高三物理第一章力物体平衡第I单元人教版

高三物理第一章力物体的均衡第I单元人教版【同步教育信息】一.本周教课内容：第一章力物体的均衡第I单元力学中的三种常有力·物体受力剖析.知识重点：基本观点物体受力剖析.重点、难点辨析：（一）全章概括本章内容是力学的基础知识。力是贯串于整个物理学的重要观点，对物体进行受力剖析是解决力学识题的基础和重点。力在合成与分解时所恪守的平行四边形定章，也是全部的矢量都恪守的广泛法例。均衡条件（F合=0）更是宽泛应用于力、热、电等各部分内容的题目求解之中。近几年的高考针对本章内容独自命题的状况较少，主假如与其余内容（牛顿定律、动量、功和能、电磁学等）联合起来进行考察。摩擦力、力的合成与分解都是高考的热门内容。本章知识内容可分红两个单元组织复习：力学中的三种常有力；物体受力剖析。力的合成与分解；共点力作用下的物体的均衡。（二）知识回首力的观点（1）①力是物体和物体间的，力不可以离开物体而独立存在。②力的作用成效：使物体发生或使物体发生变化。③力是矢量。是力的三因素。④力的单位：。（2）力的分类：①重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等是按力的分类的。②压力、支持力、动力、阻力、向心力、答复力等是按力的分类的。力学中的三种常有力1）重力产生原由：地球的吸引。大小：G=。在地球上不一样地点，同一物体的重力大小略有不一样。方向：。重心：重力的“等效作用点”。重心相对物体的地点由物体的决定。质量散布、形状的物体的重心在物体的几何中心。①在地球表面邻近，能够以为重力近似等于万有引力。②不要求知道静摩擦因数。（2）弹力：直接接触的物体间因为发生而产生的力。产生条件：①两物体

；②

物体发生

。弹力的方向：①压力、支持力的方向老是：指向被压或被支持的物体。②绳的拉力方向老是指向：绳缩短的方向。弹力的大小：①弹簧在弹性限度内弹力的大小按照胡克定律：F=；②一般状况下应依据物体的运动状态，利用牛顿定律或均衡条件来计算。（3）摩擦力：互相接触的物体间发生或有时，在接触面处产生的阻挡物体间相对运动或相对运动趋向的力。①静摩擦力产生条件：两物体<1>直接接触；<2>互相挤压；<3>接触面不圆滑；<4>有相对运动的趋向。方向：静摩擦力的方向沿着，与的方向相反。大小：静摩擦力的大小可在0与最大静摩擦力Fmax之间变化，即0F≤Fmax。静摩擦力的大小与压力大小，由物体的运动状态和物体所受的其余力决定，可依据牛顿第二定律或均衡条件求静摩擦力的大小。②滑动摩擦力产生条件：两物体<1>直接接触；<2>互相挤压；<3>接触面不圆滑；<4>有相对运动。方向：沿着与的方向相反。大小：Ff=。物体受力剖析对物体进行受力剖析是解决力学识题的基础，是研究力学识题的重要方法。受力剖析的步骤是：1）依据题意选用研究对象。选用研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简易。研究对象能够是单个物体或物体的某一部分，也能够是由几个物体构成的系统。2）把研究对象从四周的物体中隔绝出来．为防备遗漏某个力，要养成按一般步骤剖析受力的好习惯。一般应先剖析重力；而后围绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐一剖析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力；最后再剖析其余场力（电场力、磁场力等）。3）每剖析一个力，都要想想它的施力物体是谁，这样能够防止剖析出某些不存在的力。如竖直上抛的物体其实不受向上的推力，而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力”。4）画完受力争后要进行定性查验，看一看依据你画的受力争，物体可否处于题目中所给的运动状态。5）对物体受力剖析时应注意以下几点：①不要把研究对象所受的力与它对其余物体的作使劲相混杂；②对于作用在物体上的每一个力，都一定明确它的根源，不可以惹是生非；③剖析的是物体遇到哪些“性质力”（按性质分类的力），不要把“成效力”与“性质力”混杂重复剖析。比如，有人以为在竖直面内做圆周运动的物体运动至最高点时，以以下图所示受三个力的作用：重力、绳的拉力和向心力。实质上这个向心力是重力与绳拉力的协力，是“成效力”，不属于独自某一性质的力，不可以重复剖析。.疑难分析：重力是因为地面邻近的物体遇到地球的吸引而产生的，但其实不是地球对物体的引力。因为此引力除产生重力外，还要供给物体随处球自转所需的向心力。因物体在地球上不同纬度处随处球自转所需向心力大小不一样，故同一物体在地球上不一样纬度处重力大小不一样。评论：除两极外，物体所受的重力是地球对物体万有引力的一个分力。可是因为物体随处球自转所需要的向心力远小于万有引力，一般状况下，可不考虑地球的自转效应，此时能够以为地球对物体的万有引力等于物体所受的重力，即GMmmg。R2弹力产生的条件是“接触且有弹性形变”。若物体间固然接触但无拉伸或挤压，则并没有弹力产生。但因为弹性形变一般很小，难于察看，因此判断弹力能否存在常需采纳“反证法”，由已知运动状态和其余条件，利用均衡条件或牛顿运动定律剖析推理。比如，要判断以下图中静止在水平面上的球能否遇到斜面对它的弹力作用，可先假定有弹力FN存在，则此球在水平方向所受协力不为零，必加快运动，与所给静止状态矛盾，说明此球与斜面间虽接触，但其实不挤压，其实不存在弹力FN。评论：两物体直接接触仅是产生弹力的必需条件，而不是产生弹力的充要条件。静摩擦力大小、方向确实定是本单元的难点。判断物体有无静摩擦力及确立静摩擦力方向经常用的方法是：1）假定法：即假定接触面圆滑，看物体能否会发生相对运动；若发生相对运动，则说明物体本来虽相对静止却有相对运动的趋向。且假定接触面圆滑后物体发生相对运动的方向即为本来相对运动趋向的方向，进而确立静摩擦力的方向。2）依据物体所处的运动状态，应使劲学规律判断：以以下图中物块A和B在外力F作用下一同沿水平面向右以加快度a做匀加快直线运动时，若A的质量为m，则很简单确立A受的静摩擦力大小为ma，方向水平向右。深刻领悟“相对”二字的含义，正确理解摩擦力的观点。1）静摩擦力产生在相对静止（有相对运动趋向）的两物体间，但这两个物体不必定静止，它们可能一同运动，所以，受静摩擦力作用的物体不必定静止。滑动摩擦力产生在相对滑动的两物体之间，但遇到滑动摩擦力作用的物体可能是静止的。2）摩擦力的方向必定与相对运动的方向相反，或与相对运动趋向的方向相反，但摩擦力的方向不必定与物体的运动方向相反。摩擦力的方向与物体的运动方向可能同样，充任动力，对物体做正功。比如，在运转的传递带上放一初速为零的工件A（以以下图），则在工件A未达到与传递带速度相等前，A相对传递带向左滑动，但相对地仍为向右运动，所以工件所受滑动摩擦力的方向与工件的运动方向是一致的。此滑动摩擦力是动力，对工件做正功。摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反，充任阻力，对物体做负功。摩擦力的方向还可能与运动方向垂直（比如静摩擦力供给向心力），等等，总之摩擦力的方向与物体的运动方向没有确立的关系。特别提示：①静摩擦力中的“静”指的是相对静止，滑动摩擦力中的“滑动”指的也是相对滑动，此中应以摩擦力的施力物体为参照系。②摩擦力必定与相对运动方向相反或与相对运动趋向的方向相反，阻挡物体间的相对滑动。但摩擦力的方向和物体的运动方向没有确立的关系。摩擦力与弹力的关系1）产生摩擦力的条件是在产生弹力的条件基础上，增添了接触面不圆滑和物体间有相对运动或相对运动趋向。所以，若两物体间有弹力产生，不必定产生摩擦力，但若两物体间有摩擦力产生，必有弹力产生。2）在同一接触面上产生的弹力和摩擦力的方向互相垂直。3）滑动摩擦力大小与同一接触面上的弹力（压力）大小成正比；Ff=FN，而静摩擦力（除最大静摩擦力外）大小与压力没关。【典型例题】[例1]以以下图所示，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。试剖析以下状况下杆对球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车以加快度a水平向右运动。分析：（1）小车静止时，球遇到两个力的作用：重力和杆的弹力，依据均衡条件知，杆对球的弹力大小等于球的重力，方向竖直向上。（2）选小球为研究对象。小车以加快度a向右运动时，小球所受重力和杆的弹力的协力必定水平向右，此时，弹力F的方向必定指向右上方，只有这样，才能保证小球在竖直方向上保持平衡，水平方向上拥有向右的加快度．假定小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为（以以下图），依据牛顿第二定律有Fsin=ma，Fcos=mg，解得

F=m

g2

a2

，tan

=a

。g说明：杆能够发生拉伸形变、压缩形变、曲折形变，所以，杆产生的弹力方向可能沿杆，也可能不沿杆。思虑：1）小车怎样运动时，弹力的方向才沿杆的方向？2）试比较一下绳、杆、弹簧的弹力方向，它们各有何特色？[例2]有一半径r为0.2m的圆柱体绕竖直轴OO’，以角速度ω=9rad／s匀速转动，今用水平力F把质量为1kg的物体A压在圆柱体的侧面，因为受挡板上竖直的圆滑槽的作用，物体A在水平方向上不可以随圆柱体转动，而以v0＝2.4m／s的速率匀速下滑，以以下图所示。若物体A与圆柱体间的动摩擦因数为0.25，试求水平推力F的大小。（g取10m／s2）F=F，物体分析：以以下图所示，在垂直于圆柱面的方向上有：N相对于圆柱面的速度为v，则v=v022r2=2.4290.22m/s=3m／s物体所受摩擦力的方向跟v的方向相反，由物体的均衡条件得，Ffcosmg又Ff=N，cos=v0=2.4=0.8Fv3故F=mg110N50N。cos0.250.8说明：判断滑动摩擦力的方向时，要特别注意滑动摩擦力的方向与物体相对于施加摩擦力的物体的运动方向相反，不必定与物体的运动方向相反。思虑：以以下图所示，质量为m的物体放在水平搁置的钢板C上，与钢板的动摩擦因数为μ，因为圆滑导槽A、B的控制，物体只好沿水平导槽运动。现使钢板以速度v1向右运动，同时使劲F沿导槽的方向拉动物体使物体以速度v2沿导槽运动，则F的大小为（）A.等于mgB.大于mgC.小于mgD.不可以确立[例3]把一重为G的物体，用一个水平的推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平坦的墙上（以下图a）。从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是以下图b中的哪一个（）图a图b分析：选物体为研究对象，按重力、弹力、摩擦力等次序画出物体的受力状况表示图以以下图所示，在确认无误后剖析摩擦力随时间的变化状况：物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用。因为F从零开始平均增大，所以物体整个过程的大概运动状况应当是：先加快下滑，再减速下滑、最后静止不动。在解题过程中，要掌握“先粗后细”的原则。开始一段时间Ff<G，物体加快下滑。当Ff=G时，物体速度达到最大值，以后Ff>G，物体向下做减速运动，直至速度减为零。在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为Ff=μFN=μF=kt，即Ff与t成正比，是过原点的直线。当物体速度减为零以后，滑动摩擦变成静摩擦，其大小由平衡条件可知Ff=G，所以物体静止后的图线为平行于t轴的线段．故此题正确答案为B。注意：从滑动摩擦力变成静摩擦力时摩擦力大小的突变。说明：要注意静摩擦力和滑动摩擦力跟压力关系的不一样：滑动摩擦力跟压力成正比，静摩擦力（除最大静摩擦力外）的大小跟压力没关。思虑：以以下图a所示，在水平桌面上放一木块，用从零开始渐渐平均增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，则木块所遇到的摩擦力Ff随拉力F变化的图象（以下图b）正确的选项是（最大静摩擦力大于滑动摩擦力）（）图a图b【模拟试题】（答题时间：50分钟）1.对于力的观点，以下说法正确的选项是（）力是使物体产生形变和速度的原由一个力必然联系着两个物体，此中每个物体既是受力物体又是施力物体只需两个力的大小同样，它们产生的成效必定同样两个物体互相作用，其互相作使劲能够是不一样性质的力对于互相接触的两物体之间的弹力和摩擦力，以下说法正确的（）有摩擦力必定有弹力摩擦力的大小与弹力成正比有弹力必定有摩擦力弹力是动力，摩擦力是阻力一只铁皮桶内装满了水，但因为桶底有破绽，水慢慢地流出．在此过程中，整个装置的重心地点变化是。在半球形圆滑容器内，搁置一细杆，以以下图所示，细杆与容器的接触点分别为A、B点，则容器上A、B两点对细杆的作使劲方向分别为（）均竖直向上均指向球心A点处指向球心，B点处竖直向上D.A点处指向球心，B点处垂直细杆向上5.卡车上装着一只一直与它相对静止的集装箱，不计空气阻力，以下说法正确的选项是（）①当卡车开始运动时，卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一同运动②当卡车匀速运动时，卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一同运动③当卡车匀速运动时，卡车对集装箱的静摩擦力等于零④当卡车制动时，卡车对集装箱的静摩擦力等于零A.①②B.只有③C.只有④D.①③6.以下对于物体受静摩擦力作用的表达中，正确的选项是（）静摩擦力的方向必定与物体的运动方向相反静摩擦力的方向不行能与物体的运动方向同样静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直静止物体所受静摩擦力必定为零以以下图所示，C是水平川面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力。物块A和B以同样的速度做匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是（）①1=0，2=0②1=0，2≠0③1≠0，2=0④1≠0；2≠0A.只有②B.只有④C.①③D.②④运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑时，他所遇到的摩擦力分别为F1和F2，那么它们的关系是（）A.F1向上，F2向下，F1=F2B.F1向下，F2向上，F1>F2C.Fl向上，F2向上，Fl=F2D.F1向上，F2向下，F1>F2以以下图所示，A、B两物体叠放在一同，用手托住，让它们静靠在墙边，而后开释，它们同时沿竖直墙面向下滑．已知则物体B（）

mA>mB，只受一个重力遇到重力和一个摩擦力遇到重力、一个弹力和一个摩擦力遇到重力、一个摩擦力、两个弹力以以下图所示，四个完整同样的弹簧都处于水平川点，它们的右端遇到大小皆为F的拉力作用，而左端的状况各不同样：①中弹簧的左端固定在墙上；②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③中弹簧的左端拴一个小物块，物块在圆滑的桌面上滑动；中弹簧的左端拴一个小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若以为弹簧的质量都为零，以l、l、l3、l4挨次表示四个弹簧的伸12长量，则有（）A.l2＞l1B.l4＞l3C.l1＞l3D.l2=l4以以下图是皮带传动装置表示图，A为主动轮，B为从动轮。对于A轮上P点和B轮上Q点所受摩擦力的方向，以下说法正确的是（）P、Q点所受摩擦力的方向均