【创新设计】高中物理 第二章 力章末总结 教科版必修1.doc

第二章 力 章末总结目标定位1.进一步熟练判定弹力方向，能根据平衡法、假设法确定弹力的有无和方向.2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定和大小的计算方法.3.学会对物体进行受力分析的方法一、几种常见弹力的方向1弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向2轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向3面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面并指向受力物体4点与面接触时弹力的方向，过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)并指向受力物体5轻杆对物体的弹力的方向不一定(填“一定”或“不一定”)沿杆二、静摩擦力1运动的物体可以(填“可以”或“不可以”) 受静摩擦力2静摩擦力可以是阻力，也可以是动力3静摩擦力的方向可以与运动方向相反，也可以与运动方向相同，但一定跟相对运动趋势的方向相反4静摩擦力的大小随着产生静摩擦力的外力的变化而变化，但有一最大值f静max，静摩擦力的范围0ff静max.三、滑动摩擦力1静止的物体可以(“可以”或“不可以”)受滑动摩擦力2滑动摩擦力可以是阻力，也可以是动力3滑动摩擦力的方向可以与运动方向相反，也可以与运动方向相同，但一定跟相对运动的方向相反4滑动摩擦力fn，f与正压力n成正比.一、弹力有无的判定1对于形变比较明显的情况，我们采用直接法进行判断，即根据弹力产生的条件判断：(1)物体间相互接触；(2)发生弹性形变. 2对于形变不明显的情况，可用利用假设法进行判断：(1)假设无弹力：在该处将与研究对象接触的另一物体去掉，看此物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用(2)假设有弹力：就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与存在状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力，若不矛盾，则此弹力存在例1判断下图中小球是否受到弹力作用，若受到弹力，请指出其施力物体 解析因为各接触面间的形变属于微小形变，所以采用假设法来判断小球是否受斜面的弹力若将三个图中的斜面去掉，则甲图中小球无法在原位置静止，乙和丙两图中小球仍静止因此：甲图中小球受到斜面的弹力，施力物体是斜面，同时受细绳的弹力，施力物体是细绳；乙图中小球只受到细绳的弹力，施力物体是细绳，不受斜面的弹力；丙图中小球只受水平面的弹力，施力物体是水平面，不受斜面的弹力答案见解析借题发挥(1)误认为只要有接触一定存在弹力作用，而忽略了弹力产生的另一个条件发生弹性形变(2)误认为只要有形变就有弹力，而忽略了弹力产生的另一个条件接触针对训练如图所示，各接触面是光滑的，则a、b间可能无弹力作用的是()abcd解析利用假设法，撤去b物体之后，a、c选项中的a球均能保持原来的状态，所以a、c选项中两物体间无弹力作用，b、d选项中，撤去b物体之后，a球均不能保持原来的静止状态，所以b、d选项中，两物体间存在弹力答案ac二、静摩擦力有无及方向的判断1静摩擦力产生的条件：接触面间有压力，粗糙且有相对运动趋势2平衡条件法当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向3假设法利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析：例2如图1所示，a、b叠放在水平面上，水平力f作用在a上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是()图1aa、b之间无摩擦力ba受到的静摩擦力水平向右cb受到a的静摩擦力水平向左d地面对b的滑动摩擦力水平向右解析对a物体：由于a匀速运动，由二力平衡可知，b对a的摩擦力必与f等大反向，故a错，b正确；对b物体：由力的作用的相互性，b对a的摩擦力一定与a对b的摩擦力反向，故b受到a的摩擦力水平向左，故c正确；对a、b整体分析，由于a、b一起向左匀速运动，则地面对b有滑动摩擦力，且水平向右，故d正确答案bcd针对训练若例题中的水平力f作用在物体b上，a、b一起做匀速直线运动，如图2所示，则()图2aa、b之间无摩擦力ba受到的摩擦力水平向右cb与地面之间无摩擦力d地面对b的摩擦力水平向右解析假设b对a有摩擦力，则a受力不平衡，不可能做匀速直线运动，故b对a无摩擦力，故a正确，b错误；由于a、b一起匀速运动，故把a、b作为一个整体，b相对于地面向左滑动，故地面对b有摩擦力，且方向水平向右，故c错误，d正确答案ad三、摩擦力的计算1计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力2静摩擦力用平衡条件计算，其大小只与平行于接触面方向的力有关，与垂直接触面方向的力无关静摩擦力在0ff静max内随外力的变化而变化3滑动摩擦力用fn计算，其中n为接触面受到的正压力或用平衡条件计算，其大小只与垂直接触面方向的力有关，与沿接触面方向的力无关例3如图3所示，用水平力f将木块压在竖直墙壁上，已知木块重力g6 n，木块与墙壁间的动摩擦因数0.25，求：图3(1)当f25 n时，木块没有动，木块受到的摩擦力为多大？(2)当f增大为30 n时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？(3)当f10 n时木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？(4)当f6 n时，木块受到的摩擦力为多大？解析分析木块的受力情况，如图所示(1)(2)木块静止，根据二力平衡，竖直方向上的静摩擦力等于重力，ffg6 n，与压力大小无关(3)木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，fffnfnf所以fff0.2510 n2.5 n.(4)当f6 n时，木块与墙壁间的摩擦力也为滑动摩擦力，所以fff0.256 n1.5 n.答案(1)6 n(2)6 n(3)2.5 n(4)1.5 n四、物体的受力分析受力分析的一般步骤1明确研究对象，即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况，研究对象可以是单个物体(质点、结点)，也可以是两个(或多个)物体组成的整体；2隔离分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，分析周围有哪些物体对它施加了力的作用；3按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，依据各力的方向，画出各力的示意图例4a、b、c三个物体如图4所示放置在水平面上，所有接触面均不光滑，有一个水平向右的力f作用在物体c上，使a、b、c一起向右做匀速运动，则()图4ab对a的静摩擦力方向水平向左bb对a的静摩擦力方向水平向右cc对a的静摩擦力方向水平向左da对c的静摩擦力方向水平向右解析物体b相对地面水平向右运动，所受地面的滑动摩擦力方向向左，因b匀速运动，故a对b的静摩擦力方向水平向右，从而b对a的静摩擦力方向水平向左，a正确，b错误；物体a水平向右匀速运动，b对它的静摩擦力方向水平向左，因而c对a的静摩擦力方向水平向右，a对c的静摩擦力方向水平向左，c、d错误故选a.答案a针对训练(2013四川成都期中)如图5所示，小球a重力大小为g，上端被竖直轻线悬挂于o点，下端与桌面接触，设线对小球的拉力为t，桌面对小球的支持力为n，关于小球a静止时，g、t、n大小关系可能正确的是()图5at0，ng btg，n0ctng dtng答案abc弹力有无的判定1下列各图中p、q两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)()解析a图中若两球间若有弹力则小球q将向右运动，所以p、q间无弹力；b图两球间若有弹力则小球将向两边运动，所以p、q间无弹力；c图两球间若无弹力则小球p将向下运动，所以p、q间有弹力；d图两球间若无弹力则小球p将向右下运动，所以p、q间有弹力故选ab.答案ab静摩擦力有无及方向的判断2(2013四川双流期中)将一物块分成相等的a、b两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止则()图6a绳子上拉力可能为零bab之间一定存在弹力 c地面与物体间可能存在摩擦力dab之间可能存在摩擦力解析对a分析，有a所受的重力、b对a的支持力和摩擦力三个力平衡，则绳子拉力为零；若a只有绳子的拉力与重力，则ab间没有摩擦力存在，ab之间不存在弹力，故a、d正确，b错误；对整体分析，整体可能受总重力、支持力，拉力根据整体平衡知，在水平方向方向上地面对b无摩擦力故c错误答案ad摩擦力的计算3(2013成都六校联考)如图7所示，一块木板b放在水平地面上，木块a放在b的上面，a的右端通过水平的轻弹簧称固定在直立的墙壁上现在用水平力f拉动b，使它以速度v运动，稳定后弹簧称的读数为t.下列说法正确的是()图7a地面受到的滑动摩擦力大小为t b木块a受到的滑动摩擦力的大小为t c若木板b以2v的速度运动，稳定后a受到的摩擦力大小为2td若以2f的水平力拉木板运动，稳定后a受到的摩擦力大小为2t解析长木板处于平衡状态，长木板所受的拉力和两个摩擦力是平衡力，故此时长木板所受的地面对它的滑动摩擦力为ft，所以地面受到的滑动摩擦力大小为ft，故a错误；由于此时木块a处于平衡状态，所以此时木块a所受的摩擦力大小等于t，故b正确；若长木板以2v的速度运动时，a仍然受滑动摩擦力，稳定后a受到的摩擦力大小为t，故c错误；若用2f的力作用在长木板上，此时木块a仍处于平衡状态，所以此时a所受的摩擦力的大小仍等于t，故d错误答案b4如图8所示，ga20 n，gb10 n，a与水平面的滑动摩擦因数0.4，其余摩擦不计，求下列(1)(2)两种情况下物体a受什么摩擦力？大小如何？(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)图8(1)f10时由静止释放b物体；(2)f210 n由静止释放b物体；(3)若要使a匀速运动，所加的竖直方向的力f的大小是多少？解析(1)f10时，a所受最大静摩擦力为fmag 8 n，此时mbgf，故a将运动，故a所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为fmag 8 n；(2)当f210 n时，a所受最大静摩擦力为f(f2mag)12 n，此时mbgf，故a静止，a所受摩擦力为静摩擦力，大小为fmbg10 n(3)若a匀速运动，此时滑动摩擦力大小等于b的重力大小，故此时有：(magf)mbg，代入数据得：f5 n故所加的竖直方向的力f的大小是5 n.答案(1)滑动摩擦力8 n(2)静摩擦力10 n(3)5 n物体的受力分析5如图9所示，a、b、c三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑，其他接触面粗糙，以下受力分析正确的是()图9aa与墙面间存在压力ba与墙面间存在静摩擦力ca物块共受3个力作用db物块共受5个力作用解析以三个物体组成的整体为研究对象，水平方向上：地面光滑，对c没有摩擦力，因为三者处于静止状态，所以墙对a没有压力，因而也没有摩擦力，故a、b错误；对a：若撤去墙壁或b物块，a都不能处于静止状态，所以它受到重力，b的支持力和b的摩擦力三个力作用，故c正确；对ab整体研究水平方向上：墙对a没有压力，则由平衡条件分析可知，c对b没有摩擦力，再对b分析：受到重力、a的压力和摩擦力、c的支持力，共四个力作用，故d错误故选c.答案c(时间：60分钟)题组一弹力有无的判定1如图10所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有()图10a1个 b2个c3个 d4个答案b2(2013宜宾期中)在图中， a、b表面均光滑，天花板和地面均水平a、b间一定有弹力的是()解析两物体间产生弹力的条件除了相互接触外，还要相互挤压产生弹性形变a、c、d图中a、b间虽有相互接触，但不一定相互挤压，故选b.答案b3如图11所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态若钢球和各容器都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法中正确的是()图11a各容器的侧壁对钢球均无弹力作用b各容器的侧壁对钢球均有弹力作用c量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用d口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用解析假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力分析图分别如图a、b、c所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以原假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用因此，本题正确选项为a.答案a题组二静摩擦力有无及方向的判断4(20132014浙江高一期中)如图12所示，一人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，以下说法正确的是()图12a人受到重力和支持力的作用b人受到重力、支持力和向右的摩擦力的作用c人受到重力、支持力和向左的摩擦力的作用d人受到重力、支持力和与速度方向相同的摩擦力的作用解析人做匀速直线运动，则人处于平衡状态，受重力和支持力，若受摩擦力，一定沿水平方向，没有力与摩擦力平衡，故b、c、d错答案a5(2013福建高一期末)如图13所示，物体放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力作用，即f1、f2和摩擦力作用，物块处于静止状态，其中f110 n，f22 n，若撤去f1，物体仍静止不动，则物块受到的摩擦力是()图13a8 n，方向向右 b8 n，方向向左c2 n，方向向右 d2 n，方向向左解析在未撤去力之前，物体静摩擦力为8 n，因此当撤掉f1，f2不足以推动物体，因此静摩擦力为2 n，方向向右，c正确答案c6如图14所示，手用力握住一个竖直的瓶子，瓶子重为250 n，当瓶子静止时，瓶子受到_(选填“静”或“滑动”)摩擦力的作用摩擦力的大小为_n，摩擦力的方向_(选填“竖直向上”“竖直向下”“水平向右”或“水平向左”)如果在手和瓶子间抹了洗洁精，需要增大手握瓶子的力才能握住瓶子，此时瓶子受到摩擦力大小_(选填“变大”“变小”或“不变”)图14解析当瓶子静止时，瓶子受到静摩擦力作用，根据平衡有：fmg250 n，方向与重力的方向相反，竖直向上静摩擦力大小与正压力大小无关，增大压力，瓶子所受的静摩擦力不变，仍然等于重力答案静250竖直向上不变题组三摩擦力的计算7如图15所示，在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力f拉着木块沿桌面运动，则木块所受的摩擦力ff随拉力f变化的图象正确的是()图15解析当木块不受拉力时(f0)，桌面对木块没有摩擦力(ff0)当木块受到的水平拉力f较小时，木块仍保持静止，但出现向右运动的趋势，桌面对木块产生静摩擦力，其大小与f相等，方向相反随着水平拉力f不断增大，木块向右运动的趋势增强，桌面对木块的静摩擦力也相应增大，直到水平拉力f足够大时，木块开始滑动，桌面对木块的静摩擦力达到最大值fmax.在这个过程中，由木块水平方向二力平衡条件知，桌面对木块的静摩擦力ff始终与拉力f等大反向，即随着f的增大而增大木块滑动后，桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力，它小于最大静摩擦力，并且在木块继续滑动的过程中保持不变答案d8如图16所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力fb5 n、fc10 n分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则()图16af15 n，f20，f35 nbf15 n，f25 n，f30 cf10，f25 n，f35 ndf10，f210 n，f35 n解析以a为研究对象，根据a处于静止状态，可知b对a的静摩擦力大小f10，否则a水平方向所受的合力不为零，不能保持静止以ab整体为研究对象，根据两者所处静止状态，可得f2fb5 n再以三个物体整体为研究对象，根据整体处于静止状态，得：f3fcfb10 n5 n5 n，方向水平向左所以f10，f25 n，f35 n故选c.答案c题组四物体的受力分析9如图17所示，物体a、b、c叠放在水平桌面上，水平力f作用于c物体，使a、b、c以共同速度向右匀速运动，且三者相对静止，下面关于摩擦力的说法正确的是()图17aa不受摩擦力作用bb不受摩擦力作用cc不受摩擦力作用d以a、b、c为整体，整体受到的摩擦力为零解析对整体分析可知，整体水平方向受拉力做匀速直线运动，故a应受到地面的摩擦力，故a、d错误；对b分析可知，b水平方向不受外力，ab间没有相对运动的趋势，故b不受摩擦力，故b正确；对c分析可知，c水平方向受向右的拉力，匀速直线运动，所以c受到向左的摩擦力，故c错误故选b.答案b10(2013重庆高一期末)如图18所示，用水平力f推乙物块，使甲、乙、丙三个完全相同的物块沿粗糙水平地面一起做匀速直线运动，各物块受力的情况是()图18a甲物块不受任何摩擦力的作用b乙物块只受到一个摩擦力的作用c丙物块受到三个摩擦力的作用d丙受到6个力的作用解析因整体匀速向右，以三者整体为研究对象，受到重力、支持力、向右的推力f和地面水平向左的摩擦力作用以甲为研究对象：只受到重力和支持力作用，若受到乙的摩擦力，则不能匀速，所以a正确；隔离乙：受到重力、甲对