全國(guó)通用版2022年高考物理專題復(fù)習(xí)專題2相互作用課件

專題二相互作用

考情解讀課標(biāo)要求1.認(rèn)識(shí)重力、彈力與摩擦力.通過(guò)實(shí)驗(yàn),了解胡克定律.知道滑動(dòng)摩擦和靜摩擦現(xiàn)象,能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小.2.通過(guò)實(shí)驗(yàn),了解力的合成與分解,知道矢量和標(biāo)量.能用共點(diǎn)力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問(wèn)題.

考情解讀命題探究1.命題分析:高考命題主要涉及對(duì)重力、彈力、摩擦力的理解和應(yīng)用,對(duì)物體的受力分析以及共點(diǎn)力平衡等內(nèi)容.2.趨勢(shì)分析:試題聯(lián)系實(shí)際,特別是平衡狀態(tài)下的極值、臨界及動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題,往往對(duì)能力要求較高.

考情解讀核心素養(yǎng)聚焦物理觀念:1.理解力(重力、彈力、摩擦力)的概念,明確其產(chǎn)生的原因和條件;2.掌握力的合成與分解的方法;3.運(yùn)用力的相互作用觀念分析靜力學(xué)問(wèn)題.科學(xué)思維:1.能夠建構(gòu)輕繩、輕桿、輕質(zhì)彈簧及光滑斜面等物理模型;2.善于運(yùn)用假設(shè)法分析判斷力是否存在,掌握受力分析法及動(dòng)態(tài)圖解法的運(yùn)用;3.掌握運(yùn)用共點(diǎn)力平衡條件分析求解實(shí)際問(wèn)題.科學(xué)探究:1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系;2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究二力合成的規(guī)律.

考情解讀科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)和在生活中的認(rèn)知,認(rèn)識(shí)重力、彈力和摩擦力;2.探究物理規(guī)律,激發(fā)興趣,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,逐漸形成熱愛生活,探索自然的內(nèi)在動(dòng)力.

考情解讀核心考點(diǎn)考題取樣考法考向1.常見的幾種力2017全國(guó)Ⅲ,T172017浙江下半年選考,T5考查共點(diǎn)力平衡和胡克定律考查物體的受力分析、共點(diǎn)力平衡2.力的合成和分解2020浙江7月選考,T32020全國(guó)Ⅲ,T172019全國(guó)Ⅲ,T16考查對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析與求解

考查“死結(jié)”問(wèn)題考查力的合成與分解

考情解讀核心考點(diǎn)考題取樣考法考向3.共點(diǎn)力的平衡2019全國(guó)Ⅰ,T19考查物體的動(dòng)態(tài)平衡及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)4.實(shí)驗(yàn):探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系2018全國(guó)Ⅰ,T22考查探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)5.實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證力的平行四邊形定則2017全國(guó)Ⅲ,T22考查驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)

考點(diǎn)1常見的幾種力

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)注意

兩物體間有彈力不一定有摩擦力,但有摩擦力則一定存在彈力.名師提醒明晰“三個(gè)方向”1.運(yùn)動(dòng)方向:一般指物體相對(duì)地面(以地面為參考系)的運(yùn)動(dòng)方向.2.相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向:以其中一個(gè)物體為參考系,另一物體相對(duì)參考系的運(yùn)動(dòng)方向.3.相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向:與物體所受靜摩擦力的方向相反.4.物體的受力分析對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析是分析求解力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵,其受力分析的一般步驟如下:

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)

考法

解題能力提升考法1彈力的分析與計(jì)算示例1

[多選]如圖所示,兩個(gè)完全相同的輕彈簧a、b,一端固定在水平面上,另一端均與質(zhì)量為m的小球相連接,輕桿c一端固定在天花板上,另一端與小球拴接.彈簧a、b和輕桿互成120°角,且彈簧a、b的彈力大小均為mg,g為重力加速度,如果將輕桿突然撤去,則撤去瞬間小球的加速度大小可能為A.0

B.g

C.1.5g

D.2g

考法

解題能力提升解析：彈簧a、b的彈力大小均為mg,當(dāng)彈簧的彈力為拉力時(shí),兩彈簧合力方向豎直向下,大小為mg,則輕桿對(duì)小球的拉力為2mg,將輕桿突然撤去時(shí),小球受到的合力為2mg,此時(shí)加速度為2g,故選項(xiàng)D正確;當(dāng)彈簧的彈力為壓力時(shí),兩彈簧合力方向豎直向上,大小為mg,根據(jù)平衡條件,可知輕桿對(duì)小球的作用力為0,將輕桿突然撤去時(shí),小球受到的合力為0,此時(shí)加速度為0,故選項(xiàng)A正確,B、C錯(cuò)誤.歸納總結(jié)1.“四法”研判彈力有無(wú)

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升2.確定彈力的方向

考法

解題能力提升3.計(jì)算彈力大小(1)彈簧的彈力由胡克定律計(jì)算,其他微小形變產(chǎn)生的彈力要結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài),根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律求解.(2)彈簧既可能處于壓縮狀態(tài),也可能處于拉伸狀態(tài),無(wú)論處于哪種狀態(tài),只要是在彈性限度內(nèi),都適用胡克定律.注意：如果題目中只告訴彈簧的形變量,或只告訴彈簧彈力的大小,而沒(méi)有指出彈簧處于拉伸狀態(tài)還是壓縮狀態(tài),則要分情況進(jìn)行討論.另外彈簧測(cè)力計(jì)所顯示的彈力只能是彈簧處于拉伸狀態(tài)下產(chǎn)生的.

考法

解題能力提升考法2摩擦力的分析與計(jì)算示例2如圖所示,頂端附有光滑定滑輪B的斜面體靜止在粗糙水平地面上,三條細(xì)繩結(jié)于O點(diǎn),其中一條繩跨過(guò)定滑輪平行于斜面并連接物塊P,一條繩連接物塊Q,另一條繩OA在外力F的作用下處于水平狀態(tài),P、Q兩物塊都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)保持結(jié)點(diǎn)O位置不變,使OA繩逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向,在此過(guò)程中,P、Q及斜面體均保持靜止,則A.斜面體對(duì)物塊P的摩擦力一直減小B.斜面體對(duì)物塊P的支持力一直增大C.地面對(duì)斜面體的摩擦力一直減小D.地面對(duì)斜面體的支持力一直增大

考法

解題能力提升解析：結(jié)點(diǎn)O為“死結(jié)”,緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)繩OA的方向至豎直的過(guò)程中,OA拉力的方向變化如右圖所示,從1位置到2位置再到3位置最后豎直向上,可見繩OA的拉力F先減小后增大,繩OB的拉力一直減小,光滑定滑輪為一“活結(jié)”,則拉P的力等于繩OB的拉力,也一直減小,由于不清楚剛開始拉P的力與P的重力沿斜面向下的分力的大小關(guān)系,所以不能判斷斜面體對(duì)物塊P的摩擦力變化情況,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物塊P一直在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),則斜面體對(duì)P的支持力等于P的重力在垂直斜面向下的分力,保持不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;以斜面體和P組成的整體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件,可知

考法

解題能力提升整體受地面的摩擦力與所受繩OB的拉力在水平方向的分力等大反向,因繩OB的拉力一直減小,方向不變,故其水平分力一直減小,則地面對(duì)斜面體的摩擦力一直減小,選項(xiàng)C正確;以斜面體和P組成的整體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,由于繩OB的拉力一直減小,方向不變,故其豎直向下的分力一直減小,根據(jù)豎直方向受力平衡,可知地面對(duì)斜面體的支持力不斷減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

考法

解題能力提升歸納總結(jié)1.計(jì)算摩擦力大小

考法

解題能力提升2.靜摩擦力的判斷方法舉例(1)反推法從研究對(duì)象表現(xiàn)出的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反推它必須具有的條件,分析組成條件的相關(guān)因素中摩擦力所起的作用,就容易判斷摩擦力的方向了.(2)狀態(tài)法此法關(guān)鍵是先判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即加速度的方向),再利用牛頓第二定律(F=ma)確定合力,然后通過(guò)受力分析確定摩擦力的大小及方向.

考法

解題能力提升特別提醒

靜摩擦力的大小和方向都具有不確定性、隱蔽性和被動(dòng)適應(yīng)性的特點(diǎn),如果受力或運(yùn)動(dòng)情況不同,它會(huì)隨著引起相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力的變化而變化,且大小在0~fmax范圍內(nèi)變化.因此對(duì)于靜摩擦力問(wèn)題,必須根據(jù)題意認(rèn)真分析.

考法

解題能力提升考法3受力分析中整體法和隔離法的靈活運(yùn)用示例3在粗糙水平面上放著一個(gè)三角形木塊ABC,在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)物體,m1>m2,如圖所示,若三角形木塊和兩物體都是靜止的,則粗糙水平面對(duì)三角形木塊A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能確定,因m1、m2、θ1、θ2的數(shù)值均未給出D.以上結(jié)論都不對(duì)

考法

解題能力提升思維節(jié)點(diǎn)：求解本題的關(guān)鍵是找到三角形木塊與地面間有沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì);若有,粗糙水平面對(duì)三角形木塊有摩擦力的作用,否則沒(méi)有摩擦力的作用.解法1：(隔離法)

把三角形木塊隔離出來(lái),它的兩個(gè)斜面上分別受到兩物體對(duì)它的壓力FN1、FN2,摩擦力F1、F2.由兩物體的平衡條件知,這四個(gè)力的大小分別為FN1=m1gcosθ1FN2=m2gcosθ2F1=m1gsinθ1圖甲

考法

解題能力提升F2=m2gsinθ2它們的水平分力的大小(如圖甲所示)分別為FN1x=FN1sinθ1=m1gcosθ1sinθ1FN2x=FN2sinθ2=m2gcosθ2sinθ2F1x=F1cosθ1=m1gcosθ1sinθ1F2x=F2cosθ2=m2gcosθ2sinθ2其中FN1x=F1x,FN2x=F2x,即它們的水平分力互相平衡,木塊在水平方向無(wú)滑動(dòng)趨勢(shì),因此不受水平面的摩擦力作用.圖乙

考法

解題能力提升解法2(整體法)

由于三角形木塊和斜面上的兩物體都靜止,可以把它們看成一個(gè)整體,受力如圖乙所示.設(shè)三角形木塊質(zhì)量為M,則整體在豎直方向上受到重力(m1+m2+M)g和支持力FN作用處于平衡狀態(tài),水平方向無(wú)任何滑動(dòng)趨勢(shì),因此不受水平面的摩擦力作用.

考法

解題能力提升歸納總結(jié)

受力分析方法要點(diǎn)(1)只分析研究對(duì)象所受的力,不分析研究對(duì)象對(duì)其他物體所施的力,也不要把作用在其他物體上的力錯(cuò)誤地認(rèn)為通過(guò)“力的傳遞”作用在所研究的對(duì)象上.(2)只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力,不用分析根據(jù)效果命名的力,如動(dòng)力、阻力、下滑力等.(3)每分析一個(gè)力,都應(yīng)找出施力物體,以防止多分析某些不存在的力.(4)如果一個(gè)力的有無(wú)難以確定,可用假設(shè)法分析或轉(zhuǎn)換研究對(duì)象分析.(5)物體的受力情況會(huì)隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變,必要時(shí)要根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)

考法

解題能力提升通過(guò)計(jì)算確定.(6)合力與分力不同時(shí)分析:合力和分力不能同時(shí)作為物體所受的力,只分析實(shí)際存在的力,不分析它們的合力或分力.方法技巧

整體法和隔離法應(yīng)用技巧(1)整體法是以整體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析的方法,一般用來(lái)研究不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某物體的力和運(yùn)動(dòng).(2)隔離法是將所確定的研究對(duì)象從系統(tǒng)中隔離出來(lái)進(jìn)行受力分析的方法,一般用來(lái)研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用及運(yùn)動(dòng)情況.

高分幫重難突破摩擦力的“突變”問(wèn)題分類案例說(shuō)明案例圖示靜—靜“突變”物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)作用在物體上的其他力發(fā)生突變時(shí),物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài),且物體受到的靜摩擦力的大小或方向發(fā)生了“突變”.在水平力F作用下物體靜止于斜面上,F突然增大時(shí)物體仍靜止,且所受靜摩擦力的大小或方向發(fā)生了“突變”.

高分幫分類案例說(shuō)明案例圖示靜—?jiǎng)印巴蛔儭蔽矬w在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)其他力變化時(shí),如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài),則物體受到的靜摩擦力“突變”為滑動(dòng)摩擦力.放在粗糙水平面上的物體,作用在其上面的水平力F從零逐漸增大,某一時(shí)刻物體開始滑動(dòng),物體受地面的摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動(dòng)摩擦力.

高分幫分類案例說(shuō)明案例圖示動(dòng)—靜“突變”在摩擦力和其他力作用下,做減速運(yùn)動(dòng)的物體突然停止滑動(dòng)時(shí),物體將不受摩擦力作用或滑動(dòng)摩擦力“突變”為靜摩擦力.滑塊以v0沖上斜面后做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)?shù)竭_(dá)某位置靜止時(shí),滑動(dòng)摩擦力“突變”為靜摩擦力.

高分幫分類案例說(shuō)明案例圖示動(dòng)—?jiǎng)印巴蛔儭蹦澄矬w相對(duì)于另一物體滑動(dòng)的過(guò)程中,若突然相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向改變了,則滑動(dòng)摩擦力方向發(fā)生“突變”.水平傳送帶的速度v1>滑塊初速度v2,滑塊所受滑動(dòng)摩擦力的方向向右,當(dāng)傳送帶突然被卡住不動(dòng)時(shí),滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力方向“突變”為向左.

高分幫示例4長(zhǎng)直木板的上表面的一端放有一個(gè)木塊,如圖所示,木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與地面的夾角α變大),另一端不動(dòng),則木塊受到的摩擦力Ff隨角度α的變化圖像是選項(xiàng)圖中的

高分幫解法1過(guò)程分析法(1)木板由水平位置剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),α=0,Ff靜=0.(2)從木板開始轉(zhuǎn)動(dòng)到木塊與木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前:木塊所受的是靜摩擦力.由于木板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),可認(rèn)為木塊處于平衡狀態(tài),受力分析如圖.由平衡條件可知,靜摩擦力大小等于木塊重力沿斜面向下的分力:Ff靜=mgsinα.因此,靜摩擦力隨α的增大而增大,它們按正弦規(guī)律變化.(3)木塊相對(duì)于木板剛好要滑動(dòng)而沒(méi)滑動(dòng)時(shí),木塊所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力Ffm.α繼續(xù)增大,木塊將開始滑動(dòng),靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,且滿足:Ffm>Ff滑.

高分幫

高分幫解法2

特殊位置法本題選兩個(gè)特殊位置也可方便地求解,具體分析見表:特殊位置分析過(guò)程木板剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)此時(shí)木塊與木板無(wú)摩擦,即Ff靜=0,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤木塊相對(duì)于木板剛好要滑動(dòng)而沒(méi)滑動(dòng)時(shí)此時(shí)木塊所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力,且大于剛開始滑動(dòng)后所受的滑動(dòng)摩擦力,即Ffm>Ff滑,故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤

考點(diǎn)2力的合成和分解

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)1.基本概念(1)如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用時(shí)產(chǎn)生的效果完全一樣,這個(gè)力就叫那幾個(gè)力的合力,那幾個(gè)力就是這個(gè)力的分力.(2)求幾個(gè)力的合力的過(guò)程叫做力的合成,力的合成是一種等效替代,合成的結(jié)果有唯一性.(3)已知一個(gè)力求它的分力的過(guò)程,叫做力的分解.

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)學(xué)習(xí)?理解合力和分力并非同時(shí)存在的力.力的合成實(shí)際上就是尋找一個(gè)與幾個(gè)(真實(shí))力的作用效果等效的一個(gè)(假設(shè))力的過(guò)程;力的分解實(shí)際上就是尋找?guī)讉€(gè)作用效果與這個(gè)(真實(shí))力等效的(假設(shè))力的過(guò)程.合力與分力都可以等效替代原來(lái)的真實(shí)力,但對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)不可以重復(fù)考慮.

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)2.力的運(yùn)算法則力是矢量,其運(yùn)算遵從矢量運(yùn)算法則,即力的合成和分解要依據(jù)平行四邊形定則或多邊形定則進(jìn)行.(1)力的平行四邊形定則以力的示意圖中F1、F2的線段為鄰邊作平行四邊形,它的對(duì)角線即表示合力的大小和方向.如圖甲所示.(2)力的多邊形定則把各個(gè)力依次首尾相接,則其合力就從第一個(gè)力的首指向最后一個(gè)力的尾.高中階段最常用的是此原則的簡(jiǎn)化,即三角形定則.如圖乙所示.

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)3.力的合成和分解的幾個(gè)特例(1)幾種特殊情況的共點(diǎn)力的合成

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)類型互相垂直.兩力等大,夾角為θ.兩力等大,夾角為120°.作圖合力的計(jì)算F=F1=F2,合力與分力等大.

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)(2)幾種按力的作用效果分解的實(shí)例實(shí)例分解思路拉力F可分解為水平方向的分力F1=Fcosα和豎直方向的分力F2=Fsinα.重力分解為沿斜面向下的力F2=mgsinα和垂直斜面向下的力F1=mgcosα.

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)實(shí)例分解思路

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)實(shí)例分解思路

考法

解題能力提升考法1力的合成和分解問(wèn)題的分析與應(yīng)用示例1

[可能性問(wèn)題分析]已知兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為50N,分力F1的方向與合力F的方向成30°角,分力F2的大小為30N.則A.F1的大小是唯一的

B.F2的方向是唯一的C.F2有兩個(gè)可能的方向

D.F2可取任意方向

考法

解題能力提升思維節(jié)點(diǎn)：合力與兩分力必定能組成封閉的矢量三角形.當(dāng)某個(gè)分力F2滿足Fsinθ<F2<F時(shí),可以組成兩個(gè)封閉的矢量三角形.即另一個(gè)分力F1有兩個(gè)大小,F2也有兩個(gè)方向.解析：如圖所示,因?yàn)镕2=30N>Fsin30°=25N,以F的矢尖為圓心,以表示力的大小為30N的線段長(zhǎng)度為半徑畫一個(gè)圓弧,與F1有兩個(gè)交點(diǎn),這樣F2有兩個(gè)可能的方向,F1有兩個(gè)可能的大小.因此C正確.

考法

解題能力提升方法解讀分析合力與分力的可能性問(wèn)題研究合力與分力的可能性問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為分析平行四邊形或矢量三角形的邊、角幾何關(guān)系問(wèn)題.關(guān)于合力與分力的討論如下

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升示例2

[實(shí)際問(wèn)題][2018天津,7,6分,多選]明朝謝肇淛的《五雜組》中記載:“明姑蘇虎丘寺塔傾側(cè),議欲正之,非萬(wàn)緡不可.一游僧見之曰:無(wú)煩也,我能正之.”游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去,經(jīng)月余扶正了塔身.假設(shè)所用的木楔為等腰三角形,木楔的頂角為θ,現(xiàn)在木楔背上加一力F,方向如圖所示,木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN,則A.若F一定,θ大時(shí)FN大

B.若F一定,θ小時(shí)FN大C.若θ一定,F大時(shí)FN大

D.若θ一定,F小時(shí)FN大

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升歸納總結(jié)

力的合成和分解的應(yīng)用1.合力大小的范圍確定(1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成:|F1-F2|≤F≤F1+F2.即兩個(gè)力的大小不變時(shí),其合力隨夾角的增大而減小,當(dāng)兩個(gè)力共線反向時(shí),合力最小,為|F1-F2|;當(dāng)兩力共線同向時(shí),合力最大,為F1+F2.(2)三個(gè)共點(diǎn)力的合成.①三個(gè)力共線且同向時(shí),其合力最大為F=F1+F2+F3;②以這三個(gè)力的大小為邊,若能組成封閉的三角形,則其合力最小值為零,若不能組成封閉的三角形,則合力最小值的大小等于最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)

考法

解題能力提升力的大小之和.2.按作用效果計(jì)算兩個(gè)實(shí)際分力的一般步驟

考法

解題能力提升

考法1力的正交分解法及其應(yīng)用

考法

解題能力提升思維導(dǎo)引：

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升特別提醒

應(yīng)用正交分解法注意要點(diǎn)正交分解法是解決平衡問(wèn)題或動(dòng)力學(xué)問(wèn)題常用的方法之一,特別是處理物體受多個(gè)互成角度的共點(diǎn)力作用的情況.其應(yīng)用的關(guān)鍵是合理選擇坐標(biāo)軸的方向建立坐標(biāo)系.在具體運(yùn)用時(shí)需要注意如下兩點(diǎn):1.一般情況下,應(yīng)使盡可能多的力“落”在坐標(biāo)軸上或關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱.若物體具有加速度,一般沿加速度方向建立坐標(biāo)軸.2.當(dāng)物體所受的各個(gè)力分布于兩個(gè)互相垂直的方向上,而加速度卻不在這兩個(gè)方向上時(shí),可以以這兩個(gè)方向?yàn)樽鴺?biāo)軸,分解加速度而不分解力.

高分幫模型構(gòu)建突破“活結(jié)”和“死結(jié)”問(wèn)題1.“活結(jié)”可理解為把繩子分成兩段,且可以沿繩子移動(dòng)的結(jié)點(diǎn).“活結(jié)”一般是由繩跨過(guò)滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的.繩子雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實(shí)際上是同一根繩,所以由“活結(jié)”分開的兩段繩子上彈力的大小一定相等,兩段繩子合力的方向一定沿這兩段繩子夾角的平分線.2.“死結(jié)”可理解為把繩子分成兩段,且不可以沿繩子移動(dòng)的結(jié)點(diǎn).“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立的繩,因此由“死結(jié)”分開的兩段繩子上的彈力大小不一定相等.

高分幫其典型模型如圖所示.繩上套的是輕環(huán),作用在繩上形成“活結(jié)”,此時(shí)繩上的拉力處處相等,平衡時(shí)左右兩邊繩子與水平面所成夾角相等,即α=β.當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P移至P'時(shí),繩長(zhǎng)保持不變,夾角α=β也保持不變,Q移至Q',這與繩的“死結(jié)”模型截然不同.

高分幫示例4

[2017天津,8,6分,多選]如圖所示,輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn),懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài).如果只人為改變一個(gè)條件,當(dāng)衣架靜止時(shí),下列說(shuō)法正確的是A.繩的右端上移到b',繩子拉力不變B.將桿N向右移一些,繩子拉力變大C.繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小D.若換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣架懸掛點(diǎn)右移

高分幫

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高分幫致敬經(jīng)典在近幾年高考命題中對(duì)“活結(jié)”的考查屢見不鮮.試題不僅考查學(xué)生對(duì)力的合成和分解知識(shí)的運(yùn)用,更注重考查對(duì)“活結(jié)”模型的分析與求解.特點(diǎn)是與生活實(shí)際相聯(lián)系,是當(dāng)前新高考命題的方向..

考點(diǎn)3共點(diǎn)力的平衡

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)1.知識(shí)要點(diǎn)列表共點(diǎn)力力的作用點(diǎn)在物體上的同一點(diǎn)或力的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)的幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力,能簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)的物體受到的力可以視為共點(diǎn)力.平衡狀態(tài)物體一直處于靜止?fàn)顟B(tài)或物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),物體處于平衡狀態(tài)(該狀態(tài)下物體的加速度為零).平衡條件

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)對(duì)平衡條件的理解二力平衡兩個(gè)力大小相等,方向相反,是一對(duì)平衡力.三力平衡任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向.n個(gè)力平衡任意(n-1)個(gè)力的合力與余下的那個(gè)力等大反向.三力平衡匯交定理如果一個(gè)物體在三個(gè)不平行的力的作用下處于平衡狀態(tài),則這三個(gè)力必定共點(diǎn)、共面,合力為零,此即三力平衡匯交定理.由此可知,這三個(gè)力的矢量圖必須組成一個(gè)封閉的矢量三角形.

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)聯(lián)想?質(zhì)疑(1)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),v=0,a=g,此時(shí)物體處于平衡狀態(tài)嗎?(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體處于平衡狀態(tài)嗎?注:當(dāng)物體一直緩慢移動(dòng)時(shí),說(shuō)明物體速度接近于零,此時(shí)物體可視為平衡狀態(tài).2.解決平衡問(wèn)題的基本思路

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)

考法

解題能力提升考法1單一物體的平衡問(wèn)題

考法

解題能力提升思維導(dǎo)引：籃球受三個(gè)力作用而平衡,可組成一個(gè)封閉三角形,由三角形對(duì)應(yīng)邊的比例關(guān)系列出方程,即可求解問(wèn)題的結(jié)果.

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升總結(jié)提升1.求解單一物體受三力平衡問(wèn)題時(shí),一般運(yùn)用合成法.根據(jù)任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反,通過(guò)平行四邊形定則建立平衡關(guān)系.2.在建立平衡關(guān)系時(shí),常用到數(shù)學(xué)知識(shí).(1)當(dāng)角度已知時(shí),常用三角函數(shù).(2)當(dāng)長(zhǎng)度已知時(shí),常用三角形相似關(guān)系或勾股定理.(3)特殊情況下,可考慮正(余)弦定理.

考法

解題能力提升示例2[多力平衡問(wèn)題]如圖所示,球的質(zhì)量為2kg,兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上,另一端系于球上,兩輕繩與墻構(gòu)成的三角形ABC為正三角形.在球上另施加一個(gè)方向與水平線成θ=60°角的拉力F,若要使兩輕繩都能伸直,求拉力F的大小范圍.(g取10m/s2)

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升要點(diǎn)解讀1.求解多力平衡問(wèn)題時(shí),可將各力分解到沿x、y兩個(gè)互相垂直的方向上,根據(jù)平衡條件Fx=0,Fy=0建立關(guān)系式,值得注意的是對(duì)x、y方向選取時(shí),盡可能使較多的力落在x、y軸上.2.求解多力平衡問(wèn)題時(shí),由于受力較多,要特別注意對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析.正交分解力時(shí),要注意力與坐標(biāo)軸的角度關(guān)系及正、余弦關(guān)系.考法

解題能力提升示例3[疊加體平衡][2016海南,2,3分]如圖所示,在水平桌面上放置一斜面體P,兩長(zhǎng)方體物塊a和b疊放在P的斜面上,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).若將a與b、b與P、P與桌面之間摩擦力的大小分別用f1、f2和f3表示.則A.f1=0,f2≠0,f3≠0

B.f1≠0,f2=0,f3=0C.f1≠0,f2≠0,f3=0 D.f1≠0,f2≠0,f3≠0考法2多物體的平衡問(wèn)題考法

解題能力提升思維導(dǎo)引：解答本題要善于選取研究對(duì)象并準(zhǔn)確進(jìn)行受力分析,如果受力分析時(shí)不能靈活運(yùn)用整體法和隔離法,則解題過(guò)程不僅很麻煩,而且容易出錯(cuò).考法

解題能力提升解析：首先對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析可知,整個(gè)系統(tǒng)相對(duì)地面沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故f3=0;再將a和b看成一個(gè)整體,a、b整體有相對(duì)斜面向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故b與P之間有摩擦力,即f2≠0;再對(duì)a進(jìn)行受力分析,a相對(duì)于b有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故a與b之間存在摩擦力作用,即f1≠0.歸納總結(jié)整體法和隔離法的使用技巧1.當(dāng)分析相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上物體整體的受力情況及分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用時(shí),宜用整體法.2.當(dāng)分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個(gè)物體各部分)間的相互作用時(shí),常用隔離法.3.整體法和隔離法不是獨(dú)立的,對(duì)一些較復(fù)雜問(wèn)題,通常需要多次選取研究對(duì)象,交替使用整體法和隔離法.考法

解題能力提升考法

解題能力提升示例4[連接體平衡][2016全國(guó)Ⅰ,19,6分,多選]如圖,一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO'懸掛于O點(diǎn);另一細(xì)繩跨過(guò)滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b.外力F向右上方拉b,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).若F方向不變,大小在一定范圍內(nèi)變化,物塊b仍始終保持靜止,則A.繩OO'的張力也在一定范圍內(nèi)變化B.物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化C.連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化D.物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化考法

解題能力提升思維導(dǎo)引：(1)對(duì)物塊a進(jìn)行受力分析可得連接a和b的繩的張力保持不變;(2)對(duì)滑輪進(jìn)行分析可知繩OO'的張力保持不變;(3)對(duì)物塊b進(jìn)行受力分析,由共點(diǎn)力的平衡條件可知b與桌面間的摩擦力的變化情況.解析：由題意知,在F保持方向不變、大小發(fā)生變化的過(guò)程中,物塊a、b均保持靜止不動(dòng),各繩角度保持不變.隔離物塊a進(jìn)行受力分析,由平衡條件可得細(xì)繩對(duì)物塊a的拉力Ta=mag,所以細(xì)繩對(duì)物塊a的拉力始終保持不變,由滑輪的性質(zhì)可知,滑輪兩側(cè)繩的拉力相等,所以物塊b受到細(xì)繩拉力考法

解題能力提升的大小、方向均保持不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于物塊a、b受到細(xì)繩的拉力大小、方向均不變,所以細(xì)繩OO'的張力不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;隔離物塊b進(jìn)行受力分析如圖所示,設(shè)力F與水平方向的夾角為θ,細(xì)繩與水平方向的夾角為α,則有Ff+Tacosα=Fcosθ,FN=mbg-Fsinθ-Tasinα,由于Ta、α、θ及物塊b的重力mbg均不變,所以當(dāng)F的大小在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化時(shí),桌面對(duì)物塊b的支持力也將在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化,選項(xiàng)B正確;摩擦力也將在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化,選項(xiàng)D正確.特別提醒本題利用質(zhì)點(diǎn)模型,考查受力分析和共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件.學(xué)生在解答此題時(shí),一要注意跨過(guò)滑輪連接物塊a、b的細(xì)繩所受的拉力始終等于物塊a的重力;二要注意細(xì)繩OO'的拉力始終保持不變.在此基礎(chǔ)上,靈活應(yīng)用整體法和隔離法即可解答此題.考法

解題能力提升情景轉(zhuǎn)化該例題中,若將拉力F的方向變?yōu)樗椒较?使物塊a在細(xì)繩拉力作用下勻速上升,則(1)物塊b的速度將如何變化?(2)桌面對(duì)物塊b的支持力和摩擦力大小將如何變化?(3)細(xì)繩OO'的拉力將如何變化?(4)細(xì)繩OO'與豎直方向的夾角將如何變化?考法

解題能力提升[提示:當(dāng)物塊a勻速上升時(shí),根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可找出物塊b的速度變化情況,如圖甲所示;當(dāng)物塊b向右運(yùn)動(dòng)時(shí),可判斷出拉物塊b的細(xì)繩與水平面之間的夾角、細(xì)繩O'a與O'b之間的夾角的變化情況,進(jìn)而由共點(diǎn)力的平衡條件判斷出其他力的相應(yīng)變化情況,如圖乙所示.]考法

解題能力提升

考法

解題能力提升考法3平衡中的臨界與極值問(wèn)題示例1[新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ]拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖).設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m,拖桿質(zhì)量可忽略;拖把頭與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)μ,重力加速度為g.某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時(shí),沿拖桿方向推拖把,拖桿與豎直方向的夾角為θ.(1)若拖把頭在地板上勻速移動(dòng),求推拖把的力的大小.(2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運(yùn)動(dòng)的水平推力與此時(shí)地板對(duì)拖把的正壓力的比值為λ.已知存在一臨界角θ0,若θ≤θ0,則不管沿拖桿方向的推力多大,都不可能使拖把從靜止開始運(yùn)動(dòng).求這一臨界角的正切tanθ0.

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升思維導(dǎo)引：本題求解難點(diǎn)在第(2)問(wèn),不僅涉及理論和實(shí)際的結(jié)合,而且涉及物理和數(shù)學(xué)的結(jié)合.理解臨界與極值條件的含意,不管推力多大都不能推動(dòng)拖把,即有Fsinθ≤λN,并推出當(dāng)F無(wú)限大時(shí)極值的數(shù)學(xué)意義.

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升感悟反思1.解決極值問(wèn)題和臨界問(wèn)題的方法(1)圖解法:根據(jù)物體的平衡條件,作出力的矢量圖,通過(guò)對(duì)物理過(guò)程的分析,利用平行四邊形定則進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,確定最大值與最小值.(2)數(shù)學(xué)解法:通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析,依據(jù)物體的平衡條件寫出物理量之間的函數(shù)關(guān)系(或畫出函數(shù)圖像),用數(shù)學(xué)方法求極值(如求二次函數(shù)極值、公式極值、三角函數(shù)極值).

考法

解題能力提升2.臨界與極值條件的分析當(dāng)某物理量變化時(shí),會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化,從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”,在題中常用“剛好”“剛能”“恰好”等語(yǔ)言敘述.(1)“剛開始滑動(dòng)”表示的臨界條件是:靜摩擦力達(dá)到最大值.(2)“兩物體恰好分離”表示的臨界條件是:兩物體間的壓力為零.(3)“剛好斷開”表示的臨界條件是:繩的張力最大.注:對(duì)聯(lián)系實(shí)際的臨界問(wèn)題,關(guān)鍵是將生活現(xiàn)象中的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理模型,特別是深刻理解臨界條件所對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)規(guī)律,即建立數(shù)理結(jié)合的關(guān)系方程求解.方法1圖解法:對(duì)于受三個(gè)力作用的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題,常用圖解法分析.根據(jù)平行四邊形定則,畫出物體初狀態(tài)時(shí)力的合成矢量圖,按照力的變化改變?cè)瓉?lái)的矢量圖,依據(jù)有向線段長(zhǎng)度的變化,判斷各個(gè)力的變化情況.應(yīng)用圖解法的關(guān)鍵是明確不變力,弄清變力的變化趨勢(shì).重難突破攻克動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題

高分幫示例6[天津高考]如圖所示,小球用細(xì)繩系住,繩的另一端固定于O點(diǎn).現(xiàn)用水平力F緩慢推動(dòng)斜面體,小球在斜面上無(wú)摩擦地滑動(dòng),細(xì)繩始終處于直線狀態(tài),當(dāng)小球升到接近斜面頂端時(shí)細(xì)繩接近水平,此過(guò)程中斜面對(duì)小球的支持力FN以及繩對(duì)小球的拉力FT的變化情況是A.FN保持不變,FT不斷增大B.FN不斷增大,FT不斷減小C.FN保持不變,FT先增大后減小D.FN不斷增大,FT先減小后增大

高分幫

高分幫歸納總結(jié)應(yīng)用圖解法求解動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的基本方法1.確定研究對(duì)象,并對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析.2.根據(jù)平行四邊形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖,為了便于比較,可畫在同一個(gè)圖上;關(guān)鍵是分析三角形中哪個(gè)點(diǎn)是移動(dòng)的,移動(dòng)規(guī)律是什么.3.根據(jù)有向線段(表示力)的長(zhǎng)度變化判斷各個(gè)力的大小變化情況.

高分幫方法2解析法:(1)根據(jù)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),畫出對(duì)應(yīng)的幾何圖形;(2)利用平衡條件列出函數(shù)方程;(3)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式,分析判斷物理量的變化.在三力平衡問(wèn)題中,當(dāng)不能直接用圖解法分析時(shí),要注意到力的三角形與空間幾何三角形具有相似性,就可用相似三角形的比例關(guān)系或正弦定理(拉密原理)求解.數(shù)形結(jié)合也是處理此類問(wèn)題的有效方法.

高分幫

高分幫思維導(dǎo)引：本題屬于三力動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題.常見的三力動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題是一個(gè)力的大小和方向不變,另一個(gè)力的方向不變,第三個(gè)力大小、方向改變的情境.但本題中僅重力大小、方向不變,而兩側(cè)繩中張力的大小和方向均在變化,這無(wú)疑增大了本題的難度.求解本題如果只用圖就很難作出準(zhǔn)確的判斷,因此需要轉(zhuǎn)換思維,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想.通過(guò)對(duì)力的矢量三角形的分析,結(jié)合正弦定理,就不難作出正確的判斷.

高分幫

高分幫

考點(diǎn)4實(shí)驗(yàn):探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)

考法

解題能力提升考法1實(shí)驗(yàn)原理與操作示例1如圖所示,用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)質(zhì)量均為m的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系.(1)為完成實(shí)驗(yàn),還需要的實(shí)驗(yàn)器材有

.

(2)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有

.

(3)為完成該實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下:A.以彈簧伸長(zhǎng)量為橫軸,以彈簧彈力為縱軸,建立坐標(biāo)系,描出各組實(shí)驗(yàn)中彈簧伸長(zhǎng)量x和彈簧彈力F對(duì)應(yīng)的點(diǎn),作出相應(yīng)的擬合線;B.記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上所對(duì)應(yīng)的刻度l0;

考法

解題能力提升C.將鐵架臺(tái)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1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、…鉤碼,并分別記下鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度,并記錄在表格內(nèi),然后取下鉤碼;E.以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量,寫出彈簧彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系式,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(dá)式中常數(shù)的物理意義;G.整理實(shí)驗(yàn)器材.請(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái):

.

考法

解題能力提升解析：(1)需要測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度,所以需要刻度尺.(2)由F=kx=k(ln-l0)可知,需測(cè)量彈簧原長(zhǎng),彈簧所受的力(鉤碼個(gè)數(shù))和彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度.(3)CBDAEFG.

考法

解題能力提升要點(diǎn)解讀1.實(shí)驗(yàn)原理的理解如圖所示,彈簧在下端懸掛鉤碼時(shí)會(huì)伸長(zhǎng),平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等.通過(guò)計(jì)算鉤碼的重力并根據(jù)二力平衡關(guān)系,即可得出彈簧產(chǎn)生的彈力,從而探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系.

考法

解題能力提升2.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)彈簧下端掛的鉤碼不要太多,防止超過(guò)彈簧的彈性限度.(2)考慮到彈簧的自身重力,測(cè)量彈簧原長(zhǎng)時(shí),要在彈簧自然懸掛時(shí)測(cè)量.(3)每次增加鉤碼測(cè)量彈簧長(zhǎng)度時(shí),要保證鉤碼靜止后再測(cè)量.(4)每改變一次拉力的大小就要做一次測(cè)量記錄.為了探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系,要盡可能多測(cè)幾組數(shù)據(jù),以便在坐標(biāo)紙上能描出更多的點(diǎn).

考法

解題能力提升考法2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析示例2某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系.(1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上,將刻度尺固定在彈簧一側(cè).彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在

(選填“水平”或“豎直”)方向.

(2)彈簧自然懸掛,待彈簧

時(shí),長(zhǎng)度記為L(zhǎng)0;彈簧下端掛上砝碼盤時(shí),長(zhǎng)度記為L(zhǎng)x;在砝碼盤中每次增加10g砝碼,彈簧長(zhǎng)度依次記為L(zhǎng)1至L6.數(shù)據(jù)如下表.

考法

解題能力提升代表符號(hào)L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值/cm25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30

考法

解題能力提升表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范,代表符號(hào)為

.由表可知所用刻度尺的最小分度為

.

(3)如圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖,縱軸是砝碼的質(zhì)量,橫軸是彈簧長(zhǎng)度與

(選填“L0”或“Lx”)的差值.

(4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為

N/m;通過(guò)圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為

g(結(jié)果保留2位有效數(shù)字,重力加速度取9.8m/s2).

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升解析：(1)當(dāng)彈簧軸線與刻度尺豎直平行時(shí),刻度尺讀數(shù)才能準(zhǔn)確反映彈簧的長(zhǎng)度及長(zhǎng)度的變化,故都應(yīng)在豎直方向.(2)當(dāng)彈簧靜止時(shí),刻度尺讀數(shù)才準(zhǔn)確,表中L3保留小數(shù)點(diǎn)后1位,應(yīng)保留2位,所以L3記錄不規(guī)范,由讀數(shù)知,刻度尺的精確度為1mm,所以最小分度為1mm.(3)由題圖可知,在縱軸每增加0.01kg時(shí),橫軸x的增加量為2×10-2m,而彈簧長(zhǎng)度L1與L0的差值為4×10-2m,所以橫軸是彈簧長(zhǎng)度與Lx的差值.

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升歸納總結(jié)

處理數(shù)據(jù)及分析誤差1.處理數(shù)據(jù)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)讀數(shù)時(shí),注意儀器精確度和有效數(shù)字位數(shù).(2)計(jì)算時(shí),注意單位換算.(3)建坐標(biāo)系時(shí),注意兩軸單位長(zhǎng)度要適當(dāng).(4)描線時(shí),注意作出直線,不能是折線(有些情況需順勢(shì)平滑擬合各點(diǎn)).2.分析誤差(1)系統(tǒng)誤差:主要是彈簧自身重力的影響,使得彈簧不加外力就有形變量,造成F-x圖線不過(guò)原點(diǎn).

考法

解題能力提升(2)偶然誤差:彈簧長(zhǎng)度的測(cè)量造成偶然誤差.3.處理數(shù)據(jù)的常用方法有列表法、圖像法、函數(shù)法,其中用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差,是物理實(shí)驗(yàn)中常用的方法之一,應(yīng)用圖像法處理問(wèn)題時(shí)注意:(1)連線時(shí)使盡可能多的點(diǎn)在所連的直線上,不在直線上的點(diǎn)要盡量分布在直線的兩側(cè),且到直線的距離大致相等;(2)圖線斜率是縱軸物理量的變化量與橫軸物理量的變化量的比值;(3)要靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí),通過(guò)數(shù)形結(jié)合理解圖線斜率和截距的物理意義.

高分幫本實(shí)驗(yàn)一般是在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新情境進(jìn)行考查,因此,要以教材實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng),善于用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問(wèn)題.1.實(shí)驗(yàn)器材和測(cè)量方法的改變(1)改變彈力的獲得:彈簧豎直懸掛,重物的重力和彈簧自重作為對(duì)彈簧的拉力,存在彈簧自重的影響→彈簧水平使用,重物的重力作為對(duì)彈簧的拉力,消除了彈簧自重的影響.如圖甲、乙所示,圖丙運(yùn)用力傳感器直接測(cè)量F.

高分幫

高分幫(2)改變圖像的獲得:由坐標(biāo)紙作圖得F-x圖像→由傳感器和計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)直接得F-x圖像.2.實(shí)驗(yàn)原理和方法的改變(1)改變實(shí)驗(yàn)?zāi)康?由胡克定律通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量彈簧勁度系數(shù)k,或測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)μ等.(2)改變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法:運(yùn)用列表逐差法、函數(shù)圖像法等處理數(shù)據(jù).

高分幫示例3某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時(shí)候,測(cè)得彈力的大小F和彈簧長(zhǎng)度L的關(guān)系如圖1所示.

(1)通過(guò)圖1得到彈簧的勁度系數(shù)為

N/m.

(2)為了測(cè)定兩木塊A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù),兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖2所示的甲、乙兩種方案.①為了用某一彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示A和B之間的滑動(dòng)摩擦力的大小,則

方案更合理.

②甲方案中,若A和B的重力分別為10.0N和20.0N.當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)a的示數(shù)為4.00N,b的示數(shù)為10.00N,則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

.

高分幫

高分幫

高分幫感悟反思本題改變實(shí)驗(yàn)?zāi)康?根據(jù)胡克定律,通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理,測(cè)得彈簧勁度系數(shù)k和物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.實(shí)驗(yàn)過(guò)程和方法雖然簡(jiǎn)單,但這種實(shí)驗(yàn)思想是新高考的命題方向.

考點(diǎn)5實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證力的平行四邊形定則

考點(diǎn)

必備知識(shí)通關(guān)

考法

解題能力提升考法1對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解示例1[2016浙江,21,10分]某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500N/m.如圖甲所示,用彈簧OC和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn).在保持彈簧伸長(zhǎng)1.00cm不變的條件下:(1)若彈簧秤a、b間夾角為90°,彈簧秤a的讀數(shù)是

N(圖乙中所示),則彈簧秤b的讀數(shù)可能為

N.

(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90°,保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變,減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角,則彈簧秤a的讀數(shù)

、彈簧秤b的讀數(shù)

(填“變大”“變小”或“不變”).

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升

考法

解題能力提升關(guān)鍵能力

理解測(cè)力計(jì)讀數(shù)規(guī)則及實(shí)驗(yàn)原理1.彈簧秤的最小刻度為0.1N,因此讀數(shù)時(shí)必須向后估讀一位.2.彈簧秤a和b兩個(gè)拉力的合力遵從平行四邊形定則.分析求解問(wèn)題時(shí),關(guān)鍵是對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解.3.兩共點(diǎn)力合成時(shí),合力F的大小和方向由F1、F2的大小及其夾角α決定,在F1、F2大小一定時(shí),合力的大小隨F1、F2的夾角α增大而減小.如圖所示,當(dāng)合力F一定時(shí),兩分力F1、F2的夾角大于90°,且保持F1方向不變,增大

考法

解題能力提升F2與F間的夾角時(shí),F1和F2將同時(shí)增大;若減小F2與F間的夾角,則F2與F1夾角為90°時(shí),F2減小到最小,F1則一直減小.

考法

解題能力提升考法2實(shí)驗(yàn)操作及誤差分析示例2[2015安徽,21(Ⅰ),6分]在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上,將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn),兩個(gè)細(xì)