【创新设计】高中物理 第三章 相互作用章末整合 新人教版必修1.doc

【创新设计】2014-2015高中物理 第三章 相互作用章末整合 新人教版必修1一、对摩擦力的理解1对摩擦力的认识图1(1)摩擦力不一定是阻力，也可以是动力(2)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如图1所示，a、b一起向右做匀加速运动，则a所受摩擦力方向与运动方向不一致2求解摩擦力的方法(1)静摩擦力用二力平衡来求解(2)滑动摩擦力用公式ffn来求解，其中fn是物体所受的正压力，不一定是物体所受的重力，而且要注意滑动摩擦力的大小与运动速度和接触面积无关图2例1如图2所示，木块放在水平地面上，在f8 n的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为1 m/s，则下列说法中正确的是()a以1 m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力为8 nb当木块以2 m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力小于8 nc当水平拉力f20 n时，木块受到的摩擦力为20 nd将水平拉力f撤去，木块速度越来越小，是因为木块受到的摩擦力越来越大解析木块在f8 n的水平拉力作用下做匀速直线运动，说明物体受到的滑动摩擦力也为8 na、b、c、d四种情况下，木块与地面间的摩擦力均为滑动摩擦力，故都为8 na正确，b、c、d错误答案a图3例2如图3所示，位于斜面上的物块m在沿斜面向上的力f作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力()a方向一定沿斜面向下b方向可能沿斜面向下c大小可能等于零d大小可能等于f解析以物块m为研究对象进行受力分析可知，物块m受竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力fn、平行斜面向上的力f以及平行于斜面方向的静摩擦力，如图所示(静摩擦力未画出)静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，但这里无法直接确定，则可假设斜面光滑，此时物块向上还是向下运动取决于沿斜面方向向上的力f及沿斜面向下的重力的分力gsin 的大小当fgsin 时，物块有向上运动的趋势，此时静摩擦力应沿斜面向下，b正确当fgsin 时，无相对运动趋势，此时静摩擦力为零，c正确当f)，如图6所示，则下列说法正确的是()a在a、b两山坡上，滑雪者都受到重力、支持力、下滑力和摩擦力作用b在a、b两山坡上，滑雪者都受到重力、支持力和摩擦力作用c在a山坡上摩擦力是动力，在b山坡上摩擦力是阻力d在a、b两山坡上，摩擦力都是阻力，且滑雪者在a山坡上所受摩擦力小于在b山坡上所受摩擦力解析在山坡上滑雪的人受到重力、支持力和摩擦力，其中重力可以分解为两个力，一是使人有沿山坡下滑趋势的分力，二是使人压紧坡面的分力分析人体受力时，考虑了mg就不能再同时考虑它的分力，故a错误，b正确不论在a山坡还是在b山坡，滑雪者所受的滑动摩擦力总是阻碍他相对山坡的滑动，所以都是阻力；由于摩擦力ffnmgcos ，相同时，倾角越大，cos 越小，滑动摩擦力也越小故c错误，d正确答案bd图78如图7所示容器内盛有水，器壁ab呈倾斜状，有一个小物块p处于图示状态，并保持静止，则该物体受力情况正确的是()ap可能只受一个力bp不可能只受两个力cp不可能只受三个力dp不是受到二个力就是四个力解析物体一定受到重力，同时一定受浮力，即可能受2个力；若浮力大于重力，则物体一定会受ab对它的弹力，由于弹力垂直于接触面向下，如图所示，物体只有受到向下的摩擦力才能受力平衡，故一定受四个力故c、d正确答案cd图89如图8所示，质量分别为ma、mb的a、b两个楔形物体叠放在一起，b靠在竖直墙壁上，在力f的作用下，a、b都始终静止不动，则()a墙壁对b的摩擦力大小为(mamb)gba、b之间一定有摩擦力作用c力f增大，墙壁对b的摩擦力也增大d力f增大，b所受的合外力一定不变解析由整体法可知，墙壁对b的摩擦力大小为fb(mamb)g与力f无关，则a正确，c错误；对a物体进行受力分析，可知a、b之间不一定有摩擦力作用，则b错误；因a、b始终静止，则b所受到的合外力为0，故d正确答案ad图910如图9所示，摩擦及绳子、滑轮的质量均不计，物体a重4 n，物体b重1 n，以下说法正确的是()a地面对a的支持力是3 nb测力计的读数为2 nc物体a受到地面的支持力为2 nd测力计示数为3 n解析向上拉a的力大小应等于b的重力1 n，这样a受三个力的作用：向下的重力为4 n，向上的绳子的拉力为1 n，地面对a的支持力应竖直向上为3 n，故a正确，c错误；而测力计的示数应为两绳子向下的拉力之和，都等于b的重力，故应为2 n，所以b正确，d错误答案ab三、实验、填空题(本题共2小题，共12分)11(4分)(2013绵阳南山中学期中)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，实验装置如图10，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端每次测出相应的弹簧总长度(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中(2)由此图线可得出该弹簧的原长为l0_cm，劲度系数k_n/m.图10解析f0时，即图线和横轴的交点为弹簧的原长10 cm，图线的斜率为劲度系数的大小，为25 n/m. 答案 102512(8分)在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：根据表中数据作出fx图象并求得该弹簧的劲度系数k_n/m；(2)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图11所示，其读数为_n；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 n，请画出这两个共点力的合力f合；图11(3)由图得到f合_n.解析(1)以水平方向为x轴，竖直方向为f轴，建立直角坐标系，然后找点，选尽可能多的点连成一条线，其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k，在直线上任取一点，如(6102，3.2)，则kn/m53 n/m.(2)弹簧测力计的读数为2.10 n，选标度合力f合的图示如图所示(3)经测量，合力f合3.30 n.答案(1)见解析图53(说明：2范围内都可)(2)2.10(说明：有效数字位数正确，0.02范围内都可)见解析图(3)3.30(说明：0.02范围内都可)四、计算题(本题共4小题，共40分)图1213(10分)木块a、b分别重50 n和60 n，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在a、b之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 n/m.系统置于水平地面上静止不动现用f1 n的水平拉力作用在木块b上，如图12所示，求力f作用后木块a、b所受摩擦力的大小(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)解析没有施加力f时，木块a、b受力平衡，所受静摩擦力等于弹簧的弹力，即f1f乙f甲kx4000.02 n8 n木块b受到地面的最大静摩擦力为：ff0.2560 n15 n施加f后，对木块b有：fff则b所摩擦力仍为静摩擦力，其大小为：fff9 n施加f后，木块a所受静摩擦力仍为静摩擦力，大小为f8 n.答案8 n14(8分)如图13所示，与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m1.0 kg的物体细绳的一端通过摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为6.0 n求物体受到的摩擦力和支持力(取g10 m/s2)图13解析物体受力情况如图所示物体重力沿斜面方向向下的分量gxmgsin 305.0 n弹簧的拉力t故摩擦力沿斜面向下根据共点力平衡：tmgsin 30ff，fnmgcos 30.解得：ff1 n，fn5 n，方向垂直于斜面向上答案摩擦力大小为1 n，方向沿斜面向下；支持力大小为5 n，方向垂直于斜面向上图1415(10分)如图14所示，oa、ob、oc三段轻绳结于o点，ob水平且与放置在水平面上质量为m11.5 kg的物体乙相连，oc下方悬挂物体甲此时物体乙恰好未滑动已知oa与竖直方向成37角，物体乙与地面间的动摩擦因数0.2，可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等g10 m/s2.(sin 370.6，cos 370.8)求：(1)ob绳对物体乙的拉力是多大？(2)物体甲的质量m2为多少？解析(1)对乙物体进行受力分析，根据平衡条件有fobf由于物体乙恰好未滑动，则fm1g故ob绳对物体乙的拉力fobm1g0.21.510 n3 n(2)对o点根据平衡条件有foc对甲物体根据平面条件focm2g故物体甲的质量为m2 kg0.4 kg答案(1)3 n(2)0.4 kg图1516(12分) 轻绳一端系在质量为m30 kg的物体a上，另一端系在一个质量为m2 kg套在粗糙竖直杆mn的圆环b上现用水平力f拉住绳子上一点，使物体a从如图15所示实线位置o缓慢下降到虚线位置o，53时，圆环恰好要下滑，求此时水平力f大小和杆与环间的