2019高一上學(xué)期物理期末復(fù)習(xí)大串講(必修1)專題05相互作用重難突破含解析

【知識(shí)導(dǎo)航】本章重點(diǎn)介紹了三種互相作使勁——重力、彈力、摩擦力，以及矢量合成的基本法例——平行四邊形法例，為此后學(xué)習(xí)高中力學(xué)確立了基礎(chǔ)。本章知識(shí)分為兩部分：一是力的看法，是貫串于力學(xué)以致整個(gè)物理學(xué)的重要看法，重力、彈力、摩擦力是常有的幾種互相作使勁；二是共點(diǎn)力的合成與分解，表現(xiàn)出利用等效方法研究物理學(xué)的思想。對(duì)物體進(jìn)行正確的受力剖析，是學(xué)習(xí)高中物理第一個(gè)需要掌握的基本功，是解決力學(xué)識(shí)題的重點(diǎn)。力的合成與分解所恪守的平行四邊形定章，是全部矢量合成與分解都恪守的廣泛法例，一定嫻熟掌握。本章重點(diǎn)：重力、彈力、摩擦力的產(chǎn)生和方向判斷、大小計(jì)算及共點(diǎn)力的合成與分解。本章難點(diǎn)：應(yīng)用平行四邊形定章求解共點(diǎn)力的合成與分解?！痉椒ㄖ笇?dǎo)】對(duì)于本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，不只要嫻熟掌握基本看法和規(guī)律，同時(shí)要掌握知識(shí)間內(nèi)在的聯(lián)系，形成知識(shí)系統(tǒng)，這樣才能抓住重點(diǎn)，打破難點(diǎn)，做到舉一反三、貫穿交融，最后達(dá)到嫻熟掌握、靈巧應(yīng)用的目的。在復(fù)習(xí)三種常有力時(shí)，應(yīng)該多與生活中的案例相聯(lián)合，在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上正確成立這些力的看法。比方，靜摩擦力的大小、方向、產(chǎn)生或消逝都會(huì)隨其余力的變化而變化；對(duì)于彈力的學(xué)習(xí)，要經(jīng)過詳細(xì)實(shí)例的剖析、練習(xí)，掌握各樣常有的彈力如拉力、壓力、支持力的方向。對(duì)彈簧的彈力大小，會(huì)定量剖析。在理解和掌握各樣常有力的基礎(chǔ)上，多做一些受力剖析的習(xí)題，在練習(xí)中要注意養(yǎng)成優(yōu)秀的受力剖析習(xí)慣，提升受力剖析的正確性、規(guī)范性。在練習(xí)中掌握成立物理模型的方法(把實(shí)質(zhì)問題轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢韱栴})，掌握受力剖析的方法(整體法和隔絕法)以及辦理力的合成與分解問題的方法(力的圖示法、代數(shù)計(jì)算法、正交分解法等)提升剖析綜合能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。一、彈力的剖析與計(jì)算1．彈力有無的判斷對(duì)于形變明顯的狀況，由形變狀況直接判斷。對(duì)于形變不明顯的狀況往常用以下一些方法判斷。1）除去法將與研究對(duì)象接觸的物體排除接觸，判斷研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能否發(fā)生改變。若運(yùn)動(dòng)改變則存在彈力，不然不存在彈力。如下圖，斜面圓滑，a中的細(xì)線豎直，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。假定將斜面取走，這時(shí)a中小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，故a中小球與斜面間無彈力。b中的細(xì)線傾斜，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，假定將斜面取走，b中小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，故b中小球與斜面接觸間有彈力。2）假定法其基本思路是：假定接觸處存在彈力，作出物體的受力爭(zhēng)，再依據(jù)物理的均衡條件判斷能否存在彈力。如要判斷以下圖中靜止在圓滑水平面上的球能否遇到斜面對(duì)它的彈力作用，可先假定有彈力FN2存在，則此球在水平方向所受協(xié)力不為零，必加快運(yùn)動(dòng)，與所給靜止?fàn)顟B(tài)矛盾，說明此球與斜面間雖接觸，但其實(shí)不擠壓，故不存在彈力FN2。3）依據(jù)“物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)剖析”剖析彈力．由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)剖析彈力，即物體的受力一定與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相切合，依照物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由二力平衡或牛頓運(yùn)動(dòng)定律等，求解物體間的彈力。2．彈力方向的判斷【典例1】畫出圖中小球或桿遇到的彈力。除（2）中的地面外，其余各接觸面均圓滑，O為圓心?！敬鸢浮靠捶ㄎ觥咀兪接?xùn)練】畫出以下圖中物體A或結(jié)點(diǎn)A或滑輪A所受彈力的表示圖(全部接觸面均圓滑)?！敬鸢浮慷?、彈簧彈力的剖析與計(jì)算1）輕質(zhì)彈簧兩頭的彈力大小相等，方向相反。2）彈簧的彈力（或彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)）并不是彈簧所受的合外力。3）彈簧的彈力不行突變。4）彈簧狀態(tài)不確準(zhǔn)時(shí)要分情況議論（壓縮和伸長(zhǎng)）?！镜淅?】如下圖，物體A和B處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力分別為9N和4N，不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)線的重力，不考慮摩擦，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)是()A.9N

B.4N

C.5N

D.13N【分析】

由題圖可知細(xì)線中拉力大小等于

B

的重力，而彈簧雙側(cè)受力相等，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等于彈簧測(cè)力計(jì)遇到的拉力，所以讀數(shù)為

4N?！敬鸢浮?/p>

B【典例3】豎直懸掛的彈簧下端掛一重為4N的物體時(shí)彈簧長(zhǎng)度為12cm；掛一重為6N的物體時(shí)彈簧長(zhǎng)度為13cm.彈簧一直在彈性限度內(nèi)，則彈簧原長(zhǎng)為多少？勁度系數(shù)為多少？【分析】設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為l0，勁度系數(shù)為，設(shè)掛G1＝4N的物體時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為l1，掛G2＝6N的物體時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為l2，則l1＝0.12m，l2＝0.13m，由胡克定律得：【答案】10cm200N/m【變式訓(xùn)練】如下圖，將一輕質(zhì)彈簧的一端固定在鐵架臺(tái)上，而后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，刻度尺的0刻線與彈簧上端對(duì)齊，使彈簧下端的指針恰巧落在刻度尺上。當(dāng)彈簧下端掛一個(gè)50g的砝碼時(shí)，指針示數(shù)為

L1＝3.40cm，當(dāng)彈簧下端掛兩個(gè)

50g的砝碼時(shí)，指針示數(shù)為

L2＝5.10cm。g取

9.8m/s2。由此可知()A.彈簧的原長(zhǎng)是

1.70cm

B.僅由題給數(shù)據(jù)沒法獲取彈簧的原長(zhǎng)C.彈簧的勁度系數(shù)是

25N/m

D.因?yàn)閺椈傻脑L(zhǎng)未知，沒法算出彈簧的勁度系數(shù)【分析】

設(shè)彈簧原長(zhǎng)為

L0，由胡克定律得

(L1－L0)＝mg，(L2－L0)＝2mg，解得

L0＝1.70cm，≈29N/m

，正確?！敬鸢浮緼三、靜摩擦力能否存在及其方向的判斷方法相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨向擁有很強(qiáng)的隱蔽性，所以靜摩擦力能否存在及其方向確實(shí)定，往常采納以下方法。（1）假定法：假定接觸面滑（即無摩擦力）時(shí)，看相對(duì)靜止的物體間可否發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)．若能，則有靜摩擦力，方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反；若不可以，則沒有靜摩擦力．2）由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷當(dāng)物體處于均衡狀態(tài)（勻速運(yùn)動(dòng)或靜止）時(shí)，由均衡的看法確立靜摩擦力的大小和方向；當(dāng)物體處于非均衡狀態(tài)時(shí)，可經(jīng)過牛頓運(yùn)動(dòng)定律和受力剖析確立靜摩擦力大小和方向?！镜淅?】如下圖，A、B兩物體疊放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一同向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)，以下判斷正確的選項(xiàng)是（）A．A、B間無摩擦力

B．A

對(duì)B的靜摩擦力大小為

F，方向向右C．B對(duì)地面的動(dòng)摩擦力的大小為

F，方向向右

D．B遇到了向右的靜摩擦力和向左的滑動(dòng)摩擦力【分析】

A

做勻速運(yùn)動(dòng)，故

A的協(xié)力為零。因?yàn)樗龅揭粋€(gè)向右的拉力，所以它必定還要遇到一個(gè)向左的水平力與力

F均衡，所以

B對(duì)

A

一個(gè)水平向左的靜摩擦力為

F均衡，由牛頓第三定律可知，

A

必定要對(duì)

B施加一個(gè)向右的靜摩擦力；

B

做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它在水平方向上必定要遇到一個(gè)向左的力與

A

對(duì)

B的靜摩擦力均衡；

B是在水平面上運(yùn)動(dòng)，明顯地面對(duì)

B有一個(gè)向左的滑動(dòng)摩擦力，那么

B對(duì)地面施加一個(gè)向右的滑動(dòng)摩擦力。所以選項(xiàng)

BCD

正確?！敬鸢浮?/p>

BCD【變式訓(xùn)練】如下圖，物體A、B在力F作用下一同以同樣速率沿F方向勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)于物體A所受的摩擦力，以下說法中正確的選項(xiàng)是（）A．甲、乙兩圖中A均受摩擦力，且方向均與F同樣B．甲、乙兩圖中A均受摩擦力，且方向均與F相反C．甲、乙兩圖中A均不受摩擦力D．甲圖中A不受摩擦力，乙圖中A受摩擦力，方向均與F同樣【答案】

D四、摩擦力大小的計(jì)算1．先分清摩擦性質(zhì)：2．滑動(dòng)摩擦力由公式

是靜摩擦力仍是滑動(dòng)摩擦力。F=μF計(jì)算．計(jì)算中重點(diǎn)的是對(duì)壓力N

F的剖析，它跟研究物在垂直于接觸面方N向的受力親密有關(guān)，也跟研究物體在該方向的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，特別是后者，最簡(jiǎn)單被人忽略．注意

FN變引起F

變的動(dòng)向關(guān)系．3．對(duì)靜摩擦力，劃分最大值與非最大值。

最大靜摩擦力

Fm

與正壓力成正比，非最大靜摩擦力與正壓力沒關(guān)，其大小能夠在0＜F≤Fm范圍內(nèi)變化，常經(jīng)過均衡關(guān)系或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求其大小?！镜淅?/p>

5】如圖甲所示，兒童用

80N

的水平力沒有推進(jìn)木箱，木箱此時(shí)遇到的摩擦力大小為

F1；乙圖中，兒童用

100N的水平力恰能推進(jìn)木箱，此時(shí)木箱與地面間的摩擦力大小為

F2；丙圖中，兒童把木箱推動(dòng)了，此時(shí)木箱與地面間的摩擦力大小為

F3。若木箱對(duì)地面的壓力大小為

200N，木箱與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.45，則

F1、F2、F3的大小分別為

(

)A.80N100N90NB.80N100N45NC.80N80N90ND.080N45N【答案】

A【變式訓(xùn)練】如下圖，兩個(gè)物體

A、B的質(zhì)量均為

1g，各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為

0.3，同時(shí)用

F＝1N

的兩個(gè)水平力分別作用在

A、B上，則地面對(duì)物體

B，B對(duì)物體

A

的摩擦力分別為

(取

g＝10m/s2)(

)A.6N

3N

B.1N

1N

C.0

1N

D.0

2N【分析】

以A、B整體為研究對(duì)象進(jìn)行受力剖析，可知地面對(duì)

B的摩擦力為零；再以

A

為研究對(duì)象進(jìn)行受力剖析，

Ff＝μmg＝3N＞1N，可知

B對(duì)A

的摩擦力與力

F大小相等、方向相反，大小為

1N，所以選項(xiàng)

C正確?！敬鸢浮?/p>

C五、物體的受力剖析1．受力剖析：把研究對(duì)象在特定的物理環(huán)境中遇到的全部力找出，并畫出受力爭(zhēng)，這就是受力剖析。2．受力剖析注意重點(diǎn)（1）防備“漏力”和“添力”，按正確次序進(jìn)行受力剖析是防備“漏力”的有效舉措.注意找尋施力物體，這是防備“添力”的舉措之一，找不出施力物體，則這個(gè)力必定不存在。2）只畫性質(zhì)力，不畫成效力．畫受力爭(zhēng)時(shí)，只好按力的性質(zhì)分類畫力，不可以按作用成效（拉力、壓力、向心力等）畫力，不然將出現(xiàn)重復(fù)。3）劃分內(nèi)力和外力，剖析研究對(duì)象所受的力，切不行剖析它對(duì)其余物體施加的力。4）在難以確立物體的某些受力狀況時(shí)，可先依據(jù)（或確立）物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再運(yùn)用均衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律判斷未知力。3．受力剖析的方法1）整體法在研究問題時(shí)，把相對(duì)地點(diǎn)不變的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體辦理的方法稱為整體法。2）隔絕法把研究對(duì)象從四周物體中隔絕出，獨(dú)立進(jìn)行研究，最后得出結(jié)論的方法稱為隔絕法。3）假定法在未知某力能否存在時(shí)，可先對(duì)其作出存在或不存在的假定，而后再就該力存在與不存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能否產(chǎn)生影響判斷該力能否存在?！镜淅?/p>

6】在粗拙水平面上放著一個(gè)三角形木塊

abc，在它的兩個(gè)粗拙斜面上分別放有質(zhì)量為

m1和

m2的兩個(gè)物體，

m1>m2如下圖，若三角形木塊和兩物體都是靜止的，則粗拙水平面對(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，但摩擦力的方向不可以確立，因m、m、θ、θ的數(shù)值均未給出1212．沒有摩擦力作用【分析】解法一（隔絕法）：把三角形木塊隔絕出，它的兩個(gè)斜面上分別遇到兩木塊對(duì)它的壓力FN1、解法二（整體法）：因?yàn)槿切文緣K和斜面上的兩物體都靜止，能夠把它們當(dāng)作一個(gè)整體，如下圖，豎直方向遇到重力（m1+m2+M）g和支持力FN作用途于均衡狀態(tài)，水平方向無任何滑動(dòng)趨向，所以不受地面的摩擦力作用。【答案】D【典例

7】如下圖，豎直擱置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體

P相連，P與斜放在其上的固定檔板

MN

接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面體

P此時(shí)遇到的外力的個(gè)數(shù)有可能是（

）A．2個(gè)

B．3個(gè)

C．4個(gè)

D．5個(gè)【分析】

以斜面體

P為研究對(duì)象，很明顯斜面體

P遇到重力

mg和彈簧彈力

F1作用，二力共線。若F1=mg，P受力如圖（

a）所示。【答案】AC六、動(dòng)向均衡問題的剖析動(dòng)向均衡問題是指經(jīng)過控制某一物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生遲緩變化，而在此過程中，物體一直處于一系列的動(dòng)向均衡狀態(tài)。這種問題的特點(diǎn)是“遲緩挪動(dòng)”（即物體速度極小，計(jì)算時(shí)可以為為零）。解決動(dòng)態(tài)均衡問題的重點(diǎn)是抓住不變量，依照不變量確立變化量的規(guī)律。常用的剖析方法有分析法和圖解法。1．分析法對(duì)研究對(duì)象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力剖析，列均衡方程，寫出函數(shù)關(guān)系式，再依據(jù)自變量的變化進(jìn)行剖析，得出結(jié)論。2．圖解法對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力剖析，用平行四邊形（或三角形）定章畫出不一樣狀態(tài)下的力的矢量圖，而后依據(jù)有向線段長(zhǎng)度的變化判斷各力的變化狀況．物體在三力均衡經(jīng)常用此法?！镜淅?/p>

8】如下圖，一個(gè)重為

G的勻質(zhì)球放在圓滑斜面上，

斜面傾角為

α．在斜面上有一圓滑的不計(jì)厚度的木板擋住球，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)，今使板與斜面的夾角板和球?qū)π泵娴膲毫Υ笮≡鯓幼兓?/p>

β遲緩增大至水平，在這個(gè)過程中，球?qū)酢痉治觥咳∏驗(yàn)檠芯繉?duì)象，球所受三個(gè)力組成關(guān)閉的三角形，當(dāng)擋板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)N2的方向也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，作出如下圖的動(dòng)向矢量三角形?！敬鸢浮壳?qū)π泵娴膲毫﹄Sβ增大而減小。球?qū)醢宓膲毫υ讦拢?0°時(shí)，隨β增大而減??；在β＞90°隨β增大而增大；β=90°時(shí)，球?qū)醢宓膲毫ψ钚??！咀兪接?xùn)練】如下圖，一小球擱置在木板與豎直墻面之間。設(shè)墻面對(duì)球的壓力大小為FN1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2。以木板與墻連結(jié)點(diǎn)所形成的水平直線為軸，將木板從圖示地點(diǎn)開始遲緩地轉(zhuǎn)到水平地點(diǎn)。不計(jì)摩擦，在此過程中()A.FN1一直減小，F(xiàn)N2一直增大B.FN1一直減小，F(xiàn)N2一直減小C.F