2019_2020学年高中物理第3章研究物体间的相互作用章末复习课学案（含解析）粤教版必修1.docx

章末复习课接触弹形性变垂直接触面沿绳收缩的方向Fkx挤压相对运动相对运动趋势粗糙相对运动相对运动趋势二力平衡fFN等效替代平行四边形定则三角形法则大小相等方向相反同一条直线上静止匀速直线运动Fx合0Fy合0学思心得物体的受力分析物体受力分析是力学知识中的基础内容，也是其重要内容正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键是必须掌握的基本能力1整体法与隔离法的选取(1)方法(2)选择2分析受力情况的顺序(1)先分析重力和已知力地球表面的宏观物体都要受到重力的作用作用点画在物体的重心上(2)其次分析接触力(弹力和摩擦力)绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周，看研究对象跟其他物体有几个(N个)接触点(或面)，则最多有几个(N个)弹力某个接触点(或面)有挤压，则画出弹力；若还有相对运动(或相对运动趋势)，则画出摩擦力(3)画完受力图后再进行检查，看是否多画了力或漏力的现象，物体的受力情况和运动状态是否相符，然后加以纠正3受力分析注意问题(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，不要分析研究对象对周围物体施加的力，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”作用在研究对象上(2)受力分析时，不要多画不存在的力或漏力，要注意确定每个力的施力物体和受力物体，在力的合成和分解中，不要把实际不存在的合力或分力当作是物体受到的力(3)如果一个力的方向难以确定，可用假设法分析(4)物体受力情况会随运动状态的改变而改变，必要时要根据学到的知识通过计算确定(5)受力分析须严密，外部作用看整体，互相作用要隔离找施力物体防“添力”，顺序分析防“漏力”；分力和合力避免重复，性质力、效果力避免重记【例1】如图所示，用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来今对小球a持续施加一个向左偏下30的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30的同样大小的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能是()A表示平衡状态的图是哪一个，关键是要求出两条轻质细绳对小球a和小球b的拉力的方向，只要拉力方向找出后，图就确定了先以小球a、b及连线组成的整体为研究对象，系统共受五个力的作用，即两个重力(mamb)g，作用在两个小球上的恒力Fa、Fb和上端细线对系统的拉力T1.因为系统处于平衡状态，所受合力必为零，由于Fa、Fb大小相等，方向相反，可以抵消，而(mamb)g的方向竖直向下，所以悬线对系统的拉力T1的方向必然竖直向上再以b球为研究对象，b球在重力mbg、恒力Fb和连线拉力T2三个力的作用下处于平衡状态，已知恒力向右偏上30，重力竖直向下，所以平衡时连线拉力T2的方向必与恒力Fb和重力mbg的合力方向相反，如图所示，故应选A.1质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上，如图所示，a受到斜向上与水平面成角的力F1的作用，b受到斜向下与水平面成角、与F1等大的力F2的作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，则下列说法错误的是()Aa一定受到四个力的作用B水平面对b的支持力等于2mgCa、b之间一定存在静摩擦力Db与水平面之间一定存在静摩擦力Da受重力、支持力、拉力以及b对a的静摩擦力而处于平衡状态，故A、C正确对整体分析，F1与F2大小相等，方向相反，两力相互抵消，则水平面对b无摩擦力，D错误水平面对b的支持力FN2mg，B正确动态平衡问题1.所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态2解决动态平衡问题常用的方法有三种(1)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，利用三角形的知识建立平衡方程，求出因变量与自变量的一般函数式，然后依据自变量的变化确定因变量的变化(自变量一般为某个力与水平方向或竖直方向的夹角)(2)图解法：利用图解法解决此类问题的基本方法是：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图(力的平行四边形)，再由动态的力四边形各边长度变化及角度变化确定力的大小及方向的变化情况如图所示，将重球用绳挂在光滑墙上，当保持球的重力不变而增大球的半径时，就属于一个动态平衡问题首先分析球的受力情况，F1与F2的合力F大小等于G，在球半径增大时F的大小和方向不变，F2的方向不变，增大，画出几个位置的情况A、A、A及B、B、B，由图可知F1增大，F2也增大(3)相似三角形法：在运算过程中既找不到直角三角形也不符合图解法的条件，但是力的三角形与几何三角形相似，则可利用三角形相似，对应边成比例，依据几何三角形的边长变化判断力的大小变化情况【例2】(多选)如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N.初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为()现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变在OM由竖直被拉到水平的过程中()AMN上的张力逐渐增大BMN上的张力先增大后减小COM上的张力逐渐增大DOM上的张力先增大后减小AD以重物为研究地象，它受三个力即重力mg、绳OM段的拉力FO、NM段的拉力FN的作用处于平衡状态考虑到力mg不变，FO与FN的夹角不变，当FO由竖直向上变为水平向左时，作出如图所示的力矢量，由图可知：FN一直变大，FO先变大后减小(1)图解法常用于分析三个力中有一个力不变，另一个力的方向不变的动态平衡问题(2)本题中，三个力中有两个力的方向在变化，利用图解法分析时应抓住问题的特点，如本题中变化的两个力间的夹角是一定的，且另一个力mg是不变的，考虑这些特点，就会联想到辅助圆2如图所示，把球夹在竖直墙AC和木板BC之间，不计摩擦，球对墙的压力为N1，球对板的压力为N2.在将板BC缓慢放至水平的过程中，下列说法中正确的是()AN1和N2都增大BN1和N2都减小CN1增大，N2减小DN1减小，N2增大B虽然题目中的N1和N2涉及的是墙和木板的受力情况，但研究对象只能取球由于球处于一个动态平衡过程，N1和N2都是变力，画受力图可以先画开始时刻的，然后再根据各力的关系定性或定量地讨论某力的变化规律(图解法一)球所受的重力G产生的效果有两个：对墙的压力N1和对板的压力N2.根据G产生的效果将其分解，如图所示，则F1N1，F2N2.从图中不难看出，当木板BC逐渐被放平的过程中，N1的方向保持不变而大小逐渐减小，N2与G的夹角逐渐变小，其大小也逐渐减小因此本题的正确选项为B.(图解法二)由于球处于平衡状态，所以弹力N1、N2的合力F跟重力是一对平衡力，大小、方向均不变，画出力的矢量三角形如图所示在板BC逐渐放至水平的过程中，除合力F恒定外，墙对球的弹力N1的方向也不改变，而N2以O点为轴顺时针转动，角逐渐减小到0，不难看出，N1、N2都逐渐减小，当木板水平时，N10，N2G.由牛顿第三定律，N1N1，N2N2，即N1、N2在此过程中也都逐渐减小(解析法)由图得：N1Ftan Gtan ，N2.由这个表达式不难看出，在木板BC逐渐转成水平的过程中，角减小，N1、N2都逐渐减小由牛顿第三定律，N1N1，N2N2，即N1、N2在此过程中也都逐渐减小摩擦力“突变”问题的分析在外界因素变化的过程中，摩擦力的性质会发生变化，如由静摩擦力变为滑动摩擦力，或由滑动摩擦力变为静摩擦力摩擦力的突变情况如下表：分类说明案例图示静静“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于平衡状态，当作用在物体上的其他力发生突变时，如果物体仍能保持平衡状态，则物体受到的摩擦力的大小或方向将会发生“突变”在水平力F作用下物体静止于斜面，F突然增大时物体仍静止，则所受静摩擦力大小或方向将“突变”静动“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”为滑动摩擦力放在粗糙水平面上的物体，水平力F从零逐渐增大，物体开始滑动时，物体受到地面的摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力动静“突变”在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”为静摩擦力滑块以v0冲上斜面做减速运动，当到达某位置静止时，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力【例3】(多选)一个物块位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态，如图所示，如果将外力F撤去，则物块()A会沿斜面下滑B摩擦力方向一定变化C摩擦力的值变大D摩擦力的值变小BD物块静止于斜面上时，在斜面所在平面上的受力情况如图所示，它受三个力作用：水平力F、静摩擦力f和物块的重力沿斜面向下的分力Gsin .物块处于平衡状态，三个力的合力为零由图可知，静摩擦力f大于Gsin .而最大静摩擦力不会小于静摩擦力，所以斜面对物块的最大静摩擦力大于Gsin .如果将外力F撤去，因为斜面对物块的最大静摩擦力大于Gsin ，则物块仍然静止于斜面上，这时在斜面所在平面上，它受两个力的作用：物块的重力沿斜面向下的分力Gsin 和斜面对物块的沿斜面向上的静摩擦力(大小为Gsin )其中，在撤去外力F的时刻，静摩擦力发生了突变：方向由原来沿斜面的右上方变为沿斜面向上，大小由大于Gsin 变为等于Gsin .物体受到的外力发生变化时，物体受到的摩擦力就有可能发生突变解决这类问题的关键是：正确对物体进行受力分析和运动状态分析，从而找到物体摩擦力的突变“临界点”3把一个重力为G的物体，用一个水平力Fkt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平面墙体上，如图所示，则从t0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是下图中的()B