高考物理复习考点考法第2章相互作用市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

第2章相互作用考点5力合成与分解考点6共点力平衡专题2物体受力分析法考点4力重力弹力摩擦力1/76考点4力重力弹力摩擦力必备知识全方面把握关键方法重点突破考法1弹力有没有判断考法2摩擦力有没有及方向判定考法例析成就能力题型1弹力题型2摩擦力2/76必备知识全方面把握1．力(1)定义：力是物体之间相互作用．力作用效果是使物体发生形变或使物体运动状态发生改变．①力物质性：力不能脱离物体而存在。有力发生，必存在施力物体和受力物体。②力相互性：力作用是相互。③力矢量性：力是矢量，现有大小，又有方向。3/76(2)力分类①按性质分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。(在受力分析时，要找就是性质力)②按作用效果分：压力、支持力、拉力、动力、阻力、浮力、向心力、回复力等。(效果力总与物体运动状态相联络)③按受力物体角度来分，可分为内力和外力。(用整体法分析系统受力情况，在分析动量守恒定律、机械能守恒定律时需要包括)(3)力图示用于表示力三要素(大小、方向、作用点)，也可用力示意图简明表示。4/762．重力(1)定义：重力是因为地球吸引而产生力。地球上物体受到万有引力，而物体随地球自转，万有引力存在垂直指向地轴分力，提供向心力，另一分力则是重力。所以在地球上，重力实际上是地球对物体万有引力一个分力。重力方向不一定指向地心，而是竖直向下或者说垂直水平面向下。因为从赤道到两极，物体随地球自转所需向心力减小，所以重力随纬度升高而增大；在赤道处，重力和万有引力方向相同，重力值最小；在两极处，重力和万有引力方向相同，重力最大，与万有引力相等。5/76(2)重心重心是重力在物体上等效作用点，位置与物体质量分布和形状相关。对于有规则几何形状且质量分布均匀物体，重心在其几何中心上；对于不规则物体或质量不是均匀分布物体，其重心可用悬挂法或支撑法求出。重心不一定在物体上，比如金属圆环、直角尺等物体重心在物体外。6/763．弹力(1)定义：弹力是发生形变物体，因为要恢复原状而对与之接触物体产生力作用。①弹力是发生形变物体对引发形变物体作用，作用点在引发形变物体上；②弹力产生条件是接触和有形变，二者缺一不可，如磁铁引发铁制弹簧形变，但磁铁与弹簧之间并无弹力，而是存在磁场力。弹簧弹力存在于弹簧之间。7/76(2)弹力方向普通判断方法：①基本标准：如图甲所表示，支持力和压力方向垂直于接触面指向受力物体，拉力方向沿绳收缩方向，球受到弹力方向一定指向球心，直杆或平面受到弹力垂直于直杆或平面；②依据物体运动状态，利用牛顿运动定律来判断弹力方向．比如图乙中树枝对果实弹力应竖直向上与重力平。(3)弹力大小：①胡克定律：弹力大小与弹簧形变量成正比，F＝kx.②非弹簧类物体产生弹力：利用平衡规律或牛顿运动定律解出。这一问题在高考中常与平衡等问题相结合综合出现。甲乙8/764．摩擦力(1)定义：摩擦力是指当一个物体在另一个物体表面上发生相对运动或存在相对运动趋势时，受到妨碍作用。摩擦力产生条件是接触面粗糙、有压力、有相对运动或相对运动趋势．物体间存在摩擦力时，一定存在弹力。(2)静摩擦力：①物体受到静摩擦力大小与物体运动状态相关系．处于静止状态时与物体受到动力相等，此时增加正压力，摩擦力大小不变。但压力增大，会增大最大静摩擦力；②静摩擦力方向，与接触面相切，与物体相对运动趋势方向相反。(3)滑动摩擦力：①滑动摩擦力方向总与相对运动方向相反，与动力方向无关；②滑动摩擦力大小Ff＝μFN，与接触面压力成正比(压力不一定为重力)，与物体运动状态、接触面积均无关。9/76摩擦力与弹力关系：(1)产生摩擦力条件是在产生弹力条件基础上，增加了接触面不光滑和物体间有相对运动或相对运动趋势。所以，若两物体间有弹力产生，不一定产生摩擦力，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弹力和摩擦力方向相互垂直。(3)滑动摩擦力大小与同一接触面上弹力(压力)大小成正比，而静摩擦力(除最大静摩擦力外)大小与压力无关。考点410/76关键方法重点突破考法1弹力有没有判断

如图甲所表示，一个钢球放于茶杯中，钢球与杯底部和左侧壁接触，处于静止状态．若钢球与杯子内壁都是光滑，则侧壁对钢球有没有弹力作用？例1甲11/76【解析】依据弹力产生条件“接触且有形变”可知：钢球和茶杯左侧相接触，不过否已发生了形变，不易观察，故假设钢球除受重力G和水平杯底支持力FN外，还受到杯左侧壁弹力F，作出其受力分析图(图乙)，由图能够看出弹力F水平分力将使钢球产生水平向右加速运动。这一结果与原题设条件(钢球静止)是相矛盾，故假设不正确，所以球与杯左侧壁虽接触，但不存在弹力。【答案】看法析例112/76考法2摩擦力有没有及方向判定

如图所表示，以下各种情况，放置在传送带上物体A是否受到摩擦力？如有，说明其方向。(1)将物体A轻轻放到运动传送带上；(2)放置一段时间后，物体A与传送带一起以速度v匀速运动；(3)物体A与传送带相对静止，传送带以加速度a运动，方向向右。例213/76【解析】(1)当物体A刚放上去时，以传送带为参考系，物体A相对传送带向左滑动，所以A受到滑动摩擦力，方向向右。(不应以地面为参考系判断相对运动)(2)方法一：假设A与传送带间接触面变得光滑，依据牛顿第一定律，A仍将以速度v做匀速直线运动，即物体A与传送带相对静止，以传送带为参考系A是静止，无相对运动趋势，所以物体A没有受到摩擦力作用；方法二：假设A受到一个水平向右摩擦力，在水平方向没有别物体再施加力，所以物体A将加速运动，这与物体实际状态不符，所以A不受水平向右摩擦力，同理A不受水平向左摩擦力。(3)方法一：假设A与传送带间无摩擦力，A将做匀速直线运动．而传送带加速，所以A相对于传送带有向左运动趋势，传送带对A施加水平向右摩擦力；方法二：因为物体A在水平方向上没有受到其它力，A与传送带相对静止，含有与传送带相同向右加速度，可知A必受到向右摩擦力。【答案】看法析例2考点414/76考法例析成就能力题型1弹力

三个相同支座上分别放着三个质量和直径都相等光滑圆球a、b、c.支点P、Q在同一水平面上，a球重心Oa位于球心，b球和c球重心Ob、Oc分别位于球心正上方和球心正下方，如图所表示，三球均处于平衡状态，支点P对a球弹力为FNa，对b球和c球弹力分别为FNb和FNc，则()A．FNa＝FNb＝FNc

B．FNa＞FNb＞FNcC．FNa＜FNb＜FNc

D．FNa＞FNb＝FNc例115/76【解析】因为不论何种情况下小球，支点P、Q对小球弹力方向均指向球心，与小球重心无关，而且重力大小均相同。则依据三力平衡条件知，三者弹力大小相等，即FNa＝FNb＝FNc。【答案】A例116/76

[海南物理·8，5分](多项选择)如图所表示，物块a、b和c质量相同，a和b、b和c之间用完全相同轻弹簧S1和S2相连，经过系在a上细线悬挂于固定点O；整个系统处于静止状态；现将细线剪断，将物块a加速度记为a1，S1和S2相对原长伸长分别为Δl1和Δl2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间()A．a1＝3g

B．a1＝0C．Δl1＝2Δl2

D．Δl1＝Δl2例217/76【解析】【答案】AC例218/76题型2摩擦力

1．求动摩擦因数

[课标全国Ⅱ·16，6分]如图，一物块在水平拉力F作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持F大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动．物块与桌面间动摩擦因数为()例319/76【解析】例3①甲乙【答案】C20/76题型2摩擦力

2．摩擦力方向如图所表示，一位于斜面上物块M在沿斜面向上力F作用下，处于静止状态，关于斜面作用于物块静摩擦力，以下说法错误是()A．方向一定沿斜面向上B．方向可能沿斜面向下C．大小可能等于零D．大小可能等于F例421/76【解析】除静摩擦力Ff，物块受到重力mg、支持力FN、推力F，把重力正交分解，沿斜面向下分力为mgsinθ.【答案】A例422/76题型2摩擦力

3．摩擦力计算(多项选择)两重合在一起滑块，置于固定倾角为θ斜面上，如图所表示，滑块A、B质量分别为m1、m2，A与斜面间动摩擦因数为μ1，B与A间动摩擦因数为μ2，已知两滑块沿斜面由静止以相同加速度滑下，滑块B受到摩擦力为()A．等于零B．方向沿斜面向上C．大小等于μ1m2gcosθD．大小等于μ2m2gcosθ例523/76【解析】对A、B整体，受力如图甲所表示，在沿斜面方向由牛顿第二定律有(m1＋m2)gsinθ－f＝(m1＋m2)a，且滑动摩擦力f＝μ1(m2＋m1)gcosθ.假设B受到摩擦力fB方向沿斜面向下，B受力如图乙所表示，在沿斜面方向上有m2gsinθ＋fB＝m2a，解得fB＝－μ1m2gcosθ，负号表示fB方向与假设方向相反，即应沿斜面向上，故B、C正确．【答案】BC例524/76[浙江选考物理年4月·7，3分]重型自卸车利用液压装置使车厢迟缓倾斜到一定角度，车厢上石块就会自动滑下，以下说法正确是()A．在石块下滑前后自卸车与石块整体重心位置不变B．自卸车车厢倾角越大，石块与车厢间动摩擦因数越小C．自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间正压力减小D．石块开始下滑时，受到摩擦力大于重力沿车厢平面方向分力例625/76【解析】在石块下滑后自卸车与石块整体重心位置下降，故A错误；动摩擦因数是材料间固有属性，只与材料相关，和倾角无关，故B错误；车厢与石块间正压力与石块所受重力在垂直车厢平面方向分力大小相等，所以当车厢倾角变大时，正压力减小，故C正确；石块开始下滑时，受到摩擦力小于重力沿车厢平面向下分力，故D错误【答案】C例6第2章26/76

考点5力合成与分解必备知识全方面把握关键方法重点突破考法3多个共点力合成考法4力分解中各种情况讨论考法例析成就能力题型3力合成题型4力分解27/76必备知识全方面把握

1．基本概念(1)假如一个力产生效果跟几个力共同产生效果完全一样，这个力就叫那几个力协力，那几个力就是这个力分力。(2)力合成：求几个已知力协力就是力合成，力合成是一个等效替换，合成结果有唯一性。(3)力分解：把一个已知力分解成几个分力叫力分解。28/762．力运算法则力是矢量，其运算遵从矢量运算法则，即力合成和分解要依据平行四边形定则或多边形定则进行。(1)力平行四边形定则：以力图示中F1、F2线段为邻边作平行四边形，它对角线即表示协力大小和方向。如图甲所表示。(2)力多边形定则：把各个力依次首尾相接，则其协力就从第一个力首指向最终一个力尾高中阶段最惯用是此标准简化，即三角形定则。如图乙所表示。甲乙29/763．力合成(1)二力合成：能够看出：①协力F大小和方向由F1、F2大小及其夹角α决定，在F1、F2大小一定时，协力大小随F1、F2夹角α增大而减小；②协力范围是|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|；③协力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一个分力(如两分力大小相等，二者夹角为120°，则协力大小与分力相等)，这是因为包含力在内矢量合成运算所遵照平行四边形定则不一样于简单代数运算。30/76(2)三个共点力合成：普通采取方法为先求其中两个力协力，再将这个力与第三个力合成．对于三个共点力F1、F2、F3，假如满足任意两力之和大于或等于第三力，或任意两力之差小于或等于第三力，则表明第三个力在其余二力协力范围之内，因而此三力协力最小值为零．此时协力范围为0≤F≤F1＋F2＋F3；若两个较小分力之和(F1＋F2)小于第三个分力F3，协力最小值Fmin＝F3－(F1＋F2)．31/764．力分解(1)力效果分解力效果分解标准是依据力作用效果来进行分解．①依据力实际作用效果确定两个实际分力方向；②再依据两个实际分力方向画出平行四边形；③最终由几何知识求出两分力大小和方向．要想准确地进行力分解，必须清楚力作用效果．如静止在斜面上物体，其重力产生两个效果，一是使物体下滑，二是使物体压紧斜面，故其重力分解如图甲所表示．但不能就此认为，全部斜面上物体重力都这么分解，如图乙所表示球体静止，此时其重力产生效果：一是使球压紧竖直挡板，二是使球压紧斜面．32/76(2)力正交分解将力沿着两个相互垂直方向进行分解方法，叫力正交分解法。正交分解法步骤：①正确选择直角坐标系，通常选择共点力作用点为坐标原点，x、y轴选择应使尽可能多力在坐标轴上；②正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，求x轴和y轴上各力投影协力Fx和Fy，其中Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…，Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋…；考点533/76关键方法重点突破考法3多个共点力合成如图所表示，F1、F2、F3、F4、F5为5个共点力，且相邻两力夹角为30°，作用点O与5个力端点组成圆内接正六边形六个顶点。已知F1＝2N，求5个力协力。例134/76【解析】依据圆内接正六边形特点知F3＝2F1＝4N；F1与F4垂直，F2与F5垂直，且F1与F4、F2与F5协力大小都与F3相等，方向与F3相同，所以此5个力协力大小为F合＝3F3＝12N，方向与F3相同。【答案】12N，方向与F3相同例135/76考法4力分解中各种情况讨论(1)已知力F和两分力方向，而且两分力不在同一条直线上，求两分力大小；(2)已知力F和一个分力F1大小和方向，求另一个分力F2大小和方向；(3)已知力F及其一个分力F1方向和另一个分力F2大小．求F1大小和F2方向。例236/76【解析】(1)如图甲所表示，过力F端点分别作两分力平行线，作出平行四边形，便可求出F1、F2，有唯一解；(2)如图乙所表示，直接连接F1和F端点，再作出平行四边形，便可求得F2，有唯一解；(3)这种条件下，只需以F2大小为半径，以力F矢端为圆心，作圆弧，依据与已知F1方向有没有交点情况，能判定三力是否能够组成对应平行四边形和对角线，就能判断是否有解或有几个解。例2甲乙37/76有两组解情况：如图丙所表示，已知力F一个分力F1沿OA方向，另一个分力大小为F2.我们能够采取以力F矢端为圆心，以分力F2长度为半径作圆弧，设交OA直线有两点，作出力平行四边形后，依次可得两组分力F1、F2和F1′、F2′，此时Fsinθ<F2<F；只有一组解情况：以F矢端为圆心，以F2为半径作圆，当圆弧与OA线相切时，此时平行四边形就变成了一矩形，如图丁所表示，此时F2＝Fsinθ.当F2>F时，也只有一组解，如图戊所表示；无解情况：以F矢端为圆心，以F2为半径作圆，圆弧与OA线不相交也不相切时。【答案】看法析丙丁戊考点538/76考法例析成就能力题型3力合成[课标全国Ⅲ·17，6分]如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内一段固定圆弧上：一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m小球．在a和b之间细线上悬挂一小物块．平衡时，a、b间距离恰好等于圆弧半径．不计全部摩擦．小物块质量为()例139/76【解析】【答案】C例140/76题型4力分解水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮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m＝10kg重物，∠CBA＝30°，如图所表示，则滑轮受到绳子作用力为(g取10m/s2)()例241/76【解析】滑轮受到绳子作用力应为图中两段绳中拉力FT1和FT2协力，因同一根绳张力处处相等，都等于重物重力，即FT1＝FT2＝G＝mg＝100N．用平行四边形定则作图，可知协力F＝100N，所以滑轮受绳作用力为100N，方向与水平方向成30°角斜向下。【答案】C例242/76例343/76【解析】【答案】看法析例344/76一只四个人也难推进大橱，仅你一个人竟然也能移动它，信不信？你可按下面方法试试：找两块木块，它们总长度略大于橱与墙壁之间距离，搭成一个人字形(图中A、B)，两个底角要小，这时你往中央一站，大橱被推进了。例445/76【解析】【答案】看法析例4第2章46/76考点6共点力平衡必备知识全方面把握关键方法重点突破考法5动态平衡问题考法例析成就能力题型5力合成与分解在平衡问题中应用题型6巧用数学知识解共点力平衡问题47/76必备知识全方面把握

1．基本概念(1)共点力：作用在同一个物体上，作用点重合，或作用线相交于一点几个力。(2)平衡状态：物体平衡状态包含以下两种：①静止：物体速度和加速度都等于零状态；②匀速直线运动：物体加速度为零，速度不为零且保持不变状态。48/762．共点力平衡条件共点力作用下物体若处于平衡状态，则物体所受合外力为零，即∑F＝0或∑Fx＝0，∑Fy＝0。49/763． 共点力平衡条件推论(1)二力平衡：物体受两个力作用而处于平衡状态，则此二力必大小相等、方向相反，且作用在一条直线上，为一对平衡力；(2)物体受几个共点力作用而处于平衡状态，则其中任意一个力与其它全部余下力协力组成一对平衡力；(3)三力汇交原理：物体在作用线共面三个力作用下而处于平衡状态，则此三力要么平行，要么共线．若即不平行又不共线，这三个力作用线必交于一点。【说明】这里“三力”不一定就是三个力，也可能是只有三个作用点多个力．利用三力汇交原理可判断线状物体重心位置．50/764．处理共点力平衡问题普通方法和步骤(1)处理平衡问题时，关键是构建已知力与未知力关系①二力平衡：力关系为等大、反向；②三力平衡：普通用平行四边形定则来处理，经过平行四边形中三条(两条邻边，一条对角线)对应三个力来构建三力关系；③三个以上力平衡：普通利用正交分解法来处理，此时可转换为Fx合＝0，Fy合＝0，从而把矢量运算化为代数运算。(2)求解共点力平衡问题普通步骤①确定研究对象，有时能够间接地选取与所求问题相关其它物体为研究对象；②分析研究对象受力情况，并画出受力示意图；③选择适当解题方法；④利用平衡条件列方程求解。考点651/76关键方法重点突破考法5动态平衡问题[山东临沂三模]如图所表示，斜面与水平面、斜面与挡板间夹角均为30°，一小球放置在斜面与挡板之间，挡板对小球弹力为FN1，斜面对小球弹力为FN2，以挡板与斜面连接点所形成水平直线为轴，将挡板从图示位置开始迟缓地转到水平位置，不计摩擦，在此过程中()例1A．FN1一直减小，FN2一直增大B．FN1一直增大，FN2一直减小C．FN1一直减小，FN2先减小后增大D．FN1先减小后增大，FN2一直减小52/76【解析】对小球受力分析如图所表示，将FN1与FN2合成，其协力与重力等大、反向，挡板转动时，FN2方向不变，FN1方向按图中a→b→c规律改变，为满足平行四边形定则，其大小改变规律为先减小后增大，在挡板与斜面垂直时最小．与此对应，FN2大小一直减小．故D正确．【答案】D例1考点653/76考法例析成就能力题型5力合成与分解在平衡问题中应用[课标全国Ⅰ·19，6分](多项选择)如图，一光滑轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上物块b.外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态．若F方向不变，大小在一定范围内改变，物块b仍一直保持静止，则()例1A．绳OO′张力也在一定范围内改变B．物块b所受到支持力也在一定范围内改变C．连接a和b绳张力也在一定范围内改变D．物块b与桌面间摩擦力也在一定范围内改变54/76【解析】连接a、b是同一根绳，此绳上张力大小一直等于a物块重力，因为物块b一直保持静止，故整个装置位置不变，绳OO′上张力恒定不变，故A、C错误；对b进行受力分析，设拉力F

方向与水平方向夹角为θ，绳与水平方向夹角为α，依据平衡条件得，水平方向有Fcosθ＝Tcosθ＋f，竖直方向有mbg＝FN＋Tsinα＋Fsinθ，可知b所受支持力FN与静摩擦力f会在一定范围内改变，B、D正确．【答案】BD例155/76如图所表示，重为100N物体保持静止不动，轻杆OA一端用铰链连接于A点，OA水平，轻绳OB与水平方向夹角为30°，B端固定在墙上，试求轻绳OB和轻杆对O点作用力．例256/76【解析】方法一：合成法例257/76【解析】例258/76【解析】【答案】例259/76题型6巧用数学知识解共点力平衡问题光滑半球面上小球被一经过定滑轮力F由底端拉到顶端过程中，试分析绳拉力F及半球面对小球支持力FN改变情况．例360/76【解析】【答案】看法析例361/76

A．MN上张力逐步增大B．MN上张力先增大后减小C．OM上张力逐步增大D．OM上张力先增大后减小例462/76【解析】对重物受力分析，画出甲、乙、丙三个特殊位置受力图，其中TOM和TMN协力大小、方向均不变，大小等于G，在重物移动过程中OM与MN夹角α不变，由图甲、乙、丙可知TOM先增大后减小，TMN逐步增大，选项A、D正确．【答案】AD例463/76[天津理综·8，6分](多项选择)如图所表示，轻质不可伸长晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上a、b两点，悬挂衣服衣架挂钩是光滑，挂于绳上处于静止状态．假如只人为改变一个条件，当衣架静止时，以下说法正确是()A．绳右端上移到b′，绳子拉力不变B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大C．绳两端高度差越小，绳子拉力越小D．若换挂质量更大衣服，则衣架悬挂点右移例564/76【解析】【答案】AB例5第2章65/76专题2物体受力分析方法必备知识全方面把握关键方法重点突破考法6利用隔离法求解静力学问题考法7利用整体法求解静力学问题考法例析成就能力

66/76必备知识全方面把握1．受力分析基本步骤：(1)选择研究对象，把它从周围物体中隔离出来；(2)首先分析非接触力(场力)：重力、电场力、磁场力；(3)接着分析弹力：找到与所研究对象相互接触物体，依据弹力产生条件，分析研究对象受到弹力；(4)然后依据摩擦力产生条件，分析研究对象所受摩擦力；(5)再依据题意分析研究对象所受其它力;(6)最终画出研究对象受力示意图。高中阶段，普通研究物体平动规律时，可把研究对象看成质点，即可把全部力作用点画在一点上。67/762．判断受力是否三个依据(1)条件判据：①受力分析中，若要判断研究对象是否受到某种性质力，最基本判断依据是看产生这种力各项条件是否完全得到满足；②切记力不能脱离物体而存在．每一个力都要明确施力物体，如找不到施力物体，意味着这个力不存在；③区分性质力和效果力．通常，受力分析是依据力性质确定研究对象所受到力，不能依据力性质指出某个力后又从力效果命名重复考虑这个力．比如摩擦力提供向心力，不可再认为物体还受到一个独立向心力。68/76(2)效果判据：一些情况下，某种力某项产生条件到底是否被满足比较难判断，这时候能够采取“效果判据”来帮助判断是否受到某个力。因为不论什么力，只要作用在物体上，就必定产生某种作用效果，或使物体变形，或使物体变速，或使物体既变形也变速。(3)相互作用判据：利用作用力与反作用力关系进行受力分析。专题269/76关键方法重点突破考法6利用隔离法求解静力学问题如图所表示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb＝5N、Fc＝10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍