高三物理总复习《相互作用》学案(教师版)

1、“才需千锤方成器 才需千锤方成器学到百炼始见金学到百炼始见金” ” 20112011级高三 级高三 物理物理 学科一轮复习学案学科一轮复习学案 学案序号学案序号 0202编稿教师：编稿教师：陈铁松陈铁松 第三章第三章相互作用相互作用 考考纲纲展展示示 高高考考瞭瞭望望 知识点要求 滑动摩擦力、静摩擦力、动摩擦因数1从近三年的高考考点分布看，高考对本 形变、弹力、胡克定律 章的考查主要侧重于考查力的基本概念和 对物体的受力分析，常与其他知识综合起来 矢量和标量考查，主要涉及弹力、摩擦力、共点力平衡 力的合成与分解 等知识； 2高考热点有四个：一是力的概念和受力 共点力的平衡 分析；二是有关摩擦力

2、的问题；三是弹簧弹 力与物体的平衡问题；四是力的合成与分解 实验：探究弹力与弹簧伸长的关系 问题及其实验； 3本章内容仍将是2014 年高考的必考内容 之一，今年我省考察的是共点力的平衡问题 （第 15 小题），考查方式可单独命题，也 实验：验证力的平行四边形定则 可与动力学、电学结合（如第18 小题）或 与其它内容相结合，题型多为选择题、实验 题、计算题等。 决不要把你们的学习看成是任务，而是一个令人羡慕的机会。为了你们自己的欢乐和今后工作所属社会的 利益，去学习。爱因斯坦 【体系构建】【体系构建】 运算法则:平行四边形定则 三要素：大小、 方向、作用点 力的合成 合力范围： 与分解 F 1

3、 F 2 F 合 F 1 +F 2 效果： 1、改变物 力 分解方法: 体运动状态； 2、 1.正交分解法 使物体发生形变 2.效果分解法 大小：G=mg 整体法和隔离法 方向：竖直向下重力 相 受 常 漏力 作用点：重心 互 力见 压力、支持作 分错 添力 力、拉力 弹力 用 析误 错力 胡克定律 条件：F 合 =0 静摩擦力 共点力的 分 解析法 滑动摩擦力： 摩擦力 平衡 析 F =F 方 图解法 N 法 正交分解法 第一单元第一单元力、力学中常见的三种力力、力学中常见的三种力 【知识梳理】【知识梳理】 一、力一、力 1定义：力是物体对物体的作用。 说明：定义中的物体是指施力物体和受力物

4、体，定义中的作用是指作用力与反作用力。 2力的性质 力的物质性：力不能离开物体单独存在。 力的相互性：力的作用是相互的。 力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向。 力的独立性：一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。 3力的分类 按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等（按现代物理学理论，物体 间的相互作用分四类：万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用） 按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。 按研究对象分类：内力和外力。 按作用方式分类：重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。 说明说明：性质不同的

5、力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的。 4力的作用效果：是使物体发生形变或改变物体的运动状态。 5力的三要素是：大小、方向、作用点。 6力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。 7 力的单位： 是牛顿牛顿， 使质量为 1 千克的物体产生1 米秒2加速度力的大小定义为1 牛顿。 二、重力二、重力 1产生：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫重力。 说明：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，另一个分力提供物体随地球旋转所需的向心力。由于物体随地球自 转所需向心力很小，所以计算时一般可近似地认为物体重力的大小

6、等于地球对物体的引力。 2大小：Gmg（说明：物体的重力的大小与物体的运动状态及所处的状态都无关） 3方向：竖直向下（说明：不可理解为跟支持面垂直） 。 4作用点：物体的重心。 5重心：重心是物体各部分所受重力合力的作用点。 说明说明： （l）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。重心是一个等效 的概念。 （2）有规则几何形状、质量均匀的物体，其重心在它的几何中心。质量分布不均匀的物体， 其重心随物体的形状和质量分布的不同而不同。 （3）薄物体的重心可用悬挂法求得。 6对重力的正确认识 重力实际上是物体与地球间的万有引力的一部分 （另一部分为物体绕地球旋转所需要的向心

7、力） 。重力是非接触力。非特别说明，凡地球上的物体均受到重力。重力的大小：Gmg ，g 为 当地的重力加速度 g9.8m/s2，且随纬度和离地面的高度而变。赤道上最小，两极最大；离地面 越高，g 越小。在地球表面近似有：G m 1m2 r2 mg 三、弹力三、弹力 1定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。 2产生条件：直接接触、有弹性形变（非弹性形变在形变过程中也是有弹力的） 。 3方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的物体上。 4大小：弹簧在弹性限度内，遵从胡克定律 F=kx。一根张紧的轻绳上的张力大小处处 相等。非弹簧类的弹力是形变量

8、越大，弹力越大，一般应根据物体的运动状态，利用平衡条件平衡条件 或牛顿定律牛顿定律来计算。 四、摩擦力四、摩擦力 1定义：当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动或有相对运动的趋势时， 受到的另一 个物体阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦力，可分为静摩擦力和滑动摩擦力。 2产生条件：接触面粗糙；相互接触的物体间有弹力；接触面间有相对运动或相对运 动趋势。 说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解 3摩擦力的方向：静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反。滑动 摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。 4 摩擦力的大小： 静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关

9、， 趋势越强， 静摩擦力越大， 但不能超过最大静摩擦力， 即 0ffm， 具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。 滑动摩擦力的大小 fN。 说明：滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数 和正压力两个因素决定，而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关。 【典例剖析】【典例剖析】 一、对重力的理解一、对重力的理解 1 竖直向下是与水平面垂直，但不一定指向地心。 2 重心的位置不一定在物体上。 3 重力的大小不一定等于物体对水平支持物的压力或对竖直悬线的拉力。 【例 1】关于重力的说法正确的是（ C C ） A物体重力的大小与物体的运动状态有关， 当

10、物体处于超重状态时重力大， 当物体处于失 重状态时，物体的重力小 B重力的方向跟支承面垂直 C重力的作用点是物体的重心 D重力的方向总是通过地心 二、如何判断弹力的有无二、如何判断弹力的有无 1根据弹力产生的条件直接判断 根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力， 此方法多用来判断形变较明显的 情况。 2利用假设法判断 对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体还能否保持原有的状态， 若运动 状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力。 【例 2】如图所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触， 并处于静止状态。 则小球受到的力是() A重力、绳的拉力

11、B重力、绳的拉力、斜面的弹力 C重力、斜面的弹力 D绳的拉力、斜面的弹力 解析：解析：如果斜面对球有支持力，球静止时，细绳不能竖直，所以本题中小球不受斜面的支持力， 只受重力和绳的拉力。答案：A 三、如何判断弹力的方向三、如何判断弹力的方向 （1）根据物体的形变方向判断：弹力方向与施力物体形变方向相反， 作用在迫使这个物体形变 的那个物体上。 弹簧两端的弹力方向是与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状方向； 轻绳的弹力方向沿绳收缩的方向，离开受力物体； 面与面、点与面接触时，弹力方向垂直于面（若是曲面则垂直于切面） ，且指向受力物体； 球面与球面的弹力沿半径方向，且指向受力物体； 轻杆的弹力可

12、沿杆的方向，也可不沿杆的方向。 （2）根据物体的运动情况，利用平衡条件或动力学规律判断。 【例 3】画出图中物体受弹力的方向(各接触面均光滑) 解析：解析： 四、判四、判 断静断静摩摩擦擦力力的的大大 小和方向小和方向 1物体受到静摩擦力时，物体不一定是静止的，也可能是运动的，但一定是相对静止的。 2摩擦力的方向的判定： “摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反”是判定摩 擦力方向的依据，步骤为：选研究对象（即受摩擦力作用的物体） ；选跟研究对象接触的 物体为参照物。 找出研究对象相对参照物的速度方向或运动趋势方向。 摩擦力的方向与相 对速度或相对运动趋势的方向相反。 （假设法判断

13、同样是十分有效的方法） 3在计算摩擦力的大小之前，必须首先分析物体的运动的情况，判明是滑动摩擦，还是静摩擦， 若是滑动摩擦，可用 f=N 计算。但要注意 N 是接触面的正压力，并不总是等于物体的重力。 若是静摩擦，一般应根据物体的运动情况（静止、匀速运动或加速运动） ，利用平衡条件或运 动定律求解。 最大静摩擦力（1）大小：fm=0N， （2）最大静摩擦力与物体运动趋势无关，而 只跟 0N 有关， 它比滑动摩擦力略大一些， 在许多问题的处理过程中往往将其大小认为等于滑 动摩擦力。 【例 4】 水平传送带的装置如图所示， O1为主动轮， O2为从动轮 当 主动轮顺时针匀速转动时，物体被轻轻地放在

14、 A 端皮带上。开始 时物体在皮带上滑动，当它到达位置 C 后滑动停止，之后就随皮 带一起匀速运动，直至传送到目的地 B 端。在传送的过程中，若 皮带和轮不打滑，则物体受到的摩擦力和皮带上P、Q 两处（在O1O2连线上）所受摩擦力情况正 确的是（ C ） A在 AC 段物体受水平向左的滑动摩擦力，P 处受向上的滑动摩擦力 B在 AC 段物体受水平向右的滑动摩擦力，P 处受向上的滑动摩擦力 C在 CB 段物体不受静摩擦力，Q 处受向下的静摩擦力 D在 CB 段物体受水平向右的静摩擦力，P、Q 两处始终受向下的静摩擦力 【例 5】 （2013 高考北京卷）倾角为 、质量为 M 的斜面体静止在水平桌

15、面上，质量为m 的木块 静止在斜面体上。下列结论正确的是（ D ） A木块受到的摩擦力大小是mg cos B木块对斜面体的压力大小是mg sin m C桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sincos M D桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g 第二单元第二单元力的合成与分解力的合成与分解 一、合力与分力一、合力与分力 1一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用所产生的效果相同， 这个力就叫做那几个力的 合力，那几个力就叫做这个力的分力。 2合力与它的分力是力的效果上的一种等效替代关系。 二、力的合成与分解二、力的合成与分解 1求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的分解。 2运算法则： （

16、1）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； （2）三角形定则： 求两个互成角度的共点力F1、 F2的合力， 可以把 F1、 F2首尾相接地画出来， 把 F1、F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力F 的大小和方向； （3）共点的两个力 F1，F2的合力 F 的大小，与它们的夹角 有关， 越大，合力越小； 越 小，合力越大，合力可能比分力大，也可能比分力小，F1与 F2同向时合力最大，F1与 F2反向时 合力最小，合力大小的取值范围是| F1F2|F（F1F2） 。 三、力的分解计算三、力的分解计算 力的分解是力

17、的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则，两个分力的合力是唯一确定的， 而一个已知力可以分解为大小、方向不同的分力，即一个力的两个分力不是唯一的，要确定一个 力的两个分力，应根据具体条件进行，一般说来分解时按照以下原则： 1按力产生的效果进行分解；2按问题的需要进行分解 四、正交分解法四、正交分解法 物体受到多个力作用时求其合力，可将各个力沿两个相互垂直的方向进行正交分解，然后再 分别沿这两个方向求出合力，正交分解法是处理多个力作用问题的基本方法，步骤为： 正确选择直角坐标系，一般选共点力的作用点为原点，水平方向或物体运动的加速度方向 为 x 轴，使尽量多的力在坐标轴上。 正交分解各力，即分别将

18、各力投影在坐标轴上，分别求出坐标轴上各力投影的合力。 Fx=F1xF2xFnxFy=F1yF2yFny 共点力合力的大小为F=F 2 F2 ，合力方向与 x 轴夹角 arctan F y xy F x 【典例剖析】【典例剖析】 一、合力与分力的大小关系一、合力与分力的大小关系 【例 6】两个力的合力与这两个力的关系，下列说法中正确的是（ CDCD ） A合力比这两个力都大B合力至少比两个力中较小的力大 C合力可能比这两个力都小D合力可能比这两个力都大 二、力的分解的不唯一性二、力的分解的不唯一性 【例 7】将一个 20N 的力进行分解，其中一个分力的方向与这个力成30，试求 （1）另一个分力的

19、大小不会小于多少？ （2）若另一个分力大小为20 3N，则已知方向的分力的大小是多少？ 解析解析： （1）根据已知条件，可作出如图（a） ，合力 F 与它的两个分力要构成一个三角形，F 的末 端到直线 OA 的最短距离表示那个分力的 最小值，即过 F 末端做 OA 的垂线，构成一 个直角三角形，如图（b） ， 由几何关系可知 F2=Fsin30=10N。 （2）当另一分力 F2=20/3N10N，可组成两个不同的三角形，如图（ c）根据正弦定理 F2/ sinO=F/sinA=F1/sinB， 其中 F2=20 3N， F=20N， O=30， 而 A+B=150 可求得 F1=203N 和

20、F1=403N。 三、正交分解法的应用 【例 8】如图所示，一物块置于水平地面上.当用与水平方 向成 60角的力 F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改 F1F2 用与水平方向成 30角的力 F 6030 2 推物块时，物块仍做匀速直 线运动。若 F1和 F2的大小相等，则物块与地面之间的动 摩擦因数为（ B ） A 3 1 B2 3 C 3 2 1 2 D1 3 2 解析：解析：物体受重力 mg、支持力 N、摩擦力 f、已知力 F 处于平衡，根据平衡条件，有 F 1 cos600(mg F 1 sin600)，F 2 cos300(mg F 2 sin300)，联立解得：=2 3 第三单元第

21、三单元物体的受力分析（隔离法与整体法）物体的受力分析（隔离法与整体法） 一、物体受力分析方法一、物体受力分析方法 把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图，就是受力 分析。对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。 1受力分析的顺序：先找重力，再找接触力（弹力、摩擦力） ，最后分析其它力（场力、浮 力等） 2受力分析的几个步骤。 灵活选择研究对象：也就是说根据解题的目的，从体系中隔离出所要研究的某一个物体， 或从物体中隔离出某一部分作为单独的研究对象，对它进行受力分析。所选择的研究对象要与周 围环境联系密切并且已知量尽量多；对于较复杂问题，由于物体系各部分

22、相互制约，有时要同时 隔离几个研究对象才能解决问题。究竟怎样选择研究对象要依题意灵活处理。 对研究对象周围环境进行分析：除了重力外查看哪些物体与研究对象直接接触，对它有力 的作用。凡是直接接触的环境都不能漏掉分析，而不直接接触的环境千万不要考虑进来。然后按 照重力、弹力、摩擦力的顺序进行力的分析，根据各种力的产生条件和所满足的物理规律，确定 它们的存在或大小、方向、作用点。 审查研究对象的运动状态：是平衡态还是加速状态等等，根据它所处的状态有时可以确定 某些力是否存在或对某些力的方向作出判断。 根据上述分析，画出研究对象的受力分析图；把各力的方向、作用点（线）准确地表示出 来。 3受力分析的三

23、个判断依据： 从力的概念判断，寻找施力物体； 从力的性质判断，寻找产生原因； 从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态。 二、隔离法与整体法二、隔离法与整体法 1整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。 在许多问题中可以用整 体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。 2隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分析，分 别列出方程，再联立求解的方法。 3通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔 离法。有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用。 4注意要点 研究对象的受力图，通常

24、只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的分力或合力分析 进去，受力图完成后再进行力的合成或分解。 区分内力和外力，对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不 能在受力图中出现，当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成了外力，要画在受力图上。 在难以确定物体的某些受力情况时，可先根据（或确定）物体的运动状态，再运用平衡条平衡条 件件或牛顿运动定律牛顿运动定律判定未知力。 优先考虑整体法。 【典例剖析】【典例剖析】 一、整体法 【例 9】有一个直角支架 AOB，AO 水平放置，表面粗糙，OB 竖直向下， 表面光滑。AO 上套有小环 P，OB 上套有小环 Q，两环质量均为 m

25、，两环 O 由一根质量可忽略、 不可伸长的细绳相连， 并在某一位置平衡 （如图所示） 。 P A 现将 P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状 态和原来的平衡状态比较，AO 杆对 P 环的支持力 F Q N 和摩擦力 f 的变化情 况是（ B B ） B AFN不变，f 变大BFN不变，f 变小 CFN变大，f 变大DFN变大，f 变小 二、隔离体法 【例 10】L 型木板 P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端 固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q 相连，如图所示。 Q 若 P、Q 一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板P 的受力个 数为（ C ） P

26、 A3B4 C5D6 解析解析：P、Q 一起沿斜面匀速下滑时，由于木板P 上表面光滑，滑块Q 受到重力、P 的支持力和 弹簧沿斜面向上的弹力。木板P 受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q 的压力和弹簧沿斜 面向下的弹力，所以选项C 正确。 三、整体法和隔离体法同时使用 【例 11】如图所示，物体 A 靠在竖直墙面上，在力 F 作用下，A、B 保持静止。物体 B 的受力个 数为() A2 B3 C4 D5 解析解析：以A 为研究对象，受力情 况 如 下 图 甲 所 示，此时，墙对物体A 没有支持力(此结论可利用 整体法得出) 再以 B 为研究对象，结合牛顿第三定律，其受力情况如上图乙所示，即

27、要保持物体B 平衡，B 应 受到重力、压力、摩擦力、力F 四个力的作用，正确选项为C。 第四单元第四单元共点力作用下的物体的平衡共点力作用下的物体的平衡 一、共点力一、共点力 物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一 点，这几个力叫共点力。 二、平衡状态二、平衡状态 平衡状态：物体保持静止状态或匀速直线运动状态。 说明说明：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速 度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但 物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零。 三、共点力作用下物体

28、的平衡条件三、共点力作用下物体的平衡条件 物体受到的合外力为零，即F 合=0 说明说明：三力汇交原理：当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时，这三个力必交于一 点； 物体受到 N 个共点力作用而处于平衡状态时，取出其中的一个力，则这个力必与剩下的 （N -1）个力的合力等大反向。 若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：Fx 合=0，Fy合=0； 四、规律方法四、规律方法 1用平衡条件解题的常用方法 (1)力的三角形法 物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个 矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零。利 用

29、三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力。 （2）力的合成法 物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向，可利用力的平 行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解。 （3）正交分解法 将各个力分别分解到 x 轴上和 y 轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以 上共点力作用下的物体的平衡。值得注意的是，对 x、y 方向选择时，尽可能使落在 x、y 轴上的 力多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力。 2动态平衡问题的分析 在有关物体平衡问题中，存在着大量的动态平衡问题，所谓动态平衡问题是指通过控制某些 物理量

30、，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态。解 动态问题的关键是抓住不变量，依据不变的量来确定其他量的变化规律，常用的分析方法有解析 法和图解法（矢量三角形）（矢量三角形） 。 解析法的基本程序是：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变物理 量与自变物理量的一般函数关系式，然后根据自变量的变化情况及变化区间确定应变物理量的变 化情况。 图解法的基本程序是：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参 量的变化（一般为某一角度） ，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图（力的三角形） ，再 由动态的力的三角形的边的长度变化及角度

31、变化确定某些力的大小及方向的变化情况。 【典例剖析】【典例剖析】 一、共点力平衡条件的应用（整体法和隔离体法的综合运用） 【例 12】在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A， A 与竖直墙之间放一光 滑圆球 B，整个装置处于静止状态。现对B 加一竖直向下的力 F，F 的作用线通过球心，设墙对B 的作用力为 F1，B 对 A 的作用力为 F2，地面对 A 的作用力为 F3。若 F 缓慢增大而整个装置仍保 持静止，截面如图所示，在此过程中（ C ） AF1保持不变，F3缓慢增大F BF1缓慢增大，F3保持不变 B CF2缓慢增大，F3缓慢增大 A DF2缓慢增大，F3保持不变 二、

32、利用相似三角形 【例 13】如图所示，固定不动的大圆球球心的正上方有一悬点P，两个相同的小球A 和 B 分别用 细线连接悬于 P 点。设大球的表面是光滑的，细线PA 的长度大于细线 PB 的长度，当 A、B 两小 球平衡时， A与B两小球受到的大球的支持力大小关系如何？细线PA与PB的拉力大小关系如何？ 解析：解析：如题图所示，B 球所受三力构成的封闭三角形与OPB 相似，由几何知识： mg N OB OP ， mg T OP PB 。求得：N OB OP mg（为一常量） ；T OP PB mg（与线长成正比） 。所以大球对两 个小球的支持力大小相等；细线PA 的拉力大于细线 PB 的拉力。

33、 PP B A B TB A OO NB mg 三、力的知识的综合运用 【例 14】 （2013 年高考吉林卷）如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜 面向上。若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定的范围，已知其最大值和最小值分别为 F1和 F2（F20） 。由此可求出( C ) A物块的质量 F B斜面的倾角 C物块与斜面间的最大静摩擦力 D物块对斜面的正压力 【例 15】 （2013 年高考天津卷）如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O 点。现用水平 力 F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜 面顶端时细绳接近

34、水平，此过程中斜面对小球的支持力 FN以及绳对小球的拉力 FT的变化情况是 （ D ） AF o N 保持不变，FT不断增大 BFN不断增大，FT不断减小F CFN保持不变，FT先增大后减小 DFN不断增大，FT先减小后增大 第五单元第五单元实验一：弹力与弹簧伸长的关系实验一：弹力与弹簧伸长的关系 【实验目的】探究弹力与弹簧伸长量的关系，培养实验探究能力。 【实验器材】铁架台、弹簧、钩码、天平、刻度尺、坐标纸。 【实验原理】 弹簧悬挂重物静止时，弹簧弹力跟重物重力大小相等，测出每次悬挂重物的重力大 小 F 和弹簧伸长量 x，建立 Fx 坐标系，描点作图，即可得出F 和 x 关系。 【实验步骤】

35、 1测量弹簧的伸长（或总长）及所受的拉力（或所挂砝码的质量） ，列表作出记录， 要尽可能多测几组数据。 2根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标。 3按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线（包括直线） 。 4以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数。 5解释函数表达式中常数的物理意义。 【数据处理】 根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧伸长为横坐标，按照图中各点的分布 与走向，尝试作一条平滑的曲线（包括直线） ，如果所画的点不在同一条曲线上，那么应该使曲 线两边的点数大致相同。根据图象形状，利用数学知识，写出以弹簧伸长为自变量，弹力为应变 量

36、的函数关系式，理解函数表达式中常数的物理意义。 本实验最终得到弹力与弹簧伸长量之间的 关系，在误差允许范围内有F=kx，其中F 为弹力，x 是弹簧伸长量，k 是一个由弹簧自身性质决 定的物理量。 【注意事项】 1实验中不能挂过多砝码，以免超过弹簧的弹性限度。 2所描的点不一定都在作出的曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。 3写出曲线所代表的函数时，可首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。 【例例 1616】某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时，将原长约200mm 的橡皮筋上 端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为 20g)，每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸

37、长量；当挂上10 l/mm 只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应 100l0=200mm 的橡皮筋伸长量。根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时 的橡皮筋伸长量 l 与拉力 F 关系的图像如图所示。 从图像中可 50 增挂钩码时的图线 减挂钩码时的图线 以得出（ D ）(填选项前的字母) 0 2.0 F/N A增挂钩码时 l 与 F 成正比，而减挂钩码时 l 与 F 不 1.0 成正比 B当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度 解析：解析

38、：由图像知，不管增挂钩码还是减挂钩码， l 与 F 均不成正比，且减挂钩码与增挂钩码数 相同时，减挂钩码时橡皮筋的伸长量大，故正确选项为D。 第五单元第五单元实验二：验证力的平行四边形定则实验二：验证力的平行四边形定则 【实验目的】【实验目的】 1验证共点的两个力合成的平行四边形定则； 2掌握求合力的方法，加深对合力、分力概念的理解； 【实验原理】【实验原理】 结点受三个共点力作用处于平衡状态，则 F1、F2之合力必与橡皮条拉力平衡，改用一个拉 力 F使结点仍到 O 点，则 F 必与 F1、F2的合力等效，以 F1、F2为邻边作平行四边形求出合力 F，比较 F 与 F 的大小和方向，以验证互成

39、角度的两个力合成时的平行四边形定则。 【实验器材】【实验器材】 方木板，白纸，弹簧秤（两只） ，三角板，刻度尺，图钉（几个） ，细芯铅笔，橡皮 条，细绳套（两个） 【实验步骤】【实验步骤】 1用图钉把白纸钉在放于水平桌面的方木板上。 2用图钉把橡皮条的一端固定在A 点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。 3用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，记 录两弹簧秤的读数，用铅笔描下O 点的位置及此时两条细绳套的方向。 4用铅笔和刻度尺从结点 O 沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的读 数 F1、F2的图示，并以F1和 F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形

40、，过O 点画平行四边形的 对角线，即为合力 F 的图示。 5只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧秤的读数 F 和细绳方向，用刻度尺从O 点按选定标度沿记录方向作出这只弹簧秤的拉力 F 的图示。 6比较一下，力 F 与用平行四边形定则求出的合力F 的大小和方向。 7改变两个力 F1、F2的大小和夹角，重复实验两次。 【注意事项】【注意事项】 1弹簧秤在使用前要先调准零点，再用标准砝码检查示值是否准确。选择两只规格相同的弹 簧秤具体作法是：将两只弹簧秤互相钩住，放在水平面上向相反的两个方向拉，观察两个弹簧 秤的示数是否相同。 2在用弹簧秤拉细绳时，要使它的弹簧与木板平

41、面平行且其伸长方向和细绳的方向一 致。弹簧的指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦。 3在描画结点位置和两个分力方向时， 要保持弹簧秤的位置不变。 从结点正上方视线通过结 点垂直于纸面，在结点下用铅笔点一个点，使描下的点恰好被结点挡住。标记每条细绳方向的方 法是使视线通过细绳垂直于纸面，在细绳下面点两个定位点，使这两个点恰好被细绳遮住，两个 定位点的距离要尽量远些。 4作图时铅笔尖要细，比例标度要尽量大些要用严格的几何方法作出平行四边形，图旁要 有比例标度，图中应注明每个力大小。作力的图示时，应选定同一个比例标度。 5实验中，为了减少测量的相对误差，两个分力和合力的取值都应尽可能

42、大些。为了减小作 图误差，系橡皮条的细绳结点要尽量地小，拉橡皮条的两条细绳要长些；两个分力间的夹角不能 取得太大（夹角越大，用平行四边形作图得出的合力F 的误差也越大） 。 【误差分析】【误差分析】 本实验读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力的对边一定要平行。两 个分力 F1、F2间夹角 越大，用平行四边形作图得出的合力F 的误差F 也越大，所以实验中不 要把 取得太大。 【例例 1717】在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的 两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条， 另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。 实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的（ BD ） （填字母代号） A将橡皮条拉伸相同长度即可B将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C将弹簧秤都拉伸到相同刻度D将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是（ BD ） （填字母代 号） A两细绳必须等长 B弹簧秤、细绳、橡皮条都