高一物理第二章复习 教案

一. 教学内容： 第二章复习
二. 知识网络： 力：
①力的概念、力的三要素、力的图示及示意图
②力的效果⎩⎨
⎧改变使物体的运动状态发生
使物体发生形变
③力的分类
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪
⎩⎪⎪
⎪
⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨
⎧电磁力重力非接触力或相对运动趋势相对运动有正压力
接触面粗糙直接接触产生条件摩擦力弹性的接触面上产生形变直接接触
产生条件弹力接触力按性质分)(——)(——
按效果分——动力、阻力、拉力、压力、支持力、向心力、回复力、浮力等
④力学中的三大力
⎪⎩⎪
⎨⎧作用点：在重心方向：竖直向下
取，＝大小：重力kg /N 8.9g mg G
⎩⎨
⎧体恢复形变的方向一致形变的方向相反，与物方向：总是跟施力物体
变程度来决定态、所受其他外力、形大小：由物体所处的状弹力 ⎪⎪
⎩⎪
⎪⎨
⎧⎩⎨⎧≤<⎩⎨
⎧趋势的方向相反方向：与物体相对运动大小：静摩擦力的方向相反方向：与物体相对滑动＝大小：滑动摩擦力摩擦力max N F F 0F F μ ⑤力的合成与分解⎩⎨
⎧+≤≤-2
121F F F |F F |合合力范围：定则基本法则：平行四边形
三. 方法归纳总结： （一）物体受力分析：
（1）受力分析思路
①确定研究对象。

它可以是质点（一个用来代替物体的有质量的点）、结点（几个力共同的作用点）、某物体或系统（几个物体组成的整体）。

②按顺序分析物体所受的力。

一般可先按重力、弹力、摩擦力的顺序分析，再分析电场力、磁场力等其他力以及题意中提到的外力。

如物体受多个弹力和摩擦力，应在分析完重力后，找出接触点，逐个接触点分析，有挤压便有弹力，再有相对运动或相对运动趋势又会有滑动摩擦力或静摩擦力。

③正确画出受力图。

注意：不同对象的受力图用隔离法分别画出。

对于质点和不考虑力对物体的形变和转动效果时，可将各力平移至物体的重心上，即各力均从重心画起。

如考虑力对物体转动效果时，应将力分析到力的作用点上。

④检验、防止错画力、多画力和漏画力。

寻找施力物体是防止“多力”的有效措施，按正确的顺序进行受力分析是防止漏力的重要方法。

（2）记忆口诀
受力分析及力的合成与分解是学习力学应该具备的最基本的技能，下面用口诀帮你轻松闯关：
研究对象先隔离，绕其一周找受力，
一重二弹三摩擦，依照顺序来分析；
要求合力也不难，平行、正交来承担，
先分后合再总合，方向、大小定出来。

（二）如何理解摩擦力
产生摩擦力的条件必须具备以下三点：①相互接触的物体间存在弹力；②接触面不光滑；
③物体间将要发生或已发生相对滑动。

1. 摩擦力总是阻碍互相接触的两物体间将要发生或已发生的相对运动，而不能理解为阻碍物体的运动。

例1 如图所示，在水平传送带上的货物随传送带一起以速度v向右做匀速直线运动，则货物受哪些力的作用？
答案：货物在竖直方向上受到重力和支持力，这两个力是一对平衡力，有的同学认为在地面上看，货物向右运动，摩擦力阻碍货物向右运动，水平方向上货物受到的摩擦力方向向左，这是错误的。

因为若货物受到向左的摩擦力，则必须做减速运动，而事实上货物与传送带一起做匀速直线运动，即货物与传送带间不满足条件③，故水平方向上货物不受摩擦力。

2. 摩擦力不一定是阻力
例2 人走路时，受到的摩擦力方向如何？
答案：人向前走路时，人将要离地的脚向后蹬地面，即蹬地面的脚有相对地面向后运动的趋势，故地面对脚的摩擦力向前，这种情况下摩擦力对人就起动力作用。

当脚着地时相对地面的运动方向向前，受到地面的摩擦力的方向向后。

3. 摩擦力的大小与运动速度的大小无关
例3 如图所示，木块放在水平地面上，在F=8N的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为1m/s，则下列说法中正确的是（）
A. 以1m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力为8N
B. 当木块以2m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力小于8N
C. 当水平拉力F=20N时，木块受到的摩擦力为20N
D. 将水平拉力F撤去，木块速度越来越慢，是因为木块受到的摩擦力越来越大
分析：竖直方向上木块的重力与地面对木块的支持力始终平衡。

水平方向上，木块向右做匀速直线运动时，拉力F与滑动摩擦力F'平衡，故F'=F=8N，且滑动摩擦力方向向左。

当F=20N时，因木块对地面的压力的大小和接触面的粗糙程度均没有变化，故滑动摩擦力不变，仍为8N。

注意此时F>F'，木块向右做加速运动。

同理，当木块速度为2m/s及木块速度越来越小时，滑动摩擦力的大小仍为8N。

故答案应选A。

答案：A
4. 摩擦力作用在两物体的接触面上，但摩擦力的大小与接触面积的大小无关
例4 如图所示，物体放在水平桌面上，当用水平力F向右推物体做匀速直线运动时，力F的大小（）
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 先变大后不变
分析：不少同学认为接触面积先变大后不变，而错选D。

实际上，物体对桌面的压力和接触面的粗糙程度均没有变化，故摩擦力不变，力F也不变，答案应选C。

答案：C
5. 注意静摩擦力和滑动摩擦力的转化
例5（2006年广州综合测试）质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2，从t=0开始以初速度0v沿水平地面向右滑动，同时受到一个水平向左的恒力1F=1N的作用，取向右为正方向，g取10N/kg，该物体受到的摩擦力F随时间变化的图像是下图中的（）
分析：当物体向右滑行时，受到水平向左的滑动摩擦力作用，其大小为mg F F N μμ==滑 =2N 。

物体向右做减速运动，运动一段时间后静止，静止后受水平向右的静摩擦力作用，其大小为N 1F F 1==静。

故A 选项正确。

答案：A
（三）摩擦力大小的计算 摩擦力是被动力，确定摩擦力的大小首先要确定是滑动摩擦力还是静摩擦力。

若是滑动摩擦力则直接用公式N f F F μ=求解。

注意式中N F 是接触面处的正压力，要与物体的重力区别开。

若是静摩擦力，应由方程解出，尤其要注意静摩擦力的最大值不一定就是某时刻的实际静摩擦力值。

在某些情境中，注意求解摩擦力的公式要适时变化，因为同一接触面处，摩擦力的种类可能发生突变。

尤其要把握好一点，同一接触面处不可能同时产生两种性质的摩擦力。

（四）在力的合成中 （1）两个共点力的合力的取值范围为|F F |F |F F |2121+≤≤-。

（2）合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一个分力。

以两个力21F F 、的合力为例（θ为21F F 与间的夹角）：
①当θ=0°时，21F F F +=。

②当θ=180°时，|F F |F 21-=。

③当θ=90°时，2
221F F F +=。

④当θ=120°时，且21F F =时，21F F F ==。

⑤当θ在0~180°内变化，θ增大（减小）时，F 随之减小（增大）。

（3）共点的三个力，如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力，那么这三个共点力的合力可能等于零。

（4）同时作用在同一物体上的共点力才能合成（同时性和同体性）。

（五）在力的分解中 （1）在分解某个力时，要根据这个力产生的实际效果进行分解。

（2）将一个力进行分解，有确定解的几种常见情况： ①已知两个分力的方向，有唯一解。

②已知一个分力的大小和方向，有唯一解。

③已知两个分力的大小，有两组解或唯一解。

④已知一个分力的大小，另一个分力的方向（已知1F 的大小和2F 的方向，设2F 与合力F 的夹角为θ）
当θsin F F 1<时，无解。

当θsin F F 1=时，有唯一解。

当F F sin F 1<<θ时，有两组解。

当F F 1>时，有一组解。

【典型例题】
题型：弹力的有无及方向的确定
［例1］画出下图中物体A 和B 所受重力、弹力的示意图。

（各接触面均光滑）
［解析］各图中A 和B 受到的重力和弹力的示意图如图所示。

［点评］判断弹力方向时，一定要注意接触类型是哪种形式，并根据弹力的产生条件，去判断有无弹力产生，并找出方向，画出弹力示意图，可根据情况将弹力的作用点移至重心。

题型摩擦力有无及方向的确定
［例2］如图所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向。

（1）汽车由静止加速运动时（木箱和车面无相对滑动）；
（2）汽车刹车时（二者无相对滑动）；
（3）汽车匀速运动时（二者无相对滑动）；
（4）汽车刹车，木箱在车上向前滑动时；
（5）汽车在匀速行驶中突然加速，木箱在车上滑动时。

［解析］（1）木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原有的静止状态。

因此它将相对于汽车向后滑动。

说明木箱有相对汽车向后的滑动趋势，所以木箱受到向前的静摩擦力。

（2）汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对于汽车向前滑行。

实际木箱没有动，说明有相对汽车向前滑行的趋势，所以木块受到向后的静摩擦力。

（3）木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动。

假设木箱与汽车的接触面光滑，由于惯性木箱仍做匀速直线运动，木箱与汽车间无相对滑动，说明木箱与汽车间没有相对运动趋势，没有摩擦力。

（4）汽车刹车时，木箱相对于汽车向前滑动，易知木箱受向后的滑动摩擦力。

（5）汽车在匀速行驶过程中突然加速，木箱相对于汽车向后滑动，易知木箱受到向前的滑动摩擦力。

［点评］（1）假设光滑法是判断静摩擦力方向的有效方法；（2）摩擦力的方向可以与物体运动方向相反，也可以与物体运动方向相同。

题型静摩擦力的计算
［例3］如图在两块相同的竖直木板A 、B 间有质量为m 的4块相同的砖。

用两个大小均为F 的力水平压木块，使砖静止不动，则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为（ ） A. 0 B. mg/2 C. mg D. 2mg E. F 增大，2、3间摩擦力不变
［解析］选砖块2、3为整体，如图所示。

则
mg 2F 21f =，mg F 1f =
选砖块2或3为对象，则有mg
F
F 321f f =+、，即0
F 32f ＝、。

若F 增大，2、3间摩擦力仍为零。

［答案］A ［点评］题中选择研究对象时，应对称隔离研究对象。

如选砖块2和3整体为对象，由对称性知：1对2的摩擦力与4对3的摩擦力必相等，若采用不对称隔离，则分析会很复杂。

［例4］两根长度相等的轻绳，下端悬挂一质量为m 的物体，上端分别固定在水平天花板上的M 、N 点，M 、N 两点间的距离为s ，如图所示。

已知两绳所能承受的最大拉力均为F ，则每根绳的长度不得短于____________。

分析：由于物体处于静止状态，所以两绳拉力的合力等于物体重力G ，两绳越短，它们之间的夹角就越大，绳所承受的拉力也越大。

当绳子达到最大拉力F 时，此时绳子最短，设其长度为L ，与竖直方向夹角为θ，以物体m 为研究对象，受力分析如图所示。

则有mg cos F 2=θ
因为L s 4
1L cos 22-=θ，所以
222g m F 4Fs
L -= 答案：
222g m F 4Fs
-
［例5］氢气球重16N ，空气对其浮力为22N ，由于受到水平风力的作用，使氢气球的绳子和地面的夹角
θ=60°，如图所示。

由此可知，绳子的拉力为__________N ，水平风力为_____________N 。

［解析］气球受到重力G 、浮力浮F 、风力风F 和绳子的拉力1F 的作用，重力G 和浮力浮F 在竖直方向，可将两个力先合成为力F ，则 N 6N 16N 22G F F =-=-=浮
F 与风力风F 的合力F'必须与绳的拉力1F 的方向相反，如图所示，则
N
34N 23
6
60sin F 'F F 1==︒=
= N
32N 33
660cot F F =⨯=︒=风
［答案］3234 ［点评］受力分析时遗漏了某个力，或不知四个力的相互关系，是造成错误的原因。

【模拟试题】（答题时间：50分钟）
一、选择题（每题4分，共40分）
1. （2006年黄冈调研）如图所示，木块B 放在粗糙的水平面上，木块A 放在B 的上面，A 的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用水平力F 向左拉动B ，使B 以速度v 做匀速运动，这时绳水平，张力为F'。

下面说法正确的是（ ） A. F'=F
B. 木块A 受到的是静摩擦力，大小等于F'
C. 木板B 受到一个静摩擦力，一个滑动摩擦力，合力大小等于F
D. 若木板B 以速度2v 做匀速运动，则拉力仍为F
2. （2006年杭州质量检测）如图所示，物体A 、B 放在物体C 上，水平力F 作用于A ，使A 、B 、C 一起匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是（ ） A. A 对C 有向左的摩擦力
B. C 对B 有向左的摩擦力
C. 物体C 受到三个摩擦力的作用
D. C 对地有向右的摩擦力
3. 某物体在四个共点力作用下处于平衡状态，若4F 的方向沿逆时针方向转过90°角，但其大小保持不变，其余三个力的大小和方向均保持不变，此时物体受到的合力的大小为（ ） A. 0 B. 4F 2 C. 4F D. 4F 2
4. 下列说法中正确的是（ ） A. 物体升高或降低时，重心的位置也要升高或降低
B. 将物体挂在竖直的弹簧秤上，弹簧秤的读数等于物体的重力大小
C. 拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于细竹竿发生形变而产生的
D. 弹力的方向总是竖直向下的
5. 关于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（ ） A. 滑动摩擦力不可能是动力
B. 滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反
C. 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
D. 滑动摩擦力总跟物体的重力成正比
6. （2006年天星教育大联考）在研究摩擦力的实验中，用弹簧秤水平拉一放水平桌面上的小木块，如图所示，小木块的运动状态及弹簧秤的读数如下表所示：（每次实验时，木块与桌面的接触面积相同）
则由上表分析可知（ ）
A. 木块受到的最大摩擦力为0.7N
B. 木块受到的最大静摩擦力可能为0.6N
C. 在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D. 在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有两次是相同的
7. 如图所示，甲、乙两物体叠放在水平面上，用水平力F 拉物体乙，它们仍保持静止状态，甲、乙间接触面也为水平，则乙物体受力的个数为（ ） A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个
8. 两个大小相等的共点力21F F 和，当它们夹角为90o 时，合力为F ，当它们夹角为120o 时，合力大小为（ ）
A. 2F
B. F 2
C. F
D. 22
9. 如图所示，物体静止于光滑的水平面上，力F 作用于物体的O 点，现要使合力沿着OO'方向，那么，必须同时再加上一个力F'，这个力的最小值是（ ） A. θsin F B. θcos F C. θtan F D. θcot F
10. 如图所示，一个重为2G 的人站在重为1G 的木箱里，他用力F 向上推木箱，则下列说法中正确的是（ ） A. 人对木箱底的压力大小为)F G (2+
B. 人对木箱底的压力大小为)F G (2-
C. 木箱对地板的压力大小为)F G G (12-+
D. 木箱对地板的压力大小为)G G (12+
二、填空题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。

把答案填在题中的横线上或按要求作图）
11. 做“验证力的平行四边形定则”实验，其中的三个实验步骤是： （1）在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条。

使它与细线的结点达到某一位置，在白纸上记下拉力的方向、两弹簧秤的读数21F F 和。

（2）在纸上根据21F F 和的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F 。

（3）只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧秤拉时相同，并记下此时弹簧秤的读数F'。

以上三个步骤中均有错误或疏漏，指出错在哪里。

在（1）中是_______________________________。

在（2）中是_______________________________。

在（3）中是_______________________________。

12. 如图所示，N 100G A =，N 40G B =，弹簧的劲度系数为500N/m ，不计绳重和摩擦，物体A 对支持面的压力为___________N ，弹簧的伸长量为_________m 。

13. 某同学在做“探索弹力和弹簧伸长的关系”的实验时，弹簧的弹力用F 表示，弹簧未挂钩码时的长度用l 0表示，弹簧挂上钩码后的长度用l 表示，弹簧的伸长量用x 表示，则x =l －l 0。

该同学记录的数据如下表：
1 2 3 4 5 6 F/N 0 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90 l /cm 25.0 26.0 27.1 28.0 28.9 30.0 x /cm
1.0
2.1
3.0
3.9
5.0
请根据所记录的数据探索结论________________________________________________ ____________________________________________________________________________。

三、计算题（本题共3小题，共42分，解答写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14. （13分）如图所示，重物A 质量为kg 5m A =，重物B 质量为kg 2m B =，A 与桌面间的最大静摩擦力
N 10F m f =，为使系统处于静止状态，试求拉力F 的大小。

15. （14分）如图所示，一根弹簧，其自由端B 在未悬挂重物时，正对刻度尺的零刻度线，挂上100N 重物时正对着刻度20。

试问： （1）当弹簧分别挂50N 和150N 重物时，自由端所对刻度尺读数应是多少？ （2）若自由端所对刻度是18，这时弹簧下端挂了多重的重物？
16. （15分）电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力，但不能到绳的自由端去直接测量。

某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器，工作原理如图所示，将相距为L 的两根固定支柱A 、B （图中小圆圈表示支柱的横截面）垂直于金属绳水平放置，在AB 的中点用一可动支柱C 向上推动金属绳，使绳在垂直于AB 的方向竖直向上发生一个偏移量d （d<<L ），这时仪器测得绳对支柱C 竖直向下的作用力为F 。

（1）试用L 、d 、F 表示这时绳中的张力T F 。

（2）如果偏移量d=10mm ，作用力F=400N ，L=250mm ，计算绳中张力的大小。

【试题答案】
一、选择题： 1. D 2. A 3. B 4. C 5. C 6. BC 7. C 8. D 9. A 10. AD 二、填空题
11. （1）还要记下结点位置O （2）应根据拉力的大小和方向作力的图示 （3）要将绳的结点拉到O 点，并记下拉力的方向 12. 60，0.08
13. 在实验误差允许范围内，可以认为这些点在一条过坐标原点的直线上。

结论：弹力的大小跟弹簧的伸长量成正比。

三、计算题
14. N 30F N 10≤≤ 提示：物体A 有向右或向左运动的趋势 15. （1）10x 1=，30x 2= （2）G=90N 16. （1）d 4FL F T =
（2）N 105.2F 3
T ⨯=。