高三物理一轮复习课件考情精解读知识全通关专题2相互作用共102.pptx

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,对胡克定律的理解1.弹簧的劲度系数k由弹簧本身的特性(材料、长度、横截面积等)决定,与F、x无关.2.相比而言,k越大,弹簧越“硬”;k越小,弹簧越“软”.弹簧发生“弹性形变”必须在弹性限度内.3.表达式中的x是弹簧的形变量,是弹簧伸长或缩短的长度,而不是弹簧的原长,也不是弹簧形变后的实际长度.弹簧伸长或压缩相同长度,弹力大小相等,但方向不同.4.根据胡克定律,可作出弹力F与形变量x的关系图像,如图所示.这是一条通过原点的倾斜直线,其斜率k=反映了劲度系数的大小,故胡克定律还可写成F=kx,即弹力的变化量跟弹簧形变的变化量成正比,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,4.三角形定则两个矢量首尾相接,从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向,如图所示.这个法则叫作三角形定则.5.(1)合力的公式:若两个力F1、F2的夹角为,合力F与F1的夹角为,如图所示,根据余弦定理可得合力的大小为F=12+22+212cos方向为tan=2sin1+2cos.,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|FF1+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:FminFF1+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F2F1.,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F2Fsin,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FsinF,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3一横截面为直角三角形的木块按如图所示放置,质量均为m的A、B两物体用轻质弹簧相连放在倾角为30的直角边上,物体C放在倾角为60的直角边上,B与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接,A、C的质量比为34,整个装置处于静止状态.已知物体A、B与斜面间的动摩擦因数相同(1)且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧弹力大小为mg,C与斜面间无摩擦,则A.物体A、B均受到摩擦力作用且受到的摩擦力等大反向B.物体A所受摩擦力大小为12mg,物体B不受摩擦力作用C.弹簧处于拉伸状态,A、B两物体所受摩擦力大小均为12mg,方向均沿斜面向下D.剪断弹簧瞬间,物体A一定加速下滑,【考法示例3】,物理专题二相互作用,返回目录,思路分析画出各物体受力分析图计算已知力的大小根据力的平衡计算未知力的大小解析物体C的质量为433m,其重力沿斜面的分力为2mg,取A、B及中间的弹簧为系统,则有2mg=2mgsin30+f,所以f=mg,因动摩擦因数mg,tan=,当a的取值合适时,可以等于,但不一定相等,故D错误.答案C,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,则两物体不论怎样运动,都不会有摩擦力存在.,易错点理解摩擦力时的几个常见误区,物理专题二相互作用,继续学习,另外,即使两物体的接触面不光滑,“运动的物体间一定有摩擦力,静止的物体间一定没有摩擦力”的认识也是错误的,这是因为没有理解“有相对运动或相对运动的趋势”.如图所示,A、B两物体叠放在水平地面上,力F作用于B上,则:(1)若物体A、B均静止,则A与B之间没有摩擦力;B与地面间虽然保持相对静止,却有“相对运动的趋势”,故存在与F等大反向的静摩擦力.(2)若A与B一起做匀速直线运动,则A、B虽都是运动的,但A、B之间无“相对运动或相对运动的趋势”,没有摩擦力;B与地面间有“相对运动”,存在滑动摩擦力.(3)若在力F作用下,A、B一起做加速运动,则A、B均处于运动状态,且A、B之间有“相对运动的趋势”,存在静摩擦力;B与地面之间有“相对运动”,存在滑动摩擦力.,物理专题二相互作用,继续学习,2.误认为“静止的物体只能受到静摩擦力,运动的物体只能受到滑动摩擦力”判断物体具有“相对运动”或“相对运动趋势”不是以地面为参考系,而是以相互作用的另外一个物体作为参考系,因此静止的物体可能受到静摩擦力,也可能受到滑动摩擦力;运动的物体可能受到滑动摩擦力,也可能受到静摩擦力.例如,在图甲中,箱子放在汽车上,