北京市高考物理一轮复习相互作用教案新人教版(1)

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高中物理第三章《相互作用》教案新人教版必修1

1.1重力基本相互作用课标要求【知识和技能】⒈了解力是物体对物体的作用，力的作用是相互的，认识力能使物体发生形变或使物体的运动状态改变⒉知道力的三要素，力的单位和符号，会画力的图示和示意图⒊知道按力的性质和力的效果对力分类，能正确区别力的类别⒋知道重力的产生原因，正确理解重力的定义，能确定物体重力的大小，指明重力的方向⒌知道物体重心的含义，能确定质量分布均匀的规则物体重心的位置,会分析一般物体重心位置与质量分布的关系6.了解四种基本相互作用【过程和方法】⒈通过研究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关。

⒉能通过多个实验现象归纳出力的作用是相互的⒊通过“重心”概念的引入渗透“等效”的物体方法分析综合方法.（力的概念的深化）【情感、态度和价值观】1．通过实验激发学生的求知欲、激发探索与创新的意识。

2．培养学生热爱自然、探研自然的兴趣，知道物理与生活的关系,用所学知识解决实际问题。

教学重点力、重力、重心的概念。

力的图示和力的作用效果教学难点力、重心概念的深入理解教具弹簧、弹簧秤、木块、海绵、不规则的薄板、细线、曲尺…教学过程新课准备物体运动状态发生变化的含义是什么？学生看书P54后答：物体速度（大小、方向）发生变化物体发生形变的含义是什么？学生看书P54后举例。

【思考】怎样才能物体的运动状态发生变化？要想使物体发生形变有哪些方法？其它物体对它作用。

新课教学1．力⑴力是物体间的相互作用力不能离开物体而存在物体受力是相互的，受力物和施力物体同时存在.力是物体产生形变或运动状态改变的原因（2）力的测量在国际单位制中：单位N测量：测力计（3）力是矢量（结合实例分析）【想一想】怎样力作用在物体上才能使物体加速直线运动？（4）力的图示与示意图力的三要素—大小、方向、作用点.【例】木块浮于水面先定力的单位标度——再画出力指向的方向——最后画出。

箭头、箭尾均可表示出力的作用点。

【思考】苹果从树上由静止下落是受到什么力作用？2．重力（1）重力：是由地球吸引而使物体受到的力。

物理一轮复习第2章相互作用第1讲重力弹力摩擦力教案

第1讲重力弹力摩擦力错误!力和重力1．力(1）定义：力是物体与物体间的相互作用。

(2)作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态（即产生加速度)。

(3)性质：力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征。

2．重力(1）产生：由于地球吸引而使物体受到的力.注意：重力不是万有引力，而是万有引力沿竖直向下的一个分力。

(2）大小：G＝mg，可用弹簧测力计测量.注意：①物体的质量不会变；②G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。

(3)方向：总是竖直向下。

注意：竖直向下是和水平面垂直，不一定和接触面垂直,也不一定指向地心。

（4)重心：物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点即物体的重心.注意：重心的位置不一定在物体上.错误!弹力1．形变：物体在力的作用下形状和体积的变化.2．弹性形变：撤去外力作用后能够恢复原状的形变。

3．弹力（1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力.（2）产生条件：①物体间直接接触;②接触处发生弹性形变。

（3）方向：总是与施力物体形变的方向相反。

4．胡克定律（1）内容：在弹性限度内，弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成正比。

(2)表达式：F＝kx。

①k是弹簧的劲度系数,国际单位是牛顿每米，用符号N/m表示；k的大小由弹簧自身性质决定。

②x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。

错误!静摩擦力、滑动摩擦力、动摩擦因数1．静摩擦力、滑动摩擦力名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力产生条件①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动趋势①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动大小0〈F f≤F fm F f＝μF N方向与受力物体相对运动趋势的方向相反与受力物体相对运动的方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运动2。

动摩擦因数(1）定义：彼此接触的物体发生相对运动时，摩擦力和正压力的比值。

高考物理一轮复习《相互作用》章综合学案教案新人教版

《相互作用》巩固与提高力学中的重力、弹力和摩擦力是三种基本的性质力。

力的合成和分解以及物体的平衡是整个力学的基础知识，其中所包含的解决问题的方法是解决力学问题的基本方法。

专题一：三种性质力1、重力①重力不是万有引力：重力是由于地球与物体间的万有引力而产生的，是万有引力的一个分力，其大小G=mg，其中g为当地的重力加速度，重力的指向竖直向下略偏离地心，另一分力提供物体随地球自转而做圆周运动的向心力，因此重力不是万有引力.在地球不同纬度处重力大小不同，只是由于此原因引起的重力变化不大，除非在专门讨论重力意义时才加以区别，一般情况下认为物体的重力近似．．等于地球对物体的万有引力.延伸知识：重力的来源根据万有引力定律可知：质量为m的物体在地球表面上受到的引力F=GMm/R2，式中M为地球的质量。

由于地球在不停的自转，地球上的物体都随地球的自转而绕地轴做匀速圆周运动，这就需要向心力，这个向心力的方向是垂直指向地轴的，它的大小为f=mω2r，式中r为物体距地轴的距离，ω为物体随地球自转的角速度，这个向心力只能来源于地球对物体的吸引力F，它是引力F的一个分力，引力的另一个分力是物体所受的重力mg，因此，重力是物体所受的万有引力的一个分力。

（如图所示）（3）不同纬度处，由于ω相同而r不同，所以物体随地球自转所需要的向心力大小不同，从赤道到两极，物体随地球自转所需的向心力逐渐减小，在赤道处最大，在两极处最小，则根据平行四边形定则可知：同一物体所受的重力从赤道到两极逐渐减小，在赤道处最小，在两极处最大。

（4）由于物体随地球自转的向心力很小，物体的重力随纬度的变化很小，因此在粗略计算中，可以近似认为，物体所受的重力等于物体所受的地球的万有引力。

即：（5）物体所受重力还随海拔高度h的升高而变小。

同样：可得：或：（6）在赤道和两极上万有引力和重力与向心力的关系：在赤道上：GMm/R2= mω2R+mg （同一物体所受重力最小，向心力最大）在两极：GMm/R2= mg （同一物体所受重力最大，向心力为零）②重力的三要素：●重力的大小：由物体的质量和所处的地理位置共同决定（1）在同一地点，重力G与质量m成正比；同一物体，在不同地点所受的重力可能不同(随地理纬度的增加而增大，随离地高度的增加而减小)，不过这种差异很小，一般在地面附近不太大的范围内，可认为其重力大小恒定不变。

人教版高中物理必修一《相互作用》章末复习课教学教案(1)

知识整合相互作用章末复习课巩固层[体系构建]牛顿第三定律遵守互为力的共点] 四边平行运逆算相互作用平衡形定[核心速读]1. 重力(1)产生原因：由于地球的吸引而使物体受到的力.(2)方向：竖直向下(3)大小： G=mg(4)重心：重心是重力的等效作用点，形状规则、质量分布均匀的物体的重心在几何中心，物体的重心不一定在物体上.2. 弹力(1)产生：物体直接接触；接触处产生了弹性形变.(2)方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反，与受力物体的形变方向相同 .①在接触面上产生的弹力方向与接触面垂直② 绳产生的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向.(3)大小：弹力的大小与形变量有关，形变量越大，弹力越大.(4)胡克定律：弹性限度内，弹簧弹力F 的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成正比，即 F=kx.3. 摩擦力(1)静摩擦力①产生：物体接触且有挤压；接触面粗糙；有相对运动趋势 . ②方向：沿接触面的切面与相对运动趋势方向相反 .③大小：0<F≤F(2)滑动摩擦力①产生：物体接触且有挤压；接触面粗糙；有相对运动.(2)方向：沿着接触面的切线与相对运动方向相反 .(3)大小： F=μF则重力力的分解三种常见力弹力摩擦力力的合成能力强化4. 力的合成与分解 (1)合力与分力：等效关系.(2)遵守的定则：平行四边形定则、三角形定则，(3)合力范围： |F-E| ≤F≤ F +F. 5. 牛顿第三定律(1)两个物体之间的作用力和反作用总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上 (2)表达式： F=-F6. 共点力作用下物体的平衡条件： F=0提升层1.2.弹力或摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法，(2)结合物体运动状态判断. (3)效果法.【例1】 (多选)如图所示，倾角为θ的斜面体 C 置于水平地面上，小物块 B 置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A 相连接，连接 B 的一段细绳与斜面平行，已知 A 、B 、 C 都处于静止状态.则( )A.B 受到 C 的摩擦力一定不为零。

高考物理一轮复习第2章研究物体间的相互作用教案新人教版

第5讲重力弹力摩擦力教学目标知道重力、弹力、摩擦力产生的条件，认识其规律，会判断其方向.理解胡克定律和动摩擦因数.重点﹕弹力和摩擦力的产生及判断，会计算弹力及摩擦力.难点﹕摩擦力的“突变”.知识梳理一、力的概念：力是物体对物体的作用。

1. 力的基本特征（1）力的物质性：力不能脱离物体而独立存在。

（2）力的相互性：力的作用是相互的。

（3）力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向。

（4）力的独立性：力具有独立作用性。

特别需要指出的是：力是物体对物体的作用，它是不能离开物体而独立存在的，当一个物体受到力的作用时，则必定有另一个物体来产生这一作用力,不存在没有受力物体或施力物体的“力”。

同时，被作用的物体也会产生一个大小相等、方向相反的反作用力去作用于另一物体。

2. 力的分类：根据产生力的原因即根据力的性质命名有重力、弹力、分子力、电场力、磁场力等；根据力的作用效果命名即效果力如拉力、压力、向心力、回复力等。

(提问：效果相同，性质一定相同吗？性质相同效果一定相同吗？大小方向相同的两个力效果一定相同吗？)3. 力的效果（1）加速度或改变运动状态（2）形变二、重力重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。

（注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力。

由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力。

）1. 重力的大小：重力大小等于mg，g是常数，通常等于10N/kg。

2. 重力的方向：竖直向下。

3. 重力的作用点——重心：重力总是作用在物体的各个点上，但为了研究问题简单，我们认为一个物体的重力集中作用在物体的一点上，这一点称为物体的重心．（重力的等效作用点）注：物体重心的位置与物体的质量分布和形状有关：①质量分布均匀的规则物体的重心在物体的几何中心。

②不规则物体的重心可用悬挂法求出重心位置。

三、弹力发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。

2024届高考一轮复习物理教案(新教材人教版)第二章相互作用实验三探究两个互成角度的力的合成规律

实验三探究两个互成角度的力的合成规律目标要求 1.掌握实验原理、器材、步骤及注意事项.2.理解教材基本实验的数据处理方法，并会进行误差分析.3.理解创新和拓展实验原理并会处理数据，进行误差分析．实验技能储备1．实验原理如图所示，分别用一个力F、互成角度的两个力F1、F2，使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，根据合力的定义，F为F1和F2的合力，作出力F及F1、F2的图示，分析F、F1和F2的关系．2．实验器材方木板，白纸，弹簧测力计(两个)，橡皮条，小圆环，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(若干)，铅笔．3．实验步骤(1)装置安装：在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的原长为GE.(2)两力拉：如图乙，在小圆环上系上两个细绳套，用手通过两个弹簧测力计互成角度地共同拉动小圆环，小圆环处于O点，橡皮条伸长的长度为EO.用铅笔描下O点位置、细绳套的方向，并记录两弹簧测力计的示数F1、F2.(3)一力拉：如图丙，改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点，记下细绳套的方向和弹簧测力计的示数F.(4)重复实验：改变拉力F1和F2的大小和方向，重复做几次实验．4．数据处理(1)用铅笔和刻度尺从点O沿两细绳套的方向画直线，按选定的标度作出F1、F2和F的图示．(2)以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线代表的力记为F′，如图丁．(3)分析多次实验得到的多组数据，比较F与F′在误差允许的范围内是否完全重合，从而总结出两个互成角度的力的合成规律：平行四边形定则．5．注意事项(1)弹簧相同：使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要设法调整指针，使它指在零刻度处，再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，两个测力计的示数相同方可使用．(2)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时小圆环的位置一定要相同．(3)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～120°之间为宜．(4)尽量减少误差：在合力不超出弹簧测力计的量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．(5)统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些．考点一教材原型实验例1(2023·黑龙江省哈师大附中高三检测)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示，E为橡皮筋原长时小圆环的位置，O为实验时小圆环被拉至的位置．(1)图丁中弹簧测力计的示数为________ N；(2)在实验过程中，不必记录的有________；A．甲图中E的位置B．乙图中O的位置C．OB、OC的方向D．弹簧测力计的示数(3)下列选项中，与本实验要求相符的是________；A．两细绳OB、OC夹角越大越好B．读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度C．实验时，只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可(4)某次实验记录纸如图戊所示，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，拉力F的方向过P 点；三个力的大小分别为：F1＝N、F2＝N和F＝N，得出正确实验结论后，请根据实验结论和图中给出的标度：①在图中作出F1和F2的合力；②根据作图求出该合力大小为________ N.答案(1)(2)A(3)B(4)①见解析图②解析(1)弹簧测力计最小分度值为N，估读到N，题图丁中读数为N.(2)必须要记录的有两个分力F1和F2的大小和方向、合力F的大小和方向，力的大小通过弹簧测力计读出，两次都要使小圆环被拉到O点位置，所以必须记录的有B、C、D；不需要记录的是题图甲中E的位置，故选A.(3)两个细绳OB、OC夹角要适当大一些，但不能太大，合力一定时，两分力夹角太大导致两分力太大，测量误差变大，A错误；读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，规范操作，B 正确；实验时，不仅需保证两次橡皮筋伸长量相同，还必须都是沿竖直方向伸长至O点才行，C错误．(4)①由于标度已经选定，作图时要保证表示F1、F2的线段长度分别为标度的倍和倍，作图如图所示；②量出作图法求出的合力长度约为标度的倍，所以合力大小为N.例2(2023·浙江绍兴市模拟)如图所示，某同学在家中尝试验证力的平行四边形定则，他找到三根完全相同的橡皮条(遵循胡克定律)、三角板、刻度尺、白纸、方木板、几枚图钉、细绳，并设计了如下实验．(1)将三根橡皮条两端各拴接一根相同的细绳，用刻度尺测出橡皮条的原长，记为L0.(2)将三根橡皮条一端的细绳拴在同一结点上，另一端的细绳分别拴在三个图钉上．(3)将白纸固定在方木板上，互成角度地拉伸三根橡皮条，并在白纸上分别固定三枚图钉，如图所示，记下结点位置O和________________________________，分别测出三根橡皮条的长度，记为L1、L2、L3，则三根橡皮条的拉力大小之比为________________________________．(4)取下器材，用铅笔和刻度尺从O点沿着三根橡皮条的方向画直线，按照一定的标度作出三根橡皮条对结点O的拉力F1、F2、F3的图示，用平行四边形定则求出F1、F2的合力F.改变三枚图钉的位置重复实验．(5)若测量发现F与F3在同一直线上，大小接近相等，则实验结论为____________________ _______________________________________________________________________________.本实验采用的科学方法是____________(填“理想实验法”或“等效替代法”)．答案(3)三根橡皮条伸长的方向(L1－L0)∶(L2－L0)∶(L3－L0)(5)在实验误差允许的范围内，力的合成遵循力的平行四边形定则等效替代法解析(3)要作出力的图示，需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时，也要记录三根橡皮条伸长的方向；三根橡皮条的拉力大小之比等于三根橡皮条的伸长量之比，即为(L1－L0)∶(L2－L0)∶(L3－L0)．(5)结点O受三个力的作用处于平衡状态，所受合力为零，则实验结论为：在实验误差允许的范围内，力的合成遵循力的平行四边形定则；在“验证力的平行四边形定则”实验中，运用了合力的作用效果和分力的作用效果相同这一原理进行实验，故采用了等效替代法．考点二探索创新实验常见创新实验方案合力的改进：橡皮筋伸长到同一位置→钩码(重物)的重力不变分力的改进：弹簧测力计示数→⎩⎪⎨⎪⎧力传感器钩码的重力力的大小创新：弹簧测力计的示数→橡皮筋长度的变化考向1 实验原理的改进例3 某同学要验证力的平行四边形定则，所用器材有：轻弹簧一只，钩码一个，橡皮条一根，刻度尺及细绳若干．实验步骤：①用轻弹簧竖直悬挂钩码，静止时测得弹簧的伸长量为 cm.②如图所示，把橡皮条的一端固定在竖直板上的A 点，用两根细绳连在橡皮条的另一端，其中一根细绳挂上钩码，另一根细绳与轻弹簧连接并用力拉弹簧使橡皮条伸长，让细绳和橡皮条的结点到达O 点，用铅笔在白纸上记下O 点的位置，并分别沿细绳的方向在适当位置标出点B 、C .③测得轻弹簧的伸长量为 cm.④去掉钩码，只用轻弹簧仍将结点拉到O 点的位置，并标出了力F 作用线上的一点D ，测得此时轻弹簧的伸长量为 cm.请完成下列问题：(1)该实验____________(选填“需要”或“不需要”)测出钩码的重力；(2)在图中以O 为力的作用点，每一个小方格边长代表 cm ，以 cm 为标度作出各力的图示，并根据平行四边形定则作出步骤②中的两个力的合力F ′的图示；(3)观察比较F 和F ′，得出的结论是__________________________________．答案(1)不需要(2)见解析图(3)在误差允许的范围内，力的平行四边形定则成立解析(1)由胡克定律可得，在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比，即有F＝kΔx，故可以用弹簧的伸长量来代替重力的大小，无需测出钩码的重力；(2)根据平行四边形定则作出步骤②中的两个力的合力F′的图示，如图所示(3)观察比较F和F′，由图示可得出的结论是：在误差允许的范围内，力的平行四边形定则成立．考向2测量物理量的创新例4某实验小组欲验证力的平行四边形定则．实验步骤如下：①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向；②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧测力计的示数为某一设定值，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧测力计的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧测力计的示数改变N，测出对应的l，部分数据如下表所示；F/N0l/cm l0③找出步骤②中F＝N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′(橡皮筋上端为O，下端为O′)，此时橡皮筋的拉力记为F OO′；④在挂钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在挂钩上，如图乙所示，用两圆珠笔尖成适当角度地同时拉橡皮筋的两端，使挂钩的下端到达O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA 段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB；⑤根据给出的标度，作出F OA和F OB的合力F′，如图丙所示．(1)利用表中数据可得l0＝________ cm；(2)若测得OA＝cm，OB＝cm，则F OA的大小为________ N；(3)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．答案(1)(2)(3)F OO′解析(1)根据胡克定律，有ΔF＝kΔx代入表格中第二组和第三组数据，有(－) N＝k(－)×10－2 m解得k＝100 N/m同理，再代入第一组和第二组数据，有(－0) N＝100 N/m×(－l0)×10－2 m解得l0＝cm.(2)根据OA、OB的长度可求橡皮筋的弹力大小为F OA＝kΔl＝100×(＋－)×10－2 N＝N(3)在两个力的作用效果和一个力的作用效果相同的情况下，通过比较F′和F OO′的大小和方向，即可验证力的平行四边形定则．考向3实验器材的创新例5如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究力的平行四边形定则，A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的圆弧形轨道移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长为m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ；②对两个传感器进行调零；③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数；④取下钩码，移动传感器A改变θ角，重复上述实验步骤，得到表格．F1/N……(1)根据表格，A传感器对应的是表中力______(选填“F1”或“F2”)．钩码质量为______ kg(g 取10 m/s2，结果保留1位有效数字)．(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是________．A．因为事先忘记调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除水平杆自身重力对结果的影响D．可以完全消除实验的误差(3)实验中，让A传感器沿圆心为O的圆弧形(而不是其他形状)轨道移动的主要目的是________．A．方便改变A传感器的读数B．方便改变B传感器的读数C．保持杆右端O的位置不变D．方便改变细绳与杆的夹角θ答案(1)F1(2)C(3)C解析(1)A传感器中的力均为拉力，为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡时，mg ＝F1sin θ当θ＝30°时，F1＝N，可求得m≈ kg(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，是为了消除水平杆自身重力对结果的影响，故C正确．(3)让A传感器沿圆心为O的圆弧形轨道移动的过程中，传感器与O点的距离保持不变，即O点位置保持不变，故A、B、D错误，C正确．课时精练1．(2023·云南省模拟)如图甲所示，实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，先将白纸贴在水平桌面上，然后将橡皮筋的一端用图钉固定在白纸上的O点，让橡皮筋处于原长．部分实验步骤如下：(1)用一个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋的P端拉至O1点，此时拉力的大小F可由弹簧测力计读出，弹簧测力计的示数如图乙所示，F的大小为________ N；(2)用两个弹簧测力计通过细绳同时拉橡皮筋的P端，再次将P端拉到O1点．此时观察到两个弹簧测力计的示数分别为F1＝N，F2＝N，方向如图丙的虚线所示；(3)用图丙所示的标度，以O1点为作用点，在图丙中画出这两个共点力的合力F合的图示，F合的大小为________ N(结果保留3位有效数字)；(4)通过比较________这两个力的大小和方向，即可得出实验结论．答案(1)(3)见解析图( ～)(4)F和F合解析(1)弹簧测力计的最小刻度为N，则F的大小为N；(3)画出这两个共点力的合力F合如图：由图可知F合的大小为N(～N)；(4)通过比较F和F合这两个力的大小和方向，即可得出实验结论．2．(2023·浙江省镇海中学模拟)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则．设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定于量角器圆心O的正上方A处，另一端系着绳套1和绳套2.(1)主要实验步骤如下：①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，记下弹簧测力计的示数F；②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点．此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，记下拉绳套1的弹簧测力计的示数F1；③根据力的平行四边形定则计算此时绳套1的拉力F1′＝________ F；④比较F1和F1′，即可初步验证力的平行四边形定则；⑤改变绳套2的方向，重复上述实验步骤．(2)保持绳套2的方向不变，绳套1从图示位置逆时针缓慢转动90°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是________．A．逐渐增大B．先增大后减小C．逐渐减小D．先减小后增大答案(1)③33(2)D解析(1)③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′＝F tan 30°＝3 3F(2)保持绳套2的方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动90°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，说明两个细绳拉力的合力不变，作图如下，故绳套1的拉力先减小后增大，故A、B、C错误，D正确．3．某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验，装置如图甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为F1、F2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角．实验中使用若干相同的钩码，每个钩码质量均为100 g，取g＝m/s2.(1)关于实验，下列说法正确的是________．A．实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内B．每次实验都必须保证结点位于O点C．实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向D．实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力(2)根据某次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2(如图乙)，请你作图得到F1、F2的合力F(只作图，不求大小)，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因．____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________答案(1)AC(2)见解析图定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等(回答出一项合理答案即可)解析(1)实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内，以保证钩码重力等于细绳的拉力，选项A正确；该装置不需要每次实验保证结点位于O点，选项B错误；实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向，选项C正确；因为每个钩码的重力已知，所以不需要测钩码总重力，选项D错误．(2)利用平行四边形定则作出F1和F2的合力F，如图所示，该合力方向不完全在竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等．4.有同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重力相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验可能完成的是________(填正确答案前的字母)．A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝5B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________(填选项前字母)．A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度C．用量角器量出三段绳子之间的夹角D．用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为________(填“甲”或“乙”)是正确的．答案(1)BCD(2)A(3)甲解析(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1－F2|≤F3≤F1＋F2(等号在反向或同向时取得)，因此B、C、D三项都是可以的．(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向．(3)F3的方向一定竖直向下，由于测量误差，F1和F2的合力方向可能偏离竖直方向，所以甲是正确的．5．(2023·浙江省丽水第二高级中学模拟)在“探究求合力的方法”的实验中：(1)小王同学采用图甲所示实验装置，在实验过程中需要记录的“结点”应该选择________(填“O”或“O′”)．某次实验时弹簧测力计的显示如图乙所示，则读数是________ N.(2)小李同学用两根完全相同的轻弹簧、一瓶矿泉水、智能手机等器材做实验．先用一根弹簧静止悬挂一瓶矿泉水，如图丙所示；然后用两根弹簧互成角度的悬挂同一瓶矿泉水，静止时用智能手机的测角功能分别测出AO、BO与竖直方向的夹角α、β，如图丁所示．对于本实验，下列说法或操作正确的是________．(选填选项前的字母)A．结点O的位置必须固定B．弹簧的劲度系数必须要已知C．必须要测量弹簧的伸长量D．矿泉水的质量对实验误差没有影响答案(1)O′(2)C解析(1)由题图可知，小王同学采用题图甲所示实验装置，在实验过程中需要记录的“结点”应该选择O′.弹簧测力计分度值为N，其读数为N；(2)实验中矿泉水的重力是定值，所以不必保证结点O的位置必须固定，故A错误；实验中，题图丙用来测量合力，题图丁用来测量两个分力，根据胡克定律，力的大小与弹簧伸长量成正比，力的大小可以用弹簧伸长量来表示，因此必须测量弹簧的伸长量，不必知道弹簧的劲度系数，故C正确，B错误；矿泉水的质量影响重力的大小，会影响弹簧测力计读数的精确度，故D错误．。

高三物理一轮复习—相互作用教案

高三物理一轮复习—相互作用教案1一．物体受力分析物体受力分析是解决物理问题的基础。

物体受力分析步骤1． 2．将探讨对象从四周物体中隔离出来，只分析探讨对象受到的作用力，不考虑探讨对象对别的物体的作用力；只分析外力，不分析内力。

3．按依次分析物体受力重力、电磁力、弹力、摩擦力(先场力，后接触力，再摩擦力)弹力和摩擦力属力，它们的大小和方向与物体的状况与状况有关。

凡有接触的地方都要考虑是否有弹力，凡有弹力的地方都要考虑是否有摩擦力。

4．防止添力和漏力按正确的依次分析是防止漏力的有效措施防止添力的方法是看能否找到施力物体。

【典型例题】例1、如图，A 和B 在水平力F 作用下，在水平面上向右做匀速直线运动。

分析A 、B 物体所受的力，并指出B 所受的每一力的反作用力。

练习：1、如图所示，光滑斜面上有两个叠放的物体A 和B 。

A 跟光滑竖直墙壁接触，两物体均保持静止。

分析A 的受力状况。

例2．如图所示，三角支架abc 的两斜面上分别放有物块m 1、m 2，已知m 1 > m 2，θ2 ＞θ1，斜面与物块与支架abc 与底面间均不光滑，整个系统处于静止状态，推断底面对abc 的摩擦力f 应为：（）A ．有f 存在，方向向左；B ．有f 存在，方向向右；C ．有f 存在，方向不能确定；D ．以上结论均不对。

例3．如图所示，质量为m 的木块在置于水平桌面上的木板上滑行，木板静止，它的质量M = 3 m ，已知木板与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为 μ，则木板所受桌面给的摩擦力的大小、方向如何？例4．画出图中各静止物体A 所受到的弹力，各接触面均光滑。

FB A BAm 1 m 2 c baθ1θ2 VmMAAAAAA例5．已知a 、b 两个弹簧秤均重2N ，在图1―2所示的四种状况下，两弹簧秤的示数各是多少？例6. 如图所示，A ，B 两物块的质量均为m ，接触面之间的摩擦因数均为μ、现对A 施加一水平向右的拉力F ，可使A 向右，B 向左都做匀速直线运动，不计滑轮质量与摩擦，则F 的大小为 A ．μmg B ．2μmg C ．3μmg D ．4μmg 二．力的合成和分解 1．原则：等效替代。

高中物理《相互作用》教案2 新人教版必修1

高中物理第一册教案（新教材）第一章第四节物体受力情况分析㈠教学目的知识目标：⒈认识物体受力分析的一般顺序,.理解物体受力图.⒉初步掌握物体受力分析的一般方法,加深对力的概念、常见三种力的认识.思想方法目标：⒈分析和综合的思维方法指导下,认识物体不是孤立的,它与周围物体是相互联系的.⒉进行逻辑思维的训练,培养思维的条理性和周密性.㈡教学重点、难点点拨：⒈对物体进行受力分析,是解决力学问题的关键.受力分析的方法和步骤是：⑴明确研究对象,即明确分析哪个物体的受力情况；⑵隔离研究对象,将研究对象从周围物体中隔离出来,并分析周围有哪些物体对研究对象施加力的作用；⑶分析受力顺序是：先重力,后弹力和摩擦力.⒉在深化力的概念和物体受力分析的教学中,进行分析综合思维方法的教育,是教学难点⒊受力分析时要注意防止“漏力”和“添力”,按顺序进行受力分析是防止“漏力”的最有效的措施.注意寻找施力物体是防止“添力”的措施之一,同时还要深刻理解“确定研究对象”的含义,以防止把研究对象施于另外物体的力错加在研究对象上.㈢教学过程⒈复习旧知引入力的概念、重力、弹力、摩擦力.⒉板书课题：物体受力情况分析二力平衡（初中知识）现象的受力分析：⑴灯泡挂在空中保持静止（课本第七页例二）由学生自学解决受力分析过程和画受力图方法.【师引导】用二力平衡条件演绎解释课本中的实例和实验,得出有关弹力和摩擦力知识.例如依据悬绳下重物的平衡,支持面上重物的平衡,推断出悬绳弹力的存在和支持面弹力的存在,推断出弹力的大小和方向.依据水平支持面上物体拉而不动,或在拉力作用下匀速直线运动的物体,推断出静摩擦力或滑动摩擦力的存在,并判断出它们的大小和方向.（演绎时力的作用点不作严格要求,在受力物体上即行）小结：①物体受力分析的内容：经过观察分析,将研究对象所受的所有外力,正确地反映在一张图上,叫做物体的受力分析图；②隔离法：一个受力图,只反映一个跟周围其它物体隔离开的物体的受力情况,研究对象施于别的物体的作用力,不能在图中出现,这种分析方法叫隔离法,隔离物就是研究对象.⑵实例分析：【例1】子弹从枪口射击后,在跟水平成30=0仰角的方向上运动,画出子弹的受力分析图.⑴观察：研究对象是子弹,周围接触物是空气.运动状态是相对于空气向斜上方运动.⑵分析：子弹受到竖直向下的重力G.子弹受到斜向下方的空气阻力f.（可能有的同学会提出向前的动力F）师问：有否漏掉的力？有否添出的力？向前的力F找不到施力物,故F是添加的力.有人会说F是由高温高压气体施于子弹的力,这里应指出,子弹己射出枪口,它后边高温高压气体己不存在.维持子弹运动是惯性.而惯性不是力.【例如左图,两物块在水平拉力作用下作匀速直线运动,两物块保持相对静止画出两物受力分析图.⑴观察:研究对象（上、下物块）运动状态（在水平方向匀速直线运动）周围接触物⑵分析:（略）小结：①明确研究对象；注意运动状态；观察周围环境.②按下列顺序考虑所受的力：重力一定有,弹力看四周,摩擦力的方向跟接触面相切阻碍物体间的相对运动.③在受力分析的过程中要运用力的概念、力学中常见三种力等有关知识.【师引导】三个以上共点力的受力分析（平衡状态）可由二力平衡条件演铎出来.由于任意两个共点力可由一个合力等效代替, 这是我们下一课题内容.巩固练习：学生练习册中相关题自选自练布置作业：章节习题⑴⑵⑶。

新课标人教版高一物理必修1教案第三章相互作用复习教案

第三章相互作用（复习）★新课标要求1、通过实验理解滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。

2、知道常见的形变，通过实验理解物体的弹性，知道胡克定律3、通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量和标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题★复习重点三种性质力――重力、弹力、摩擦力；力的合成与分解。

★教学过程（一）投影全章知识脉络，构建知识体系（二）本章复习思路突破Ⅰ 物理思维方法l 、具体——抽象思维方法从大量生活实例中抽象出“力是物体间的相互作用”，再把这种抽象具体形象化――用有向线段实行描绘，通过这种方法，把对力的计算转化为几何问题来处理。

力重力①大小：G=mg ，g =9.8N/kg ②方向：竖直向下 ③等效作用点：重心弹力大小：由物体所处的状态、所受其它外力、形变程度来决定方向：总是跟形变的方向相反，与物体恢复形变的方向一致摩擦力滑动摩擦力：大小，N F F μ=；方向，与物体相对滑动方向相静摩擦力：大小，m F F <<0；方向，与物体相对运动趋势方向相反力的合成与分解基本规则：平行四边形定则，2121F F F F F +≤≤= 一个常用方法：正交分解法2、等效替代方法合力和分力能够等效替代，而不改变其作用效果。

这是物理学中研究实际问题时常用的方法。

Ⅱ基本解题思路1、认清研究对象：从题目所给的信息来选择相关物体作为研究对象，是解题的出发点。

2、准确受力分析：分析研究对象受哪些力的作用，画出受力图，做到不多力，很多力。

3、列方程求解：据物理规律先用字母列方程，整理出待求量的表达式，统一单位，代入数据求解。

（三）知识要点追踪关于受力分析物体受力分析是力学知识中的基础，也是其重要内容。

准确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功。

对物体实行受力分析，主要依据力的概念，分析物体所受到的其他物体的作用。

具体方法如下：1、明确研究对象，即首先要确定要分析哪个物体的受力情况。

高中物理3.1力的相互作用教案新人教版必修1（共5篇）

高中物理3.1力的相互作用教案新人教版必修1（共5篇）第一篇：高中物理 3.1力的相互作用教案新人教版必修1超重与失重一、教学目标1.知识与技能（1）掌握超重现象和失重现象的概念。

（2）理解超重现象和失重现象的原因。

2.过程与方法（1）观察并感受失重和超重现象。

（2）经历探究产生超重和失重现象条件的过程，理解物理规律在生活实际中的应用。

3.情感态度与价值观（1）通过探究性学习活动，培养学生的兴趣，增强自信心。

（2）用科学的观点解释身边的物理现象。

二、教学重点、难点1．“认识超重和失重现象”是本节的重点，要了解什么是超重现象以及失重现象并能在实例中找出。

2．“掌握超重和失重现象的产生条件”是本节的难点，要理解超重和失重现象的产生与加数度a的方向有关，而与速度v无关。

三、教学方法1.通过相关的视频结合生活实例引出学习主题-超重和失重。

2.通过观察与记录人在电梯中上楼以及下楼过程和状态，再结合二力平衡及牛顿第三定律的分析引出超重与失重的概念。

3.通过牛顿第二定律并结合总结、归纳的方法找出物体产生超重现象和失重现象的条件，强调超重和失重现象的产生与加数度a的方向有关，而与速度v无关。

四、教学过程1、引入新课老师提问：生活中我们用弹簧秤等工具测量重力的物理原理是什么学生分析讨论：测量重力的原理，引入视重的概念视重：重物对支持物的压力或支持物对重物的支持力。

2、超重、失重的概念学生活动：观看电梯从1楼到6楼的视频，观察测力计的示数怎样变化。

结合生活实际分析电梯上升经历的运动过程。

教师：引导学生归纳超重失重的概念超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于重力；失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于重力。

3、超重、失重的条件学生活动：观看电梯从6楼到1楼的视频，观察测力计的示数怎样变化，结合生活实际分析电梯下降经历的过程。

教师：引导学生归纳判断超重和失重的条件超重，F>G，加速度向上，速度方向可以向下也可以向上超重状态：向上加速或者向下减速失重，F1（1）、关于超重和失重，下列说法中正确的是（）A、超重就是在某种情况下，物体的重力变大了B、物体向上运动一定处于超重状态C、物体向下减速运动，处于超重状态D、物理具有向下的加速度时出于失重状态（2）、一质量为40kg的小孩站在升降机中的体重计上。

高中物理《相互作用》教案4 新人教版必修1

力学一、力教学目标（1）理解高中学习的各种力的概念；（2）掌握高中学习的各种力的公式、单位及矢量性；（3）掌握高中学习的各种力之间的联系．教学重点、难点分析1．对高一、高二学习的各种力进一步加深理解，进行全面系统的总结．2．引导学生正确选取研究对象，掌握对研究对象进行受力分析的一般方法．3．力学是整个物理学的基础，而受力分析又是解决物理问题最关键的步骤，熟练进行受力分析既是本节复习课的教学重点也是教学的难点．教学过程设计一、对复习的几点建议1．提倡“三多、三少”．“三多”即多做小题，多做小综合题，多做变式型的常见题；“三少”即少做大题，少做大综合题，少做难题．[例1] 如图1-1-1所示，斜劈B置于地面上静止，物块A置于斜劈B上静止，求地面对斜劈B的摩擦力．方法一：分别选A、B为研究对象进行受力分析，可以求得地面对斜劈B的摩擦力为零．方法二：选整体为研究对象进行受力分析，可迅速得出地面对斜劈B的摩擦力为零．可见，一道简单的题目，可以做得较复杂，也可以做得相当简单．此题关键在于研究对象选取是否巧妙．此外，若采用方法一，必须很明白作用力和反作用力的关系．这两种方法，学生都应该熟练掌握．此题变式型为：[例2]斜劈B置于地面上静止，物块A在斜劈B上沿斜面匀速下滑，求地面对斜劈B的摩擦力．利用上述方法一，受力情况完全相同，所以地面对斜劈B的摩擦力为零．[例3]倾角为θ的斜劈B置于地面上静止，物块A 在沿斜面向上F力的作用下沿斜面匀速上滑，求地面对斜劈B的摩擦力．分别选A、B为研究对象进行受力分析可以求得地面对斜劈B的摩擦力为Fcos．[例4]倾角为θ的斜劈B置于地面上静止，物块A 在沿斜面向上F力的作用下沿斜面以加速度a匀加速上滑，求地面对斜劈B的摩擦力．分别选A、 B为研究对象进行受力分析，可以求得地面对斜劈B的摩擦力为Fcosθ-macosθ．由此可见，多做小题、变式型题可以帮助你掌握巩固基础知识，还可以帮助你灵活应用这些知识．只有基础知识巩固，才能在做难题时能力得到发挥．2．自我诊断：错题改正，定期复习，做好标记．在复习过程中，要不断地回顾，考察自己在哪个知识点容易出错．只有不断地对自己进行自我诊断，才能明确地知道自己的弱点，才能更有效地利用时间，提高成绩．值得注意的是：千万别盲从，不要看见别人干什么，自己就干什么．抓不住自己的重点．总做一些对自己提高成绩帮助并不太大的事，那样会得不偿失的．要经常进行错题改正，建立错题档案本．错题不能只抄在本上，就完事了．必须要做定期复习，并且做上标记．一道错题，若第一次复习时做对了，可以做上标记，时间过得长一些再复习，若复习三次做对了，可以做上标记暂时不用管了，以后放寒假、暑假或一模、二模前再复习．这样，虽然你抄的错题越来越多，但通过每次的定期复习，不会做的，再做错的题目应该越来越少．关于做错题本的建议：（1）分类别抄错题；（2）抄错题本身就是一次复习．用明显的颜色总结、归纳错误原因，以及得出的小结；（3）将题目抄在正页，在反面抄录答案，每一页在页边上开辟空白行，专供写错误原因、得出的小结以及复习的标记（日期、第几次）等用．3．平时要经常准备“备忘录”．一开始复习，两年多的五门课的知识将在这短短的几个月蜂拥而来，要想一次性地把所有的知识都记住，任何人都很难做到．根据人的记忆规律，某一样事物必须反复刺激大脑，才能被接收并保留更长的时间；否则，必将在短期内忘记．所以，在复习过程或做题过程中，如果得到什么精辟的结论，立即记下来，记到错题本上．备忘录要记什么内容呢？备忘录上一定是你总结出的最中心、最精辟、最重要、最能体现主题的结论．做好备忘录后要经常去复习，去巩固，加强记忆．4．做好笔记，学生的笔记是师生共同劳动的结晶，在整个复习的过程中非常有用．5．重点分析高考试题．你站在老师的立场上，仿佛这道题就是你出的，专门为考学生的，那么出这道题的目的是什么？设置了什么陷阱？考了哪几个知识点？自己去分析．做这项工作的目的是如何应试，针对高考，如果你能分析出每道题的“考点”，即“考查的知识点”，那这个知识点你将基本掌握，此后将此题变形，看看还可以怎样出，又考了什么？因此，研读近几年的高考题锦，并不是只要做对就行了，目的是让你了解高考题型，了解高考必考的知识点，让你来推测本年度的高考题．6．两个要求：（1）要求在老师复习之前，自己先看书复习；（2）要求任何选择、填空题必须写明根据；写明解题关键：草图，关键公式，举出的反例，典型的物理现象与过程．因为，平时的练习不是考试，所以做选择题一定要四个答案都看，单选题必须肯定只选一个，明确不选另三个的原因，都必须用文字写出来．这是一种避免你凭感觉判断，加强理性思维的方法，也能让你更熟练地掌握公式．二、教学过程教师教学行为（主导）1．问：高中学习的场力（主动力）都包括哪些？学生学习活动（主体）答：重力，分子力，电场力，磁场力．2．问：这些场力产生的条件、力的方向的规律、力的大小的规律分别是什么？答：（1）重力是物体受到地球的吸引而产生的；重力的方向总是竖直向下的；物体受到的重力跟物体的质量成正比（在地球上同一纬度数且同一高度处）．（2）分子力是分子之间的距离小于10r0（r0是分子间的平衡距离）才有较明显作用的微观作用，分子间的引力和斥力是同时存在的，我们平常说的分子力是指分子间引力和斥力的合力．分子间的距离大于r0，分子力表现为引力；分子间的距离小于r0，分子力表现为斥力．事实上分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，只不过分子间斥力变化得快些而已．（3）电场力是带电体之间的相互作用力，电荷处在电场中都要受到电场力的作用．电荷间相互作用的规律是：同种电荷互相排斥；异种电荷互相吸引．电荷在电场中受到的电场力等于电荷所带的电量与该点电场强度的乘积．（4）磁场力是磁极在磁场中受到的作用力，其本质是磁场对运动电荷的作用力，更确切地说：磁场力是运动电荷对运动电荷的作用力．这就是磁现象的电本质．高中阶段研究了两种磁场力，这两种力的方向可以由左手定则来判断：伸出左手，四指并拢，拇指和四指垂直并在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向（正电荷运动的方向），那么，大拇指所指的方向就是电流（运动电荷）受力的方向．电流受到的磁场力即安培力F=IBLsinθ（其中θ为电流与磁感线之间的夹角）f=qBvsinθ（其中θ为电荷的速度与磁感线之间的夹角）这里要特别注意θ=0的情况，即电流（运动电荷）不受磁场力的情况．3．问：高中学习的接触力（被动力）都包括哪些？答：弹力（拉力，压力，支持力，张力，浮力），摩擦力．4．问：这些接触力产生的条件、力的方向的规律、力的大小的规律分别是什么？答：（1）弹力产生的条件是两个物体必须接触且相互挤压（发生形变）．弹力的方向总是跟形变的方向相反且垂直于接触面．胡克定律：弹簧弹力的大小f和弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比．写成公式就是：f=kx，其中k是比例常数，叫做弹簧的劲度系数．劲度系数是一个有单位的量．在国际单位制中，f 的单位是N，x的单位是m，k的单位是N/m．劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力．劲度系数跟弹簧的长度、弹簧的材料、弹簧丝的粗细等等都有关系．弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大．对于直杆和线的拉伸（或压缩）形变，也有上述正比关系．（2）摩擦力产生的条件是：两个物体之间首先有弹力（有摩擦力必有弹力），然后两个物体之间有相对滑动的趋势或有相对滑动．摩擦力的方向总是阻碍相对滑动（或总是阻碍相对滑动的趋势）；摩擦力的方向总是沿着接触面．滑动摩擦定律：滑动摩擦力f 跟压力N成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比．写成公式就是：f=μN．其中μ是比例常数，叫做动摩擦因数．动摩擦因数是由制成物体的材料决定的，材料不同，两个物体间的动摩擦因数也不同．动摩擦因数还跟接触面的粗糙程度有关．在相同的压力下，动摩擦因数越大，滑动摩擦力就越大．动摩擦因数是两个力的比值，没有单位．在高中阶段，滑动摩擦力的大小跟物体运动的速度无关．5．问：质量与重力的联系和区别是什么？答：（1）联系：在物体只受重力的情况下，对物体应用牛顿第二定律：ΣF=ma，G=mg，g=9.8/s2．重力是产生重力加速度的原因．（2）区别：A．从初级含义上看，质量是所含物质的多少，是物体的固有属性；重力是由于物体受到地球的吸引而使物体受到的力．B．从一般含义上看，质量是物体惯性大小的量度；重力是产生重力加速度的原因．C．从哲学的角度看，质量是物体保持原状态的原因；重力可以改变物体的运动状态．D．质量是标量；重力是矢量．E．质量测量的工具是天平（注意“复称法”测物体的质量）；重力测量的工具是测力计（弹簧秤）．F．质量不随位置而变化（在不考虑相对论效应的前提下，在速度与光在真空中的速度可比时要考虑相对论效应）；重力随位置而变化（微小，在地球表面纬度数越大，同一物体的重力越大；在同一纬度物体处的高度越大，同一物体的重力越小）．（3）测量物体质量的方法：A．天平（杆秤），原理是利用力矩平衡的方法．B．测力计（弹簧秤），利用力的平衡的方法．然后用公式：G=mg来计算．C．应用牛顿第二定律（动力学的方法），测量物体受到的合外力和物体的加速度，由公式：m=ΣF/a 来计算．D．应用简谐振动的方法，用劲度系数为k的弹簧竖直悬挂在天花板上，其下端固定一物体，使物体在竖直方位作竖直简谐振动，测量其6．问：物体的平衡条件是什么？答：（1）质点的平衡条件是质点受到的合外力为零．（2）有固定转动轴的物体的平衡条件是物体受到的合力矩为零．（3）一般物体的平衡条件是合外力为零，同时合力矩为零．7．问：平行四边形定则是什么？答：（1）求两个互成角度的共点力的合力，可以用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表示合力的大小和方向．这叫做力的平行四边形定则．（2）平行四边形定则是一切矢量运算都遵守的规律，是一种非常重要的思维方法（等效的方法）．三、例题选编[例1] 如图1-1-2所示，两个物体A和B，质量分别为M和m．用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止于水平地面上，不计定滑轮与各个接触物体之间的摩擦．物体A对轻绳的作用力的大小和地面对物体A的作用力的大小分别是多少？分析与解答：本题的关键词语有：“静止”、“轻绳”、“不计……摩擦”．对物体B进行受力分析：竖直向下的重力和竖直的向上轻绳对物体B的拉力．对物体A进行受力分析：竖直向下的重力、竖直向上的轻绳对物体A的拉力和竖直向上的地面对物体A 的支持力．其中轻绳对物体A和轻绳对物体B的拉力是相等的（但不能视为一对作用力和反作用力）．根据物体A和物体B都处于静止状态可知，轻绳对物体B的拉力等于物体B的重力；轻绳对物体B的拉力等于物体B对轻绳的拉力（这是一对作用力和反作用力），轻绳也处于静止状态，轻绳中的张力处处相等（轻绳无论处于什么状态其中的张力均处处相等）；所以，轻绳对物体A的作用力等于轻绳中的张力，即等于物体B的重力．对于物体A，根据平衡知识可知，物体A受到的重力等于轻绳对物体A的拉力与地面对物体A的支持力的和．又轻绳对物体A的拉力等于物体B的重力，所以，地面对物体A的支持力等于物体A的重力减去轻绳对物体A的拉力，即等于物体A的重力减去物体B的重力．此题还可以问：（1）物体A对地面的压力（等于地面对物体A的支持力）；（2）物体B对轻绳的拉力（等于物体B的重力）；（3）另一段轻绳对天花板的拉力（等于两倍物体B的重力）．此题可以变形：连接物体A的轻绳与竖直线之间有一夹角θ，整个装置仍处于静止状态．这时轻绳中的拉力仍等于物体B的重力（与上述情况相同），物体A将受到地面水平方向的摩擦力作用，大小等于物体B 的重力乘以θ角的正弦；地面对物体A的支持力等于物体A受到的重力减去物体B的重力与θ角的余弦的积．地面对物体A的作用力自己可以推导；若定滑轮的质量不计，还可以求另一段轻绳对天花板的作用力的大小和方向｛方向为：与竖直线之间的夹角为（θ/2）；大小为2mgcos（θ/2）｝．[例2] 重力为G的物体A受到与竖直方向成a角的外力F后，静止在竖直墙面上，如图1-1-3所示，试求墙对物体A的静摩擦力．分析与解答；这是物体静力平衡问题．首先确定研究对象，对研究对象进行受力分析，画出受力图．A受竖直向下的重力G，外力F，墙对A水平向右的支持力（弹力）N，以及还可能有静摩擦力f．这里对静摩擦力的有无及方向的判断是极其重要的．物体之间有相对运动趋势时，它们之间就有静摩擦力；物体间没有相对运动趋势时，它们之间就没有静摩擦力．那么有无静摩擦力的鉴别，关键是对相对运动趋势的理解．我们可以假设接触面是光滑的，若不会相对运动，物体将不受静摩擦力，若有相对运动就有静摩擦力．（注意：这种假设的方法在研究物理问题时是常用的方法，也是很重要的方法．）具体到这个题目，在竖直方向物体A受重力G以及外力F的竖直分量，即F2=Fcosα．当接触面光滑，G=Fcosα时，物体能保持静止；当G＞Fcosα时，物体A有向下运动的趋势，那么A应受到向上的静摩擦力；当G＜Fcosα时，物体A则有向上运动的趋势，受到的静摩擦力的方向向下，因此应分三种情况说明．正确的答案应该是：当 Fcosα=G时，物体A在竖直方向上受力已经平衡，故静摩擦力为零；当 Fcosα＜G时，物体有向下滑动的趋势，故静摩擦力f的方向向上，大小为G-F·cosα；当 Fcosα＞G时，物体有向上滑动的趋势，故静摩擦力f的方向向下，大小为 Fcosα-G．注意：墙对物体的支持力为N，N=F·sinα，但不能用f=μN来计算静摩擦力．f=μN只适用于滑动摩擦力的计算或最大静摩擦力f0=μ0N的计算，在高中学习的范围，我们认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．[例3]20N、30N和40N的三个力作用于物体的一点，它们之间的夹角都是120°，求合力的大小和方向．分析与解答：不在一条直线上的共点力合成应遵从平行四边形法则．方法一：设F1=20N，F2=30N，F3=40N，可用代数法（公式法）求解．先求出F1和F2的合力F12的大小和方向，然后再将F12与F13合成求出大小和方向，此法计算准确误差小但过于繁杂．方法二：利用作图法求解，繁杂的计算没有了，但作图误差不可避免，大小和方向都会产生误差．方法三：可用分解后再合成，化复杂为简单，选取平面直角坐标系如图1-1-4所示．将F2、F1沿坐标轴方向分解[分解的矢量越少越好，这就是选取坐标系的原则]：ΣFx=F1x+F2x+F3x=-F1cos30°+F2cos30°+0ΣFy=F1y+F2y+F3y=-F1sin30°+F2sin30°-F3=17.32Nθ=240°F与x轴负方向夹角为60°，如图1-1-4所示．方法四：利用已知的结论进行解题往往更简捷，特别是在填空、选择题中发挥明显的优势．三个大小相等互为120°角的三个共点力的合力为零，这一点很容易证明，如果我们把F2、F3中的20N与F1进行合成，合力便为零，此题就简化为一个10N和一个20N 的两个力夹角为120°的合成问题，这时不管是用计算法还是作图法都会觉得很方便且容易得多．方法五：若仍用方法四中的思路，而是每个力中取30N，F3则再将加上-10N，F1再加10N即可，这样此题就简化成两个夹角为60°、大小均为10N的两个力的合成问题，利用直角三角形的知识即可解决，不必经分解后再合成的迂回步骤．可见一题多解是训练思维的好方法，是提高能力的有效措施．[例4]如图1-1-5所示，一块木块被两块木板夹在中间静止不动，在两侧对两木板所加水平方向力的大小均为N，木块的质量为m．（1）木块与木板间的静摩擦力是多少？（2）若木块与木板间的最大静摩擦系数为μ，欲将木块向下或向上抽出，则所需的外力F各多大？分析与解答；（1）由于木块处于平衡状态，且木块两侧均分别与木板接触，所以木块两侧均受向上的静摩擦力，其大小的总和与重力相等，如图1-1-6所示，即2f=mg，所以木块与木板间的静摩擦力为f=mg/2．（2）若对木块施加一向下的外力F，木块仍处于平衡状态，则木块所受的静摩擦力方向仍向上，且随着外力F的增大而增大，如图1-1-7所示．当静摩擦力增大到最大静摩擦力时，本块开始相对于木板滑动，这时可将木块从木板中抽出，有：F+mg=2fmax其中，fmax为最大静摩擦力，且fmax=μN，所以，F=2μN-mg（3）当对木块加一向上方向的力F时，开始木块所受静摩擦力方向向上，且随F的增加而减小．当F 增大到一定值时，恰好使木块的静摩擦力为零．这时若F继续增加，则木块受的静摩擦力向下，且随F的增大而增大，当F增大到一定程度，木块的静摩擦力为最大静摩擦力，这时，木块将被向上抽出，如图1-1-8所示．有：F=mg+2fmax其中fmax为最大静摩擦力，且fmax=μN，所以，F=mg+2μN所以欲将木块向下抽出，至少需加2μN-mg的外力，欲将木块向上抽出，至少需加2μN+mg的外力．[例5] 用绳将球A挂在光滑竖直墙上，如图1-1-9所示．（1）现施加外力矩将球A绕球心顺时针转过一个小角度，外力矩撤去后，球的运动情况如何？（2）若墙面不光滑，情况又如何？（3）墙面光滑，绳子变短时，绳的拉力和球对墙的压力将如何变化？分析与解答：（1）因为墙是光滑的，绳子的作用力一定过球心．取球为研究对象，受力图如图1-1-10所示．N为墙对球的力，方向水平向右；重力mg方向竖直向下；绳拉力T沿绳的方向，θ为绳与墙的夹角．因为小球静止，所以N、T、mg的合力为零，即T、N的合力F大小等于mg，方向竖直向上，T=mg/cosθ，N=mgtan θ．当球A受到外力矩使其顺时针转动一个小角度后，重力mg和墙对球的支持力方向不变且均过球心，而绳对球A的作用力T不再过球心，且此力T对球A中心产生一使球A逆时针转动的力矩，墙面光滑无摩擦力．所以外力矩撤去后，球A在力T对球A的力矩作用下使球A绕球心逆时针转动．当球A转动到原平衡位置时，球A具有转动动能而继续转动，转动到一定角度后速度为零，而后球A向顺时针方向转动，再次转动到平衡位置时，球A仍具有转动动能而继续顺时针方向转动，转动为零后又重复上述过程．（2）若墙不光滑，球A的受力情况就比较复杂，若开始时球A如图1-1-9所示，则墙与球A接触点无相对滑动的趋势，球A不受静摩擦力的作用，当球A 受到外力矩使球A顺时针绕球心转过一个小角度时，若墙和球A之间的静摩擦系数足够大，球A在外力矩撤去后仍可静止不动，若顺时针转动的角度过大，运动情况与（1）讨论中类似，但最后在何处静止取决于系统的初始状态及系统本身，过程过于复杂这里不再讨论．（3）研究变量的问题，我们要紧紧抓住被研究变量与不变量之间的关系，这是研究此类问题的一般思路和方法．由图1-1-10可知：T=mg/cosθ①N=mgtanθ②墙面光滑，当绳子变短时，θ角增大，式①中cos θ将变小，但其在分母上故整个分式变大，即T增大；式②中tanθ随θ变大而增大，故N也增大．此题也可用图解法求解，因为T、N的合力F大小为mg，方向竖直向上，N的方向也已知总是垂直于墙（这些都是不变的量）．即已知合力和一个分力的方向求另一个分力．根据矢量合成的三角形法则，由图1-1-11可知，当θ增大时，N变为N′，T变为T′，都将增大．同步练习一、选择题1．下列说法正确的是[ ]A．摩擦力的方向总是和运动的方向相反B．相互压紧，接触面粗糙的物体之间总有摩擦力C．相互接触的物体之间正压力增大，摩擦力一定增大D．静止的物体受到的静摩擦力的大小和材料的粗糙程度无关2．两根等长的轻绳，共同悬挂一个重物A，如图1-1-12所示，若使两绳夹角变大，则[ ]A．绳的拉力变大 B．绳的拉力变小C．两绳的拉力的合力变大 D．两绳的拉力的合力变小3．两物体的重力都为10N，各接触面之间的动摩擦因数均为0.3．A、B两物体同时受到F=1N的两个水平力的作用，如图1-1-13所示，那么A对B、B对地的摩擦力分别等于 [ ] A．2N，0N B．1N，0NC．1N，1N D．3N，6N4．如图1-1-14所示，悬挂小球与斜面接触，悬绳拉紧，方向竖直，小球处于平衡状态．则小球受到的力为[ ]A．重力，绳的拉力 B．重力，绳的拉力，斜面的弹力C．绳的拉力，斜面的弹力 D．重力，斜面的弹力5．一个木块静止在斜面上，现用水平推力F作用于木块上．当F的大小由零逐渐增加到一定值，而木块总保持静止，如图1-1-15所示，则[ ]A．木块受到的静摩擦力增加B．木块与斜面之间的最大静摩擦力增加C．木块受的合力增加D．木块所受到的斜面支持力增加6．如图1-1-16所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向受到三个力F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态．其中F1=10N、F2=2N．若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为[ ]A．10N，方向向左 B．6N，方向向右C．2N，方向向左左 D．零7．如图1-1-17所示，在粗糙的水平面上放一三角形木块a，若物体b在a的斜面上匀速下滑，则[ ]A．a保持静止，而且没有相对水平面运动的趋势B．a保持静止，但有相对于水平面向右运动的趋势C．a保持静止，但有相对于水平面向左运动的趋势D．因未给出所需数据，无法对a是否运动或有无运动趋势作出判断8．水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一个小滑轮B．一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg的重物，∠CBA=30°，如图1-1-18所示．则滑轮受到绳子的作用力为（g取10m/s2） [ ] A．50NC．100N9．如图1-1-19固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细线一端拴一小球，置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮．现缓慢地将小球从A点拉到B点，在此过程中，小球对半球的压力N和细线的拉力T大小变化情况为[ ]A．N变大，T不变 B．N变小，T变大。

高考物理大一轮复习第2章相互作用配套教案-人教版高三全册物理教案

第2章相互作用第1节重力弹力摩擦力一、力1．力的概念：物体与物体之间的相互作用．2．力的作用效果两类效果⎩⎪⎨⎪⎧ 使物体发生形变.改变物体的运动状态.二、重力 1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力． 2．大小：G ＝mg .3．方向：总是竖直向下．4．重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．◆特别提醒：(1)重力的方向不一定指向地心．(2)并不是只有重心处才受到重力的作用．三、弹力1．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力的作用． (2)产生的条件①两物体相互接触；②发生弹性形变．(3)方向：与物体形变方向相反．◆特别提醒：有弹力作用的两物体一定相接触，相接触的两物体间不一定有弹力．2．胡克定律(1)内容：弹簧的弹力的大小F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成正比．(2)表达式：F ＝kx .①k 是弹簧的劲度系数，单位为N/m ；k 的大小由弹簧自身性质决定．②x 是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度．四、摩擦力1．产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力．2．产生条件：接触面粗糙；接触面间有弹力；物体间有相对运动或相对运动趋势．3．大小：滑动摩擦力F f ＝μF N ，静摩擦力：0<F f ≤F fmax .4．方向：与相对运动或相对运动趋势方向相反．5．作用效果：阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势．◆特别提醒：(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动．(2)受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦力作用的物体不一定运动．(3)接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦力方向总垂直，反之不一定成立．[自我诊断]1．判断正误(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用．(×)(2)物体所受弹力的方向与自身形变的方向相同．(√)(3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆的方向．(×)(4)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反．(×)(5)滑动摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反．(×)(6)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用．(×)(7)根据μ＝F f F N可知动摩擦因数μ与F f 成正比，与F N 成反比．(×)2．(多项选择)关于弹力的方向，以下说法中正确的选项是( )A ．放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的B ．放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的C ．将物体用绳吊在天花板上，绳所受物体的弹力方向是竖直向上的D ．物体间相互挤压时，弹力的方向垂直接触面指向受力物体解析：选AD.放在水平桌面上的物体所受弹力为支持力，其方向为垂直于桌面向上，故A 正确；放在斜面上的物体所受斜面的支持力方向垂直于斜面向上，故B 错误，D 正确；绳子对物体的拉力总是沿绳子收缩的方向，而物体对绳子的弹力方向指向绳子伸长的方向，故C 错误．3．(多项选择)关于胡克定律，以下说法正确的选项是( )A ．由F ＝kx 可知，在弹性限度内弹力F 的大小与弹簧形变量x 成正比B ．由k ＝F x 可知，劲度系数k 与弹力F 成正比，与弹簧的长度改变量成反比C ．弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小无关D ．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小解析：选ACD.在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F ＝kx ，故A 正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F 及x 无关，故C 正确，B 错误；由胡克定律得k ＝F x，可理解为弹簧每伸长(或缩短)单位长度时受到的弹力的值与k 相等，故D 正确．4．(2017·某某模拟)如下图，放在粗糙水平面上的物体A 上叠放着物体B ，A 和B 之间有一根处于压缩状态的弹簧，A 、B 均处于静止状态，以下说法中正确的选项是( )A ．B 受到向左的摩擦力B ．B 对A 的摩擦力向右C ．地面对A 的摩擦力向右D ．地面对A 没有摩擦力解析：B 有向左的弹力，B 有向左运动的趋势，受到向右的摩擦力，选项A 错误；A 对B 的摩擦力向右，由牛顿第三定律可知，B 对A 的摩擦力向左，选项B 错误；对整体研究，根据平衡条件分析可知，地面对A 没有摩擦力，选项C 错误，D 正确．考点一弹力的分析和计算1．弹力有无的判断方法(1)条件法：根据产生弹力的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断．(2)假设法或撤离法：可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合．还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离〞，看研究对象能否保持原来的状态．2．弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断．(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．3．弹力大小的确定方法(1)弹簧类弹力：由胡克定律知弹力F＝kx，其中x为弹簧的形变量，而不是伸长或压缩后弹簧的总长度．(2)非弹簧类弹力：根据运动状态和其他受力情况，利用平衡条件或牛顿第二定律来综合确定．1．如下图，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球．当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，以下说法正确的选项是( )A．细绳一定对小球有拉力的作用B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用C．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力解析：选 D.假设小球与小车一起匀速运动，那么细绳对小球无拉力；假设小球与小车有向右的加速度a＝g tan α，那么轻弹簧对小球无弹力，D正确．2．(2016·高考某某卷)一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度．那么该弹簧的劲度系数为( )A．40 m/N B．40 N/mC．200 m/N D．200 N/m解析：选D.根据胡克定律有F ＝kx ，那么k ＝F x ＝42×10－2N/m ＝200 N/m ，故D 正确． 3．(2017·某某质检)如下图，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m 的小球，以下关于杆对球的作用力F 的判断正确的选项是( )A ．小车静止时，F ＝mg sin θ，方向沿杆向上B ．小车静止时，F ＝mg cos θ，方向垂直于杆向上C ．小车以向右的加速度a 运动时，一定有F ＝ma sin θ D ．小车以向左的加速度a 运动时，F ＝ma 2＋mg 2，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角θ1满足tan θ1＝a g解析：选 D.小车静止时，由物体的平衡条件知此时杆对球的作用力方向竖直向上，大小等于球的重力mg ，A 、B 错误；小车以向右的加速度a 运动，设小球受杆的作用力的方向与竖直方向的夹角为θ1，如图甲所示．根据牛顿第二定律，有F sin θ1＝ma ，F cos θ1＝mg ，两式相除可得tan θ1＝a g，只有当球的加速度a ＝g tan θ时，杆对球的作用力才沿杆的方向，此时才有F ＝ma sin θ，C 错误；小车以加速度a 向左加速运动时，由牛顿第二定律，可知小球所受到的重力mg 与杆对球的作用力的合力大小为ma ，方向水平向左，如图乙所示．所以杆对球的作用力的大小F ＝ma 2＋mg 2，方向斜向左上方，tan θ1＝a g，D 正确．几种典型弹力的方向考点二静摩擦力的有无及方向的判断1．假设法：利用假设法判断的思维程序如下：2．状态法根据物体的运动状态来确定，思路如下．3．转换法利用牛顿第三定律(作用力与反作用力的关系)来判定．先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的大小和方向，再确定另一物体受到的反作用力——静摩擦力的大小和方向．1．如图，质量m A>m B的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面．让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是( )解析：A、B叠放在一起，在沿粗糙墙面下落过程中，由于物体与竖直墙面之间没有压力，所以没有摩擦力，二者一起做自由落体运动，A、B之间没有弹力作用，物体B的受力示意图是图A.2．(2017·东北三校二联)(多项选择)如下图是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A与B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点，那么以下判断正确的选项是( )A．B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反B．D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反C．D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同D．主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动力解析：选BCD.P为主动轮，假设接触面光滑，B点相对于A点的运动方向一定与B点的运动方向相同，A错误；Q为从动轮，D点相对于C点的运动趋势方向与C点的运动方向相反，Q轮通过静摩擦力带动，因此，D点所受的静摩擦力方向与D点的运动方向相同，B、C 均正确；主动轮靠摩擦带动皮带，从动轮靠摩擦被皮带带动，故D也正确．3．(多项选择)如下图，倾角为θ的斜面C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，那么( )A．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到地面的摩擦力一定为零C．C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D．将细绳剪断，假设B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力为0解析：B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡，那么B与C间的摩擦力为零，A项错误；将B和C看成一个整体，那么B和C受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力，B项错误，C项正确；将细绳剪断，假设B依然静止在斜面上，利用整体法判断，B、C整体在水平方向不受其他外力作用，处于平衡状态，那么地面对C的摩擦力为0，D项正确．考点三摩擦力的计算1．静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动)，利用力的平衡条件来判断其大小．(2)物体有加速度时，假设只有静摩擦力，那么F f＝ma.假设除静摩擦力外，物体还受其他力，那么F合＝ma，先求合力再求静摩擦力．2．滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f＝μF N来计算，应用此公式时要注意以下几点：(1)μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；F N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力．(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关．考向1：静摩擦力的计算[典例1] (2017·黄冈模拟) 如下图，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2.当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，那么物体P受到的摩擦力大小为( ) A．μ1mg cos θ，方向平行于斜面向上B．μ1mg cos θ，方向平行于斜面向下C．μ2mg cos θ，方向平行于斜面向上D．μ2mg cos θ，方向平行于斜面向下解析当物体P和Q一起沿斜面加速下滑时，其加速度为a＝g sin θ－μ2g cos θ＜g sin θ，因为P和Q相对静止，所以P和Q之间的摩擦力为静摩擦力，且方向平行于斜面向上，B、D错误；不能用公式F f＝μF N求解，对物体P运用牛顿第二定律得mg sin θ－F静＝ma，求得F静＝μ2mg cos θ，C正确．答案 C判断摩擦力方向时应注意的两个问题(1)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角．(2)分析摩擦力方向时，要注意静摩擦力方向的“可变性〞和滑动摩擦力的“相对性〞．考向2：滑动摩擦力的计算[典例2] 如下图，质量为m B＝24 kg的木板B放在水平地面上，质量为m A＝22 kg的木箱A放在木板B上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为θ＝37°.木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5.现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin 37°≈0.6，cos 37°≈0.8，重力加速度g取10 m/s2)，那么木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为( )解析对A受力分析如图甲所示，由题意得F T cos θ＝F f1①F N1＋F T sin θ＝m A g②F f1＝μ1F N1③由①②③得：F T＝100 N对A、B整体受力分析如图乙所示，由题意得F T cos θ＋F f2＝F④F N2＋F T sin θ＝(m A＋m B)g⑤F f2＝μ2F N2⑥由④⑤⑥得：μ2＝0.3，故A选项正确．答案 A计算摩擦力时的三点注意(1)首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才有公式，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿运动定律来求解．(2)公式F f＝μF N中F N为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，不一定等于物体的重力．(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关．1．如下图，滑块A 置于水平地面上，滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A (A 、B 接触面竖直)，此时A 恰好不滑动，B 刚好不下滑．A 与B 间的动摩擦因数为μ1，A 与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A 与B 的质量之比为( )A.1μ1μ2 B ．1－μ1μ2μ1μ2 C.1＋μ1μ2μ1μ2 D.2＋μ1μ2μ1μ2解析：A 、B 整体受力分析，F ＝F f1＝μ2(m A ＋m B )g .对B 受力分析，F f2＝μ1F ＝m B g .联立解得m A m B ＝1－μ1μ2μ1μ2，B 正确．2．(多项选择)如下图，小车的质量为m 0，人的质量为m ，人用恒力F 拉绳，假设人和小车保持相对静止，不计绳和滑轮质量及小车与地面间的摩擦，那么小车对人的摩擦力可能是( )A ．0 B.m －m 0m ＋m 0F ，方向向右 C.m －m 0m ＋m 0F ，方向向左 D.m 0－m m ＋m 0F ，方向向右解析：选ACD.假设小车对人的静摩擦力方向向右，先对整体分析受力有2F ＝(m 0＋m )a ，再隔离出人，对人分析受力有F －F f ＝ma ，解得F f ＝m 0－m m 0＋mF ，假设m 0>m ，那么和假设的情况相同，D 正确；假设m 0＝m ，那么静摩擦力为零，A 正确；假设m 0<m ，那么静摩擦力方向向左，C 正确．考点四轻杆、轻绳、轻弹簧模型[典例3] 如下图，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与竖直方向的夹角为37°，小球的重力为12 N ，轻绳的拉力为10 N ，水平轻弹簧的拉力为9 N ，求轻杆对小球的作用力．解析以小球为研究对象，受力如下图，小球受四个力的作用：重力、轻绳的拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力，其中轻杆的作用力的方向和大小不能确定，重力与弹簧拉力的合力大小为F ＝G 2＋F 21＝15 N .设F 与竖直方向夹角为α，sin α＝F 1F ＝35，那么α＝37° 即方向与竖直方向成37°角斜向下，这个力与轻绳的拉力恰好在同一条直线上．根据物体平衡的条件可知，轻杆对小球的作用力大小为5 N，方向与竖直方向成37°角斜向右上方．答案 5 N 方向与竖直方向成37°角斜向右上方1．如下图，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，以下说法正确的选项是( )A．假设小车静止，那么绳对小球的拉力可能为零B．假设小车静止，那么斜面对小球的支持力一定为零C．假设小车向右运动，那么小球一定受两个力的作用D．假设小车向右运动，那么小球一定受三个力的作用解析：选 B.小车向右运动可能有三种运动形式：向右匀速运动、向右加速运动和向右减速运动．当小车向右匀速运动时，小球受力平衡，只受重力和绳子拉力两个力的作用．当小车向右加速运动时，小球需有向右的合力，但由细绳保持竖直状态和斜面形状可知，该运动形式不可能有．当小车向右减速运动时，小球需有向左的合力，那么一定受重力和斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故B正确．2．如下图，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC 绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端挂一重物，BO与竖直方向的夹角θ＝45°，系统保持平衡．假设保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，那么滑轮受到木杆作用力大小变化情况是( )A．只有角θ变小，作用力才变大B．只有角θ变大，作用力才变大C．不论角θ变大或变小，作用力都是变大D．不论角θ变大或变小，作用力都不变解析：选 D.由于两侧细绳中拉力不变，假设保持滑轮的位置不变，那么滑轮受到木杆作用力大小不变，与夹角θ没有关系，选项D 正确，A 、B 、C 错误．3．(多项选择)两个中间有孔的质量为M 的小球用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横杆上．两个小球下面分别连一轻弹簧．两轻弹簧下端系在同一质量为m 的小球上，如下图．三根轻弹簧的劲度系数都为k ，三根轻弹簧刚好构成一等边三角形．那么以下判断正确的选项是( )A ．水平横杆对质量为M 的小球的支持力为Mg ＋mgB ．连接质量为m 小球的轻弹簧的弹力为mg 3C ．连接质量为m 小球的轻弹簧的伸长量为33kmg D ．套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为36k mg解析：M 的小球的支持力为Mg ＋mg 2，选项A 错误；设下面两个弹簧的弹力均为F ，那么2F sin 60°＝mg ，解得F ＝33mg ，结合胡克定律得kx ＝33mg ，那么x ＝33kmg ，选项B 错误，选项C 正确；下面的一根弹簧对M 的水平分力为F cos 60°＝36mg ，再结合胡克定律得kx ′＝36mg ，解得x ′＝36k mg ，选项D 正确．课时规X 训练[基础巩固题组]1．以下说法正确的选项是( )A ．有力作用在物体上，其运动状态一定改变B ．单个孤立物体有时也能产生力的作用C ．作用在同一物体上的力，只要大小相同，作用的效果就相同D ．找不到施力物体的力是不存在的解析：选D.由于力的作用效果有二：其一是改变物体运动状态，其二是使物体发生形变，A 错误；力是物体对物体的作用，B 错误；力的作用效果是由大小、方向、作用点共同决定的，C 错误；力是物体与物体之间的相互作用，只要有力就一定会有施力物体和受力物体，D 正确．2．(多项选择)以下关于摩擦力的说法，正确的选项是( )A ．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B ．作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C ．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速D ．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速解析：选CD.滑动摩擦力既能提供动力，也能提供阻力，如把物体无初速度放在传送带上，滑动摩擦力对物体做正功，使物体加速，选项A 错误，C 正确；静摩擦力既能提供动力，也能提供阻力，汽车启动过程中，车厢里的货物跟随汽车一起加速，静摩擦力使货物加速．汽车刹车时，汽车车厢里的货物跟汽车一起停下来的过程，静摩擦力使货物减速，选项B 错误，D 正确．3．如下图，完全相同、质量均为m 的A 、B 两球，用两根等长的细线悬挂在O 点，两球之间夹着一根劲度系数为k 的轻弹簧，系统处于静止状态时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为θ，那么弹簧的长度被压缩( )A.mg tan θkB ．2mg tan θk C.mg tan θ2k D.2mg tanθ2k解析：A 球为对象，其受力如下图，所以F 弹＝mg tan θ2，那么Δx ＝F 弹k ＝mg k tan θ2，C 正确．4．如下图，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力F f a≠0，b所受摩擦力F f b＝0，现将右侧细绳剪断，那么剪断瞬间( )A．F f a大小不变B．F f a方向改变C．F f b仍然为零D．F f b方向向左解析：选A.右侧细绳剪断的瞬间，弹簧弹力来不及发生变化，故a的受力情况不变，a 左侧细绳的拉力、静摩擦力的大小方向均不变，A正确，B错误；而在剪断细绳的瞬间，b 右侧细绳的拉力立即消失，静摩擦力向右，C、D错误．5．如下图，一质量为m的木板置于水平地面上，其上叠放一质量为m0的砖块，用水平力F将木板从砖下抽出，那么该过程中木板受到地面的摩擦力为(m与地面间的动摩擦因数为μ1，m0与m间的动摩擦因数为μ2)( )A．μ1mg B．μ1(m0＋m)gC．μ2mg D．μ2(m0＋m)g解析：F＝μF N，题中水平地面所受压力的大小为(m0＋m)g，木板与地面间的动摩擦因数为μ1，所以木板受滑动摩擦力大小为μ1(m0＋m)g，B正确．6．如下图，一重为10 N的球固定在支杆AB的上端，用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，绳的拉力为7.5 N，那么AB杆对球的作用力( )A．大小为7.5 NB．大小为10 NC．方向与水平方向成53°角斜向右下方D．方向与水平方向成53°角斜向左上方解析：选D.对小球进行受力分析可得，AB杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球重力等值反向，AB杆对球的作用力大小F＝G2＋F2拉＝12.5 N，A、B错误；令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α，可得tan α＝GF拉＝43，α＝53°，D正确．7．(多项选择)如下图，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，假设传送带的速度大小也为v，那么传送带启动后( )A．M静止在传送带上B．M可能沿斜面向上运动C．M受到的摩擦力不变D．M下滑的速度不变解析：M匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力和支持力作用，传送带启动以后对M受力没有影响，自然也不会影响其运动状态，C、D正确．[综合应用题组]8．如右图所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t＝0开始物体所受的摩擦力F f随t的变化关系是以下图中的( )解析：G和摩擦力F f的作用．由于F f从零开始均匀增大，开始一段时间F f＜G，物体加速下滑；当F f＝G时，物体的速度达到最大值；之后F f＞G，物体向下做减速运动，直至减速为零．在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为F f＝μF N＝μF＝μkt，即F f与t 成正比，是一条过原点的倾斜直线．当物体速度减为零后，滑动摩擦力突变为静摩擦力，其大小F f＝G，所以物体静止后的图线为平行于t 轴的线段，正确答案为B.9．如下图，质量为m 的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，当传送带分别以v 1、v 2的速度做逆时针运动时(v 1＜v 2)，绳中的拉力分别为F 1、F 2，物体受到的摩擦力分别为F f1、F f2那么以下说法正确的选项是( )A ．F f1＜F f2B ．物体所受摩擦力方向向右C ．F 1＝F 2D ．F f1＝μmg解析：选 C.物体的受力分析如下图，滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡，因此方向向左，B 错误；设绳与水平方向成θ角，那么F cos θ－μF N ＝0，F N ＋F sin θ－mg ＝0，解得F ＝μmgcos θ＋μsin θ，F 大小与传送带速度大小无关，C 正确；物体所受摩擦力F f ＝F cos θ恒定不变，A 、D 错误．10．(多项选择)两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起，a 弹簧的一端固定在墙上，如下图．开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b 弹簧的P 端向右拉动弹簧，a 弹簧的伸长量为L ，那么( )A ．b 弹簧的伸长量也为LB ．b 弹簧的伸长量为k 1L k 2C ．P 端向右移动的距离为2LD ．P 端向右移动的距离为⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋k 1k 2L解析：k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起，两弹簧中的弹力大小相等，k 1L ＝k 2x ，解得b 弹簧的伸长量为x ＝k 1L k 2，选项A 错误，B 正确；P 端向右移动的距离为L ＋x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋k 1k 2L ，选项C 错误，D 正确．11．如下图，水平桌面上平放有一堆卡片，每一X卡片的质量均为m.用手指以竖直向下的力压第1X卡片，并以一定速度向右移动手指，确保第1X卡片与第2X卡片之间有相对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，手指与第1X卡片之间的动摩擦因数为μ1，卡片之间、卡片与桌面之间的动摩擦因数均为μ2，且有μ1＞μ2，那么以下说法正确的选项是( )A．任意两X卡片之间均可能发生相对滑动B．上一X卡片受到下一X卡片的摩擦力一定向左C．第1X卡片受到手指的摩擦力向左D．最下面那X卡片受到水平桌面的摩擦力向右解析：选B.对第2X卡片分析，它对第3X卡片的压力等于上面两X卡片的重力及手指的压力的和，最大静摩擦力F fm＝μ2(2mg＋F)，而其受到第1X卡片的滑动摩擦力为F f＝μ2(mg ＋F)＜F fm，那么第2X卡片与第3X卡片之间不发生相对滑动，同理，第3X到第54X卡片也不发生相对滑动，故A错误；根据题意，因上一X卡片相对下一X卡片要向右滑动或有向右滑动的趋势，故上一X卡片受到下一X卡片的摩擦力一定向左，B正确；第1X卡片相对于手指的运动趋势方向与手指的运动方向相反，那么其受到手指的静摩擦力与手指的运动方向相同，即受到手指的摩擦力向右，C错误；对53X卡片(除第1X卡片外)研究，其处于静止状态，水平方向受到第1X卡片的滑动摩擦力，方向与手指的运动方向相同，那么根据平衡条件可知：第54X卡片受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反，即水平向左，D错误．12．如下图，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为θ＝45°，弹簧的劲度系数为k，那么弹簧形变量不可能是( )A.2mgkB.2mg2k。