（人教版）必修第一册高一物理第三章 相互作用-力单元复习与检测（讲）（原卷版）

第三章相互作用---力单元复习与检测【讲】一.单元知识体系构建二.核心主干知识总结主题一摩擦力和弹力的分析弹力的分析和计算1.三种常见弹力2.杆的弹力方向可沿杆：可不沿杆：3.弹力的计算(1)公式法：利用公式F＝kx计算，适用于弹簧、橡皮筋等物体的弹力的计算。(2)二力平衡法：若物体处于静止状态或匀速直线运动状态，物体所受弹力与物体所受的其他力应为平衡力，可根据其他力的大小确定弹力的大小。【例1】如图所示的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆，系统依然保持平衡，下列说法正确的是()A.图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丙B.图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、丙、丁C.图中的BC杆可以用轻绳代替的是乙、丙、丁D.图中的BC杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丁【例2】如图为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系，试由图线确定：(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧伸长了15cm时弹力的大小。2摩擦力的分析和计算1.静摩擦力有无的判断方法(1)条件法：根据静摩擦力的产生条件，直接判断静摩擦力的有无。(2)假设法：假设接触面光滑，若研究对象仍保持原状态，则不受静摩擦力；若运动状态改变，则受静摩擦力。2.摩擦力大小的计算(1)计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力。(2)滑动摩擦力用公式Ff＝μFN或平衡条件求解。(3)静摩擦力的大小根据运动状态求解。若物体处于静止状态或匀速直线运动状态，可利用二力平衡条件求解摩擦力。【例3】如图物体A、B相互叠加，在水平面上一起做匀速或变速直线运动，则A、B间不存在摩擦力的是()A.图①和图③ B.图①和图②C.只有图③ D.只有图①【针对训练】(2021·北京海淀期中)如图所示，木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.20，夹在A、B之间的弹簧被压缩了1cm，弹簧的劲度系数为400N/m，系统置于水平地面上静止不动(可认为木块与水平地面之间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力)。现用F＝2N的水平拉力作用在木块B上，此时木块A、B所受摩擦力分别记为FfA和FfB。则()A.FfA＝10N B.FfA的方向水平向左C.FfB＝10N D.FfB的方向水平向左3摩擦力的突变【例4】(多选)(2021·辽宁鞍山高一期中)如图所示，水平木板上有质量m＝3.75kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小如图所示，取重力加速度g＝10m/s2，下列判断正确的是()A.t＝1s时外力F等于零B.t＝6s时外力F可能等于5NC.物块与木板间的动摩擦因数为0.08D.物块与木板间的动摩擦因数为0.11主题二物体受力分析问题受力分析就是把指定物体(研究对象)在特定的物理情境中所受到的所有外力找出来，并画出受力图。物体运动状态的变化，是由它受力的情况决定的。对物体进行正确的受力分析，是研究物体运动状态变化的基础，也是学好力学的先决条件。1．受力分析的步骤2．受力分析的方法——整体法和隔离法(1)整体法：以系统整体为研究对象进行受力分析的方法，一般用来研究不涉及系统内部某物体的力和运动。(2)隔离法：将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来进行分析的方法，一般用来研究系统内物体之间的作用及运动情况。3．受力分析时要注意的问题(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体施加的力；不要把作用在其他物体上的力错误地通过“力的传递”作用在研究对象上。(2)如果一个力的方向难以确定，可以用假设法分析。(3)合力和分力不能重复地列为物体所受的力；因为合力与分力是等效替代关系。(4)受力分析一定要结合物体的运动状态，特别是物体处于临界状态的受力分析。【例1】(多选)如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上，现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则()A．A与B之间一定存在摩擦力B．B与地面之间可能存在摩擦力C．B对A的支持力可能小于mgD．地面对B的支持力的大小一定等于(M＋m)g【变式训练】(多选)如图所示，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下，处于静止状态，则下列判断正确的是()A．木块一定受到4个力的作用B．木块可能受到2个力的作用C．逐渐增大推力F，木块将继续保持静止状态D．木块受天花板的摩擦力随推力F的增大而增大主题三动态平衡问题1.动态平衡：平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向缓慢变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类题型。2.基本方法：解析法、图解法和相似三角形法。3.处理动态平衡问题的一般步骤(1)解析法①列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式。②根据已知量的变化情况确定未知量的变化情况。(2)图解法①适用情况：物体只受三个力作用，且其中一个力的大小、方向均不变，另一个力的方向不变，第三个力大小、方向均变化。②一般步骤：a.首先对物体进行受力分析，根据三角形定则将表示三个力的有向线段依次画出构成一个三角形(先画出大小方向均不变的力，再画方向不变的力，最后画大小、方向均变化的力)，由题意改变方向变化的力的方向.由动态图解可知力的大小变化情况。【例1】(多选)(2020·大连市普兰店区第三十八中学高一月考)如图，物体的重力为G，保持细绳AO的位置不变，让细绳BO的B端沿四分之一圆弧从D点缓慢向E点移动，在此过程中()A.AO绳上的张力一直在增大 B.AO绳上的张力先减小后增大C.BO绳上的张力先减小后增大 D.BO绳上的张力一直在减小【针对训练】如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一光滑挡板A，在挡板和斜面之间夹一质量为m的重球B，开始挡板A处于竖直位置，现使其下端绕O沿逆时针方向缓缓转至水平位置，分析重球B对斜面和对挡板压力的变化情况是()A.对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力也逐渐减小B.对斜面的压力逐渐变大，对挡板的压力则逐渐减小C.对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变小后变大D.对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变大后变小主题四整体法和隔离法在平衡问题中的应用当系统处于平衡状态时，组成系统的每个物体都处于平衡状态，选取研究对象时要注意整体法和隔离法的结合。一般地，当求系统内部间的相互作用时，用隔离法；求系统受到的外力时，用整体法，具体应用中，应将这两种方法结合起来灵活运用。【例1】(多选)如图所示，斜面体质量为M，倾角为θ，小方块质量为m，在水平推力F作用下，斜面体和小方块整体向左做匀速直线运动，各接触面之间的动摩擦因数都为μ，重力加速度为g，则()A.斜面体对小方块的支持力为mgcosθB.斜面体对地面的压力大小为(M＋m)gC.斜面体对小方块的摩擦力大小为μmgcosθD.地面对斜面体的摩擦力大小为μMg【针对训练】用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图所示。对小球a持续施加一个水平向左的恒力，并对小球b持续施加一个水平向右的同样大小的恒力，最后达到平衡状态。下列选项中表示平衡状态的图可能是()主题五平衡问题中的临界极值问题1.临界问题(1)问题界定：物体所处平衡状态将要发生变化的状态为临界状态，涉及临界状态的问题为临界问题。(2)问题特点①当某物理量发生变化时，会引起其他几个物理量的变化。②注意某现象“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。(3)分析方法：基本方法是假设推理法，即先假设某种情况成立，然后根据平衡条件及有关知识进行论证、求解。2.极值问题(1)问题界定：物体平衡的极值问题，一般指在力的变化过程中涉及力的最大值和最小值的问题。(2)分析方法①解析法：根据物体的平衡条件列出方程，在解方程时，采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。②图解法：根据物体的平衡条件作出力的矢量图，画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值。【例3】如图所示，物体的质量为5kg，两根轻细绳AB和AC的一端固定于竖直墙上，另一端系于物体上(∠BAC＝θ＝60°)，在物体上