高三物理一轮复习（考情解读+知识通关+题型突破+能力提升）专题2 相互作用课件.ppt

目录contents 考情精解读 考点1 考点2 考点3 a 知识全通关 b 题型全突破 考法1 考法2 考法3 考法4 c 能力大提升 方法1 方法2 模型1 模型2 考法5 考法6 易错点 考情精解读 考纲解读 命题趋势 命题规律 知识体系构建 考试大纲 1 2 3 滑动摩擦力 动摩擦因数 静摩擦力 力的合成和分解 形变 弹性 胡克定律 4 5 矢量和标量 共点力的平衡 物理专题二相互作用 考纲解读 命题规律 命题趋势 知识体系构建 近三年同类题型高考实况 物理专题二相互作用 考纲解读 命题规律 继续学习 1 热点预测高考对本专题内容着重考查的知识点有弹力和摩擦力的概念及其在各种状态下的表现形式 力的合成与分解等 对受力分析的考查涵盖了高中物理的所有热点问题 题型通常为选择题 2 趋势分析以生活中的实际问题为背景对力学知识的考查将会加强 在高考复习中应特别注意对建立物理模型能力的培养 命题趋势 知识体系构建 物理专题二相互作用 考纲解读 命题规律 命题趋势 物理专题二相互作用 知识体系构建 知识全通关 考点1力的概念及常见的三种力 继续学习 物理专题二相互作用 一 力1 概念 1 力是物体间的相互作用 力总是成对出现的 这一对力的性质相同 不接触的物体间也可以有力的作用 如重力 磁场力等 2 力是矢量 其作用效果由大小 方向和作用点三个要素决定 力的作用效果是使物体产生形变或加速度 2 力的分类 1 按性质分类 重力 弹力 摩擦力 分子力 磁场力 核力等 2 按作用效果分类 拉力 压力 支持力 动力 阻力 向心力 浮力 回复力等 3 按研究对象分类 内力和外力 继续学习 物理专题二相互作用 3 力的图示和力的示意图 1 力的图示 力的图示中 线段的长短表示力的大小 箭头的指向表示力的方向 箭尾 或箭头 表示力的作用点 线段所在的直线叫作力的作用线 2 力的示意图 力的示意图只能粗略表示力的作用点和方向 不能表示力的大小 二 重力1 概念 由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力 注意 重力是由于地球的吸引而产生的力 但它并不等于地球对物体的引力 重力是地球对物体的万有引力的一个分力 继续学习 物理专题二相互作用 2 大小 重力的大小等于mg g为重力加速度 重力的大小可用弹簧测力计测出 重力的大小在数值上等于物体静止时对水平支持面的压力或者对竖直悬绳的拉力 说明 物体重力的大小与物体所处的状态无关 与是否还受其他力的作用也无关 3 方向 竖直向下 不能认为跟支持面垂直 4 重力的作用点 重心 重力总是作用在物体的各个点上 但为了研究问题方便 我们认为一个物体的重力集中作用在物体的一点上 这一点称为物体的重心 1 质量分布均匀的规则物体的重心在物体的几何中心 2 不规则物体的重心可用悬线法求出重心位置 注意 物体的重心可以不在物体上 物体的重心与物体的形状和质量分布都有关系 物理专题二相互作用 三 弹力1 概念发生弹性形变的物体 由于要恢复原状 对跟它接触的物体会产生力的作用 这种力叫作弹力 2 弹力产生的条件 1 物体直接相互接触 2 物体发生弹性形变 3 弹力的方向 物体所受弹力的方向与自身形变的方向相同 4 弹力的大小 1 一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等 2 对于弹簧 弹力的大小可以由胡克定律 f kx进行计算 k为弹簧的劲度系数 由弹簧本身特性决定 继续学习 继续学习 物理专题二相互作用 通关秘籍 继续学习 物理专题二相互作用 四 摩擦力1 概念当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动或相对运动趋势时 接触面上会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力 这种力叫作摩擦力 摩擦力可分为滑动摩擦力和静摩擦力 继续学习 物理专题二相互作用 2 滑动摩擦力与静摩擦力的比较 返回目录 物理专题二相互作用 一 力的合成1 合力与分力 1 如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同 这个力叫作那几个力的合力 而那几个力就是这个力的分力 2 合力与分力之间的关系是一种等效替代的关系 3 合力是几个分力的共同效果 并不是单独存在的力 因此受力分析中不能同时出现合力与分力 4 合力可能大于每一个分力 也可能小于每一个分力 还可能大于一个分力而小于另一个分力 继续学习 物理专题二相互作用 考点2力的合成与分解 2 力的合成 求几个力的合力的过程叫作力的合成 1 力的合成是唯一的 2 只有同一物体所受的力才能合成 3 不同性质的力也可以合成 因为合力与分力是作用效果上的等效替代 3 平行四边形定则两个力合成时 以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形 这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向 这个法则叫作平行四边形定则 继续学习 物理专题二相互作用 物理专题二相互作用 继续学习 物理专题二相互作用 继续学习 2 几种特殊情况下的力的合成 物理专题二相互作用 继续学习 3 两个力的合力范围 最大值 当两个力同向时 合力f最大 fmax f1 f2 合力与分力方向相同 最小值 当两个力反向时 合力f最小 fmin f1 f2 合力与分力中较大的力的方向相同 合力的取值范围 f1 f2 f f1 f2 4 三个共点力的合力范围 最大值 当三个力同向时 合力f最大 fmax f1 f2 f3 最小值 a 若其中两个较小的分力之和 f1 f2 大于等于第三个分力f3 合力的最小值为零 即fmin 0 b 若其中两个较小的分力之和 f1 f2 小于第三个分力f3 合力的最小值fmin f3 f1 f2 继续学习 物理专题二相互作用 合力的取值范围 fmin f f1 f2 f3 5 多个共点力的合成方法 依据平行四边形定则先求出任意两个力的合力 再求这个合力与第三个力的合力 以此类推 求完为止 正交分解合成法 可以把多个力分解至两个方向上 然后再合成 二 力的分解1 定义 已知一个力求它的分力的过程叫作力的分解 2 遵循的规律 力的分解是力的合成的逆运算 同样遵循矢量运算的规律 即遵循平行四边形定则 3 分解原则 分解某个力时 一般要根据这个力产生的实际作用效果进行分解 4 力的正交分解将一个力分解为两个相互垂直的分力的方法称为力的正交分解法 力的正交分解法的优点是借助数学中的直角坐标系对力进行描述 几何关系简单 容易求解 物理专题二相互作用 继续学习 物理专题二相互作用 继续学习 三 力的分解的五种情况1 已知一个力 合力 和两个分力的方向已知一个力 合力 和两个分力的方向 则两个分力有唯一确定值 即可求得唯一的一对分力 如图甲所示 将一个已知力f分解成沿om on方向的两个力 可以画出唯一的一个平行四边形或者三角形 如图乙 从而求得两个分力f1和f2 图甲图乙 物理专题二相互作用 2 已知一个力 合力 和一个分力的大小与方向已知一个力 合力 和一个分力的大小与方向 则另一个分力是唯一确定的 即可求得唯一的一对分力 如图乙所示的三角形中 已知f与f1两条边 则第三条边是唯一确定的 3 已知一个力 合力 和一个分力的方向已知一个力 合力 和一个分力的方向 另一个分力有无数解 且存在最小值 这样能将合力分解为无数对分力 如图所示 已知合力f和分力f1的方向 与f夹角为 则另一个分力f2有无数解 f2的最小值为f2min fsin 方向f2 f1 继续学习 物理专题二相互作用 继续学习 4 已知合力和两个分力的大小若已知合力f和两个分力的大小分别为f1 f2 当f1 f2f时 有两解 如图所示 5 已知合力和一个分力的大小及另一个分力的方向若已知合力f和分力f1的方向及分力f2的大小 f1与f夹角为 可做如下讨论 1 当 90 时 若f2 fsin 则f1 f2和f不能构成封闭三角形 说明无解 即这种情形下不能将f分解为f1和f2这样一对分力 若f2 fsin 则f1 fcos 只有一对确定的分力 如图a所示 物理专题二相互作用 返回目录 若fsin f 则有唯一解 如图d所示 物理专题二相互作用 继续学习 一 受力分析1 定义 把指定物体 或研究对象 在特定的物理环境中所受到的所有外力找出来 并画出定性的受力示意图的过程 2 受力分析的一般顺序 先找场力 重力 电场力 磁场力等 再找接触力 弹力 摩擦力 最后分析其他力 3 受力分析的步骤 考点3受力分析 共点力的平衡 注意 受力分析时 有些力的大小和方向不能确定 必须根据物体受到的能够确定的几个力的情况和物体的运动状态进行判断 总之 要确保受力分析时不漏力 不添力 不错力 物理专题二相互作用 继续学习 二 共点力的平衡1 共点力物体同时受几个力作用 如果这几个力作用在物体的同一点 或者它们的作用线交于一点 那么这几个力就叫作共点力 2 平衡状态 1 静止 物体的速度和加速度都等于零的状态 2 匀速直线运动 物体的加速度为零 速度不为零且保持不变的状态 注意 物体的速度为零时 不一定处于平衡状态 物体处于平衡状态时 速度不一定为零 物理专题二相互作用 继续学习 3 平衡条件 1 物体所受的合外力为零 即f合 0 2 若采用正交分解法 则平衡条件表示为fx 0 fy 0 4 物体平衡的重要推论 1 二力平衡 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态 则这两个力必定大小相等 方向相反 在一条直线上 2 三力平衡 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态 则其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等 方向相反 5 三力汇交原理如果一个物体受到三个非平行力作用而处于平衡状态 则这三个力的作用线必定在同一平面内 而且必为共点力 注意 处理多力平衡问题时 常采用合成的方法将其简化成二力平衡或三力平衡问题 返回目录 物理专题二相互作用 实际问题确定研究对象对研究对象受力分析画受力图作出平行四边形列平衡方程求解 通关秘籍 23 题型全突破 继续学习 物理专题二相互作用 考法透析1弹力有无及方向的判断一 弹力有无的判断1 弹力是接触力 但相互接触的物体间不一定存在弹力 还要看两物体间有没有挤压而发生弹性形变 2 判断是否发生形变的方法对于形变明显的情况 如弹簧 可由形变直接判断 形变不明显时 通常用下面的三种方法进行分析判断 物理专题二相互作用 继续学习 物理专题二相互作用 继续学习 物理专题二相互作用 继续学习 二 弹力方向的判断1 根据物体所受弹力方向与自身形变方向相同判断 2 由物体的运动状态 根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律进行判断 物体的受力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 则弹力方向与假设方向相同 若为负值 则弹力方向与假设方向相反 3 几种弹力的方向 继续学习 物理专题二相互作用 继续学习 物理专题二相互作用 继续学习 物理专题二相互作用 三 弹力的分析与计算1 对有明显形变的弹簧 橡皮条等物体 在弹性限度内弹力的大小可以由胡克定律f kx计算 2 对于难以观察的微小形变 可以根据物体的受力情况和运动情况 运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小 继续学习 物理专题二相互作用 考法示例1如图所示 在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球 小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等 盒子沿倾角为 的固定斜面滑动 不计一切摩擦 下列说法中正确的是a 无论盒子沿斜面上滑还是下滑 球都仅对盒子的下底面有压力b 盒子沿斜面下滑时 球对盒子的下底面和右侧面有压力c 盒子沿斜面下滑时 球对盒子的下底面和左侧面有压力d 盒子沿斜面上滑时 球对盒子的下底面和左侧面有压力 考法示例1 返回目录 物理专题二相互作用 解析取小球和盒子为一整体 不计一切摩擦时 其加速度a gsin 方向沿斜面向下 因此小球随盒子沿斜面向上或沿斜面向下运动时 加速度gsin 均由重力沿斜面向下的分力产生 故球对盒子的左 右侧面均无压力 但在垂直于斜面方向 因球受支持力作用 故球对盒子的下底面一定有压力 故只有a项正确 答案a点评1 弹力产生在直接接触的物体之间 但直接接触的物体之间不一定存在弹力 2 小球与盒子的四个内表面都直接接触 不要误认为盒子上滑会受到左侧面的压力 盒子下滑会受到右侧面的压力 实际上是否存在左 右侧面的压力 与运动方向无关 而与运动状态有关 继续学习 物理专题二相互作用 考法透析2摩擦力有无及方向的判断一 摩擦力有无的判断1 由摩擦力的产生条件判断摩擦力的产生条件 接触面间有弹力 接触面粗糙 有相对运动或相对运动的趋势 当这三个条件都满足时 有摩擦力产生 有一个条件不满足 就没有摩擦力 2 根据运动状态判断对于处于平衡状态的物体 结合物体所受其他外力的情况进行判断 即 假设没有摩擦力 看物体能否处于平衡状态 如不能处于平衡状态 则必有摩擦力 如能处于平衡状态 则必无摩擦力 如果物体处于平衡状态且有摩擦力 则摩擦力必与其他的力的合力等大反向 继续学习 物理专题二相互作用 二 静摩擦力方向的判断1 利用 定义法 判断静摩擦力的方向 1 静摩擦力的方向总跟接触面相切 当接触面为 平面 时 静摩擦力方向与接触面平行 当接触面为 曲面 时 静摩擦力方向在接触点所在的切面上 2 静摩擦力的方向与该物体相对于另一个物体的运动趋势的方向相反 3 利用 假设法 判断相对运动趋势的方向 继续学习 物理专题二相互作用 2 根据 状态法 判断静摩擦力方向所谓 状态法 即根据物体所处的状态来判断 如果物体处于平衡状态 可根据平衡条件判断摩擦力方向 如果物体处于变速运动状态 可根据牛顿第二定律判断摩擦力的方向 状态法 是分析判断静摩擦力有无及方向 大小的常用方法 用该方法可以不必分析物体相对运动的趋势 使模糊不清的问题明朗化 复杂的问题简单化 3 牛顿第三定律法当一物体受到的静摩擦力方向不易判断时 可对与之相互作用的另一物体所受的静摩擦力进行分析 然后根据力的相互作用特点进行判断 继续学习 物理专题二相互作用 考法示例2如图所示 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a a与墙面间存在压力b a与墙面间存在静摩擦力c a物块共受3个力作用d b物块受a对b的摩擦力 方向沿b的上表面斜向下思路分析先对三个物体组成的整体进行分析 根据平衡条件求解墙对a的压力 根据a与墙面间的压力情况 判断有无摩擦力 即可分析a的受力情况 再对a b整体的受力情况进行分析 由平衡条件分析c对b有无摩擦力 再分析b的受力情况 考法示例2 继续学习 物理专题二相互作用 解析根据状态法 以三个物体组成的整体为研究对象 在水平方向上 地面光滑 对c没有摩擦力 根据平衡条件得知 墙面对a没有压力 因而也没有摩擦力 故a b错误 选a为研究对象 a受到重力 b的支持力和沿a的下表面斜向上的摩擦力三个力的作用 故c正确 先对a b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 根据状态法和相互作用力的特点知b受到重力 a的压力和摩擦力 c的支持力 共四个力作用 a对b的摩擦力沿b的上表面斜向下 故d正确 答案cd 返回目录 物理专题二相互作用 突破攻略 在使用状态法处理问题时 需明确以下两点 1 明确物体的运动状态 分析物体的受力情况 根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向 2 静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系 可能相同 也可能相反 还可能成一定的夹角 继续学习 物理专题二相互作用 考法透析3摩擦力大小的计算 继续学习 物理专题二相互作用 考法示例3 物理专题二相互作用 返回目录 物理专题二相互作用 继续学习 考法透析4摩擦力的三类突变一 静 静 突变物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态 当作用在物体上的其他力的合力发生变化时 物体虽然仍保持相对静止 但物体所受的静摩擦力发生突变 二 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 成滑动摩擦力 三 动 静 突变在滑动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 物体将不再受滑动摩擦力作用 滑动摩擦力可能 突变 为静摩擦力 物理专题二相互作用 继续学习 考法示例4如图所示 质量为10kg的物体a拴在一个被水平拉伸的弹簧一端 弹簧的拉力为5n时 物体a处于静止状态 若小车以1m s2的加速度向右运动 则 g 10m s2 a 物体a相对小车向右运动b 物体a受到的摩擦力减小c 物体a受到的摩擦力大小不变d 物体a受到弹簧的拉力增大 考法示例4 继续学习 物理专题二相互作用 思路分析由初态判断静摩擦力的范围 由末态计算a所受摩擦力的大小 判断摩擦力是否突变解析由题意得 物体a与平板车的上表面间的最大静摩擦力fm 5n 小车加速运动时 物块a所受合力f合 ma 10n 可知此时平板车对物体a的摩擦力为5n 方向向右 且为静摩擦力 所以物体a相对于车仍然静止 物体a受到的摩擦力大小不变 故选项a b错误 c正确 物体a相对于车仍然静止 所以受到的弹簧的拉力大小不变 故d错误 答案c 物理专题二相互作用 继续学习 考法示例5将力传感器a固定在光滑水平桌面上 测力端通过轻质水平细绳与滑块相连 滑块放在较长的小车上 如图甲所示 传感器与计算机相连接 可获得力随时间变化的规律 一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮 一端连接小车 另一端系砂桶 整个装置开始处于静止状态 在滑块与小车分离前缓慢向砂桶里倒入细砂 力传感器采集的f t图像如图乙所示 则a 2 5s前小车做变加速运动b 2 5s后小车做变加速运动 假设细砂仍在加注中 c 2 5s前小车所受摩擦力不变d 2 5s后小车所受摩擦力不变 考法示例5 物理专题二相互作用 继续学习 解析由题图乙可知 在f的变化阶段 砂桶质量由小变大 滑块与小车之间没有相对滑动 属于静摩擦力 所以2 5s前 小车 滑块均静止 a错误 2 5s后小车受恒定摩擦力 但是外力增加 因此做变加速直线运动 b正确 根据上述分析 2 5s前滑块受静摩擦力 且静摩擦力在变化 2 5s后受滑动摩擦力 且大小不变 故d正确 答案bd点评最大静摩擦力一般大于滑动摩擦力 题目没有说明的情况下 一般不能认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力 物理专题二相互作用 继续学习 考法示例6如图所示 斜面固定在地面上 倾角为 37 sin37 0 6 cos37 0 8 质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行 斜面足够长 该滑块与斜面间的动摩擦因数为0 8 则该滑块所受摩擦力ff随时间变化的图像是下图中的 取初速度v0的方向为正方向 g 10m s2 考法示例5 物理专题二相互作用 返回目录 解析滑块上升过程中受滑动摩擦力 ff fn和fn mgcos 联立得ff 6 4n 方向沿斜面向下 当滑块的速度减为零后 由于重力的分力mgsin mgcos 滑块不动 滑块受到的摩擦力为静摩擦力 由平衡条件得ff mgsin 代入可得ff 6n 方向沿斜面向上 故选项b正确 答案b 物理专题二相互作用 继续学习 考法透析5动态平衡问题的求解方法所谓动态平衡问题 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中 求解动态平衡问题时常用到以下几种方法 1 解析法对研究对象进行受力分析 一般先画出受力分析图 再根据物体的平衡条件列式求解 得到因变量与自变量的一般函数表达式 最后根据自变量的变化确定因变量的变化 物理专题二相互作用 继续学习 2 图解法对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析 在同一图中作出物体在若干状态下所受的力的平行四边形 由各边的长度变化及角度变化来确定力的大小及方向的变化情况 此即为图解法 它是求解动态平衡问题的基本方法 此法的优点是能将各力的大小 方向等变化趋势形象 直观地反映出来 大大降低了解题难度和计算强度 此方法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力 另有一个力是方向不变的问题 3 相似三角形法在三力平衡问题中 如果有一个力是恒力 另外两个力方向都变化 且题目给出了空间几何关系 多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似 可利用相似三角形对应边成比例进行计算 物理专题二相互作用 继续学习 考法示例7如图所示 a b为同一水平线上的两个绕绳装置 转动a b改变绳的长度 使光滑挂钩下的重物c缓慢竖直下降 关于此过程中绳上拉力大小的变化 下列说法中正确的是a 不变b 逐渐减小c 逐渐增大d 可能不变 也可能增大 考法示例7 物理专题二相互作用 继续学习 物理专题二相互作用 继续学习 考法示例8半圆柱体p放在粗糙的水平地面上 其右端有竖直挡板mn 在p和mn之间放有一个光滑均匀的小圆柱体q 整个装置处于静止状态 如图所示是这个装置的纵截面图 若用外力使mn保持竖直并缓慢地向右移动 在q落到地面以前 发现p始终保持静止 在此过程中 下列说法正确的是a mn对q的弹力逐渐减小b 地面对p的摩擦力逐渐增大c p q间的弹力先减小后增大d q受到p和mn的合力逐渐增大 考法示例8 继续学习 物理专题二相互作用 思路分析解答本题时应把握以下两点 1 小圆柱缓慢移动过程中处于平衡状态 2 mn对q的弹力方向不变 而p对q的弹力方向改变 解析对圆柱体q受力分析 如图所示 p对q的弹力为f mn对q的弹力为fn 挡板mn向右运动时 f和竖直方向的夹角逐渐增大 而圆柱体所受重力大小不变 所以f和fn的合力大小不变 故选项d错误 由图可知 f和fn都在不断增大 故选项a c都错 对p q整体受力分析知 地面对p的摩擦力大小等于fn 所以地面对p的摩擦力逐渐增大 选项b正确 答案b 物理专题二相互作用 继续学习 图解法分析动态平衡问题的一般步骤1 选某一状态对物体进行受力分析 2 根据平衡条件画出平行四边形 3 根据已知量的变化情况 画出平行四边形的边角变化情况 4 确定未知量大小 方向的变化情况 方法探究 物理专题二相互作用 继续学习 考法示例9如图所示是一个简易起吊设施的示意图 ac是质量不计的撑杆 a端与竖直墙用铰链连接 一滑轮固定在a点正上方 c端吊一重物 现施加一拉力f缓慢将重物p向上拉 在ac杆达到竖直前a bc绳中的拉力ft越来越大b bc绳中的拉力ft越来越小c ac杆中的支撑力fn越来越大d ac杆中的支撑力fn越来越小 考法示例9 返回目录 物理专题二相互作用 物理专题二相互作用 继续学习 考法透析6平衡问题中的临界和极值问题一 平衡问题中的临界问题当某一个物理量变化时 会引起其他几个物理量跟着变化 从而使物体所处的平衡状态恰好出现变化或恰好出现不变化的情况 此即为平衡问题中的临界问题 求解平衡问题中的临界问题时一般采用极限分析法 极限分析法是一种处理临界问题的有效方法 它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题推向极端 极大 极小 极右 极左 等 从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来 使问题明朗化 便于分析求解 物理专题二相互作用 继续学习 二 平衡问题中的极值问题在平衡问题中 某些物理量变化时出现最大值或最小值的现象称为极值问题 求解极值问题有两种方法 1 解析法根据物体的平衡条件列方程 在解方程时采用数学知识求极值 通常用到的数学知识有二次函数求极值 讨论分式求极值 三角函数求极值以及几何法求极值等 2 图解法根据平衡条件作出力的矢量图 如只受三个力 则这三个力构成封闭矢量三角形 然后根据矢量图进行动态分析 确定最大值和最小值 物理专题二相互作用 继续学习 考法示例10 返回目录 物理专题二相互作用 能力大提升 物理专题二相互作用 继续学习 方法1力的分解常用方法 物理专题二相互作用 继续学习 3 正交分解时建立坐标轴的原则 在静力学中 以少分解力和容易分解力为原则 在动力学中 以沿加速度方向的直线和垂直于加速度方向的直线为坐标轴建立坐标系 这样牛顿第二定律的表达式变为fx ma fy 0 尽量不分解未知力 4 用正交分解法进行多个力合成的步骤 建立坐标系 以共点力的作用点为坐标原点 直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上 正交分解各力 即将每一个不在坐标轴上的力分解到x和y坐标轴上 并求出各分力大小 如图所示 物理专题二相互作用 继续学习 物理专题二相互作用 继续学习 示例11 物理专题二相互作用 返回目录 物理专题二相互作用 继续学习 2 实际效果法力的分解既具有多样性 又具有唯一性 在没有条件限定的情况下可以任意分解 需要注意的是 力的分解是为了合成 分解要以方便分析和计算为目的 重力的常见分解方法如下 方法2转换研究对象 将多物体运动转化为单物体运动 物理专题二相互作用 继续学习 物理专题二相互作用 返回目录 示例12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 示例12 物理专题二相互作用 返回目录 物理专题二相互作用 继续学习 1 常用方法 方法2分析力的平衡问题的常用方法 物理专题二相互作用 继续学习 2 两种思维方法 1 隔离法为了弄清系统 连接体 内某个物体的受力和运动情况 一般采用隔离法 运用隔离法解题的基本步骤 明确研究对象或过程 状态 将某个研究对象或某段运动过程 某个状态从系统或全过程中隔离出来 画出某状态下的受力图或运动过程示意图 选用适当的物理规律列方程求解 物理专题二相互作用 继续学习 2 整体法当只涉及研究系统而不涉及系统内某些物体的受力和运动情况时 一般采用整体法 运用整体法解题的基本步骤 明确所研究系统和运动的全过程 画出系统整体的受力图或运动全过程的示意图 选用适当的物理规律列方程求解说明 隔离法和整体法常常需要交叉运用 从而优化解题思路和方法 使解题过程简洁明了 物理专题二相互作用 继续学习 示例13如图所示 放置在水平地面上的质量为m的直角劈上有一个质量为m的物体 若物体在直角劈上匀速下滑 直角劈仍保持静止 那么下列说法正确的是a 直角劈对地面的压力等于 m m gb 直角劈对地面的压力大于 m m gc 地面对直角劈没有摩擦力d 地面对直角劈有向左的摩擦力 示例13 物理专题二相互作用 继续学习 解法一 隔离法 思路分析先隔离物体 物体受重力mg 斜面对它的支持力fn 沿斜面向上的摩擦力ff 因物体沿斜面匀速下滑 所以支持力fn和沿斜面向上的摩擦力ff可根据平衡条件求出 再隔离直角劈 直角劈受竖直向下的重力mg 地面对它竖直向上的支持力fn地 由牛顿第三定律得 物体对直角劈有垂直斜面向下的压力fn 和沿斜面向下的摩擦力ff 直角劈相对地面有没有运动趋势 关键看ff 和fn 在水平方向上的分量是否相等 若二者相等 则直角劈相对地面无运动趋势 若二者不相等 则直角劈相对地面有运动趋势 而摩擦力方向应根据具体的相对运动趋势的方向确定 物理专题二相互作用 继续学习 解析对物体进行受力分析 建立坐标系如图甲所示 因物体沿斜面匀速下滑 由平衡条件得支持力fn mgcos 摩擦力ff mgsin 图甲图乙图丙对直角劈进行受力分析 建立坐标系如图乙所示 由牛顿第三定律得fn fn ff ff 在水平方向上 压力fn 的水平分量fn sin mgcos sin 摩擦力ff 的水平分量ff cos mgsin cos 可见ff cos fn sin 所以直角劈相对地面没有运动趋势 所以地面对直角劈没有摩擦力 在竖直方向上 直角劈受力平衡 由平衡条件得 fn地 ff sin fn cos mg mg mg 答案ac 物理专题二相互作用 继续学习 解法二 整体法 思路分析直角劈对地面的压力和地面对直角劈的支持力是一对作用力和反作用力 大小相等 方向相反 而地面对直角劈的支持力 地面对直角劈的摩擦力是直角劈和物体整体的外力 所以要讨论这两个问题 可以以整体为研究对象 解析整体在竖直方向上受到重力和支持力 因物体在斜面上匀速下滑 直角劈静止不动 即整体处于平衡状态 所以竖直方向上地面对直角劈的支持力等于物体和直角劈整体的重力 水平方向上地面若对直角劈有摩擦力 无论摩擦力的方向向左还是向右 水平方向上整体都不能处于平衡状态 所以整体在水平方向上不受摩擦力 整体受力如图丙所示 答案ac 返回目录 物理专题二相互作用 1 对物体进行正确的受力分析是解决力学问题的基础 在常见的几种力中 重力是主动力 而弹力 摩擦力是被动力 其中弹力存在又是摩擦力存在的前提 所以分析受力时应按重力 弹力 摩擦力的顺序去分析 为了不遗漏力 应按一定的绕向围绕被隔离的物体 对接触面逐一分析 物体的受力情况要与其运动情况相符 因此 常常结合平衡条件或牛顿运动定律 从物体的运动状态入手 去分析某个力是否存在 2 共点力作用下平衡问题的解题思路 1 选取研究对象 2 对所选取的研究对象进行受力分析 并画出受力图 3 对研究对象所受的力进行处理 一般情况下需要建立合适的直角坐标系 对各力按坐标轴进行正交分解 4 建立平衡方程 若各力作用在同一直线上 可直接用f合 0的代数式列方程 若几个力不在同一直线上 可用fx合 0与fy合 0联立列出方程组 5 对方程求解 必要时需对解进行讨论 能力大提升 方法探究 物理专题二相互作用 继续学习 模型1绳上的 死结 和 活结 模型 物理专题二相互作用 继续学习 示例14 物理专题二相互作用 继续学习 返回目录 物理专题二相互作用 能力大提升 物理专题二相互作用 继续学习 1 三种模型对比 模型2轻杆 轻绳 轻弹簧模型 物理专题二相互作用 继续学习 物理专题二相互作用 继续学习 2 弹簧与橡皮筋的弹力特点 1 弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律f kx 2 橡皮筋 弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等 3 弹簧既能受拉力 也能受压力 沿弹簧轴线 而橡皮筋只能受拉力作用 4 弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变 但当将弹簧或橡皮筋剪断时 其弹力立即消失 物理专题二相互作用 继续学习 示例15如图所示为位于水平面上的小车 固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为 在斜杆的下端固定有质量为m的小球 下列关于斜杆对小球的作用力f的判断中 正确的是a 小车静止时 f mgsin 方向沿杆向上b 小车静止时 f mgcos 方向垂直于杆向上c 小车向右匀速运动时 一定有f mg 方向竖直向上d 小车向右匀加速运动时 一定有f mg 方向一定沿杆向上 示例15 返回目录 物理专题二相互作用 能力大提升 物理专题二相互作用 继续学习 摩擦力是高中物理中的基本性质力之一 是一种重要的力 是相互接触的两个物体发生相对运动或有相对运动的趋势时 在接触面上产生的一种阻碍物体间相对运动或相对运动趋势的力 同学们在对摩擦力的认识和理解上 容易产生误区 常见的有以下几种情况 1 误认为 运动的物体间一定有摩擦力 静止的物体间没有摩擦力 产生以上错误认识的主要原因是没有理解摩擦力的定义 从定义可知 产生摩擦力必须同时满足三个条件 接触面粗糙 两物体相互接触且存在弹力 两物体间有相对运动或相对运动的趋势 所以 两物体的接触面若是光滑的 则两