dāng)=90時(shí),Ff=0,故C正確。,【變式訓(xùn)練】如圖所示,質(zhì)量為m的木塊 P在質(zhì)量為M的長木板ab上滑行,長木板 放在水平地面上一直處于靜止?fàn)顟B(tài)。若 長木板ab與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1,木塊P與長木板ab間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2,則長木板ab受到地面的摩擦力大小為() A.1MgB.1(m+M)g C.2mgD.1Mg+2mg,【解析】選C。長木板

4、ab未動(dòng)即地面對(duì)長木板ab的摩擦力為靜摩擦力,由于P在長木板ab上滑動(dòng),即P對(duì)長木板ab的摩擦力大小為2mg。由平衡條件可知地面對(duì)ab的靜摩擦力大小為2mg。即只有C正確。,二、力的合成法、效果分解法及正交分解法處理共點(diǎn)力平衡問題 物體在三個(gè)力或多個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài),根據(jù)已知力分析、計(jì)算未知力的大小,是本章的常見問題,其求解步驟如下: 1.確定研究對(duì)象。 2.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析。 3.選擇合適的處理方法,確定各力間的關(guān)系并列式求解。 (1)力的合成法(一般用于受力個(gè)數(shù)為三個(gè)時(shí)) 確定要合成的兩個(gè)力; 根據(jù)平行四邊形定則作出這兩個(gè)力的合力;,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)計(jì)算合力; 根據(jù)平衡條件確定合力

5、的平衡力的大小。 (2)力的效果分解法(一般用于受力個(gè)數(shù)為三個(gè)時(shí)) 確定要分解的力; 按實(shí)際作用效果確定兩分力的方向; 沿兩分力方向作平行四邊形; 根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)求分力; 根據(jù)平衡條件確定分力的平衡力的大小。,(3)正交分解法(一般用于受力個(gè)數(shù)較多時(shí)) 建立坐標(biāo)系; 正交分解各力; 沿x軸、y軸方向根據(jù)平衡條件列式求解。,【典例2】如圖所示，一只質(zhì)量為m的 螞蟻在半徑為R的半球形碗內(nèi)爬行， 在距碗底高 的P點(diǎn)停下來，若重力 加速度為g，則它在P點(diǎn)受到的摩擦力 大小為( ) A. B. C. D.mg,【標(biāo)準(zhǔn)解答】選C。過P點(diǎn)作半球形面的 切面，該切面相當(dāng)于傾角為的斜面， 由幾何知識(shí)知cos= 。

6、用一方塊形物 體表示螞蟻，故螞蟻在P點(diǎn)受到的摩擦 力大小Ff=F1=mgsin= ，C正確。,【變式訓(xùn)練】(2013潮州高一檢測(cè))如圖所示，一條細(xì)繩跨過定滑輪連接物體A、B，A懸掛起來，B穿在一根豎直桿上，兩物體均保持靜止，不計(jì)繩與滑輪、B與豎直桿間的摩擦，已知繩與豎直桿間的夾角為，則物體A、B的質(zhì)量之比mAmB等于 ( ),A.cos1B.1cos C.tan1D.1sin 【解析】選B。對(duì)A、B受力分析可知mAgcosmBg，則有mAmB1cos，B項(xiàng)正確。,三、物體平衡中的臨界和極值問題 1.臨界問題 (1)臨界狀態(tài):物體的平衡狀態(tài)將要變化的狀態(tài)。物理系統(tǒng)由于某些原因而發(fā)生突變(從一種物

7、理現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物理現(xiàn)象,或從一種物理過程轉(zhuǎn)入到另一種物理過程的狀態(tài))時(shí)所處的狀態(tài),叫臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)也可理解為“恰好出現(xiàn)”和“恰好不出現(xiàn)”某種現(xiàn)象的狀態(tài)。,(2)臨界條件:臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的條件,從受力的角度看通常是物體所受合外力為零,但要注意相應(yīng)因素再變化一點(diǎn),臨界條件將不再具備,臨界的平衡狀態(tài)將被打破,如外力再大一點(diǎn),物體將由靜止開始運(yùn)動(dòng)或由勻速變?yōu)榧铀?或減速)。 (3)處理方法:平衡物體的臨界問題的求解方法一般是采用假設(shè)推理法確定臨界狀態(tài)及臨界條件,然后再根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)列方程求解或判定。 2.極值問題 極值是指平衡問題中某些物理量變化時(shí)出現(xiàn)最大值或最小值。平衡問題中的極值,一

8、般指在力的變化過程中的最大值和最小值。,【典例3】如圖所示,物體的質(zhì)量為2kg,兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上,另一端系于物體上,在物體上另施加一個(gè)方向與水平線成=60的拉力F,若要使兩繩都能伸直,求拉力F的大小范圍(g取10m/s2)。,【標(biāo)準(zhǔn)解答】解法一:數(shù)學(xué)解析法 A的受力情況如圖，由平衡條件得Fsin +F1sin-mg=0 Fcos-F2-F1cos=0 由上述兩式得F= -F1 F= 令F1=0,得F最大值Fmax= 令F2=0,得F最小值Fmin= 綜合得F的取值范圍,解法二:物理分析法 (1)假設(shè)AC繩剛好伸直且FAC=0,則Fsin= F= 若力F小于上述值,則AC繩

9、彎曲,所以F (2)假設(shè)AB繩剛好伸直且FAB=0,則Fsin=mg F= = ,若力F大于上述值,則AB繩彎曲,所以F ,因此力F的取值范圍是 答案：,【變式訓(xùn)練】(2013無錫高一檢測(cè))如圖 所示，質(zhì)量均為m的小球A、B用兩根不可 伸長的輕繩連接后懸掛于O點(diǎn)，在外力F的 作用下，小球A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)。若要使 兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài)且懸線OA與豎直方向 的夾角保持30不變，則外力F的大小 ( ) A.可能為B.可能為 C.可能為D.可能為mg,【解析】選B、C、D。本題相當(dāng)于一懸線吊一質(zhì)量為2m的物體，懸線OA與豎直方向夾角為30，與懸線OA垂直時(shí)外力F最小，大小為mg，所以外力F大于或等于m

10、g，故B、C、D正確。,1.(2012山東高考)如圖所示,兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動(dòng),在O點(diǎn)懸掛一重物M,將兩相同木塊m緊壓在豎直擋板上,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)保持靜止。Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小,FN表示木塊與擋板間正壓力的大小。若擋板間的距離稍許增大后,系統(tǒng)仍靜止,且O1、O2始終等高,則(),A.Ff變小B.Ff不變 C.FN變小D.FN變大,【解析】選B、D。以兩個(gè)木塊m和重物M整體作為研究對(duì)象，在 豎直方向上，F(xiàn)f= ，與擋板間的距離無關(guān)，A錯(cuò)誤，B 正確；如圖所示，以軸O點(diǎn)為研究對(duì)象，桿對(duì)軸O的作用力為 F= ，再以木塊m為研究對(duì)象，擋板對(duì)

11、木塊的正壓力FN= Fsin=Fsin= ，當(dāng)擋板間的距離稍許增大時(shí)， 增大，F(xiàn)N增大，C錯(cuò)誤，D正確。,2.(2011山東高考)如圖所示,將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上,中間用一輕彈簧連接,兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁上。開始時(shí)a、b均靜止。彈簧處于伸長狀態(tài),兩細(xì)繩均有拉力,a所受摩擦力Ffa0,b所受摩擦力Ffb=0,現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷,則剪斷瞬間() A.Ffa大小不變B.Ffa方向改變 C.Ffb仍然為零D.Ffb方向向右,【解析】選A、D。彈簧處于伸長狀態(tài),彈簧對(duì)物體施加的是拉力。先對(duì)物體b進(jìn)行受力分析,在細(xì)繩未剪斷時(shí),b在水平方向上受到兩個(gè)力的作用,向左的彈簧的拉力和向右的繩的拉力

12、,在突然剪斷細(xì)繩時(shí),彈簧的拉力還沒有發(fā)生變化,即彈簧的長度沒有變化,物體b具有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),所以要受到一個(gè)與彈簧拉力方向相反的摩擦力,C錯(cuò)誤,D正確。對(duì)物體a受力分析,在剪斷細(xì)繩前后,物體a的位置沒有發(fā)生變化,受到的彈簧拉力和細(xì)繩拉力沒有發(fā)生變化,故它所受到的摩擦力沒有發(fā)生變化,A正確,B錯(cuò)誤。,3.(2011江蘇高考)如圖所示，石 拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對(duì)稱 楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角 為,重力加速度為g，若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì)，則石塊 側(cè)面所受彈力的大小為( ) A. B. C. D.,【解析】選A。石塊受力如圖所示，由力的平衡條件可知 2Fsin=mg，所以有F= ，A正確

13、。,4.(2011廣東高考)如圖所示的水 平面上,橡皮繩一端固定,另一端連 接兩根彈簧,連接點(diǎn)P在F1、F2和F3 三力作用下保持靜止,下列判斷正 確的是() A.F1F2F3 B.F3F1F2 C.F2F3F1 D.F3F2F1,【解析】選B。P點(diǎn)受力如圖所示: 由幾何知識(shí)得F3F1F2,所以B正確,A、C、D錯(cuò)誤。,5.(2010新課標(biāo)全國卷)如圖所示,一物塊置于水平地面上。 當(dāng)用與水平方向成60角的力F1拉物塊時(shí),物塊做勻速直線運(yùn) 動(dòng);當(dāng)改用與水平方向成30角的力F2推物塊時(shí),物塊仍做勻速 直線運(yùn)動(dòng)。若F1和F2的大小相等,則物塊與地面之間的動(dòng)摩擦 因數(shù)為() A. B. C. D.,【解析】選B。物塊受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff、已知拉 力，物塊處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件得: 力F1作用在物塊上時(shí)： F1cos60=(mg-F1sin60) 力F2作用在物塊上時(shí)： F2cos30=(mg+F2sin30) 又已知F1=F2，聯(lián)立式解得： = ,故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。,6.(2010山東高考)如圖所示,質(zhì)量 分別為m1、m2的兩個(gè)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