2019版高考物理总复习 专题二 相互作用课件.ppt

专题二相互作用,【高考帮物理】：专题二相互作用,考情精解读,A.考点帮知识全通关,目录CONTENTS,考纲要求,命题规律,命题分析预测,考点1常见的几种力,考点2力的合成与分解,考点3共点力平衡问题,考点4实验:探究弹力和弹簧伸长的关系,考点5实验:验证力的平行四边形定则,方法1物体的受力分析方法,方法2力的合成和分解的应用方法,方法3共点力平衡问题的求解方法,方法4探究弹力和弹簧伸长关系的实验数据的处理方法,方法5验证力的平行四边形定则的实验方法,B.方法帮题型全突破,C.考法帮考向全扫描,考向1重力、弹力、摩擦力及物体受力分析的考查,考向2力的合成与分解的应用,考向3共点力平衡问题的考查,考向4考查实验验证“力的平行四边形定则”,物理专题二：相互作用,考情精解读,考纲要求命题规律命题分析预测,物理专题二：相互作用,1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力2.形变、弹性、胡克定律3.矢量和标量4.力的合成和分解5.共点力的平衡6.实验:探究弹力和弹簧伸长的关系7.实验:验证力的平行四边形定则,考纲要求,命题规律,1.高考命题主要涉及对重力、弹力、摩擦力的理解和应用,对物体的受力分析,共点力平衡等内容;2.试题联系实际,特别是平衡状态下的极值、临界及动态平衡问题,往往对能力要求较高,命题分析预测,A.考点帮知识全通关,考点1常见的几种力考点2力的合成与分解考点3共点力平衡问题考点4实验:探究弹力和弹簧伸长的关系考点5实验:验证力的平行四边形定则,物理专题二：相互作用,重力、弹力、摩擦力是力学中最基本而又最常见的性质力,也是历年高考命题的重要考点.主要考查对重力、弹力和摩擦力的理解及应用.复习备考时要特别注意明确以下几点:1.弹力有无的判断方法,考点1常见的几种力,2.弹力方向的判断方法(1)弹力的方向与施力物体形变的方向相反,弹力作用在迫使物体发生形变的那个物体上.(2)由物体的运动状态判断弹力的方向物体的受力情况必须与物体的运动状态相符合.可根据物体的运动状态,先假设一个弹力的方向,由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程,求出弹力.若所得结果为正值,其方向与假设方向相同;若为负值,其方向与假设方向相反.,物理专题二：相互作用,3.静摩擦力的有无及方向的判断方法,物理专题二：相互作用,1.力的合成和力的分解互为逆运算,都遵循平行四边形定则.用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形,那么,这两个邻边之间的对角线就表示合力F的大小和方向.如图所示,显然把图1中的F2平移就得到图2中力的三角形.力的三角形是由力的平行四边形简化而来的,本质相同,但在解决某些问题时运用起来更简便.,考点2力的合成和分解,图1图2,物理专题二：相互作用,物理专题二：相互作用,物理专题二：相互作用,(3)力的分解原则及特例分析力的分解原则:通常按照力产生的实际效果分解或正交分解,有时也按照题设条件、解题实际需要分解.下面是几种将重力按效果分解的情况.,物理专题二：相互作用,物理专题二：相互作用,考点3共点力平衡问题,高考对共点力平衡问题的考查几乎年年都有,题型有选择题也有计算题,要求掌握物体的受力分析、合成与分解、力的正交分解等方法,特别是涉及临界、极值及动态平衡等问题,对能力要求较高.分析求解共点力平衡问题时首先应掌握如下内容:,特别提醒理解平衡条件时常有同学误认为,物体速度为零时,物体就一定处于平衡状态.事实上物体的瞬时速度为零时,其合外力并不一定为零,例如,做竖直上抛运动的物体到达最高点时,速度为零,但合外力不为零,不能保持静止状态.,物理专题二：相互作用,考点4实验:探究弹力和弹簧伸长的关系,探究弹力和弹簧伸长的关系实验,在近年高考试题中频频出现,主要考查实验过程、数据的处理及创新实验方法等,分析和求解问题时要注意明确如下的“一个关系、两类图线、三个不要、四个注意事项”.1.实验原理的“一个关系”如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等.通过计算钩码的重力并根据二力平衡关系,即可得出弹簧产生的弹力,从而探究弹力和弹簧伸长的关系.,2.实验数据处理的“两类图线”根据测量数据,画出弹力F与弹簧伸长量x的关系图线,或弹力F与弹簧长度l的关系图线,F-x图线和F-l图线的斜率等于弹簧的劲度系数.但图线的形状特征是不同的.实验时根据钩码质量与弹簧伸长量的关系作出图线,或根据钩码质量与弹簧长度的关系作出图线,由相关物理量求出弹簧的劲度系数和原长.3.实验过程中的“三个不要”(1)实验过程中,拉力不要超过弹簧的弹性限度.(2)测量弹簧长度时,不要用手拉弹簧,在弹簧自然竖直状态下测量.(3)画F-l图线时,不要画成折线.,物理专题二：相互作用,4.实验的“四个注意事项”(1)只知道弹力大小时,要注意弹簧可能被压缩也可能被拉伸,弹簧对应的长度有两个值.(2)安装装置时,要保持刻度尺竖直并靠近弹簧.(3)为了减小误差,要尽量多测几组数据取平均值.(4)在处理实验数据时,要以弹簧弹力为纵轴,以弹簧伸长量(或弹簧长度)为横轴画出坐标轴,然后描点连线,根据图线得出结论.,物理专题二：相互作用,考点5实验:验证力的平行四边形定则,验证力的平行四边形定则实验,是近年高考命题的热点内容.主要考查实验原理及方法、弹簧测力计的读数、误差分析等综合实验内容.分析求解本实验问题时,必须把握好如下几点:1.理解实验原理本实验采用的方法是等效替代法,即一个力产生的作用效果与两个力共同作用产生的效果相同.实验原理如图所示,比较F和F的大小和方向是否相同,从而验证结论.,2.掌握实验方法(1)同一实验中,选用的两只弹簧测力计的规格要尽量相同,可将两测力计调零后互钩对拉来检验.(2)在同一次实验中,橡皮筋拉长后,结点O的位置必须保持不变.(3)用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮筋时,夹角不宜太大也不宜太小,在60100为宜.(4)读数时应注意使弹簧测力计与木板平行,并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上,避免弹簧测力计的外壳与限位卡之间有摩擦.在合力不超过量程及橡皮筋弹性限度的前提下,拉力的数值应尽量大些.(5)细绳套应适当长一些,便于确定力的方向,不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉细绳套后,再将所标点与O点连接,即可确定力的方向.(6)在同一次实验中,画力的图示时所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.,物理专题二：相互作用,3.知道误差来源本实验的误差来源很多,主要误差是读数误差和作图误差,减小这些误差,可以使作图更准确些,有利于得出实验结论.(1)减小读数误差的方法:选择相同的弹簧测力计并进行调零,在弹簧测力计允许的情况下,数据尽量大一些,读数时眼睛一定要正视,要正确读数和记录.(2)减小作图误差的方法:作图时两力的对边一定要平行.两个分力F1、F2间的夹角越大,用平行四边形作出的合力F的误差就越大,所以实验时不要把F1、F2间的夹角取得太大,一般在60100为宜.,物理专题二：相互作用,B.方法帮题型全突破,方法1物体的受力分析方法方法2力的合成和分解的应用方法方法3共点力平衡问题的求解方法方法4探究弹力和弹簧伸长关系的实验数据的处理方法方法5验证力的平行四边形定则的实验方法,物理专题二：相互作用,方法1物体的受力分析方法,方法解读：受力分析是正确处理力学问题的关键.对物体进行受力分析时应把握如下几点:(1)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体所施的力.也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在所研究的对象上.(2)只分析根据性质命名的力,不用分析根据效果命名的力,如动力、阻力、下滑力等.(3)每分析一个力,都应找出施力物体,以防止多分析某些不存在的力.(4)如果一个力的有无难以确定,可用假设法分析或转换研究对象分析.,方法1物体的受力分析方法,(5)物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时要根据学过的知识通过计算确定.(6)合力与分力不同时分析:合力和分力不能同时作为物体所受的力,只分析实际存在的力,不分析它们的合力或分力.(7)受力分析需严谨,外部作用看整体,互相作用要隔离.找施力物体防“添力”,按顺序分析防“漏力”.,题型1弹力的分析与计算考法示例1多选如图所示,两个完全相同的轻弹簧a、b,一端固定在水平面上,另一端均与质量为m的小球相连接,轻杆c一端固定在天花板上,另一端与小球拴接.弹簧a、b和轻杆互成120角,且弹簧a、b的弹力大小均为mg,g为重力加速度,如果将轻杆突然撤去,则撤去瞬间小球的加速度大小为A.0B.gC.1.5gD.2g,专题二：相互作用,物理专题二：相互作用,解析弹簧a、b的弹力大小均为mg,当弹簧的弹力为拉力时,其合力方向竖直向下,大小为mg,轻杆对小球的拉力为2mg,将轻杆突然撤去时,小球受到的合力为2mg,此时加速度为2g,故选项D正确;当弹簧的弹力为压力时,其合力方向竖直向上,大小为mg,根据平衡条件,可知轻杆对小球的作用力为0,将轻杆突然撤去时,小球受到的合力为0,此时加速度为0,故选项A正确,B、C错误.答案AD,数学第四章：三角函数,物理专题二：相互作用,特别提醒1.绳对物体只能产生拉力,不能产生推力,且弹力的方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向,这是由绳本身的特点决定的.2.杆既可以产生拉力,也可以产生推力,弹力的方向可以沿杆,也可以不沿杆,这是杆和绳两种模型的最大区别.3.弹簧既可能处于压缩状态,也可能处于拉伸状态,无论处于哪种状态,只要是在弹性限度内,胡克定律都适用.如果题目中只告诉弹簧的形变量,或只告诉弹簧弹力的大小,而没有指出弹簧处于拉伸状态还是压缩状态,则要分情况进行讨论.另外弹簧秤所显示的弹力只能是伸长形变产生的.,数学第四章：三角函数,物理专题二：相互作用,.,题型2摩擦力的分析与计算考法示例2如图所示，倾角为的斜面体C置于水平地面上,一条细线一端与斜面上的物体B相连,另一端绕过质量不计的光滑定滑轮与物体A相连,定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O点,细线与竖直方向成角,A、B、C始终处于静止状态,下列说法正确的是A.若仅增大A的质量,B对C的摩擦力一定减小B.若仅增大A的质量,地面对C的摩擦力一定增大C.若仅增大B的质量,悬挂定滑轮的细线的拉力可能等于A的重力D.若仅将C向左缓慢移动一点,角将增大,数学第四章：三角函数,物理专题二：相互作用,解析对物体B进行受力分析,因不能确定mAg和mBgsin的大小关系,故斜面体C对B的静摩擦力大小、方向无法确定,选项A错误.对B、C整体受力分析,若仅增大A的质量,细线中拉力增大,根据平衡条件,地面对C向右的摩擦力一定增大,选项B正确.当悬挂定滑轮的细线的拉力等于mAg时,滑轮两侧细线的夹角等于120.若仅增大B的质量,不能改变悬挂定滑轮的细线的拉力,由于题述没有明确倾角的数值,所以选项C错误.若仅将C向左缓慢移动一点,角将减小,选项D错误.答案B,数学第四章：三角函数,物理专题二：相互作用,关键能力1.摩擦力方向的判断静摩擦力:总是起着阻碍物体间相对运动趋势的作用.滑动摩擦力:总是阻碍物体间的相对运动,但不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力.2.摩擦力大小的判断首先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力:(1)若已知相对运动的物体间的动摩擦因数及正压力FN,滑动摩擦力Ff的大小可以根据公式Ff=FN直接计算.(2)由于受力或运动情况的不同,静摩擦力的大小具有不确定性和被动适应性,静摩擦力的大小会随着引起相对运动趋势的外力的变化而变化.在0fmax范围内,静摩擦力的大小可根据二力平衡条件求得,它的大小总是与引起相对运动趋势的外力大小相等.当两物体一起做加速运动,具有加速度时,可用牛顿第二定律确定静摩擦力的大小.,数学第四章：三角函数,物理专题二：相互作用,题型3整体法和隔离法的灵活应用考法示例3多选如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止.Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小,FN表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且O1、O2始终等高,则A.Ff变小B.Ff不变C.FN变小D.FN变大,数学第四章：三角函数,物理专题二：相互作用,数学第四章：三角函数,物理专题二：相互作用,素养提升整体法是以系统整体为研究对象进行受力分析的方法,一般用来研究不涉及系统内部某物体的力和运动.隔离法是将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来进行受力分析的方法,一般用来研究系统内物体之间的作用及运动情况.对隔离法和整体法的选择:当研究系统(或连接体)内物体之间的作用及运动情况时,通常选择隔离法;不涉及系统内部某物体的力和运动时,通常选择整体法.,数学第四章：三角函数,物理专题二：相互作用,方法2力的合成和分解的应用方法,方法解读：力的合成和分解是分析求解力学问题的基本方法,也是历年高考命题的热点.力的合成和分解互为逆运算,都遵循平行四边形定则.需要注意的是:1.合力与分力之间是一种等效替代的关系.几个分力共同作用的效果,可以用一个力(合力)作用的效果来代替,当然,合力作用的效果也可由几个分力共同作用来代替.但合力与分力不是同时作用在物体上的,在受力分析时一定要特别注意.2.在分析求解问题时,力的合成与分解法、正交分解法及三角形法等都是常见的解题方法.(1)力的合成与分解法:一般用于求解三个力的平衡问题,可将其中一个力分解到另外两个力的方向上,根据该力的分力分别与另外两个力平衡来列方程求解分力的大小.,方法1匀变速直线运动规律的应用方法,(2)正交分解法:一般用于求解三个及三个以上的力的平衡问题.可将所有的力分解到两个正交的轴上,在这两个轴上分别列出平衡方程求解未知的力.(3)矢量三角形法:一般用于求解三个力的共点力平衡问题.将三个力围成一个首尾相接的矢量三角形,用几何关系来解决力的大小问题.(4)相似三角形法:一般用于求解三个力的共点力平衡问题.将三个力围成一个首尾相接的矢量三角形,该三角形与实际物体所处的几何三角形相似,用正弦定理或相似比来求解未知的力.,方法2力的合成和分解的应用方法,题型4力的合成和分解问题的数理分析考法示例4已知两个共点力的合力为50N,分力F1的方向与合力F的方向成30角,分力F2的大小为30N.则A.F1的大小是唯一的B.F2的方向是唯一的C.F2有两个可能的方向D.F2可取任意方向解析如图所示,因为F2=30NFsin30=25N,以F的矢尖为圆心,以30N为半径画一个圆弧,与F1有两个交点,这样F2有两个可能的方向,F1有两个可能的大小.因此C正确.答案C,物理专题二：相互作用,方法提炼研究合力与分力的关系问题可转化为分析平行四边形或矢量三角形的边、角几何关系问题.关于合力与分力的讨论如下:(1)F2Fsin时:无解(2)F2=Fsin时:唯一解(3)FsinF20).由此可求出A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的压力,考向1重力、弹力、摩擦力及物体受力分析的考查,考向1重力、弹力、摩擦力及物体受力分析的考查,命题透视:力的合成与分解是分析处理力学问题的重要方法,高考虽然不会直接考查它们的概念,但是它们与受力分析方法一起,成为分析求解力学问题的基础和关键.因此高考试题中年年都有涉及,必须通过一定的训练,好好掌握.,考向2力的合成与分解的应用,示例16运用力的分解法求解平衡问题2016全国卷,19,6分多选如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态.若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则A.绳OO的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化,考向2力的合成与分解的应用,命题立意本题着重考查受力分析和力的分解的基本方法,涉及物体的平衡知识,要求学生善于运用力的分解、平衡知识分析求解连接体问题,对综合分析能力有较高要求.解析系统处于静止状态,连接a和b的绳的张力大小T1等于物块a的重力Ga,C项错误;以O点为研究对象,受力分析如图甲所示,T1恒定,夹角不变,由平衡条件知,绳OO的张力T2恒定不变,A项错误;以b为研究对象,受力分析如图乙所示,则FN+T1cos+Fsin-Gb=0,f+T1sin-Fcos=0,FN、f均随F的变化而变化,故B、D项正确.答案BD,考向2力的合成与分解的应用,示例17考查实际生活中静力学问题2015广东高考,19,6分多选如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上.若三条绳长度不同,下列说法正确的有A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力,考向2力的合成与分解的应用,命题立意本题联系生产、生活实际,考查受力分析及平衡问题.审题时要注意理解三根绳长度不同的含意,并且明确张力、压力、重力、拉力、合力及平衡力等在所研究问题中表示的是什么力.解析三条绳长度不同,它们与杆的夹角不同,在水平方向上,三条绳的拉力的合力为零,所以三条绳上的张力不同,选项A错误,C正确;三条绳的拉力在竖直方向上的合力竖直向下,与杆的重力方向相同,二者不可能是平衡力,选项D错误;由于三条绳的拉力的作用,杆对地面的压力大于自身重力,选项B正确.答案BC,考向2力的合成与分解的应用,命题透视:本专题知识是高考考查的重点内容,主要考查点是牛顿运动定律与平衡力的综合应用,经常包含重力、弹力、摩擦力等相关知识,涉及平衡条件、正交分解、临界条件、极值分析等规律.考查的题型经常有两种:一是一个运动物体有多个运动过程;二是两个物体之间有相对运动的过程.无论是哪种情况,都要分析清楚物体的运动过程,特别是做好动态平衡问题的受力分析.,考向3共点力平衡问题的考查,示例18应用图解法分析动态平衡问题2013天津高考,5,6分如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点.现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是A.FN保持不变,FT不断增大B.FN不断增大,FT不断减小C.FN保持不变,FT先增大后减小D.FN不断增大,FT先减小后增大,考向3共点力平衡问题的考查,命题立意本题考查物体动态平衡问题,斜面体缓慢被力F推动,要求能认识到小球在斜面上处于平衡状态,小球所受的合外力仍为零,关键是要明确在动态变化过程中哪些力不变、哪些力改变及如何改变.对分析能力要求较高,属中档题.解析由于用水平力F缓慢推动斜面体,故小球处于动态平衡状态.小球受到大小方向不变的重力、方向不变的斜面支持力、方向大小均变化的细线的拉力,三个力构成封闭的矢量三角形,画出小球受力示意图,如图所示.当细线与斜面,考向3共点力平衡问题的考查,考向3共点力平衡问题的考查,考向3共点力平衡问题的考查,考向3共点力平衡问题的考查,.答案AD易错警示求解三力动态平衡问题时,我们通常运用图解法进行求解.但对于本题如果只运用一个图很难做出准确的判断.这里需要转换思维,运用数形结合的思想.通过对力的矢量三角形的分析,结合正弦定理,我们就不难做出正确的判断了.,考向3共点力平衡问题的考查,命题透视:“验证力的平行四边形定则”和“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验是力学的重点实验,在高考中考查的频率较高,主要涉及实验原理、步骤、数据处理等方面,切实提高实验综合能力,在学习中应引起足够的重视.,考向4考查实验验证“力的平行四边形定则”和“胡克定律”,示例20考查实验方法及图线分析能力2015福建高考,19(1),6分某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验.(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量l为cm;(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来