学案：相互作用牛顿运动定律

1、 讲义 相互作用与牛顿运动定律相互作用与牛顿运动定律内 容要求说 明6滑动摩擦动摩擦因数7静摩擦最大静摩擦力8形变弹力胡克定律9力是矢量矢量和标量10力的合成和分解11牛顿运动定律及其应用12超重和失重 1不要求知道静摩擦因数2能够应用牛顿运动定律处理共点力的平衡问题第一单元 三种常见的力一、 基本概念和规律的梳理1、力是物体对物体的相互作用，力不能脱离物体而存在，力的作用是相互的。力的作用效果是什么？影响力的作用效果有哪些因素？2、重力就是万有引力吗？3、弹力的产生条件是什么？有什么方法可以观察到微小形变？弹力的方向与形变的方向有什么关系？弹力的有无怎么判断？（如例1）4、胡克定律f=kx，

2、其中的x表示什么？轻质弹簧两端受到的拉力在任何情况下都相等，为什么？5、摩擦力的产生条件是什么？滑动摩擦力方向与_相反，静摩擦力的方向与_相反。滑动摩擦力的大小与_成正比，静摩擦力介于_到_之间。是不是只有运动的物体才能受到滑动摩擦力，只有静止的物体才能受到静摩擦力？摩擦力一定是阻力吗？6、受力分析的步骤一般是什么？二、典型例题例1 如图所示，画出物体A 所受的弹力a图中物体A静止在斜面上 b图中杆A静止在光滑的半圆形的碗中c图中A球光滑，O为圆心， O为重心。 d图中A球光滑，线竖直例2 如图所示，小车上固定着一根弯成角的轻杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，试分析下列情况下杆对球的弹力的

3、大小和方向：小车静止；小车以加速度a水平向右加速运动。小车以加速度a水平向左加速运动？m1m2k2k1例3 两木块的的质量分别是m1和 m2，两轻弹簧的劲度系数分别为k1和k2， 上面的木块压上面的弹簧上，整个系处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块直到它刚离开上面的弹簧，在这个过程中，求两木块移动的距离分别为多少？ ABF例4 如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物体，F是作用在B上沿水平方向的力，试分析下列三种情况下B对A有无摩擦力，如果有，摩擦力的方向如何？在F的作用下，A、B均静止；在F的作用下，A、B相对静止做匀速直线运动；在F的作用下，A、B相对静止做匀加速直线运动；例5 如图

4、所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上有一个质量为m的物块，劈块始终处于静止状态，试分析下列三种情况下地面对劈块有无摩擦力，如果有，摩擦力的方向如何？m静止在斜面上；m沿斜面匀速下滑；m沿斜面加速下滑；例6 如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（ ）PQAQ受到的摩擦力一定变小 BQ受到的摩擦力一定变大C轻绳上拉力一定变小 D轻绳上拉力一定不变AB例7 如图所示，质量分别为M和m的两物体A和B叠放在倾角为的斜面上，A、B之间的动摩擦因数为1

5、，A与斜面间的动摩擦因数为2。当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体B受到的摩擦力大小为：（ ）A0； B1mgcos; C2mgcos; D(1+2)mgcos;qm例8 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，如图所示铁块受到摩擦力f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）： v1v2ABC例9 如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板的动摩擦因素为。由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以

6、速度v1向右匀速运动，同时用力F拉动物体（方向沿导槽方向）使物体以速度v2沿导槽匀速运动，求拉力F大小。例10 如图所示，在拉力F的作用下，A、B、C均保持静止。请分别对A、B、C受力分析。第二单元 力的合成与分解一、基本概念和规律的梳理1、合力与分力的关系：合力的作用效果与各分力共同的作用效果相同。2、平行四边形法则和三角形法则主要内容是什么？3、有三个力F1<F2<F3，这三个力的合力的最大值为_，最小值可能为_4、物体受到三个力保持平衡，任意两个力的合力与第三个是平衡力5、正交分解二、典型例题 例11 如图，用轻绳悬挂一质量为m的小球，现对小球再拖加一力F，使小球静止在绳子与

7、竖直方向成角的位置上，设绳子对小球的拉力为T，试在下列情况下确定力F的大小，方向以及T的大小： (1)F的方向沿水平方向 (2)F的大小等于T (3)使F的值最小 (4) 使F的值等于mg例12 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？OF例13 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； BN不变，F变小；C都变小； DN变小， F不变。AB例14 如图所示

8、，两个质量均为m的小球A、B用轻杆连接后，斜放在墙上处于平衡状态，已知墙面光滑，水平地面粗糙。现将A向上移动一小段距离，两球两次达到平衡，那么将移动后的平衡状态与原来的平衡状态比较，地面对B球的支持力、和轻杆上的压力F的变化情况为( )A不变、F变大 B不变、F变小C变大、F变大 D变大、F变小例15 如图所示，一根轻绳上端固定在O点，下端拴一个重为G的钢球A，球处于静止状态现对球施加一个方向向右的外力F，使球缓慢偏移，在移动中的每一刻，都可以认为球处于平衡状态，如果外力F方向始终水平，最大值为2G，试求：（1）轻绳张力T的大小取值范围；（2）在乙图中画出轻绳 张力与cos的关系图象注意“死节

9、”和“活节”问题。AB例16 如图所示，长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B ，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N的物体，平衡时，问：绳中的张力T为多少? A点向上移动少许，重新平衡后，绳与水平面夹角，绳中张力如何变化?OBAC例17 如图所示，AO、BO和CO三根绳子能承受的最大拉力相等，O为结点，OB与竖直方向夹角为，悬挂物质量为m。 OA、OB、OC三根绳子拉力的大小 。 A点向上移动少许，重新平衡后，绳中张力如何变化？ “死杆”和“活杆”问题。例18 如图所示，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的C点，轻杆BC可绕B点转动，求细绳AC中张

10、力T大小和轻杆BC受力N大小。例19 如图所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物，则滑轮受到绳子作用力为多少？第三单元 牛顿运动定律及应用 一、基本概念和规律梳理1、牛顿三大定律的内容分别是什么？2、对力与运动关系，亚里士多德和伽利略分别持什么观点？3、力不是维持物体运动的原因，是改变物体_的原因，是产生_的原因。4、物体保持匀速直线运动或静止状态的性质，叫惯性。惯性由_唯一量度。5、牛顿第二定律中，加速度与合外力关系的四性：相对性、矢量性、瞬时性、独立性“相对性”指物体的加速度a是相对惯性参考系（相对于地面

11、静止或匀速直线运动的参照系）；“矢量性”指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向；“瞬时性”指加速度与合外力存在瞬时对应关系，合外力改变，加速度随即相应改变，物体的加速度a总是与合外力F同步变化；“独立性”是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，合外力的加速度即是这些加速度的矢量和。6、作用力和反作用力与平衡力的区别：比较项目作用力与反作用力平衡力受力物体作用在不同的物体上作用在同一物体上力的性质一定是同种性质的力可以是不同性质的力作用时间一定是同时产生、同时变化、同时消失的可以不同时产生、同时变化、同时消失作用效果作用效果不能抵消作用效果可以抵消7、牛顿定律的适用

12、范围是_8、什么是超重和失重现象？请举出一些物体处于超重和失重的实例。二、典型例题例20、图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在点，另一端和运动员相连。运动员从点自由下落，至点弹性绳自然伸直，经过合力为零的点到达最低点，然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程，下列表述正确的是 经过点时，运动员的速率最大 经过点时，运动员的速率最大 从点到点，运动员的加速度增大从点到点，运动员的加速度不变到达D点时，加速度向上，并且比重力加速度大abcd例21、如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一个小滑

13、环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c处释放（初速为零），用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则At1t2t3 Bt1t2t3 Ct3t1t2 Dt1= t2= t322、航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m =2，动力系统提供的恒定升力F =28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。（1）第一次试飞，飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H = 64 m。求飞行器所阻力f的大小；（2）第二次试飞，飞行器飞行t2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h；（3）为了使飞行器不

14、致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3 。例23、质量为10kg的物体在F200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角37°，如图所示，力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零。求：物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移s。（已知）m例24、将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以a2.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力N7.2 N，下底板的压力传感器显示的压力F12.0

15、N。（g取10m/s2） （1）若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器示数F的一半，试判断箱的运动情况。（2）要使上顶板压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能怎样？F图8例25、一弹簧秤的秤盘质量m1=15kg，盘内放一质量为m2=105kg的物体P，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图9所示。现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在最初02s内F是变化的，在02s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2）例26、如右图所示，玩具小车的质量M为2.0kg，小车与水平地面的阻力忽略不计，质量为0.5k

16、g的物体m放在顶部水平的小车上，物体与小车间的动摩擦因数为0.3。求（g=10m/s2）(1) 小车在外力作用下以1.2m/s2的加速度向右运动时，物体受摩擦力多大？(2) 欲使小车产生a=3.5m/s2的加速度，需给小车多大的水平推力？(3) 欲要使物体m脱离小车，则至少用多大的水平力推小车？(4) 若小车长L1m，静止的小车在8.5N水平推力作用下，物体由车的右端向左滑动，则滑离小车需多长时间？例27、如图所示，在光滑的桌面上叠放着一质量为mA=2.0kg的薄木板A和质量为mB=3 kg的金属块BA的长度L=2.0mB上有轻线绕过定滑轮与质量为mC=1.0 kg的物块C相连B与A之间的滑动摩擦因数 µ =0.10，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力忽略滑轮质量及与轴间的摩擦起始时令各物体都处于静止状态