【學案與測評】高中物理 第二章相互作用課件 魯科必修1

考綱點擊1.滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力Ⅰ2.形變、彈性、胡克定律Ⅰ3.矢量和標量Ⅰ4.力的合成與分解Ⅱ5.共點力的平衡Ⅱ實驗二：探究彈力和彈簧伸長量的關系實驗三：驗證力的平行四邊形定則備考導讀1.復習本章內容時，要弄清彈力、摩擦力產生的條件，彈力、摩擦力的方向判斷，以及兩類摩擦力大小的計算方法，弄清滑動摩擦、靜摩擦及最大靜摩擦的區(qū)別和聯(lián)系，對共點力的平衡問題要重點復習受力分析，并靈活運用平衡條件解決物理問題．2.近幾年高考對本章考查重點是三種常見的力以及物體的平衡問題，題目類型可以是選擇題，也可以與牛頓運動定律，動能定理和能量守恒定律知識相結合進行綜合考查，有時也會與電場及磁場中帶電體的運動相結合，往往涉及物體的平衡、連接體的平衡等．3.復習本章時應注重與實際相結合，掌握建立物理模型的方法，對物體進行受力分析的方法(整體法、隔離法)，力的合成與分解的方法(力的圖示法、正交分解法)，通過培養(yǎng)規(guī)范解題習慣，提高理解能力和推理能力.

第1節(jié)重力彈力摩擦力一、力力的概念力是物體與物體間的________力的五種屬性物質性力不能脫離________而獨立存在相互性力的作用是________，施力物體同時也是受力物體矢量性力是矢量，既有________也有________獨立性一個力對物體產生的效果，與物體受到的其他力________同時性物體間的相互作用總是________產生、________變化、________消失自我校對一、相互作用物體相互的大小方向無關同時同時同時形變性質效果N標度有向線段有向線度二、2.mg3.豎直向下4.(1)效果(2)形狀質量分布(3)幾何中心懸掛三、1.彈性形變2.(1)相互接觸(2)彈性形變3.相同相反收縮垂直球心垂直4.(1)F＝kx(2)平衡條件四、1.靜摩擦力滑動摩擦力2.相對靜止相對運動粗糙壓力相對運動趨勢粗糙壓力相對運動相反μN相反相對運動趨勢相對運動考點1重力和重心1.重力的產生(1)地球附近的任何物體都受重力作用．(2)重力是由于地球對物體的吸引而產生的，但重力并不是地球對物體的吸引力，即重力不是萬有引力．由于地球的自轉，地球對物體的引力除產生重力之外，還要提供物體隨地球自轉所需要的向心力，如圖所示，重力是萬有引力的一個分力．2.重力的大小(1)物體在地球上不同的緯度處隨地球自轉所需的向心力大小不同，重力大小也不同．南北兩極，向心力為零，F(xiàn)引＝F重，物體所受重力最大，大小等于萬有引力；赤道上，向心力和萬有引力都指向地心，F(xiàn)引＝F重＋F向，物體所受重力最小，重力的大小等于萬有引力與物體隨地球自轉所需向心力之差．(2)在一般計算中或不考慮地球自轉效應時認為重力等于萬有引力．(3)重力的大小可用測力計測出，物體的重力在數(shù)值上等于物體靜止時對水平支持面的壓力或對豎直懸繩的拉力，但不能說重力就是壓力或拉力，這是兩種不同性質的力．3.對重心的理解重心是物體各部分所受重力的等效作用點，不一定在物體上，與物體的形狀及質量分布有關，與物體的位置、放置狀態(tài)及運動狀態(tài)無關．有規(guī)則幾何形狀的均勻物體，它的重心位置在它的幾何中心．例1病人在醫(yī)院里里輸液時，液液體一滴滴從玻璃瓶中滴滴下，在液體體不斷滴下的的過程中，玻璃瓶瓶連同瓶中液液體共同的重重心將()A.一直下下降B.一直上升升C.先降后后升D.先升后降降【點撥】確定盛滿液體體玻璃瓶的重重心―→確定【解析】當瓶中盛滿液體時，重心在瓶的中部，隨著液體的滴出，重心下降；當瓶中液面下降到某一位置后，重心又開始上升，當液體滴完時，重心又上升到原來的位置．【答案】C點睛筆記重心相對于物體的位置與物體的形狀和質量分布有關，質量分布均勻且有規(guī)則幾何形狀的物體，其重心在其幾何中心，但不一定在物體上.1.(改編編題)關于重重力的大小的的說法中正確確的是()A.廣州亞亞運會的火炬炬“潮流”在在傳遞過程中中重力大小恒恒定B.同一地地點，物體的的重力與物體體的質量成正正比C.物體落落向地面時它它受到的重力力大于它靜止止時所受到的的重力D.物體的的重力總等于于它對豎直測測力計的拉力力【解析】物物體重力的計計算式為G＝mg，火炬?zhèn)鬟f過過程中處于點點燃狀態(tài)，其其中的燃料燃燃燒會造成火火炬的質量改改變，因而其其重力也會變變化，所以A錯誤．在同同一地點g值不變，物體體的重力與物物體的質量成成正比，選項項B正確．由由公式可知，，物體所受的的重力與物體體的質量和g值有關，與物物體是否受其其他力及運動動狀態(tài)均無關關，故選項C錯誤．用測測力計豎直懸懸掛重物只有有靜止或勻速速直線運動時時，物體對測測力計的拉力力才等于物體體的重力，故故選項D錯誤誤．【答案】B考點2彈彈力的方向分分析及大小1.彈力有無及方向的分析和判斷方法(1)“直接判定法”：對于形變較明顯的情況，由形變情況根據(jù)彈力的產生條件直接判斷.(2)“假設法”：①先假設將與研究對象接觸的物體解除研究處的接觸．②再判斷物體的運動狀態(tài)是否改變．若不變則說明無彈力；若改變則說明有彈力．(3)“狀態(tài)分析法”：分析除彈力以外其他力的合力，看該合力是否滿足給定的運動狀態(tài)．若不滿足，則存在彈力；若滿足則不存在彈力．并可以依據(jù)物體的運動狀態(tài)，由力的平衡或牛頓第二定律求解物體間彈力的大小．項目輕繩輕桿彈簧形變情況伸長忽略不計計認為長度不變可伸長，可縮短施力與受力情況只能承受拉力或施出拉力能承受拉力或壓力，也可提供拉力或壓力能承受拉力或壓力，也可提供拉力或壓力力的方向指向繩收縮的方向不一定沿桿指向彈簧恢復原長的方向力的變化可發(fā)生突變可發(fā)生突變只能逐漸變化2.彈力大大小的計算(1)一般物物體之間的彈彈力，沒有具具體的計算公公式，要利用用平衡條件或或牛頓第二定定律來計算(2)彈簧的的彈力，由胡胡克定律(F＝kx)計算．特別提醒（1）繩的彈彈力的方向始始終沿繩，桿桿的彈力的方方向不一定沿沿桿的方向；（2）繩和桿的方向可以發(fā)生突變，而彈簧的彈力只能逐漸變化例2一有固定斜面面的小車在水水平面上做直直線運動，小小球通過細繩繩與車頂相連連．小球某時時刻正處于如如圖所示的狀狀態(tài)．設斜面面對小球的支支持力為N，細繩對小球球的拉力為F，關于此時時刻小球的的受力情況況，下列說說法正確的的是()A.若小小車向左運運動，N可能為零B.若小小車向左運運動，F(xiàn)不可能為零零C.若小小車向右運運動，N不可能為零零D.若小小車向右運運動，F(xiàn)不可能為零零【點撥】解解答本題題時要注意意假設法【解析】對小球受力分析，當N為零時，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小車可能向右加速運動或向左減速運動，A正確，C錯誤；當F為零時，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小車可能向右減速運動或向左加速運動，B錯誤，D錯誤.

【答案】A點睛筆記（1）本題中判斷彈力的有無是，必須根據(jù)物體的運動狀態(tài)，并結合牛頓第二定律進行判斷；（2）在分析繩子的彈力時，易出現(xiàn)的思維誤區(qū)是認為繩子只要處于伸直狀態(tài)就一定有彈力.考點3摩摩擦力的分分析和判斷斷1.摩擦擦力的方法法判斷(1)靜摩摩擦力方向向的判斷方方法①假設法(如下所示示)②狀態(tài)法：：根據(jù)平衡衡條件、牛牛頓第二定定律，判斷斷靜摩擦③利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關系)判斷：關鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力方向，再根據(jù)“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力，利用牛頓第三定律來判斷．(2)滑動摩擦力的方向判斷方法滑動摩擦力的方向判斷方法可以根據(jù)定義，利用“滑動摩擦力的方向與相對運動的方向相反”判斷，也可以和靜摩擦力的方向判斷方法一樣用“狀態(tài)法”和“牛頓第三定律”判斷．2.摩擦擦力的大計算摩擦力的大小，首先要判斷摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力，然后根據(jù)靜摩擦力和滑動摩擦力的特點計算其大?。?1)靜摩擦力大小的計算靜摩擦力沒有直接公式可用，只能根據(jù)物體的運動狀態(tài)來求．當物體處于平衡狀態(tài)時，靜摩擦力的大小由平衡條件來求；而物體處于非平衡態(tài)時應由牛頓第二定律求解．當然對于滑動摩擦力的求解這種方法也是適用的．(2)滑動摩擦力大小的計算滑動摩擦力的大小用公式f＝μN來計算，應用此公式時要注意：①μ為動摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關；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滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關，與接觸面的大小也無關．特別別提提醒醒（1））最最大大靜靜摩摩擦擦力力不不一一定定是是物物體體實實際際受受到到的的，，物物體體實實際際受受到（2）在分析摩擦力的方向時，要注意靜摩擦力的方向的“可變性”和滑動摩擦力方向的“相對性”；（3）無論是靜摩擦力還是滑動摩擦力利用物體的運動狀態(tài)不僅可以判斷摩擦力的有無、摩擦力的方向，還可以求解摩擦力的大小(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，當車在剎車過程中，物體A不發(fā)生滑動，隨車一起停止運動，如圖丙所示；(4)物體A在水平轉臺上，隨轉臺一起勻速轉動，如圖丁所示．【點點撥撥】】【解解析析】】運運用用假假設設法法不不難難判判斷斷出出圖【答案】見解析點睛筆記摩擦力的方向判斷中要正確理解摩擦力產生條件中“相對”的含義，“相對”既不是對“地”，也不是對“觀察者”，“相對”的是跟它接觸的物體.3.(2011··廣廣東東順順德德模模擬擬)如如圖圖所所示示是是主主動動輪P通過過皮皮帶帶與B、C與D分別是皮帶上與輪緣上相互接觸的點，則下列判斷錯誤的是()A.B點相對于A點運動趨勢方向與B點運動方向相反B.D點相對于C點運動趨勢方向與C點運動方向相反C.D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【解析】P為主動輪，假設接觸面光滑，B點相對于A點的運動方向一定與B點的運動方向相同，A錯誤；Q為從動輪，D點相對于C點的運動趨勢方向與C點的運動方向相反，Q輪通過靜摩擦力被帶動，因此D點所受的靜摩擦力方向與D點的運動方向相同，B、C均正確；主動輪靠摩擦帶動皮帶，從動輪靠摩擦而被皮帶帶動，D正確.

【答案】A對桿桿的的作作用用力力理理解解不不清清楚楚，力總是沿桿的，不會根據(jù)運動的狀態(tài)分析物體的受力情況．(2010·泰安模擬)如圖所示，小車上固定著一根彎成α角的曲桿，桿的另一端固定一個質量為m的球，有關小球所受的彈力的說法正確的有()A.桿對球總是提供沿桿方向的作用力B.桿對球只能提供拉力，不能提供支持力，但方向不是唯一的C.小車靜止時，桿對球的作用力的大小為mg，方向為豎直向上D.小車水平向右做加速運動時，桿對球的作用力的方向沿桿【錯解】】無論論運動狀狀態(tài)如何【正確】當小車的運動狀態(tài)不同時，球對桿產生的形變可能出現(xiàn)拉伸、壓縮、扭轉等形變，桿對球不僅能提供拉力，而且能提供支持力，其方向不一定沿桿方向，故A、B均錯誤；但我們可以從運動狀態(tài)出發(fā)，根據(jù)物體的平衡條件和牛頓第二定律分析出來．根據(jù)物體平衡條件知，桿對球的力與重力是一對平衡力，選項C正確；因小球隨車具有水平向右的加速度，所以彈力的方向應斜向右上方．當加速度的大小發(fā)生變化時，小球所受彈力方向與豎直方向的夾角也將發(fā)生變化，桿對球的作用力的方向不一定沿桿的方向，D錯誤．【答案】C第2節(jié)力力的合合成與分分解一、合力力與分力力1.定定義：如如果一個個力作用用在物體2.合力和分力的關系：合力和分力是一種________的關系．3.共點力：幾個力都作用在物體的________，或者它們________相交于一點，這幾個力叫做共點力.

二、力的的合成與與分解力的合成力的分解關系定義求幾個已知力的________的過程叫力的合成求一個已知力的________的過程叫力的分解力的分解是力的合成的________矢量運算法則平行四邊形定則：兩個力合成時，以表示這兩個力的線段為________作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的__________就表示合力的________和________．如圖所示

矢量運算法則三角形定則：把兩個矢量的________順次連結起來，第一個矢量的首到第二個矢量的尾的____________為合矢量．如圖所示合力和分力的大小關系共點的兩個力(F1、F2)的合力(F)的大小，與它們的夾角(θ)有關；θ越大，合力________；θ越小，合力________．F1與F2________時合力最大；F1與F2________時合力最小合力的取值范圍為________≤F≤________

自我校對對一、1.效果果合力力分力力2二、合力分力逆運算鄰邊對角線大小方向首尾有向線段越小越大同向反向│F1－F2│F1＋F2考點1共共點力力的合成成1.作作圖法作圖步驟驟：(1)從從力的作作用點起起，按同同一標度度作出兩力F1和F2的圖示．．(2)以以F1和F2的圖示為為鄰邊作作平行四四邊形，畫畫出過作作用點的的對角線線，如圖圖甲所示示．(3)量量出對角角線的長長度，計計算出合合力的大大小，量量出對角特別提提醒（1））合力力不一一定大大于分分力；；（2）合合力和和它的的分力力在效效果上上是一一種等等效替替代的的關系系；（（3））三個個共點點力合合成時時，其其合力力的最最小值值不一一定等等于兩兩個較較小力力的和和減去去第三三個較較大的的力例1(2011·重重慶模模擬)在電電線桿桿的兩兩側常常用鋼鋼絲繩繩把它它固定定在地地上，，如圖圖所示示．如如果鋼鋼絲繩繩與地地面的的夾角角∠A＝∠B＝60°，，每條條鋼絲絲繩的的拉力力都是是300N，，試求求兩根根鋼絲絲繩作作用在在電線線桿上上的合合力．．【點撥撥】(1)力力是矢矢量其其合成成遵循循平行行四邊邊形定定則．．(2)力的的合成成即可可以用用平行行四邊邊形定定則也也可以以利用用正交交分解解等方方法．．【解析析】(1)作圖圖法：：如圖圖所示示，自自O點引兩條條有向向線段段OC和OD，夾角角為60°°.設定每每單位位長度度表示示100N，，則OC和OD的長度度都是是3個個單位位長度度，作作出平平行四四邊形OCED，其對對角線線OE就表示示兩個個拉力力F1、F2的合力力F，量得得OE長約為為5.2個個單位長度度.所以合合力F＝100××5.2N≈≈520N，，用量角器量量得∠COE＝∠DOE＝30°，，所以合力方方向豎直向向下.考點2力力的分解解1.按力力的效果分分解(1)根據(jù)據(jù)力的實際際作用效果果確定兩個個實際分力力的方向．．(2)再根根據(jù)兩個實實際分力方方向畫出平平行四邊形形．(3)最后后由平行四四邊形知識識求出兩分分力的大小?。鐖D所示，物體的重力G按產生的效果分解為兩個分力，F(xiàn)1使物體下滑，F(xiàn)2使物體壓向斜面．2.正交交分解法(1)定義義：把一個個力分解為為相互垂直直的分力的的方法．(2)優(yōu)點點：把物體體所受的不不同方向的的各個力都都分解到相相互垂直的的兩個方向向上去，然然后再求每每個方向上上的分力的的代數(shù)和，，這樣就把把復雜的矢矢量運算轉轉化成了簡簡單的代數(shù)數(shù)運算，最最后再求兩兩個互成90°角的的力的合力力就簡便多多了．(3)運用用正交分解解法解題的的步驟①正確選擇擇直角坐標標系，通常常選擇共點點力的作用用點為坐標標原點，直直角坐標軸軸x、y的選擇可按按下列原則則去確定：：a.盡可可能使更多多的力落在在坐標軸上上．b.沿物物體運動方方向或加速速度方向設設置一個坐坐標軸．c.若各各種設置效效果一樣，，則沿水平平方向、豎豎直方向設設置兩坐標標軸．3.按問問題的需要要進行分解解，具體分分以下三個個方面情況圖解已知合力和兩個分力的方向，求兩個分力的大小有唯一解已知合力和一個分力的大小和方向，求另一分力的大小和方向有唯一解已知合力和一個分力的方向和另一分力的大小，即已知F、α(F1與F的夾角)和F2的大小，這時則有如下的幾種可能情況：

F2>Fsinα且F2＜F時，有兩解

F2＝Fsinα時，有唯一解F2<Fsinα時，按所給的條件是無法組成力的平行四邊形，無解

F2≥F時，有唯一解

特別提醒在實際問題例2

如圖所示α＝30°，裝置的重力和摩擦力均不計，若用F＝100N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？點睛筆記按力的作用用效果分解解力時，關關鍵是明確確力的作用用效果，從從而確定兩兩個分力的的方向，再再根據(jù)平行行四邊形定定則作出力力的分解圖圖，然后由由數(shù)學知識識求出分力力對力的分解解的平行四四邊形定則則掌握的不不牢固，對對矢量的方方向理解的的不深刻，，從而導致致對力的分分解有無唯唯一解的判判斷出現(xiàn)錯錯誤，錯誤誤地認為只只要三個力力能構成一一個三角形形，其分解解就有唯一一解．例把一個已知知力分解為為兩個分力A.已知兩個分力的大小B.已知兩個分力的方向，并且兩分力不在同一直線上C.已知一個分力的大小和另一個分力的方向D.已知一個分力的大小【錯解】ABD【正解】該題最容易犯的錯誤是錯選A，導致這種錯誤的原因是對矢量的方向理解不深刻．錯誤地認為確定了三條邊就能構成一個唯一確定的三角形，即只有唯一解．這樣就把矢量與線段混淆了，從而導致了錯誤．【答案】B第3節(jié)受受力分析共共點力的的平衡一、受力分分析概念把研究對象在指定的物理環(huán)境中受到的所有力都分析出來，并畫出物體所受的力的________，這個過程就是受力分析受力分析一般順序一般先分析場力(重力、電場力和磁場力)，然后接觸力．分析接觸力時，找出跟研究對象接觸的物體，并逐個分析這些物體對研究對象是否有彈力作用；最后分析摩擦力

受力分析的重要依據(jù)(1)從力的概念判斷，尋找對應的施力物體(2)從力的性質判斷，尋找產生力的原因(3)從力的效果判斷，尋找是否改變________(即是否產生加速度)或改變________二、共點力力的平衡1.平衡衡狀態(tài)：物物體處于________或或________狀態(tài)．2.共點點力的平衡衡條件：F合＝0或者者Fx=0且Fy=03.平衡衡條件的推推論平衡類型推論二力平衡如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小________、方向________，為一對________三力平衡如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個力的______一定與第三個力大小____，方向____多力平衡如果物體受多個力作用處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余力的________大小________，方向________

自我校對一、示意圖圖物體的的運動狀態(tài)態(tài)物體的的形狀二二、1.靜止勻勻速直線線運動3.相相等相反反平衡力力合力相相等相相反合力力相等相相反考點1受受力分析的的方法和步步驟1、整體法法與隔離法法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個物體作為一個整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開分析的方法

選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內物體之間的相互作用力注意問題受力分析時不要再考慮系統(tǒng)內物體間的相互作用力一般先隔離受力較少的物體適用情況當所涉及的物理問題是整體與外界作用時，用整體法分析，可使問題簡單明了，而不必考慮內力的作用當涉及的物理問題是物體間的作用時，要應用隔離法，這時系統(tǒng)中物體間相互作用的內力就會變?yōu)楦鱾€獨立物體的外力注意：整體體法、隔離離法在受力力分析時要要靈活選用用，在很多多問題中整整體法和隔隔離法要聯(lián)聯(lián)系使用.2.受力力分析的步步驟明確研究對對象即確定受力力分析的物物體，研究究對象可以以是單個物物體，也可可以是多個個物體隔離物體分分析畫出受力示示意圖檢查受力分分析是否有有誤將研究對象象從周圍物物體中隔離離出來，進進而分析周周圍物體有有哪些對它它施加了力力的作用邊分析邊將檢查畫出的每每一個力能否否找出它的施施力物體，檢檢查分析結果果能否好似研研究對象處于于題目所給的的物理狀態(tài)3.注意事事項(1)不要把把研究對象所所受的力與研研究對象對其其他物體的作作用力混淆．．(2)對于分分析出的物體體受到的每一一個力，都必必須明確其來來源，即每一一個力都應找找出其施力物物體，不能無無中生有．(3)合力和和分力不能重重復分析，““性質力”和和“效果力””不能重復分分析．(4)區(qū)分內內力與外力，，對幾個物體體的整體進行行受力分析時時，這幾個物物體間的作用用力為內力，，不能在受力力圖中出現(xiàn)；；當把某一物物體單獨隔離離分析時，原原來的內力變變成外力，要要在受力分析析圖中畫出．．(5)當只研研究物體的平平動，而不研特別提醒正確的受力分析要做到受力分析時不漏力、不添力.受力分析時防止漏力的有效方法是按順序進行分析：一般先分析場力（重力、電場力、磁場力），再分析接觸力（彈力、摩擦力）；防止添力的方法就是每個力都找到它的施力物體例1(2010··山東卷)如如圖所示，質質量分別為m1、m2的兩個物體通通過輕彈簧連連接，在力F的作用下一起起沿水平方向向做勻速直線線運動(m1在地面，m2在空中)，力力F與水平方向成成θ角，則m1所受支持力力N和摩擦力f為()A.N＝m1g＋m2g－FsinθB.N＝m1g＋m2g－FcosθC.f＝FcotθD.f＝F【點撥】【解析】把把兩個物體看看做一個整體體，由兩個物物體一起沿水水平方向做勻勻速直線運動動可知，水平平方向f＝Fcosθ，選項C錯誤誤，D錯誤；；設彈簧中彈彈力為F1，彈簧方向向與水平方向向的夾角為θ1，隔離m2【答案】A點睛筆記在常見的幾種力中，重力是主動力，而彈力、摩擦力是被動力，其中彈力存在又是摩擦力存在的前提，所以分析受力時應該按重力、彈力、摩擦力的順序去分析1、如圖所示示，A、B兩木塊放在水水平面上，它它們之間用細細線相連，兩兩次連接情況況中細線傾斜斜方向不同但但傾角一樣，，兩木塊與水水平面間的摩摩擦系數(shù)相同同，先后用水水平力F1和F2拉著A、B一起勻速運動動，則()A.F1≠【解析】先整體進行受力分析，可得地面對整體的摩擦力均等于μ(m1＋m2)g，故F1＝F2；再單獨分析A，細線拉力Tcosθ＝μN，而N1<N2，故T1<T2，故B正確．【答案】B考點2處處理平衡的的基本方法1.力的合合成法物體受三個力力作用而平衡衡時，其中任任意一個力必必定與另兩個個力的合力等等大反向．將將這個力的等等大反向力作作為對角線，，另兩個力作作為鄰邊作平平行四邊形，，可利用力的的平行四邊形形定則，根據(jù)據(jù)正弦定理、、余弦定理或或相似三角形形等數(shù)學知識識求解．2.力的三三角形法物體受同一平平面內三個互互不平行的力力處于平衡2.(2010·福州州月考)傾角角為θ的斜面面上有有質量量為m的木塊塊，它它們之之間的的動摩摩擦因因數(shù)為為μ，現(xiàn)用用水平平力F推動木木塊，，如圖圖所示示，使使木塊塊恰好好沿斜斜面向向上做做勻速速運動動．若若斜面面始終終保持持靜止止，求求水平平推力力F的大小?。键c3動動態(tài)態(tài)平衡衡、臨臨界與1.動態(tài)平衡問題通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化，而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)，在問題的描述中常用“緩慢”等語言描述．2.臨界問題當某物理量變化時，會引起其他幾個物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)為“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，在問題的描述中常用“剛好”、“剛能”、“恰好”等語言描述．3.極值問題受力平衡物體的極值問題，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題．4.解解方法步驟解析法(1)選某一狀態(tài)對物體進行受力分析(2)將物體的受力按實際效果分解或正交分解(3)列平衡方程求出未知量與已知量的關系表達式(4)根據(jù)已知量的變化情況來確定未知量的變化情況圖解法(1)選某一狀態(tài)對物體進行受力分析(2)根據(jù)平衡條件畫出平行四邊形(3)根據(jù)已知量的變化情況，畫出平行四邊形的邊角變化(4)確定未知量大小、方向的變化點睛筆筆記①前提是合力不變，一個分力的方向不變；②正確判斷某一個分力的大小和方向變化及其引起的另一分力的變化；③注意某一分力方向變化的空間.（2）當多個物體組成的系統(tǒng)處于平衡時，體統(tǒng)內的任何一個物體均處于平衡狀態(tài)，此時可以對系統(tǒng)列平衡方程，并且在任意一個方向上的合力均為零。例3(2011·北北京四四中模模擬)跨過過定滑滑輪的的輕繩繩兩端端，分分別系系著物物體A和物體體B，物體體A放在傾傾角為為θ的斜面面上，，如圖圖所示示．已已知【點撥撥】【解解析析】】先先選選物物體體B為T＝mBg①再選物體A為研究對象，它受到重力mg、斜面支持力N、輕繩拉力T和斜面的摩擦力作用，假設物體A處于將要上滑的臨界狀態(tài)，則物體A受的靜摩擦力最大，且方向沿斜面向下，這時A的受力情況如圖所示，根據(jù)平衡條件有：N－mgcosθ＝0②T－fm－mgsinθ＝0③由摩擦力公式知：fm＝μN④聯(lián)立①②③④四式解得mB＝m(sinθ＋μcosθ)．再假假設設物物體體A處于于將將要要下下滑滑的的臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)，，則則物物體體A受的的靜靜摩摩擦擦力力最最大大，，且且方方向向沿沿斜斜面面向向上上，，根根據(jù)據(jù)平平衡衡條條件件有有：：N－mgcosθ＝0⑤⑤T＋fm－mgsinθ＝0⑥⑥由摩摩擦擦力力公公式式知知：：fm＝μN⑦聯(lián)立立①①⑤⑤⑥⑥⑦⑦四四式式解解得得mB＝m(sinθ－μcosθ)．．綜上上所所述述，，物物體體B的質質量量的的取取值值范范圍圍為為m(sinθ－μcosθ)≤≤mB≤m(sinθ＋μcosθ)．．【答答案案】】m(sinθ－μcosθ)≤≤mB≤m(sinθ＋μcosθ)點睛睛筆筆記記解決決臨臨界界問問題題，，3.如圖圖所所示示，，【解解析析】】當當力力F較小小時時，，OB張緊緊，，OC有可可能能松松對小球進行受力分析如圖所示，根據(jù)物體的平衡條件，在水平方向上：Fcosθ－TBcosθ－TC＝0①在豎直方向上：Fsinθ＋TBsinθ－mg＝0②4.如如圖圖所所示示，，三三段段繩繩子子懸懸掛A.OA繩上的拉力一直在減小B.OA繩上的拉力先增大后減小C.OB繩上拉力先減小后增大，最終比開始時拉力大D.OB繩上拉力先減小后增大，最終和開始時相等對O點受力分析如圖所示，因O點靜止，兩繩拉力的合力F合＝mg不變，F(xiàn)B方向順時針移動，由動態(tài)圖可知FA一直增大，F(xiàn)B先減小，后增大，又由對稱性可知，最終和開始時相等，故D正確．【答案】D在連連接接體體中中的的動動態(tài)態(tài)平平衡衡問問題題中中，，既既要例(2011·常州模擬)如圖所示，輕繩的兩端分別系在圓環(huán)A和小球B上，圓環(huán)A套在粗糙的水平直桿MN上．現(xiàn)用水平力F拉著繩子上的一點O，使小球B從圖中實線位置緩慢上升到虛線位置，但圓環(huán)A始終保持在原位置不動．則在這一過程中，環(huán)對桿的摩擦力f和環(huán)對桿的壓力N的變化情況是()A.f不變，N不變B.f增大，N不變C.f增大，N減小D.f不變，N減小【錯解】】系統(tǒng)統(tǒng)處于動動態(tài)平衡衡中，對對整體受受力分析析如圖所所示：由力的平平衡條件件得N＝(mA＋mB)g；環(huán)對桿桿的壓力力和桿對對環(huán)的支支持力等等大反和，選項B、D錯誤；在小球上升過程中，水平拉力F大小不變，而摩擦力f始終等于水平拉力F，故摩擦力f也始終不變化，選項C錯誤，A正確．【正解】】在小小球上升升的過程程中水平平拉力F的大小是是變化的的，以結結點O為研究對對象進行行受力分分析如圖圖(a)．由題題可知O點處于以環(huán)、繩和小球構成的整體作為研究對象，作受力分析圖如圖(b)．由整個系統(tǒng)平衡可知：N＝(mA＋mB)g，f＝F.即f增大，N不變，故B正確．【答案】B實驗二探探究彈彈力和彈彈簧伸長長量的關關系實驗目的的1.探探究彈力力和彈簧簧伸長量量之間的的關系．．2.學學會利用用圖象法法處理實實驗數(shù)據(jù)據(jù)．實驗原理理1.如圖圖所示，在在彈簧下端端懸掛鉤碼時彈簧簧會伸長，，平衡時彈彈簧產生的彈彈力與所掛掛鉤碼的重重力大小相等等．2.彈簧簧的長度可可用刻度尺尺直接測出出，伸長量量可以由拉拉長后的長長度減去彈彈簧原來的的長度進行行計算．這這樣就可以以研究彈簧簧的彈力和和彈簧伸長長量之間的的定量關系系了．實驗器材鐵架臺、彈彈簧、毫米米刻度尺、、鉤碼若干干、三角板板、坐標紙紙、重垂線線、鉛筆.實驗步驟1.將彈彈簧的一端端掛在鐵架架臺上，讓讓其自然下下垂，用刻刻度尺測出出彈簧自然然伸長狀態(tài)態(tài)時的長度度l0，即原長．．2.如圖圖所示，在在彈簧下端端掛質量為為m1的鉤碼，測測量出此時時彈簧的長長度l1，記錄m1和l1，填入設計計的表格中中．3.改變變所掛鉤碼碼的質量，，量出對應應的彈簧長長度，記錄錄m2、m3、m4、m5……和相應應的彈簧長長度l2、l3、l4、l5……，并得得出每次彈彈簧的伸長長量x1、x2、x3、x4、x5…….鉤碼個數(shù)長度伸長量x彈力F0l0＝1l1＝x1＝l1－l0F1＝2l2＝x2＝l2－l0F2＝3l3＝x3＝l3－l0F3＝……………………數(shù)據(jù)處理1.以彈彈力F(大小等于2.以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)．首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)．3.得出彈力和彈簧伸長之間的定量關系，解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義．誤差分析1.彈簧拉力大小的不穩(wěn)定會造成誤差．因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼來充當對彈簧的拉力，待穩(wěn)定后再讀數(shù)可以提高實驗的準確度．2.彈簧長度測量不準確容易造成誤差．3.描點、作圖不準確帶來的誤差.注意事項1.所掛掛鉤碼不要要過重，以以免彈簧被被過分拉伸伸而超出它它的彈性限限度，要注注意觀察，，適可而止止．2.每次次所掛鉤碼碼的質量差差盡量大一一些，從而而使坐標上上描的點的的間距盡可可能大，這這樣作出的的圖線更精精確．3.測彈彈簧長度時時，一定要要在彈簧豎豎直懸掛且且處于平衡衡狀態(tài)時測測量，以免免增大誤差差．4.描點點畫線時，，所描的點點不一定都都落在一條條曲線上，，但應注意意一定要使使各點均勻勻分布在曲曲線的兩側側．5.記錄錄數(shù)據(jù)時要要注意彈力力及彈簧伸伸長量的對對應關系及及單位.實驗改進在“探究彈彈力和彈例1(1)在““探究彈力力和彈簧伸伸長的關系系”的實驗驗中，以下下說法正確確的是()A.彈簧簧被拉伸時時可以超出出它的彈性性限度B.用懸懸掛鉤碼的的方法給彈彈簧施加拉拉力，應保保證彈簧位位于豎直位位置且處于于平衡狀態(tài)態(tài)C.用直直尺測得彈彈簧的長度D.用幾個不同的彈簧，分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的關系”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L－L0作為彈簧的伸長量x，這樣操作時由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖中的()【解析】本本題主要要考查使用用彈簧時應應注意的問問題，以及及用圖象法法來描述彈彈簧的彈力力與其伸長長量間的關關系．(1)本實實驗中應以以所研究的的一根彈簧簧為實驗對對象，在彈彈性限度內內通過增減減鉤碼的數(shù)數(shù)目，來改改變對彈簧簧的拉力，，來探索彈彈力與彈簧簧伸長的關關系，所以以選B正確確．(2)考慮慮彈簧自身身重力的影影響，當不不掛鉤碼時時彈簧的伸伸長量x＞0，所以以選C正確確．【答案】例2某同學用如如圖所示裝裝置做探究彈力和彈彈簧伸長關關系的實驗驗．他先測出不不掛砝碼時時彈簧下針所指的標尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，測出指針所指的標尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：(重力加速度g＝9.8m/s2)鉤碼質量m/102g01.002.003.004.005.006.007.00標尺刻度x/10－2m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(1)根據(jù)據(jù)所測數(shù)據(jù)據(jù)，在答題題卡的坐標標紙上作出出彈簧指針針所指的標標尺刻度x與砝碼質量量m的關系曲線線．(2)根據(jù)據(jù)所測得的的數(shù)據(jù)和關關系曲線可可以判斷，，在________N范圍圍內彈力大大小與彈簧簧伸長關系系滿足胡克克定律．這這種規(guī)格彈彈簧的勁度度系數(shù)為________N/m.【解析】(1)如如圖所示(2)根據(jù)據(jù)圖線可以以看出，當當m≤5.00×102g＝0.5kg時時，，標尺刻度x與鉤碼質量量m成一次函數(shù)關系，，所以當F＝mg≤4.9N范圍內彈力力大小與彈簧伸長長關系滿足胡胡克定律．由圖線可可以求出彈簧簧的勁度系數(shù)k，則k＝24.5N/m.【答案】(1)見解析析(2)0～4.9N24.5【點評】本本題考查描點點作圖的數(shù)據(jù)據(jù)處理能力、、和圖象分析析能力．根據(jù)據(jù)表格中的數(shù)數(shù)據(jù)，在圖上上描點作圖，，用光滑的線線連接就是測測量的圖象，，難度不大．．注意到前段段是線性的，，后段是非線線性的．由上表可看出出，乙橡皮繩繩下端的坐標標改變量(Xi－X1)/mm與鉤60N/m.【答案】(1)小于(2)乙(3)k乙＝60N/m(4)盡可能使伸長量在彈性范圍內，同時有足夠大的伸長量，以減小測量誤差實驗三驗驗證力的平行行四邊形定則則實驗目的1.能夠正正確使用彈簧簧測力計．2.驗證互互成角度的兩兩個力合成時時的平行四邊邊形定則．實驗原理1.等效法法：使一個力力F′的作用效果果和兩個力F1、F2的作用效果都都是讓同一條一端固定定的橡皮條伸伸長到同一點點，所以一個力F′就是這兩個個力合力，作出力F′的圖示，如圖所示．2.平行四四邊形法：根根據(jù)平行四邊邊形定則作出出力F1和F2的合力F的圖示．3.驗證：：比較F和F′的大小和方方向是否相同同，若在誤差差允許的范圍圍內相同，則則驗證了力的的平行四邊形形定則．實驗器材方木板、白紙紙、彈簧測力力計(兩只)、橡皮條、、細繩套(兩兩個)、三角角板、刻度尺尺、圖釘(幾幾個)．實驗步驟1.在水平平桌面上平放放一塊方木板板，在方木板板上鋪一張白白紙，用圖釘釘把白紙固定定在方木板上上．2.用圖釘釘把橡皮條的的一端固定在在板上的A點，在橡皮條條的另一端拴拴上兩條細繩繩，細繩的另另一端各系上上細繩套．3.用兩個個彈簧測力計計分別鉤住細細繩套，互成成角度地拉橡橡皮條，將結結點拉到某一一位置O，如圖所示．．4.用鉛筆筆描下O點的位置和兩兩條細繩的方方向，讀出并并記錄兩個彈彈簧測力計的的示數(shù)．5.用鉛筆筆和刻度尺在在白紙上從O點沿兩條細繩繩的方向畫直直線，按一定定的標度作出出兩個力F1和F2的圖示，并以以F1和F2為鄰邊用刻度度尺和三角板板作平行四邊邊形，過O點的平行四邊邊形的對角線線即為合力F6.只用一個彈簧測力計，通過細繩把橡皮條的結點拉到同樣的位置O，讀出并記錄彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度用刻度尺從O點作出這個力F′的圖示．7.比較F′與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向，看它們在實驗誤差允許的范圍內是否相等．8.改變F1和F2的大小和方向，再做兩次實驗．注意事項1.同一實實驗中的兩只只彈簧測力計計的選取方法法是：將兩只只彈簧測力計計調零后互鉤鉤對拉，若兩兩只彈簧測力力計在對拉過過程中讀數(shù)相相同，則可選選；若讀數(shù)不不同應調整或或另換，直2.在同一次實驗中，使橡皮條拉長時的結點O位置一定要相同．3.用兩只彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時，夾角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之間為宜．4.讀數(shù)時應注意使彈簧測力計與木板平行，并使細繩套與彈簧測力計的軸線在同一條直線上，避免彈簧測力計的外殼與彈簧測力計的限位卡之間有摩擦．讀數(shù)時眼睛要正視彈簧測力計的刻度，在合力不超過量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些．5.細繩套應適當長一些，便于確定力的方向．不要直接沿細繩套的方向畫直線，應在細繩套末端用鉛筆畫一個點，去掉細繩套后，再將所標點與O點連接，即可確定力的方向．6．在同一次實驗中，畫力的圖示所選定的標度要相同，并且要恰當選取標度，使所作力的圖示稍大一些．誤差分分析1.彈彈簧簧測力力計本本身的的誤差差．2.讀讀數(shù)數(shù)誤差差和作作圖誤誤差．．3.兩兩分分力F1、F2間的夾夾角θ越大，，用平平行四四邊形形定則則作圖圖得出出的合合力F的誤差差ΔF也越大大．實驗改改進本實驗驗用一一個彈彈簧測測力計計也可可以完完成，，具體體操作作如下下：(1)把兩(2)放回橡皮條后，將彈簧測力計連接到另一細繩上，用手再同時拉這兩條細繩，使結點至O點，并使兩條細繩位于記錄下來的方向上，讀出彈簧測力計的示數(shù)F2.其他步驟與提供兩只彈簧測力計相同．這種操作的優(yōu)點是能減小因兩彈簧測力計的不同而帶來的誤差，但實驗過程稍顯麻煩．例1在做““互成成角度度的兩兩個力力的合合成””實驗驗時，，橡皮皮條的的一端端固定定在木木板上上，用用兩個個彈簧簧測力力計把把橡皮皮條的的另一一端拉拉到某某一確確定的的O點，以以下操操作中中正確確的是是()A.同同一一次實實驗過過程中中，O點位置置允許許變動動B.實實驗驗中，，彈簧簧測力力計必必須與與木板板平行行，讀讀數(shù)時時視線線要正正對彈彈簧測測力計C.實驗中，先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程，然后只需調節(jié)另一彈簧測力計拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點D.實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩彈簧測力計之間夾角應取90°，以便于算出合力的大小【解析析】從從橡橡皮條條固定定點到到O點的連連線方方向，，是合合力的的作用用線方方向，，如果果O點變動動，那那么合合力的的大小小、方方向都都要變變化，，就不不能驗驗證力力的平平行四四邊形形定則則，故故A選選項錯錯誤．．C選選項中中，因因一個個彈簧簧測力力計已已拉到到最大大量程程，再再通過過另一一個彈彈簧測測力計計拉橡橡皮條條到O點時，，另一一個彈彈簧測測力計計可能能超過過最大大量程程，造造成損損壞或或讀數(shù)數(shù)不準準，故故C選選項錯錯誤．．互成成角度度的兩兩個力力的合合成是【答案】B例2(2011·長長沙模模擬)將橡橡皮筋筋的一一端固固定在在A點，另另一端端拴上上兩根根細繩繩，每每根細細繩分分別連連接著