《相互作用复习》PPT课件.ppt

相互作用小结复习 曲江一中董锋 本章的高考考点 一 三大力 重力弹力摩擦力 二 受力分析三 力的合成和分解四 共点力的平衡 对摩擦力方向的理解 区分两种摩擦力 静止的物体有可能受滑动摩擦力的作用 运动的物体也有可能受到静摩擦力作用 这里的 静 和 动 是针对接触面的相对运动而言的 运动 和 相对运动 相对运动趋势 不同 摩擦力的方向有可能和运动方向相同 充当动力 做正功 可能和运动方向相反 充当阻力 做负功 也有可能和运动方向成某一夹角 静摩擦力的方向判断 假设法 即假设接触面光滑 若两物体发生相对滑动 则说明他们有相对运动趋势 并且原来相对运动趋势的方向和假设接触面光滑时相对运动的方向相同 然后根据静摩擦力方向跟物体相对运动趋势方向相反 便可以确定静摩擦力的方向 结合物体的运动状态判断 由运动情况确定受力情况 摩擦力大小的计算 1 静摩擦力大小的计算 物体处于平衡状态时 利用力的平衡条件来判断其大小 物体有加速度时 若只有摩擦力 则F1 ma 例如匀速转动的圆盘上的物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度 若除摩擦力外 物体还受其它力 则F合 ma 先求合力再求摩擦力 2 滑动摩擦力的计算 滑动摩擦力的大小用公式f FN来计算 但应注意 是动摩擦因数 其大小与接触面的材料 表面的粗糙程度有关 FN为两接触面间的正压力 其大小不一定等于物体的重力 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关 与接触面的大小也无关 根究物体的运动状态判断若物体出于平衡状态 就利用平衡条件 若物体有加速度 利用牛顿第二定律和受力分析相结合求解 受力分析 知识点一 找弹力例题1作出下列物理模块中物体A所受到的弹力 变式1作出下列物理模块中物体A所受到的弹力 体会 1 可以采用假设法来判断物体是否受力 2 弹力的方向总是垂直于接触面 根据运动状态判断受力 例题2做出下列物理模型中物块A和B的受力 变式3做出下列物理模型中物块A的受力 1 2011年辽宁沈阳测试 如图所示 两个等大 反向的水平力F分别作用在物体A和B上 A B两物体均处于静止状态 若各接触面与水平地面平行 则A B两物体各受几个力 A 3个 4个B 4个 4个C 4个 5个D 4个 6个 C 2 如图所示 小车M在恒力作用下 沿水平地面做直线运动 由此可判断 A 若地面光滑 则小车一定受三个力作用B 若地面粗糙 则小车可能受三个力作用C 若小车做匀速运动 则小车一定受四个力作用D 若小车做加速运动 则小车可能受三个力作用 CD 3 如图2 3 4所示 物体A靠在竖直墙面上 在力F的作用下 A B保持静止 物体B的受力个数为A 2B 3C 4D 5 答案 C 4 08 广东理科基础 2 人站在自动扶梯的水平踏板上 随扶梯斜向上匀速运动 如图所示 以下说法正确的是 A 人受到重力和支持力的作用B 人受到重力 支持力和摩擦力的作用C 人受到的合外力不为零D 人受到的合外力方向与速度方向相同 4 用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来 如图2 3 26甲所示 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 的同样大的恒力 最后达到平衡 图乙中表示两个小球可能处于平衡状态的图是 A 解 对物体B 结合A 进行受力分析 它一定受到mBg N1 N2 F fAB这五个力的作用 B物体处于平衡状态 所受合外力为零 由于不能确定Fcos 与mgsin fAB的大小 因此斜面对B物体可能有静摩擦力 方向可能沿斜面向上或向下 也可能没有静摩擦力 CD 6 在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc 在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体 m1 m2 若两物体分别以v1和v2沿斜面向下做匀速运动 且v1 v2 三角形木块保持静止状态 则粗糙水平面对三角形木块 A 摩擦力的方向水平向右B 摩擦力的方向水平向左C 摩擦力的方向不能确定D 以上结论都不对 D 物体受力分析注意事项 1 确定研究对象 并与其它物体隔离 2 其它物体受到的力不能画 3 只画实际受到的 合成或分解得到的力不能当作实际受到的力 4 本书只研究共点力的情况 所以受力分析时 都应把他们当作一个点 质点 来处理 所有力的作用点都是同一点 力的合成与分解 1 合力和力的合成 一个力产生的效果如果能跟原来几个力共同作用产生的效果相同 这个力就叫那几个力的合力 求几个力的合力叫力的合成 分力与力的分解 如果几个力的作用效果跟原来一个力的作用效果相同 这几个力叫原来那个力的分力 求一个力的分力叫做力的分解 2 合力的范围 两个力的合力范围 F1 F2 F F1 F2 三个力的合力范围 两种情况 把最小的力全相加 合力的最小值是0 把最小的力全相加 例1 四个共点力的大小分别为2N 3N 4N 6N 它们的合力最大值为 它们的合力最小值为 解析 它们的合力最大值Fmax 2 3 4 6 N 15N 因为Fm 6N 2 3 4 N 所以它们的合力最小值为 12 2 3 4 3N 三 分解一个已知力 大小 方向一定 的四种情况 已知两分力的方向 求两分力的大小 如图4 已知F和 显然该力的平行四边形是唯一确定的 即F1和F2的大小也被唯一确定了 结论 已知合力和两分力的方向 则分解唯一 已知一分力的大小和方向 求另一分力的大小和方向 仍如图4 已知F F1和 显然此平行四边形也被唯一地确定了 即F2的大小和方向 角 也已确定 也被唯一确定了 结论 已知合力和一分力的大小和方向 则分解唯一 已知一分力的方向和另一分力的大小 即已知F F1与F的夹角 和F2的大小 这时则有如下的几种可能情况 第一种情况 F F2 Fsin 时 则有两解 如图5所示 如F2 F时只有一解 第二种情况 F2 Fsin 时 则有惟一解 如图5所示 第三种情况 F2 Fsin 时 则无解 因为此时按所给的条件是无法组成平行四边形的 结论 已知合力 一分力的方向和另一分力的大小 则分解不唯一 已知两分力的大小 求两分力的方向 如图6所示 绕着F的作用线 以F为轴 将图转过一定角度时 仍保持F1 F2的大小为原值 但方向不同 所以其解是两解的 结论 已知合力及两分力的大小则分解不唯一 例2如右图所示 半圆形支架BAD 两细绳OA和OB结于圆心O 下悬重为G的物体 使OA绳固定不动 将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中 分析OA绳和OB绳所受力的大小如何变化 解析 因为绳结点O受重物拉力FT 所以才使OA绳和OB绳受力 因此将拉力FT分解为FTA FTB 如下图所示 OA绳固定 则FTA的方向不变 在OB向上靠近OC的过程中 在B1 B2 B3三个位置 两绳受的力分别为FTA1和FTB1 FTA2和FTB2 FTA3和FTB3 从图形上看出 FTA是一直逐渐变小 而FTB却是先变小后增大 当OB和OA垂直时 FTB最小 把所有的力放在一个直角坐标系内沿轴方向分解 根据 同向相加 异向相减 的原则分别得出两坐标轴方向上的合力 最后 如果需要 再对两坐标轴上得出的合力进行合成得到最终的合力 正交分解法则 Fx合 Fx f G sin fFy合 N Fy N G cos 建立坐标轴x轴和y轴时应使尽量多的力落在坐标轴上 减少分解 小窍门1 小窍门2 常见的物体情景的正交分解 1 斜面 常将平行于斜面方向和垂直于斜面方向作为x轴和y轴 然后将其它力都分解在这两个方向上 2 水平面 或竖直面 但可能存在与水平面 或竖直面 成一定夹角的力 常将水平面和竖直面作为x轴和y轴 然后将其它力都分解在这两个方向上 解 木块受力分析如图所示以平行于斜面方向和垂直于斜面方向为x轴和y轴 将重力分解在这两个方向 则有 Fx合 Gx f G sin f Fy合 N Gy N G cos 一物块放置在斜面上 斜面和物块都静止 斜面的倾角为 斜面质量为M 物块质量为m 斜面与地面之间无摩擦 请画出物块和斜面的受力示意图 并对它们受到的力分别进行正交分解 Gx Gy 以水平方向和竖直方向为x轴和y轴 将木块对斜面的压力及木块与斜面之间的摩擦力分解在这两个方向上 则有 F x合 fx N x fcos N sin F y合 N1 N y G fy N1 fsin N cos G1 解 斜面的受力情况如左图所示 一物块放置在斜面上 斜面和物块都静止 斜面的倾角为 斜面质量为M 物块质量为m 斜面与地面之间无摩擦 请画出物块和斜面的受力示意图 并对它们受到的力分别进行正交分解 如图 重为G的物块放置在倾角为 的斜面上 在水平外力F的作用下保持静止状态 若将水平外力增大一些 物块仍静止 则有 A 物块所受摩擦力一定增大B 物块所受摩擦力一定减小C 物块所受最大静摩擦力一定增大D 以上都不对 当Gsin Fcos 时 静摩擦力f方向应该沿斜面向上 大小为 Gsin Fcos 当Gsin Fcos 时 静摩擦力f方向应该沿斜面向下 大小为 Fcos Gsin 因此 当F增大时 f可能增大也可能减小 在y轴有 N Gcos Fsin 0因此 N Gcos Fsin 当F增大时 压力N增大 因此 最大静摩擦力增大 例1 如图所示 滑轮固定在天花板上 细绳跨过滑轮连接物体A和B 物体B静止于水平地面上 用f和FN分别表示地面对物体B的摩擦力和支持力 现将B向左移动一小段距离 下列说法正确的是 A f和FN都变大 B f和FN都变小 C f增大 FN减小 D f减小 FN增大 总结 力学相关计算题解题一般步骤 1 对物体进行受力分析 2 建立直角坐标系 将力沿两个坐标轴分解 根据 同向相加 异向相减 的原则分别得出两坐标轴方向上的合力 3 根据物体的状态得出各坐标轴上合力的值 如果物体处于平衡状态 则两个坐标轴上的合力都为0 4 根据列出的关系式求解未知量 处理平衡问题的几种方法 1 合成法与分解法 例1 如图所示 在倾角为 的斜面上 放一质量为m的光滑小球 球被竖直的木板挡住 则球对挡板的压力和球对斜面的压力分别是多少 例2 如图所示 一个半球形的碗放在桌面上 碗口水平 O点为其球心 碗的内表面及碗口是光滑的 一根细线跨在碗口上 线的两端分别系有质量为m1和m2的小球 当它们处于平衡状态时 质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为 60 两小球的质量比 2 三角形相似法 受三个力而非特殊角 例1 如图所示 支架ABC 其中 在B点挂一重物 求AB BC上的受力 例2 如图所示 光滑大球固定不动 它的正上方有一个定滑轮 放在大球上的光滑小球 可视为质点 用细绳连接 并绕过定滑轮 当人用力F缓慢拉动细绳时 小球所受支持力为N 则N F的变化情况是 A 都变大 B N不变 F变小 C 都变小 D N变小 F不变 3 动态平衡 例1 如图 电灯悬挂于两干墙之间 要换绳OA 使连接点A上移 但保持O点位置不变 则在A点向上移动的过程中 绳OA的拉力如何变化 例2 重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间 若挡板逆时针缓慢转到水平位置 在该过程中 斜面和挡板对小球的弹力的大小F1 F2各如何变化 例3 湖北省百所重点中学2008届联考 半圆柱体P放在粗糙的水平地面上 其右端有一固定放置的竖直挡板MN 在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q 整个装置处于平衡状态 如图所示是这个装置的截面图 现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移 在Q滑落到地面之前 发现P始终保持静止 则在此过程中 下列说法中正确的是 A MN对Q的弹力逐渐减小B P对Q的弹力逐渐增大C 地面对P的摩擦力逐渐增大D Q所受的合力逐渐增大 例4 一盏电灯重为G 悬于天花板上A点 在电线O处系一细线OB 使电线OA偏离竖直方向的夹角为 300 如图1 a 所示 现保持 角不变 缓慢调整OB方向至OB线上拉力最小为止 此时OB与水平方向的交角 等于多少 最小拉力是多少 正弦定理法 例1 安徽省皖南八校2008届第一次联考 质点m在F1 F2 F3三个力作用下处于平衡状态 各力的方向所在直线如图所示 图上表示各力的矢量起点均为O点 终点未画 则各力大小关系可能为 A F1 F2 F3B F1 F3 F2C F3 F1 F2D F2 F1 F3 只要是三力平衡时 三个力可构成一封闭三角形 若由题设条件寻找到角度关系 则可用正弦定理列式求解 整体法与隔离法 对于 等a系统 一般 先整体后隔离 静止与匀速的物体可以视为 a 0的等a系统 求外力优先考虑 整体法 求内力必须用一次 隔离法 例1 有一个直角支架AOB AO水平放置表面粗糙 OB竖直向下 表面光滑 AO上套有小P OB上套有小环Q 两环质量均为m 两环由一根质量可忽略 不可伸长的细绳相连 并在某一位置平衡 如图所示 现将P环向左移一小段距离 两环再次达到平衡 那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较 AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是 A FN不变 f变大B FN不变 f变小C FN变大 f变大D FN变大 f变小 例2 用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来 如图所示 上右图 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 例3 所示 质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上 三棱柱的斜面是光滑的 且斜面倾角为 质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间 A和B都处于静止状态 求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少 例4 如图所示 四个木块在水平力F1和F2作用下静止于水平桌面上 且F1 3N F2 2N 则 A B对A的摩擦力大小为3N 方向与F2相同B B对C的摩擦力大小为3N 方向与F1相同C D对C的摩擦力大小为1N 方向与F2相同D 桌面对D的摩擦力大小为1