2019版必修1 第三章 相互作用

1、第三章相互作用一一力練習(xí)與應(yīng)用舉出具體的實例來說明：(1 )力能夠改變物體的運(yùn)動狀態(tài)或使物體 產(chǎn)生形變。每一個力，都有一個施力物體和一個 受力物體。畫出下面幾個力的圖示，并指出受力物 體和施力物體。(1 )豎直向上飛行的火箭受到的重力，火 箭質(zhì)量為2x 103kg。g取10 N/kg。(2)人對車施加的水平向右250 N的推力。(3 )用一根細(xì)繩豎直懸掛一件工藝品，工 藝品對細(xì)繩的拉力為0.5 N。幾何學(xué)中把三角形三條中線的交點(diǎn)叫作 重心。物理學(xué)中也有重心的概念。均勻的三角 形薄板的 重心是不是與幾何學(xué)上的重心位于同一點(diǎn)上？請你通過以下實驗作出判斷。首先作圖把均勻等厚三角形紙板的三條中線的交點(diǎn)

2、C找出來，然后用細(xì)線懸吊三角形紙板的任意 位置，看懸線的延長線是否通過C點(diǎn)。質(zhì)量均勻的鋼管，一端支在光滑的水平地面上另一端被豎直繩懸掛著(圖3.1-9)鋼管受到幾個力的作用？各力的施力物體是什 么？畫出鋼管受力的示意圖。物體在力的作用下產(chǎn)生的形變有時不容易被覺察，教科書列舉了兩個觀察微小形變的 實例，你 還能想到用什么方法來觀察力作用下 的微小形變？請畫示意圖說明你的方法。某同學(xué)在豎直懸掛的彈簧下加掛鉤碼，做實驗研究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。他將實 驗數(shù)據(jù) 記錄在表格中。實驗時彈力始終未超過彈性限度，g取10 N/kg。表砝碼質(zhì)量與彈簧總長度砝碼質(zhì)量m / g0305090120彈簧總長度l /

3、 cm6.07.28.39.510.6 -1.8（1 ）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上作出彈力F跟彈簧伸長量x 關(guān)系的F-x圖像（圖3.1-10）。（2）根據(jù)F-x圖像計算彈簧的勁度系數(shù)?！?1T1,t-l-:-L，T-:-t H:T，i，T-:-i，_TTiiiitt_-HH-H-rFTn-Hh+jT+.T+.a,i-r祥潔a, ,TfTf. TFThrr -二b-i-i-:-:- -i-H-i-h-1-14+t-14.+，+丁工， _，Ttl-L, 卜,卜，r卜， !-_士：+壬.7.小發(fā)明設(shè)計一個自動沖水裝置。有一個排污溝，需要每隔十多分鐘用水沖洗一次。為此，請你應(yīng)用重心的知識設(shè)計一個自動沖水裝

4、 置。設(shè)計的思路是：用一個可以轉(zhuǎn)動的容器接住從水龍頭細(xì)細(xì)流出的水，容器中的水裝到一定體積時， 由于重心位置的變化，容器失去平衡而翻倒容器中的水被全部倒出沖洗排污溝，倒完水的容器又能自動恢 復(fù)到原來的位置重新接水如此往復(fù)。調(diào)節(jié)水龍頭的流量，還可以控制兩次沖水的時間間隔。請你在圖3.1-11的圓圈中畫出你構(gòu)思的這個裝置的圖示。摩擦力【例題】在我國東北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作為運(yùn)輸工具。一個有鋼制滑板的雪橇，連同車上木料 的總質(zhì)量為4.9X103 kg。在水平的冰道上，馬要在水平方向用多大的力，才能夠拉著雪橇勻速前進(jìn)？ g取10 N/kg練習(xí)與應(yīng)用手壓著桌面向前移動，會明顯地感覺到有阻力阻礙手的

5、移動。手對桌面的壓力越大，阻力越大。試一 試，并說明道理。一只玻璃瓶，在下列情況下是否受到摩擦力？如果受到摩擦力，摩擦力朝什么方向？（1）瓶子靜止在粗糙水平桌面上；（2）瓶子靜止在傾斜的桌面上；（3）瓶子被瓶口朝上握在手中靜止；（4）瓶子壓著一張紙條，扶住瓶子把紙條抽出。所受重力為100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它從原地開始運(yùn)動。木箱 從原地移動以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動。由此可知：木箱與地板之間的最 大靜摩擦力Fmax=；木箱所受的滑動摩擦力Ff=，木箱與地板之間的動摩擦因數(shù)U = ; 如果用20 N的水平推力推這個靜止的木箱

6、，木箱所受的摩擦力大小為。所受重力為500 N的雪橇，在平坦的雪地上用10 N的水平拉力恰好可以拉著空雪橇做勻速直線運(yùn)動。如果雪橇再載重500 N的貨物，那么，雪橇在該雪地上滑行時受到的摩擦力是多少？牛頓第三定律一個物體靜止地放在臺式彈簧秤上（圖3.3-9），試證明物體對彈簧秤的壓力大小等于物體所受的重力大小。證明時，請在圖上標(biāo)出所涉及的力。小強(qiáng)說：“我記得在初中學(xué)過，如果兩個力的大小相等、方向相反，這兩個力就會互相平衡，看 不到作用的效果了。既然作用力和反作用力也是大小相等、方向相反的，它們也應(yīng)該互相平衡呀！ ”應(yīng)該 怎么解答小強(qiáng)的疑問？如圖3.3-10，油桶放在汽車上，汽車停于水平地面。涉

7、及油桶、汽車、地球三個物體之間的作用力和反作用力一共有幾對？這幾對力中，油桶受哪幾個 力？汽車受哪幾個力？地球受哪幾個力？圖 3.3-10如圖3.3-11，粗糙的長方體木塊A、B疊在一起，放在水平桌面上，B木塊受到一個水平方向的 力的牽引，但仍然保持靜止。問B木塊受到哪幾個力的作用？AB *力的合成和分解練習(xí)與應(yīng)用有兩個力，一個是10 N，一個是2 N，它們的合力有可能等于5 N、10 N、15 N嗎？合力的 最大值是多少？最小值是多少？有兩個力，它們的合力為0?，F(xiàn)把其中一個向東的6 N的力改為向南(大小不變)，它們合力的 大小、方向如何？兩個力互成30角，大小分別是90 N和120 N。通過

8、作圖求出合力的大小和方向。如果這兩個 力的大小不變，兩個力之間的夾角變?yōu)?50，通過作圖求出合力的大小和方向。-個豎直向下的180 N的力分解為兩個 分力，一個分力 在水平方向上并等于240 N (圖3.4-9)，求另一個分力的大小 和方向。兩個力F和F之間的夾角為。，其合力為F。請判斷以下說法是否正確，并簡述理由。 12(1 )合力F總比分力F和F中的任何一個力都大。(2 )若F和F大小不變，62角越小，則合力F就越大。(3 )若夾角6不變，F(xiàn)大小不變，F(xiàn)增大，則合力F一定增大。如圖3.4-10，傾角為15的斜面上放著一個木箱，用100 N的拉力F斜向上拉著木箱，F(xiàn)與水平圖 3.4-ID方向

9、成45角。分別以平行于斜面和垂直于斜面的方向為x軸和j 軸建立直角坐標(biāo)系，把F分解為沿著兩個坐標(biāo)軸的分力。試在 圖中作出分力F和F，并計算它們的大小。如圖3.4-11，把一個物體放在傾角為6的斜面上，物體受重力G (物體還受到其他力的作用， 圖中沒有畫出)?，F(xiàn)在需要沿平行于 斜面方向和垂直于斜面方向?qū)θ矬w的運(yùn)動分別進(jìn)行研究，把重力G沿平行于斜面和垂直于斜面方向分解為F和F，求兩個分力的大小。.,一廣囿 3.4-11共點(diǎn)力的平衡【例題1】某幼兒園要在空地上做一個滑梯（圖3.5-1甲），根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6m。設(shè)計時，滑板和兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取0.4,為使兒童在滑梯游戲時

10、能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？【例題2】生活中常用一根水平繩拉著懸吊重物的繩索來改變或固定懸吊物的位置。如圖3.5-2,懸吊重物的細(xì)繩，其O點(diǎn)被一水平繩BO牽引，使懸繩AO段和豎直方向成。 角。若懸吊物所受的重力為G，則懸繩AO和水平繩BO所受的拉力各 等于多少？練習(xí)與應(yīng)用如圖3.5-5，物體在五個共點(diǎn)力的作用下O保持平衡。如果撤去力F1，而保持其余四個力不變，請 在圖上畫出這四個力的合力的大小和AB方向。土圖 3.5-5在光滑墻壁上用網(wǎng)兜把足球掛在A點(diǎn)，足球與墻壁的接觸點(diǎn)為B （圖3.5-6）。足球 的質(zhì)量為m，懸繩與墻壁的夾角為a，網(wǎng)兜的質(zhì)量不計。求懸繩對足球的拉力 和墻壁對足球的支持力

11、3.如圖3.5-7,物體所受重力為40 N,用細(xì)繩OC懸于O點(diǎn)，繩OC所能承受的最大拉力為50 N。現(xiàn)用細(xì)繩AB綁住繩OC的A點(diǎn)，再用緩慢增大的水平力牽引A點(diǎn)，當(dāng)、OA段剛被拉斷時，繩AB的拉力為多少？、展 B一個質(zhì)量為500 kg的箱子，在平行于斜面的拉力F作用下，沿傾角為30的斜面勻速上滑（圖 3.5-8）。已知箱子與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.3，拉力F是多少？A圖 3.5-8將一個質(zhì)量為4 kg的鉛球放在傾角為45的斜面上，并用豎直擋板擋住，鉛球處于靜止?fàn)顟B(tài)（圖3.5-9）。不考慮鉛球受到的摩擦力，鉛球?qū)醢宓膲毫蛯?斜面的壓力分別是多少？復(fù)習(xí)與提高A組指出下列說法中的錯誤：（1）因為物

12、體本身就有重力，所以重力沒有施力物體；桶水，兩人手臂間的夾角大些省力，還是小 些省力？請通過推導(dǎo)得出你的結(jié)論。（2）重力的方向總是垂直于接觸面向下的；（3）放在水平桌面上的兩個球，靠在一起但并不互相擠壓，兩球之間存在彈力；（4）兩物體間如果有相互作用的彈力，就一定存在摩擦力（5）根據(jù)=可知，動摩擦因數(shù)口跟滑動摩擦力Ff成正比，跟壓力Fn成反。圖3-2如圖3-1, 一架直梯斜靠在光滑的豎直墻壁上，下端放在粗糙的水平地面 上，直梯處于靜止?fàn)顟B(tài)。請畫出從側(cè)面觀察時直梯的受力示意圖。請設(shè)計一個測量紙跟桌面之間動摩擦因數(shù)的方法，畫出示意圖，說明測量方法，寫出測量的計算式。如圖3-2,兩人用同樣大小的力共

13、提一力為10 N，要使繩不會被拉斷，繩子最短要多長?生活中經(jīng)常用刀來劈開物體。圖3-3是刀刃的橫截面，F(xiàn)是作用在刀背上的力，若刀刃的橫截面是 等腰三角形，刀刃兩側(cè)面的夾角為。，求刀劈物體時對物體側(cè)向推力FN的大 小。如圖3-4，用一根輕質(zhì)細(xì)繩將一幅重力為10 N的畫框?qū)ΨQ懸掛在墻壁上，畫框上兩個掛釘間的距離為0.5 m。已知繩能承受的最大拉力為10 N，要使繩不會被拉斷，繩子最短要 多長？tHT 掛釗IB組1.如圖3-5，光滑斜面上有一個重力為100 N的小球被輕繩拴住懸掛在天花板上，已知繩子與豎直方向的夾角為45。，斜面傾角為37。，整個裝置處于靜止?fàn)?態(tài)。求繩對小球拉力的大小和斜面對小球支

14、持力的大小(sin37= 0.6)2.一臺空調(diào)外機(jī)用兩個三角形支架固定在外墻上(圖3-6)，空調(diào)外機(jī)的重心恰好在支架橫梁和斜 梁的連接點(diǎn)O的上方，重力大小為200 N。橫梁AO水平，斜梁BO跟橫梁的夾角為37，sin 37 =0.6。(1)橫梁對O點(diǎn)的拉力沿OA方向，斜梁對O點(diǎn)的壓力沿BO方向，這兩 個力各有多大？ (2)如果把斜梁加長一點(diǎn)，仍保持連接點(diǎn)O的位置不變， 橫梁仍然水平，這時橫梁和斜梁對O點(diǎn)的作用力大小將如何變化？3.木塊A、B分別重50 N和60 N，它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25，夾在A、B之間的 輕彈簧被壓縮了 2 cm，彈簧的勁度系數(shù)為400 N/m，系統(tǒng)置于水

15、平地面上靜止不動。現(xiàn)用F = 1 N 的水平拉力作用在木塊B上，如圖3-7所示，求力F作用后木塊A、B所受摩擦力A卬川&4.如圖3-8，重力為G的木塊，恰好能沿傾角為。的斜面勻速下滑，那么要將木塊沿斜面勻速向上推，必須加多大的水平推力F ?圖3-8一根細(xì)線系著一個小球，細(xì)線上端固定在橫梁上。給小球施加力F，小球平衡后細(xì)線跟豎直方向的 夾角為八如圖3-9所示。現(xiàn)改變F的方向，但仍然要使小球在圖中位置 保持平衡，即保持。不變，問：F可能的方向有哪些？請在圖中標(biāo)明F 方向的范圍，并簡述理由。以上F的大小可以任意調(diào)節(jié)。用三根細(xì)線a、b、c將重力均為G的兩個小球1和2連接，并懸掛如圖3-10所示。兩小球處于靜