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高中物理人教版必修一力学部分复习教案第三章 相互作用考点一：关于弹力的问题1. 弹力的产出条件：（1）物体间是否直接接触（1） 接触处是否有相互挤压或拉伸2. 弹力方向的判断弹力的方向总是与物体形变方向相反，指向物体恢复原状的方向。弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。（1） 压力的方向总是垂直于支持面指向被压的物体（受力物体）。（2） 支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体（受力物体）。（3） 绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿绳指向绳收缩的方向（沿绳背离受力物体）。补充：物体间点面接触时其弹力方向过点垂直于面，点线接触时其弹力方向过点垂直于线，两物体球面接触时其弹力的方向沿两球心的连线指向受力物体。3. 弹力的大小（1） 弹簧的弹力满足胡克定律：。其中k代表弹簧的劲度系数，仅与弹簧的材料有关，x代表形变量。（2） 弹力的大小与弹性形变的大小有关。在弹性限度内，弹性形变越大，弹力越大。考点二：关于摩擦力的问题1. 对摩擦力认识的四个“不一定”（1） 摩擦力不一定是阻力（2） 静摩擦力不一定比滑动摩擦力小（3） 静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，但一定沿接触面的切线方向（4） 摩擦力不一定越小越好，因为摩擦力既可用作阻力，也可以作动力2. 静摩擦力用二力平衡来求解，滑动摩擦力用公式来求解3. 静摩擦力存在及其方向的判断存在判断：假设接触面光滑，看物体是否发生相当运动，若发生相对运动，则说明物体间有相对运动趋势，物体间存在静摩擦力；若不发生相对运动，则不存在静摩擦力。方向判断：静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反；滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。考点三：物体的受力分析1.物体受力分析的方法i. 方法ii. 选择2.受力分析的顺序 先重力，再接触力，最后分析其他外力3.受力分析时应注意的问题（1） 分析物体受力时，只分析周围物体对研究对象所施加的力（2） 受力分析时，不要多力或漏力，注意确定每个力的实力物体和受力物体，在力的合成和分解中，不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力（3） 如果一个力的方向难以确定，可用假设法分析（4） 物体的受力情况会随运动状态的改变而改变，必要时根据学过的知识通过计算确定（5） 受力分析外部作用看整体，互相作用要隔离考点四：正交分解法在力的合成与分解中的应用1. 正交分解时建立坐标轴的原则（1） 以少分解力和容易分解力为原则，一般情况下应使尽可能多的力分布在坐标轴上（2） 一般使所要求的力落在坐标轴上第四章 牛顿运动定律考点一：对牛顿运动定律的理解1. 对牛顿第一定律的理解（1） 揭示了物体不受外力作用时的运动规律（2） 牛顿第一定律是惯性定律，它指出一切物体都有惯性，惯性只与质量有关（3） 肯定了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因（4） 牛顿第一定律是用理想化的实验总结出来的一条独立的规律，并非牛顿第二定律的特例（5） 当物体所受合力为零时，从运动效果上说，相当于物体不受力，此时可以应用牛顿第一定律2. 对牛顿第二定律的理解（1） 揭示了a与F、m的定量关系，特别是a与F的几种特殊的对应关系：同时性、同向性、同体性、相对性、独立性（2） 牛顿第二定律进一步揭示了力与运动的关系，一个物体的运动情况决定于物体的受力情况和初始状态（3） 加速度是联系受力情况和运动情况的桥梁，无论是由受力情况确定运动情况，还是由运动情况确定受力情况，都需求出加速度3. 对牛顿第三定律的理解（1） 力总是成对出现于同一对物体之间，物体间的这对力一个是作用力，另一个是反作用力（2） 指出了物体间的相互作用的特点：“四同”指大小相等，性质相等，作用在同一直线上，同时出现、消失、存在；“三不同”指方向不同，施力物体和受力物体不同，效果不同考点二：应用牛顿运动定律时常用的方法、技巧1. 理想实验法2. 控制变量法3. 整体与隔离法4. 图解法5. 正交分解法6. 关于临界问题处理的基本方法是：根据条件变化或过程的发展，分析引起的受力情况的变化和状态的变化，找到临界点或临界条件（更多类型见错题本）考点三：应用牛顿运动定律解决的几个典型问题1. 力、加速度、速度的关系（1） 物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的关系，合力只要不为零，无论速度是多大，加速度都不为零（2） 合力与速度无必然联系，只有速度变化才与合力有必然联系（3） 速度大小如何变化，取决于速度方向与所受合力方向之间的关系，当二者夹角为锐角或方向相同时，速度增加，否则速度减小2. 关于轻绳、轻杆、轻弹簧的问题（1） 轻绳 拉力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向 同一根绳上各处的拉力大小都相等 认为受力形变极微，看做不可伸长 弹力可做瞬时变化（2） 轻杆 作用力方向不一定沿杆的方向 各处作用力的大小相等 轻杆不能伸长或压缩 轻杆受到的弹力方式有：拉力、压力 弹力变化所需时间极短，可忽略不计（3） 轻弹簧 各处的弹力大小相等，方向与弹簧形变的方向相反 弹力的大小遵循的关系 弹簧的弹力不能发生突变3. 关于超重和失重的问题（1） 物体超重或失重是物体对支持面的压力或对悬挂物体的拉力大于或小于物体的实际重力（2） 物体超重或失重与速度方向和大小无关。根据加速度的方向判断超重或失重：加速度方向向上，则超重；加速度方向向下，则失重（3） 物体出于完全失重状态时，物体与重力有关的现象全部消失： 与重力有关的一些仪器如天平、台秤等不能使用 竖直上抛的物体再也回不到地面 杯口向下时，杯中的水也不流出基础篇BCFA图3图 2图 11. 如图1所示，用细绳悬挂一个小球，小球与光滑斜面相接触，并保持静止，试分析小球所受的弹力。习题答案与解析 【答案】小球只受到绳子竖直向上的拉力这一个弹力的作用。【点评】判断弹力时，不仅要看物体间是否接触，更需观察接触位置是否发生形变。在有些难以直接判断是否存在形变的情况下，我们可以采取“假设法”，即设想将约束物去掉，看受力物体的运动状态是否发生改变，从而判断出物体与该约束物之间是否存在弹力。2. 如图2所示，一轻弹簧的劲度系数为k，小球重力为G，平衡时球在A位置（弹簧被拉长x），今用力F（未知）将小球再向下拉长x至B位置，又处于平衡状态，则此时F等于 【答案】B。对此题,同学很易选A项.但是错了.其原因是,x不是弹簧变化后的长度与不发生形变的长度的差值.球在A位置时弹簧已经伸长了(令它为x),这样,FB=k(x+x)=kx+kx.球在A位置平衡,即G=kx,FB=kx+G.故选项B是正确的.Akx BkxG CGkx DG图43. 如图3所示，三个物体叠放着，当作用在B物体上的水平力F=2N时，三个物体均静止，则物体A与B之间的摩擦力大小为 N，B与C之间的摩擦力大小为 N，C与地面之间的摩擦力大小为 N。 0，2，24. 如图4所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁块，质量为m，整个装置用轻绳悬挂在O点，在电磁铁通电后，铁块被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为（ ） 【答案】D解析：电磁铁通电后，铁块被吸引而加速上升，可以认为A、B、C组成的系统重心加速上移，即整个系统处于超重状态，则轻绳拉力F应大于(M+ m)g。AF=mg BMgF(M+m)g5. 一个人站在吊台上，利用如图5所示的定滑轮装置拉绳，把吊台和自己提升上来.图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦.吊台的质量m=15kg，人的质量为M=55kg，起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2，求这时人对吊台的压力.（g=9.8m/s2） 选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图6所示，F为绳的拉力，由牛顿第二定律有2F-（m+M）g=（M+m）a则拉力大小为F=350N再选人为研究对象，受力情况如图7所示，其中FN是吊台对人的支持力.由牛顿第二定律得F+FN-Mg=Ma，故FN=M（a+g）-F=200N.由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等，方向相反，因此人对吊台的压力大小为200N，方向竖直向下.6. 如图所示，一个质量为M的人站在台秤上，用跨过定滑轮的绳子，将质量为m的物体自高处放下，当物体以a加速下降（ag）时，台秤的读数为（ ） 【答案】A【解析】对人和物体分别进行受力分析后，根据牛顿第二定律写出方程：对人有：FTFNMg，对m有：mgFTma由此解得FN(Mm)gma利用超重、失重的概念解答是很简捷的，如果物体不动那么绳对物体的拉力mg,此时台秤读数Mg(Mm)g。当物体以a加速下降时，由于失重，此时绳对物体的拉力FTm(ga)，所以，此时台秤读数为FNMgFT(Mm)gmaA（Mm）gma B（Mm）gmaC（Mm）g D（Mm）gma提高篇FCAB图31. 如图，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物体B上沿水平方向的力，物体A、B以相同的速度做匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数和B、C间的动摩擦因数，有可能是( )分析物体受力。按受力分析的一般步骤进行，先从受力最简单的A物块入手，并只着眼于运动方向的受力情况。同时，严格区分静摩擦力和滑动摩擦力，注意题中要判断动摩擦因数存在的可能性，静摩擦力为零，动摩擦因数可以是零，也可以不是零。 解析一：从分析物块A的受力情况人手，物块A做水平匀速直线运动，所受合外力应为零，竖直方向受力平衡，而在水平方向上不可能受静摩擦力作用，否则物块A将不随B物块做匀速直线运动。本题要求判断动摩擦因数，动摩擦因数1为零与否都可以使静摩擦力为零。 物块B竖直方向受力平衡，水平方向受力平衡必有一个与F等大反向的滑动摩擦力存在，可见20。 所以B、D正确。 思路二：分析物体受力。接受力分析一般步骤进行，只着眼于运动方向的受力情况。先以AB及整体为对象受力分析，再以A或B为对象受力分析，然后得出正确答案。 解析二：由于A和B以相同的速度做匀速直线运动，可以把它们看做是一个物体，对它们进行受力分析，竖直方向受力平衡，水平方向受力平衡必有一个与F等大反向的滑动摩擦力存在，有20。 对物块B受力分析，竖直方向受力平衡，水平方向受F和地面提供的滑动摩擦力作用也恰好平衡，所以，不可能再受到A对B的静摩擦力，此时，1为零与否都可以使静摩擦力为零。 所以B、D正确。 解析三：首先，以A为对象受力分析，竖直方向受力平衡，水平方向不可能受静摩擦力作用，否则物块A将不随B物块做匀速直线运动此时动摩擦因数1为零与否都可以使静摩擦力为零。 再以AB整体为对象受力分析，竖直方向受力平衡，水平方向受力平衡，必有一个与F等大反向的滑动摩擦力存在，得出20。 故选项B、D正确。A. m1=0，m2 =0 B. m1 =0，m2 C. m1 ，m2 =0 D. m1 ，m2 图42. 如图所示，质量为m的木块置于水平的木板上向左滑行，木板静止，它的质量为M=3m，木板与木块间的动摩擦因数为，则木板所受桌面的摩擦力大小为( )。 【答案】A解析：木块在木板上滑动，受到的滑动摩擦力为mg，则木块对木板的作用力也为mg，方向向左，但木板静止，由平衡知识，桌面对木板的摩擦力也为mg，故选A.抓住木板静止这个条件及平衡知识，是容易得出结果的，考生如果直接应用摩擦力的公式容易误选.A. mgB. 2mgC. 3mgD. 4mg3. 如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线夹角为a= 600，两个球的质量比为（ ） 【答案】 A解析：对m1受力分析如图：据碗口光滑可知，m1受到绳拉力 由几何关系可知、与竖直方向的夹角300，利用正交分解cos300 cos300 sin300=sin300 由得：=。故选A。A. B. C. D. 4. 如图，在一粗糙水平面上有两个质量为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的滑动摩擦因数为。现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 【答案】A解析：对木块1进行受力分析，它在水平方向受弹簧拉力和滑动摩擦力的作用，这两力平衡有 ， 可得 ，所以此时弹簧的总长度为。12 AL+m1g BL+(m1+m2)g CL+m2g DL+()g5. 两个物体A和B，质量分别为m1和m2，互相接触放在光滑水平面上，如图所示.对物体A施以推力F，则物体A对物体B的作用力等于（ ） 【答案】B【试题分析】【解析】把A、B看成一个整体，由牛顿第二定律可得: F=（m1+m2）a，所以a=求A、B间的弹力FN 时以B为对象，由牛顿第二定律得: FN=m2a=A. B. C. FD. 6. 一根劲度系数为k，质量不计的轻弹簧上端固定，下端系一质量为m的物体，有一水平板将物体托住，并使弹簧处于自然长度，如图12所示。现让木板由静止开始以加速度a匀加速向下移动，且ag。经过多长时间木板开始与物体分离。 【答案】【解析】设物体与平板一起向下运动的距离为x时，物体受重力mg，弹簧的弹力kx和平板的支持力FN作用。据牛顿第二定律有：mgkxFNma得FNmgkxma，当FN0时，物体与平板分离，所以此时，根据运动学关系有：所以，。7. 如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦网力是mg，现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为（ ） 【答案】B解析：以上面2个木块和左边的质量为2m的木块整体为研究对象，根据牛顿第二定律有mg=4ma再以左边两木块整体为研究对象，根据牛顿第二定律有T=3ma答案正确。A. B. C. D. 3mmg8. 如图所示，直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角1=45o.直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在a=1.5 m/s2时，悬索与竖直方向的夹角14o。如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，试求水箱中水的质量M。(取重力加速度g=10 m/s2;sin14 o =0.242;cos 14 o =0.970) 直升机取水，水箱受力平衡由得直升机返回，由牛顿第二定律由得，水箱中水的质量 9. 如图所示，在台秤的托盘上放一底面粗糙、倾角为的斜面体，质量为M；斜面上放一个质量为m的物体.如果斜面光滑，求物体从斜面上滑下过程中台秤的读数. 答案：(M+mcos2)g解析：物体沿光滑斜面下滑的加速度a=gsin，如图所示，将加速度沿水平和竖直方向分解.因ay竖直向下，故物体失重，失重在数值上等于may，所以M和m组成的系统处于失重状态，总的失重等于m的失重.M对台秤的压力即台秤的读数. FN=(M+m)g-may，因为ay=asin=gsin2，所以FN=(M+m)g-mgsin2=(M+mcos2)g.培优篇图51. 一个重G1=400N的小孩，坐在一块重G2=100N的木块上，用一根绕过光滑定滑轮的轻绳拉住木块，使人和木块处于相对静止一起匀速前进（图5）。已知人的拉力F=70N，则木块与地面间的动摩擦因数为（ ） 【答案】 B解析：由于小孩与木块保持相对静止，可以作为一个整体。这个整体的受力情况如图所示。由平衡条件得整体所受的摩擦力和跟地面间的压力分别为f=2F=140N，N=G1+G2=500N，所以=0.28A. 0.14 B. 0.28 C. 0.70 D. 0.35F图62. 如图6把一个重为G的物体，用一个水平力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平面墙体上，从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的哪一个？（ ） 【答案】B解析：对物体进行受力分析，在墙壁对物体的摩擦力FfG时，物体加速下滑，此时a=，物体做a减小的加速运动，此时的摩擦力为滑动摩擦力Ff=kt；当Ff=G时，加速度a=0，物体达最大速度；当FfG时