高三一輪復(fù)習學案：——相互作用力與物體平衡

1、高三一輪復(fù)習學案：相互作用力與物體平衡本章知識點：1、力的概念及合成與分解。2、重力、彈力、摩擦力。3、共點力及共點力作用下物體的平衡。共點力作用下物體的平衡條件：合力為零，即0.一、例題：第一課時考點一重力與萬有引力的關(guān)系例：一袋密封很好的大米從吉林被運往青海玉樹地震災(zāi)區(qū)，它的質(zhì)量 （填“變化”或“不變”），但重量卻 （填“變化”或“不變”），原因是在地球表面 ?？键c二彈力方向的判斷例：畫出下列物體所受的彈力二、習題題型一：運用假設(shè)法判斷彈力的存在1、如圖所示有一球放在光滑水平面上，并和光滑斜面ab接觸，球靜止分析球所受的彈力 2、如圖所示小球a在內(nèi)壁光滑的車廂內(nèi)隨車廂一起向右運動，試分析車

2、廂后壁對球的彈力情況題型二：彈力的方向分析及大小的計算1、如圖所示用輕質(zhì)細桿連接的a、b兩物體正沿著傾角為的斜面勻速下滑，已知斜面的粗糙程度是均勻的，a、b兩物體與斜面的接觸情況相同試判斷a和b之間的細桿上是否有彈力若有彈力，求出該彈力的大小；若無彈力，請說明理由2如圖所示，a、b兩物體的重力分別是ga3 n、gb4 n，a用懸繩掛在天花板上，b放在水平地面上，a、b間的輕彈簧上的彈力f2 n，則繩中張力f1和b對地面的壓力f2的可能值分別為( )a7 n和10 n b5 n和2 nc1 n和6 n d2 n和5 n3、如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，o為球心一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平

3、力f的作用下靜止于p點設(shè)滑塊所受支持力為fnop與水平方向的夾角為下列關(guān)系正確的是( )af bfmgtan cfn dfnmgtan 4如圖所示，傾角為的光滑斜面上放置一重力為g的小球，小球與固定在天花板上的繩子相連，小球保持靜止狀態(tài)繩子與豎直方向的夾角也為.若繩子的拉力大小為f，斜面對小球的支持力大小為f1，則af1f bf1gcos cfgcos dfcos gsin 題型三彈簧產(chǎn)生的彈力1、 如圖9所示，質(zhì)量為m的物體a放在地面上的豎直輕彈簧b上，且彈簧b分別與地面和物體a相連接現(xiàn)用細繩跨過定滑輪將物體a與另一輕彈簧c連接，當彈簧c處在水平位置且右端位于a點時它沒有發(fā)生形變已知彈簧b和

4、彈簧c的勁度系數(shù)分別為k1和k2，不計定滑輪、細繩的質(zhì)量和摩擦將彈簧c的右端由a點沿水平方向拉到b點時，彈簧b的彈力變?yōu)樵瓉淼?，求a、b兩點間的距離2、如圖所示，原長分別為l1和l2，勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛在天花板上，兩彈簧之間有一質(zhì)量為m1的物體，最下端掛著質(zhì)量為m2的另一物體，整個裝置處于靜止狀態(tài)求：(1)這時兩彈簧的總長(2)若用一個質(zhì)量為m的平板把下面的物體豎直緩慢地向上托起，直到兩彈簧的總長度等于兩彈簧的原長之和，求這時平板受到下面物體m2的壓力第2課時一、 例題考點一靜摩擦力例1靜摩擦力的有無及方向的判斷分析下列各種情況下物體a是否受摩擦力的作用及其方向例2靜摩

5、擦力大小的計算 用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體，靜止時彈簧伸長量為x現(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為2m的物體，系統(tǒng)靜止時彈簧伸長量也為x斜面傾角為30，如圖1所示則物體所受摩擦力( )a等于零b大小為mg，方向沿斜面向下c大小為mg，方向沿斜面向上d大小為mg，方向沿斜面向上考點二對滑動摩擦力fffn的理解例： 如圖2所示，一物塊置于水平地面上，當用與水平方向成60角的力f1拉物塊時，物塊做勻速直線運動；當改用與水平方向成30角的力f2推物塊時，物塊仍做勻速直線運動若f1和f2的大小相等，則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為( )a1 b2c d1二、習題題型一應(yīng)用“假設(shè)法”判斷靜摩擦力的方向1、

6、如圖3所示是主動輪p通過皮帶帶動從動輪q的示意圖，a與b、c與d分別是皮帶上與輪緣上相互接觸的點，則下列判斷正確的是(bcd)ab點相對于a點運動趨勢方向與b點運動方向相反bd點相對于c點運動趨勢方向與c點運動方向相反cd點所受靜摩擦力方向與d點運動方向相同d主動輪受到的摩擦力是阻力，從動輪受到的摩擦力是動力2、指明圖4中物體a在以下四種情況下所受的靜摩擦力的方向(1)物體a靜止于斜面上，如圖甲所示；(2)物體a受到水平拉力f作用而仍靜止在水平面上，如圖乙所示；(3)物體a放在車上，在剎車過程中，a相對于車廂靜止，如圖丙所示；(4)物體a在水平轉(zhuǎn)臺上,隨轉(zhuǎn)臺一起勻速轉(zhuǎn)動，如圖丁所示題型二摩擦力

7、的分析與計算1、如圖5所示，一質(zhì)量不計的彈簧原長為10 cm，一端固定于質(zhì)量m2 kg的物體上，另一端施一水平拉力f(g10 m/s2)(1)若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為02，當彈簧拉長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11 cm時，物體所受到的摩擦力大小為多少？(3)若將彈簧拉長13 cm時，物體所受的摩擦力大小為多少？(設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等)2、在粗糙的水平面上放一物體a，a上再放一質(zhì)量為m的物體b，a、b間的動摩擦因數(shù)為，施加一水平力f于a(如圖6所示)，計算下列情況下a對b的摩擦力(1)當a、b一起做勻速運動時(2)當a、b一起以加速度a

8、向右勻加速運動時(3)當力f足夠大而使a、b發(fā)生相對滑動時(4)當a、b發(fā)生相對滑動，且b物體的伸到a的外面時3、如圖9所示，質(zhì)量為m的物體，在沿斜面向上的拉力f作用下，沿放在水平地面上的質(zhì)量為m的傾角為的粗糙斜面勻速下滑，此過程中斜面保持靜止，則地面對斜面(bd )a無摩擦力b有水平向左的摩擦力c支持力為(mm)gd支持力小于(mm)g4、如圖所示，放在粗糙水平面上的物體a上疊放著物體b.a和b之間有一個被壓縮的彈簧a、b均處于靜止狀態(tài)，下列說法中正確的是ab受到向右的摩擦力bb對a的摩擦力向右c地面對a的摩擦力向右d地面對a沒有摩擦力題型三滑動摩擦力的分析問題1、 如圖7所示，人重600

9、n，木塊a重400 n，人與木塊、木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為02，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；(2)人腳對a的摩擦力的大小和方向2、如圖所示，在傾角為30的粗糙斜面上放一物體，重力為g，現(xiàn)在用與斜面底邊平行的力f推物體，物體恰能做勻速直線運動，則(1)物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)是多少？(2)物體的運動方向與斜面底邊成多大的夾角？第三課時一、例題考點一合力的范圍及共點力合成的方法例1合力范圍的確定(1)有兩個共點力f18 n，f215 n，則 nf合 n且隨二力夾角的增大，f合逐漸 (2)有三個共點力：f18 n，f215 n，f

10、315 n，則 nf合 n如：f18 n，f215 n，f33 n，則 nf合 n例2共點力的合成 (1)合成法則：平行四邊形定則或 定則(2)求出以下三種特殊情況中二力的合力：考點二力的分解的方法例1按力的效果分解找出重力g的兩個作用效果，并求它的兩個分力如圖3所示f1 ，f2 (用g和表示)例2. 關(guān)于一個力的分解，下列說法正確的是()a已知兩個分力的方向，有唯一解b已知兩個分力的大小，有唯一解c已知一個分力的大小和方向，有唯一解d已知一個分力的大小和另一個分力方向，有唯一解考點三正交分解法1定義：把各個力沿相互垂直的方向分解的方法用途：求多個共點力的合力時，往往用正交分解法2步驟：如圖5

11、所示，(1)建立直角坐標系；通常選擇共點力的作用點為坐標原點，建立x、y軸讓盡可能多的力落在坐標軸上(2)把不在坐標軸上的各力向坐標軸進行正交分解(3)沿著坐標軸的方向求合力fx、fy(4)求fx、fy的合力，f與fx、fy的關(guān)系式為：f方向為：tan fy/fx例1物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力f，a中f垂直于斜面向上，b中f垂直于斜面向下，c中f豎直向上，d中f豎直向下，施力后物塊仍然靜止，則物塊所受的靜摩擦力增大的是( )二、習題題型一力的效果分解在實際生活中的應(yīng)用1、如圖6所示，用一根長1 m的輕質(zhì)細繩將一幅質(zhì)量為1 kg的畫框?qū)ΨQ懸掛在墻壁上，已知繩能

12、承受的最大張力為10 n，為使繩不斷裂，畫框上兩個掛釘?shù)拈g距最大為(g取10 m/s2)( )a m b m c m d m2、如圖7所示，30，裝置的重力和摩擦力均不計，若用f100 n的水平推力使滑塊b保持靜止，則工件上受到的向上的彈力多大？題型二理解合力與分力間的關(guān)系1、互成角度的兩個共點力，有關(guān)它們的合力與分力關(guān)系的下列說法中，正確的是()a合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力b合力的大小隨分力間夾角的增大而增大c合力的大小一定大于任意一個分力d合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力2、下列關(guān)于合力的敘述中正確的是( )a合力是原來幾個力的等效代替，合力的作用效果與分力的共

13、同作用效果相同b兩個力夾角為(0)，它們的合力隨增大而增大c合力的大小總不會比分力的代數(shù)和大d不是同時作用在同一物體上的力也能進行力的合成的運算題型三物體的受力分析1、 如圖8所示，運動員用豎直的膠皮乒乓球板去推擋水平飛來的上旋乒乓球試分析推擋瞬間乒乓球所受的力，標明每一個力的名稱和方向2、 如圖9所示，物體a靠在傾斜的墻面上，在與墻面和b垂直的力f作用下，a、b保持靜止，試分析a、b兩物體受力的個數(shù)題型四力的合成與分解綜合問題1、 如圖10所示是一種研究劈的作用的裝置，托盤a固定在細桿上，細桿放在固定的圓孔中，下端有滾輪，細桿只能在豎直方向上移動，在與托盤連接的滾輪正下面的底座上也固定一個滾

14、輪，輕質(zhì)劈放在兩滾輪之間，劈背的寬度為a，側(cè)面的長度為l，劈尖上固定的細線通過滑輪懸掛質(zhì)量為m的砝碼，調(diào)整托盤上所放砝碼的質(zhì)量m，可以使劈在任何位置時都不發(fā)生移動忽略一切摩擦和劈、托盤、細桿與滾輪的重力，若al，試求m是m的多少倍？2、 風箏(圖11甲)借助于均勻的風對其作用力和牽線對其拉力的作用，才得以在空中處于平衡狀態(tài)如圖11乙所示，風箏平面ab與地面夾角為30，風箏質(zhì)量為300 g，求風對風箏的作用力的大小(風對風箏的作用力與風箏平面相垂直，g取10 m/s2)3如圖13所示，將足球用網(wǎng)兜掛在光滑的墻壁上，設(shè)繩對球的拉力為f1，墻壁對球的支持力為f2，當細繩長度變短時( )af1、f2均

15、不變bf1、f2均增大cf1減小，f2增大df1、f2均減小4如圖15所示，在傾角為30的光滑斜面上，一個滑塊在彈簧拉力作用下處于靜止彈簧的拉力與斜面平行，大小為7 n，求滑塊的重力與斜面對滑塊的支持力第四課時一、 例題考點一受力分析的步驟與方法例1.如圖1所示，物體a靠在豎直墻壁上，在力f作用下，a、b保持靜止(1)此時物體b的受力個數(shù)為 個(2)若物體a固定在墻上，其他條件不變，則b物體受力個數(shù)可能為 個和 個(3)若將力f改為水平向左的力仍作用在物體b上，其他條件不變，則物體b受 個力 例2. l 型 木板p(上表面光滑)放在固定斜面 上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面

16、的滑塊q相連，如圖2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 ()a3 b4 c5 d6考點二 共點力平衡問題的理解與應(yīng)用例1.在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體a，a與豎直墻之間放一光滑圓球b，整個裝置處于靜止狀態(tài)現(xiàn)對b加一豎直向下的力f，f的作用線通過球心，設(shè)墻對b的作用力為f1，b對a的作用力為f2，地面對a的作用力為f3.若f緩慢增大而整個裝置仍保持靜止，截面如圖3所示，在此過程中af1保持不變，f3緩慢增大bf1緩慢增大，f3保持不變cf2緩慢增大，f3緩慢增大df2緩慢增大，f3保持不變二、習題題型一用圖解法求動態(tài)變化問題1.如圖4所示，一

17、傾角為的固定斜面上，有一塊可繞其下端轉(zhuǎn)動的擋板p，今在擋板與斜面間夾有一個重為g的光滑球試求擋板p由圖示的豎直位置逆時針轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，球?qū)醢鍓毫Φ淖钚≈?. 如圖5所示，兩根等長的繩子ab和bc吊一重物靜止，兩根繩子與水平方向夾角均為60.現(xiàn)保持繩子 ab與水平方向的夾角不變，將繩子bc逐漸緩慢地變化到沿水平方向，在這一過程中，繩子bc的拉力變化情況是 ( )a增大 b先減小，后增大c減小 d先增大，后減小題型二應(yīng)用整體法和隔離法求解平衡問題1. 如圖6所示，質(zhì)量為m的直角三棱柱a放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為.質(zhì)量 為m的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，a和

18、b都處于靜止狀態(tài)，求地面對三棱柱的支持力和摩擦力各為多少？2.有一個直角支架aob，ao水 平放置，表面粗糙，ob豎直放置，表面光滑ao上套有小環(huán)p，ob上套有小環(huán)q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸展的細繩相連，并在某一位置平衡(如圖7所示)現(xiàn)將p環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，ao桿對p環(huán)的支持力fn和細繩上的拉力f的變化情況是afn不變，f變大 bfn不變，f變小cfn變大，f變大 dfn變大，f變小題型三平衡中的臨界與極值問題1.物體a的質(zhì)量為2 kg，兩根輕細繩b和 c的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體a上，在物體a上

19、另施加一個方向與水平線成角的拉力f，相關(guān)幾何關(guān)系如圖8所示，60.若要使兩繩都能伸直，求拉力f的大小范圍(g取10 m/s2)2兩根長度相等的輕繩，下端懸掛一質(zhì)量為m的物體，上端分別固定在水平天花板上的m、n點，m、n兩點間的距離為l，如圖12所示，已知兩根繩子所能承受的最大拉力均為ft，則每根繩子的長度不得短于多少？實驗二探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系例題：例1、 1）在“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”實驗中，以下說法正確的是 （ ）a彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度b用懸掛砝碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)c用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量d用幾個不同的彈簧，分

20、別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與伸長量之比相等2)某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長l0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度l，把ll0作為彈簧的伸長量x，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是下圖中的 ( )例2 在“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中，實驗裝置如圖3所示所用的每個鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右恒定的拉力實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，每次測出相應(yīng)的彈簧總長度(1)有一個同學通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐

21、標圖4中，請作出fl圖線(2)由此圖線可得出該彈簧的原長l0_ cm，勁度系數(shù)k_ n/m.(3)試根據(jù)以上該同學的實驗情況，請你幫助他設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格(不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù))(4)該同學實驗時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較優(yōu)點在于：_ .缺點在于：_ _ .習題：1一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖象如圖5所示下列表述正確的是aa的原長比b的長ba的勁度系數(shù)比b的大ca的勁度系數(shù)比b的小d測得的彈力與彈簧的長度成正比2(2008北京理綜)某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系，并測彈簧的勁度系數(shù)

22、k，做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上當彈簧自然下垂時，指針指示的刻度數(shù)值記作l0；彈簧下端掛一個50 g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作l1；彈簧下端掛兩個50 g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作l2；掛七個50 g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作l7.(1)下表記錄的是該同學已測出的6個值，其中有兩個數(shù)值在記錄時有誤，它們的代表符號分別是_和_測量記錄表：代表符號l0l1l2l3l4l5l6l7刻度數(shù)值/cm1.703.405.108.6010.312.1(2)實驗中，l3和l7兩個值還沒有測定，請你根據(jù)

23、圖7將這兩個測量值填入記錄表中(3)為充分利用測量數(shù)據(jù)，該同學將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計算出了三個差值：d1l4l06.90 cm，d2l5l16.90 cm，d3l6l27.00 cm.請你給出第四個差值：d4_ cm.(4)根據(jù)以上差值，可以求出每增加50 g砝碼的彈簧平均伸長量l，l用d1、d2、d3、d4表示的式子為：l_.代入數(shù)據(jù)解得l_ cm.(5)計算彈簧的勁度系數(shù)k_ n/m.(g取9.8 m/s2)實驗三驗證力的平行四邊形定則例題 例1： 如圖所示，某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角、板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設(shè)計了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子a、b上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點為o，將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物(1)為完成該實驗，下述操作中必需的是_a測量細繩的長度b測量橡皮筋的原長c測量懸掛重物后橡皮筋的長度d記錄懸掛重物后結(jié)點o的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是_例2：李明同學在做“互成角度的兩個力的合成”實驗時，利用坐標紙記下了橡皮筋的結(jié)點位置o點