高中力學難點強行突破課件

高中物理重難點強行突破受力分析與物體平衡一、難點形成原因：1、力是物體間的相互作用。受力分析時，這種相互作用只能憑著各力的產(chǎn)生條件和方向要求，再加上抽象的思維想象去畫，不像實物那么明顯，這對于剛升入高中的學生來說，多習慣于直觀形象，缺乏抽象的邏輯思惟，所以形成了難點。2、有些力的方向比較好判斷，如：重力，但有些力的方向難以確定。如：彈力、摩擦力等，雖然發(fā)生在接觸處，但在接觸的地方是否存在、方向如何卻難以把握。3、受力分析時除了將各力的產(chǎn)生要求、方向的判斷方法熟練掌握外，同時還要與物體的運動狀態(tài)相聯(lián)系，這就需要一定的綜合能力。由于學生對物理知識掌握不全，導致綜合分析能力下降，影響了受力分析準確性和全面性。二、難點突破策略：物體的受力情況決定了物體的運動狀態(tài)，正確分析物體的受力，是研究力學問題的關(guān)鍵。受力分析就是分析物體受到周圍其它物體的作用。為了保證分析結(jié)果正確，應(yīng)從以下幾個方面突破難點1.選擇研究對象的方法：（原則上先分析受力個數(shù)少的物體）整體法和隔離法整體法隔離法概念將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)整體的作用力研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力注意問題分析整體周圍其他物體對整體的作用。而不畫整體內(nèi)部物體間的相互作用。分析它受到周圍其他物體對它的作用力2.受力分析的依據(jù)：各種性質(zhì)力的產(chǎn)生條件及各力方向的特點3.受力分析的步驟：為了在受力分析時不多分析力，也不漏力，一般情況下按下面的步驟進行：（1）確定研究對象——可以是某個物體也可以是整體。（2）按順序畫力a．先畫重力：作用點畫在物體的重心，方向豎直向下。b．再畫彈力：看研究對象跟周圍其他物體有幾個接觸點（面），先對某個接觸點（面）分析，若有擠壓，則畫出彈力，若無法確定可利用假設(shè)法，再結(jié)合運動狀態(tài)加以確定。c．再畫摩擦力：看研究對象跟周圍其他物體有幾個接觸點（面），先對某個接觸點（面）分析，若有彈力和相對運動或相對運動的趨勢，則再畫出摩擦力。分析完一個接觸點（面）后，再依次分析其他的接觸點（面）。若無法確定可利用假設(shè)法和牛頓第二定律判斷。4.受力分析的輔助手段（1）物體的平衡條件（共點力作用下物體的平衡條件是合力為零）（2）牛頓第二定律（物體有加速度時）（3）牛頓第三定律（內(nèi)容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上）三、分類例析1．彈力有、無的判斷彈力的產(chǎn)生條件是接觸且發(fā)生彈性形變。但有的形變明顯，有的不明顯。那么如何判斷相互接觸的物體間有無彈力方法1：“假設(shè)法”，即假設(shè)接觸物體撤去，判斷研究對象是否能維持現(xiàn)狀。若維持現(xiàn)狀則接觸物體對研究對象沒有彈力，因為接觸物體使研究對象維持現(xiàn)狀等同于沒有接觸物，即接觸物形同虛設(shè)，故沒有彈力。若不能維持現(xiàn)狀則有彈力，因為接觸物撤去隨之撤去了應(yīng)該有的彈力，從而改變了研究對象的現(xiàn)狀。可見接觸物對研究對象維持現(xiàn)狀起著舉足輕重的作用，故有彈力。圖1例：如圖1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(zhì)量為m的球，試分析下列情況下桿對球的彈力的大小和方向：（1）小車靜止；（2）小車以加速度a水平向右運動；（3）小車以加速度a水平向左運動。2．摩擦力的方向摩擦力的方向為與接觸面相切，.與物體間的相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反。但相對運動趨勢不如相對運動直觀，具有很強的隱蔽性，常用下列方法判斷。法1：“假設(shè)法”。即假設(shè)接觸面光滑，看原來相對靜止的物體間能發(fā)生怎樣的相對運動。若能發(fā)生，則這個相對運動的方向就為原來靜止時兩物體間的相對運動趨勢的方向。若不能發(fā)生，則物體間無相對運動趨勢。例：如圖所示為皮帶傳送裝置，甲為主動輪，傳動過程中皮帶不打滑，P、Q分別為兩輪邊緣上的兩點，下列說法正確的是：A．P、Q兩點的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動方向相反B．P點的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相反，Q點的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動方向相同C．P點的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相同，Q點的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動方向相反D．P、Q兩點的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動方向相同法2：根據(jù)“物體的運動狀態(tài)”來判定。即先判明物體的運動狀態(tài)（即加速度的方向），再利用牛頓第二定律（F=ma）確定合力，然后通過受力分析確定靜摩擦力的大小和方向。例8：如圖所示，A、B兩物體豎直疊放在水平面上，今用水平力F拉物體，兩物體一起向右運動，試分析A、B間的摩擦力方向及B與水平面間的摩擦力方向。

法3：利用牛頓第三定律來判定此法關(guān)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的方向，再確定另一物體受到的靜摩擦力的方向。例：練習冊95頁的例題2。

四、共點力平衡：1、二力平衡條件：等大、反向、共線2、三力平衡條件：其中任意兩個力的合力與第三個力滿足等大、反向、共線。所以三力一定能夠構(gòu)成一個封閉三角形。三力平衡一般用三角形法運算。3、多力平衡條件：其中任意一個力與其它力的合力一定滿足等大、反向、共線。多力平衡一般用正交分解法運算。五、動態(tài)平衡問題的一般處理方法：1、圖解法：適合三力平衡且“一邊一角”不變的情況。2、相似三角法：適合三力平衡，不能用圖解法分析且有兩個三角形相似的情況。3、正交分解法：把題中的變化轉(zhuǎn)為角度的變化，利用三角函數(shù)的知識分析力的大小變化。4、極限法：按照題意，把力推至極限情況，分析力的兩個極限值，從而分析力的大小變化。動態(tài)平衡問題的一般處理方法【知識要點】1．什么是動態(tài)平衡問題？2．怎么用極限法解決動態(tài)平衡問題？3．怎么用解析法解決動態(tài)平衡問題？4．怎么用圖解法解決動態(tài)平衡問題？例1．如圖所示，輕繩的一端系著質(zhì)量為m的物體，另一端系在一個輕質(zhì)圓環(huán)上，圓環(huán)套在粗糙水平桿MN上，現(xiàn)用水平力F拉繩上一點，使物體處于圖中實線位置，然后改變F的大小使其緩慢下降到圖中虛線位置，圓環(huán)仍在原來的位置不動，則在這一過程中，水平拉力F、環(huán)與桿的摩擦力F摩和環(huán)對桿的壓力FN的變化情況是（

）A．F逐漸增大，F(xiàn)摩保持不變，F(xiàn)N逐漸增大B．F逐漸增大，F(xiàn)摩逐漸增大，F(xiàn)N保持不變C．F逐漸減小，F(xiàn)摩逐漸增大，F(xiàn)N逐漸減小D．F逐漸減小，F(xiàn)摩逐漸減小，F(xiàn)N保持不變例2．如圖所示，小船用繩索拉向岸邊，設(shè)船在水中運動時所受水的阻力不變，那么小船在勻速靠岸過程中，下面說法哪些是正確的（）A．繩子的拉力F不斷增大B．繩子的拉力F不變C．船所受的浮力不斷減小D．船所受的浮力不斷增大例3．如圖所示，輕繩的A端固定在天花板上，B端系一重為G的小球，小球靜止在固定的光滑大球表面上，己知AB繩長為l，大球半徑為R，天花板到大球頂點的豎直距離AC=d，角ABO＞90o．求繩中張力和大球?qū)π∏虻闹С至Γㄐ∏蛑睆胶雎圆挥嫞?ACBO例4．如圖所示，用等長細繩OA和OB懸掛著一個重為G的物體，保持重物的位置不變．現(xiàn)使OB端沿半徑等于繩長的圓周軌跡向C移動，在這過程中，OB繩中的張力TB的最小值是多少？例4．如圖所示，用等長細繩OA和OB懸掛著一個重為G的物體，保持重物的位置不變．現(xiàn)使OB端沿半徑等于繩長的圓周軌跡向C移動，在這過程中，OB繩中的張力TB的最小值是多少？GTATBTB例5．如圖所示裝置，兩根細繩栓住一球，保持兩細繩間的夾角不變，若把整個裝置順時針緩慢轉(zhuǎn)過900，則在轉(zhuǎn)動過程中，CA繩的拉力大小的變化情況是

，CB繩的拉力的大小變化情況是

.例5．如圖所示裝置，兩根細繩栓住一球，CA繩水平，保持兩細繩間的夾角不變，若把整個裝置順時針緩慢轉(zhuǎn)過900，則在轉(zhuǎn)動過程中，CA繩的拉力大小的變化情況是

，CB繩的拉力的大小變化情況是

.GTATBCA繩的拉力先增大后減小CB繩的拉力一直減小例6．如圖所示，在細繩的下端掛一物體，用力F拉物體，使細繩偏離豎直方向α角，且保持α不變，當拉力F與水平方向夾角β為多大時，拉力F值最小？最小值為多少？例7．如右下圖所示，一個重力G的勻質(zhì)球放在光滑斜面上，斜面傾角為α，在斜面上有一光滑的不計厚度的木板擋住球，使之處于靜止狀態(tài)．今使板與斜面的夾角β緩慢增大，問：在此過程中，擋板和斜面對球的壓力大小如何變化？牛頓第二定律的性質(zhì)：應(yīng)用牛頓第二定律解題的基本思路：對研究對象受力分析，畫出受力分析圖，運用三角形法或正交分解法。對研究對象運動分析，畫出運動分析圖，根據(jù)四個基本公式求出加速度。θF1.如圖所示，箱子的質(zhì)量M＝5.0kg，與水平地面的動摩擦因數(shù)μ＝0.22。在箱子頂板處系一細線，懸掛一個質(zhì)量m＝1.0kg的小球，箱子受到水平恒力F的作用，使小球的懸線偏離豎直方向θ＝30°角，則F應(yīng)為多少？（g＝10m/s2）矢量性2、如圖所示,質(zhì)量為m的人站在自動扶梯上,人鞋與梯的動摩擦因數(shù)為μ.扶梯傾角為θ,若人隨扶梯一起以加速度a向上運動.梯對人的支持力N和摩擦力f分別為（）A.N=masinθB.N=m(g+asinθ)C.f=μmgD.f=macosθ獨立性【課后預(yù)習】練習冊122頁的《學案7習題：用牛頓運動定律解決幾類典型問題》瞬時性1、瞬時加速度問題【變式訓練】題中把OA彈簧改為輕繩OA，其余