高考物理大一轮361度全程复习 相互作用课件.ppt

第二章相互作用 第一节重力弹力摩擦力 1 作用效果 1 改变物体的 2 使物体发生 运动状态 形变 2 力的性质 1 物质性 力不能脱离而存在 没有 施力物体 或 受力物体 的力是的 2 相互性 力的作用是的 施力 受力 物体同时也是受力 施力 物体 3 矢量性 力是矢量 既有 又有 力的运算遵循定则或定则 3 力的图示与力的示意图 1 力的图示 从力的作用点沿力的方向画出的 包括力的三要素 2 力的示意图 受力分析时 画出的表示物体受到某一力的 不要求画出标度 物体 不存在 相互 大小 方向 平行四边形 三角形 有向线段 有向线段 1 产生原因 重力是由于而使物体受到的力 重力地球对物体的吸引力 2 大小 重力的大小与物体的运动状态 与物体所在的地理位置 g mg g是一个常数 一般情况下取g 9 8n kg 3 方向 重力的方向 4 重心 重力的作用点 重心在物体的内部 重心的位置不一定在物体的中心 与物体的有关 与物体的无关 地球的吸引 不等于 无关 有关 竖直向下 不一定 形状质量分布 质量大小 1 质量为2kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止 g取9 8n kg 则以下说法正确的是 a 物体重力大小等于19 6nb 物体对绳的拉力与物体重力的大小 方向均相同 所以它们是同一个力c 剪断细绳后 物体不受任何力的作用d 物体的各部分中 只有重心处受重力 解析 由重力和质量的关系可知g mg 2 9 8n 19 6n a正确 物体对绳的拉力 施力物体是该物体 受力物体是绳 作用点在绳上 属于弹力 而重力的施力物体是地球 受力物体是该物体 作用点在物体上 它们不是同一个力 b错误 剪断细绳后 物体仍然受重力作用 c错误 物体的各部分都受重力 从 效果 上看跟重力作用在重心一样 d错误 答案 a 1 产生条件 1 两物体相互 2 两物体发生 2 方向 弹力的方向总是与施力物体形变的方向 几种典型的弹力的方向如下 1 压力 垂直于支持面而指向的物体 2 支持力 垂直于支持面而指向的物体 3 细绳的拉力 沿绳指向的方向 4 轻杆的弹力 不一定沿杆 要根据运动状态具体分析 3 大小 1 弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律f 2 非弹簧类弹力大小应根据平衡条件或动力学规律求解 接触 弹性形变 相反 被压 被支持 绳收缩 kx 2 如图2 1 1所示 四个完全相同的弹簧都处于水平位置 它们的右端受到大小皆为f的拉力作用 而左端的情况各不相同 图2 1 1 中弹簧的左端固定在墙上 中弹簧的左端受大小也为f的拉力作用 中弹簧的左端拴一小物块 物块在光滑的桌面上滑动 中弹簧的左端拴一小物块 物块在粗糙的桌面上滑动 答案 d 3 长直木板的上表面的一端放置一个铁块 木板放置在水平面上 将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起 木板另一端相对水平面的位置保持不变 如图2 1 2所示 铁块受到的摩擦力ff随木板倾角 变化的图线可能正确的是 设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小 图2 1 2 答案 c 1 条件法 根据弹力产生的两个条件 接触和形变直接判断 图2 1 3 2 假设法 或 撤离法 在一些微小形变难以直接判断的情况下 可以先假设有弹力存在 然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合 还可以设想将与研究对象接触的物体 撤离 看研究对象能否保持原来的状态 图2 1 3中绳 1 对小球必无弹力 否则小球不能静止 3 状态法 根据研究对象的运动状态受力分析 判断需不需要弹力 物体才能保持现在的运动状态 如图2 1 4中车匀加速向右运动 a必然受车的弹力才能随车向右加速运动 图2 1 4 图2 1 5 自主解答 对小球受力分析 当fn为零时 小球的合外力水平向右 加速度向右 故小车可能向右加速运动或向左减速运动 a对c错 当ft为零时 小球的合外力水平向左 加速度向左 故小车可能向右减速运动或向左加速运动 b对d错 答案 ab 1 弹力方向除几种典型情况 压力 支持力 绳力等 外 一般应由其运动状态结合动力学规律确定 2 弹力大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外 一般也要结合运动状态确定 如图2 1 6所示 小车沿水平面向右做匀加速直线运动 车上固定的硬杆和水平面的夹角为 杆的顶端固定着一个质量为m的小球 当小车运动的加速度逐渐增大时 杆对小球的作用力 f1至f4变化 的变化图示可能是 图2 1 6 自主解答 小球只受重力和杆的弹力作用 杆的弹力f的竖直分量与重力平衡 水平分量产生加速度 即f竖直 mg f水平 ma 所以选项c正确 答案 c 1 上题中什么情况下 杆对小球的作用力一定沿杆 此时弹力的大小等于多少 2 上题中什么情况下弹力最小 此时 弹力方向如何 答案 见解析 静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反 而相对运动趋势不如相对运动直观 它具有很强的隐蔽性 所以静摩擦力的方向判定较困难 为此常用下面几种方法 1 假设法利用假设法判断静摩擦力的有无及方向的思维程序如下 2 效果法根据静摩擦力的效果来判断其方向 如平衡其他力 作动力 作阻力 提供向心力等 再根据平衡条件或牛顿定律来计算大小 用牛顿第二定律判断 关键是先判断物体的运动状态 即加速度方向 再利用牛顿第二定律 f ma 确定合力的方向 然后受力分析判定静摩擦力的方向 图2 1 7 如图2 1 7所示 物体a和b在外力f作用下一起沿水平面向右以加速度a做匀加速直线运动 静摩擦力使a物体产生加速度 大小为ma 方向水平向右 3 反作用法利用牛顿第三定律来判断 此法关键是抓住 摩擦力是成对出现的 先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向 再确定另一物体受到的摩擦力方向 如图2 1 8所示 质量为m的物体 在沿斜面向上的拉力f作用下 沿放在水平地面上的质量为m倾角为 的粗糙斜面匀速下滑 此过程中斜面保持静止 则地面对斜面a 无摩擦力b 有水平向左的摩擦力c 支持力为 m m gd 支持力小于 m m g 图2 1 8 解析 用整体法对 物体和斜面 进行受力分析 整体上处于平衡状态 共受四个力 两物体的总重力 沿斜面向上的拉力f 地面的支持力 地面对斜面的摩擦力 竖直方向上 总重力应等于地面支持力与拉力f竖直分力的合力 所以支持力小于总重力 d正确 水平方向 拉力f的水平分力应与地面对斜面的摩擦力大小相等 所以摩擦力方向必然向左 b正确 答案 bd 1 a b c三个物体如图2 1 9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 a b对a的静摩擦力方向水平向左b b对a的静摩擦力方向水平向右c c对a的静摩擦力方向水平向左d c对a的静摩擦力方向水平向右 图2 1 9 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 选项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 选项c错误 d正确 答案 ad 如图2 1 10所示 质量分别为m和m的两物体p和q叠放在倾角为 的斜面上 p q之间的动摩擦因数为 1 q与斜面间的动摩擦因数为 2 当它们从静止开始沿斜面下滑时 两物体始终保持相对静止 则物体p受到的摩擦力大小为多少 图2 1 10 2 用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体 静止时弹簧的伸长量为l 现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体 系统静止时弹簧伸长量也为l 斜面倾角为30 如图2 1 11所示 则物体所受摩擦力 图2 1 11 答案 a 答案 c 2 2010 山东高考 如图2 1 12所示 质量分别为m1 m2的两个物体通过轻弹簧连接 在力f的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动 m1在地面 m2在空中 力f与水平方向成 角 则m1所受支持力fn和摩擦力ff正确的是 图2 1 12 a fn m1g m2g fsin b fn m1g m2g fcos c ff fcos d ff fsin 解析 对于m1 m2和轻弹簧组成的系统受力分析如图 由平衡条件知 水平方向 ff fcos 竖直方向 fn fsin m1g m2g 由以上两式得 ff fcos fn m1g m2g fsin 正确选项为a c 答案 ac 3 2009 天津高考 物块静止在固定的斜面上 分别按图示的方向对物块施加大小相等的力f a中f垂直于斜面向上 b中f垂直于斜面向下 c中f竖直向上 d中f竖直向下 施力后物块仍然静止 则物块所受的静摩擦力增大的是 解析 四个图中都是静摩擦 a图中fa gsin b图中fb gsin c图中fc g f sin d图中fd g f sin 答案 d 4 2009 广东高考 如图2 1 13所示 表面粗糙的斜面固定于地面上 并处于方向垂直纸面向外 强度为b的匀强磁场中 质量为m 带电量为 q的小滑块从斜面顶端由静止下滑 在滑块下滑的过程中 下列判断正确的是 a 滑块受到的摩擦力不变b 滑块到达地面时的动能与b的大小无关c 滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下d b很大时 滑块可能静止于斜面上 图2 1 13 答案 c 如图2 1 25所示 倾角为 的斜面体c置于水平地面上 小物体b置于斜面上 通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a相连接 连接b的一段细绳与斜面平行 已知a b c都处于静止状态 则 a b受到c的摩擦力一定不为零b c受到水平面的摩擦力一定为零c c有沿地面向右滑动的趋势 一定受到地面向左的摩擦力d 将细绳剪断 若b依然静止在斜面上 此时水平面对c的摩擦力为零 图2 1 25 解析 若绳对b的拉力恰好与b的重力沿斜面向下的分力平衡 则b与c间的摩擦力为零 a项错误 将b和c看成一个整体 则b和c受到细绳向右上方的拉力作用 故c有向右滑动的趋势 一定受到地面向左的摩擦力 b项错误 c项正确 将细绳剪断 若b依然静止在斜面上 利用整体法判断 b c整体在水平方向不受其他外力作用 处于平衡状态 则水平面对c的摩擦力为零 d项正确 答案 cd 1 2009 北京高考 如图2 1 27所示 将质量为m的滑块放在倾角为 的固定斜面上 滑块与斜面之间的动摩擦因数为 若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等 重力加速度为g 则 图2 1 27 a 将滑块由静止释放 如果 tan 滑块将下滑b 给滑块沿斜面向下的初速度 如果 tan 滑块将减速下滑c 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是2mgsin d 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是mgsin 解析 若有mgsin mgcos 则 tan 滑块恰好平衡 若 tan 则mgsin mgcos 由静止释放 滑块不下滑 若 tan 即mgsin mgcos 给滑块一向下的初速度 滑块将加速下滑 用平行于斜面的力向上拉滑块匀速运动 若 tan 拉力为2mgsin 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速运动 拉力为零 故c正确 答案 c 2 如图2 1 28所示 在倾角为 的光滑斜面上放有两块小木块 劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1和m2的物块1 2拴接 劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接 下端压在挡板上 不拴接 整个系统处于平衡状态 现施力将物块1缓慢沿斜面向上提 直到下面那个弹簧的下端刚脱离挡板 在此过程中 下列说法正确的是 图2 1 28 答案 bd 3 如图2 1 29所示 轻绳两端分别与a c两物体相连接 ma 1kg mb 2kg mc 3kg 物体a b c之间及c与地面间的动摩擦因数均为 0 1 轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计 若要用力将c物体拉动 则作用在c物体上水平向左的拉力最小为 取g 10m s2 a 6nb 8nc 10nd 12n 图2 1 29 解析 要拉动c物体 则b c整体向左滑动 a向右滑动 则a对b施加向右的滑动摩擦力ff1 mag 1n 同时 a通过滑轮对b c施加拉力ft ff1 1n 此时c受地面摩擦力ff2 ma mb mc g 6n b c整体受力情况如图所示 所以f ft ff1 ff2 8n 最小用8n的力才能拉动 答案 b 4 2010 成都模拟 如图2 1 30所示 物体p q用轻绳连接后跨过定滑轮 物体p静止在倾角为37 角的斜放木板上悬挂着 已知p q的质量mp mq大小的关系为mq 3mp 4 今将斜放木板的倾角为37 增到45 物体p仍保持静止而没有滑动 若不计滑轮处的摩擦 则下列说法中正确的是 a 绳子的张力将变大b 物体p受到的静摩擦力将变小c 物体p对斜板的压力将变小d 绳子张力和物体p受到的摩擦力均不变 图2 1 30 答案 bc 5 如图2 1 31所示 小车上固定着一根弯成 角的曲杆 杆的另一端固定一个质量为m的球 试分