高三物理一轮复习—相互作用教案
高考物理一轮复习第二章相互作用第二节摩擦力学案
第二节摩擦力一、静摩擦力答案:接触面粗糙接触处有弹力相对运动趋势0 F fm相反【基础练1】(2020·浙江省选考模拟)体操运动员在平衡杆上进行静态平衡训练,如图所示,则( )A.平衡杆对人的力等于人对平衡杆的力B.平衡杆对人的摩擦力方向向左C.人对平衡杆的摩擦力方向向左D.人受到的支持力是因为脚底发生了形变解析:选A。
平衡杆对人的力、人对平衡杆的力属于相互作用力,所以A正确;人受到重力、平衡杆对人的支持力,处于平衡状态,没有受到摩擦力,所以B、C错误;人受到的支持力是平衡杆形变造成的,所以D错误。
二、滑动摩擦力答案:μF N相反粗糙程度【基础练2】(多选)(2020·广东五华县期末质检)如图所示,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,若传送带的速度大小也为v,则传送带启动后( )A.M受到的摩擦力不变B.M静止在传送带上C.M可能沿斜面向上运动D.M下滑的速度不变解析:选AD。
由题意知,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,传送带启动后物块仍然受到的是滑动摩擦力,由F f=μmg cos θ可知,物块M受到的摩擦力不变,A正确;由于物体受力情况没有变化,所以物体运动状态不变,物体仍沿传送带匀速下滑,B、C错误,D正确。
考点一静摩擦力的有无及方向的判断假设法思维程序如下:状态法先判断物体的状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向牛顿第三定律法先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向(2020·庐巢七校联盟第三次联考)智能化电动扶梯如图所示,乘客站上扶梯,先缓慢加速,然后再匀速上升,则( )A.乘客始终处于超重状态B.加速阶段乘客受到的摩擦力方向与v相同C.电梯对乘客的作用力始终竖直向上D.电梯匀速上升时,电梯对乘客的作用力竖直向上[解析] 加速运动阶段,乘客的加速度沿电梯斜向上,有竖直向上的分加速度,根据牛顿第二定律,电梯对他的支持力大于其重力,处于超重状态;匀速运动阶段,加速度为0,所以既不超重也不失重,故A错误;加速阶段乘客加速度方向沿电梯斜向上,加速度有水平向右的分量,则受到的摩擦力方向水平向右,B错误;加速阶段,乘客受到竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力,则电梯对乘客的作用力斜向右上方;电梯匀速上升时,电梯对乘客只有向上的支持力,即电梯对乘客的作用力竖直向上,C错误,D正确。
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。
【名师讲解】高三物理一轮复习:二 相互作用(62张PPT)
第二节 一、知识要点
力的合成与分解
1、合力与分力: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,那几个力叫做这个力的分力。 2、力的合成与分解:求几个力的合力叫做力的 合成;求一个力的分力叫做力的分解。 3、共点力:物体同时受到几个力作用时,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,这几个力叫做共点力。
Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ
三、考纲解读: 本部分内容在高考中分值占10%左右,高考命 题的热点集中在共点力的平衡问题及摩擦力问题, 常以生活实际及科普知识为背景,结合牛顿运动定 律、功能关系及电磁学相关知识考查。
四、高考命题趋向
力学是物理学的基础,是高考必考内容。弹力、 摩擦力是高考的热点,其中弹力大小和方向的判断,
(1) f=0 (3) f= mg (4) f= mg (2) f=ma
B
B
A
F
A
【练习6】 :如图所示,两木块的质量分别为m1和 m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和 k2上面木块 压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平 衡状态,现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开 上面弹簧,在这过程中下面木块移动的距离为( C ) m2 g m1 g A、 B、 k1 k1
30N
【练习10】(资料第23页例题3)
D
第三节
一、知识要点
受力分析
பைடு நூலகம்
要根据力的概念,从物体所处的环境(与多少个物 体接触)和运动状态着手,其步骤如下: 1.确定研究对象.以整体为研究对象或从整体中 隔离出某一物体为研究对象. 2.按“性质力”的顺序分析,即按一重、二弹、 三摩擦、四其他的顺序进行分析,并同时画出受力 示意图. 说明:(1)分析研究对象受到的力,不要分析 研究对象对周围物体的力;
高考物理一轮总复习精品课件 第2章 相互作用 第2讲 摩擦力 (5)
40 N,因为40 N>35 N,所以木箱在2~4 s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动
摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,因压力大小和接触面的粗糙程度均不
变,所以木箱受到滑动摩擦力的大小为30 N,C错误。
考向三摩擦力的综合分析与应用
远,D正确。
考向四 动—静突变
典题9 如图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.2,从t=0开始物
体以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,以向右为正方向,则该物体受到的
摩擦力 f 随时间变化的图像是( A )
线运动, 重力加速度为g。
如果返回舱和减速伞的总质量为m, 求返回舱接近地面匀速时的速度vm。
答案
解析 当阻力等于伞和返回舱的重力时,伞和返回舱做匀速运动,即
2
mg=kSm ,得 vm=
。
研考点•精准突破
1.静摩擦力的有无及方向的判断方法
(1)假设法
(2)状态法
根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的方向。
B.若水平匀速向后拉动刀具,则磨刀器对刀具的作用力竖直向上
C.向后加速拉动刀具,刀具受到的摩擦力小于磨刀器受到的摩擦力
D.对同一把刀具在竖直方向上施加相同压力时,磨刀器的夹角越小,越难被拉动
解析 磨刀过程中,向后轻拉刀具,刀具受到的摩擦力向前,根据牛顿第三定律,磨
刀器受到的摩擦力向后,故A错误;若水平匀速向后拉动刀具,从侧面看,刀具受力
小车滑动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,B错误;保持木块与小车间接触面的
2022物理第2章相互作用第3节受力分析共点力的平衡教案
第3节受力分析共点力的平衡一、物体的受力分析1.定义把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力示意图的过程。
2.受力分析的一般顺序(1)首先分析场力(重力、电场力、磁场力)。
(2)其次分析接触力(弹力、摩擦力)。
(3)最后分析其他力。
(4)画出受力分析示意图(选填“示意图”或“图示”).二、共点力的平衡1.平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
2.平衡条件F合=0或者错误!如图甲所示,小球静止不动;如图乙所示,物块匀速运动.甲乙则小球F合=0;物块F x=0,F y=0。
3.平衡条件的推论(1)二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反。
(2)三力平衡:物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与另外两个力的合力大小相等,方向相反,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。
(3)多力平衡:物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与另外几个力的合力大小相等,方向相反。
一、思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)1.对物体受力分析时,只能画该物体受到的力,其他物体受到的力不能画在该物体上。
2.物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用。
(×)3.加速度等于零的物体一定处于平衡状态。
4.速度等于零的物体一定处于平衡状态. (×)5.若物体受三个力F1、F2、F3处于平衡状态,若将F1转动90°时,三个力的合力大小为错误!F1。
二、走进教材1.(人教版必修2P91T1改编)如图所示,质量为m的光滑圆球,在细线和墙壁的作用下处于静止状态,重力加速度为g,细线与竖直墙壁的夹角为30°,则细线对小球的拉力大小为()A.错误!B.错误!C.mg D.错误![答案]A2.(鲁科版必修1P97T2改编)(多选)如图所示,水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速运动,则下列说法中正确的是()A.物体A可能只受到三个力的作用B.物体A一定受到四个力的作用C.物体A受到的滑动摩擦力大小为F cos θD.物体A对水平面的压力大小可能为F sin θBCD[物体水平向右做匀速运动,合力必为零,所以必受水平向左的摩擦力,且有f=F cos θ,因滑动摩擦力存在,地面一定对物体A有竖直向上的支持力,且有N=mg-F sin θ,若重力mg =2F sin θ,则A对水平面的压力大小为F sin θ,所以选项B、C、D 正确,A错误.]物体的受力分析错误!1.受力分析的基本思路(1)研究对象的选取方法:整体法和隔离法.(2)基本思路2.整体法与隔离法选取原则错误!(一题多变)如图所示,固定的斜面上叠放着A、B两木块,木块A与B的接触面水平,水平力F作用于木块A,使木块A、B保持静止,且F≠0.则下列描述正确的是()A.B可能受到3个或4个力作用B.斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向下C.A对B的摩擦力可能为零D.A、B整体不可能受三个力作用B[对B受力分析,木块B受重力、A对B的压力、A对B 水平向左的静摩擦力、斜面对B垂直于斜面向上的支持力、斜面对B可能有静摩擦力(当A对B向左的静摩擦力平行斜面方向的分力与木块A对B的压力与木块B重力的合力沿斜面方向的分力平衡时,斜面对B没有静摩擦力)作用,故B受4个力或者5个力作用,故A错误;当A对B向左的静摩擦力平行斜面方向的分力大于木块A对B的压力与木块B重力的合力沿斜面方向的分力时,木块B有上滑趋势,此时木块B受到平行斜面向下的静摩擦力,故B正确;对木块A受力分析,受水平力、重力、B对A的支持力和静摩擦力,根据平衡条件,B对A的静摩擦力与水平力F平衡,根据牛顿第三定律,A对B的摩擦力水平向左,大小为F,故C错误;对A、B整体受力分析,受重力、斜面对整体的支持力、水平力,可能有静摩擦力(当推力沿斜面方向的分力与A、B整体重力沿斜面方向的分力平衡时,斜面对A、B整体的静摩擦力为零),所以A、B整体可能受三个力作用,故D错误。
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.。
物理一轮复习第二章相互作用第2节力的合成与分解教案鲁科版
第2节力的合成与分解一、共点力定义:如果几个力同时作用在物体上的同一点,或它们的作用线相交于同一点。
如图.二、合力与分力1。
定义:几个共点力共同作用产生的效果可以用一个力来代替,这一个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做分力。
2.关系:合力和分力是等效替代的关系。
知识解读一个成年人用的力F与两个孩子用的力F1和F2效果相同,力F称为合力,F1和F2称为分力.合力与分力是等效替代关系.三、力的合成1。
定义:求几个力的合力的过程.2.运算法则:平行四边形定则或三角形定则.自主如图所示,分析两个分力F1,F2与合力F合的关系.探究(1)如图(甲),若F1,F2间夹角逐渐变大,其合力F大小如何变化?(2)如图(乙),在矢量三角形中分力F1,F2与合力F的位置关系如何描述?答案:(1)合力F逐渐变小;(2)分力F1,F2的有向线段首尾顺次连接,合力F由F1的首端指向F2的尾端.四、力的分解1。
概念:求一个已知力的分力的过程.2。
遵循原则:平行四边形定则或三角形定则。
3.分解方法(1)按力产生的效果分解。
(2)正交分解.将结点O处所受OC段绳子拉力F C和OB段绳子拉力F B分别按力的效果分解和正交分解如图所示。
五、矢量和标量矢量标量定既有大小又有方向的物理量只有大小没有方向的物义理量运算法则遵从平行四边形定则(或三角形定则)算术法则举例位移、速度、加速度、力等路程、速率、功、动能等1.思考判断(1)合力与原来那几个力同时作用在物体上。
(×)(2)对力分解时必须按作用效果分解.(×)(3)两个分力大小一定,夹角越大,合力越大。
(×)(4)合力的作用可以替代原来那几个力的作用。
(√)(5)合力一定时,两等大分力间的夹角越大,两分力越大。
(√)(6)合力一定比分力大.(×)2。
如图所示,三个大小相等的力F,作用于同一点O,则合力最小的是(C)解析:根据力的合成满足平行四边形定则,由几何关系可知,只有C选项的合力为零,其余三项的合力均不等于零,故C项的合力最小。
高三物理一轮复习 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力
第二章物体间的相互作用第1讲重力弹力摩擦力【教学目标】1、理解力的物质性、相互性及矢量性,知道力的作用效果及三要素2、知道重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力及重心的概念。
3、理解弹力的产生条件和方向的判断,及弹簧的弹力的大小计算。
4、理解摩擦力的产生条件和方向的判断,及摩擦的大小计算。
【重、难点】1、弹力有无的判断;2、摩擦力的大小计算和方向判断【知识梳理】一、弹力1.概念:发生弹性形变的物体由于要对与它接触的物体产生力的作用。
2.产生条件:(1);(2)。
3.胡克定律:F = kx ,式中的k被称为,它的单位是,它由决定;式中的x是弹簧的。
二、摩擦力1.判断下列说法是否正确.(1)摩擦力一定与接触面上的压力成正比.( )(2)运动物体受到的摩擦力不一定等于μF N.( )(3)摩擦力的方向一定与正压力的方向垂直.( )(4)摩擦力的方向一定与物体的运动方向在一条线上.( )(5)静止的物体不可能受滑动摩擦力,运动的物体不可能受静摩擦力.( )(6)滑动摩擦力一定是阻力,静摩擦力可以是动力,比如放在倾斜传送带上与传送带相对静止向上运动的物体.( )典例精析考点一弹力的有无及方向判断1.弹力有无判断的“三法”(1)条件法: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)假设法: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,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.2.方向:(1)根据物体所受弹力方向与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.例1、如图所示,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,下列说法正确的是()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例2、如图所示,小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B,现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下列图所示的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是()弹力方向的判定技巧和易错提醒1.技巧点拨轻绳和有固定转轴轻杆的相同点是弹力的方向是沿绳和沿杆的,但轻绳只能提供拉力,轻杆既可以提供拉力也可以提供支持力.2.易错提醒(1)易错误地将跨过光滑滑轮、杆、挂钩的同一段绳当两段绳处理,认为张力不同;(2)易错误地认为任何情况下杆的弹力一定沿杆.考点二弹力的分析与计算计算弹力的四种方法:(1)根据胡克定律计算;(2)根据力的平衡条件计算;(3)根据牛顿第二定律计算;(4)根据动能定理计算。
江苏石榴高级中学高三物理第一轮复习 第二章 相互作用教案 人教版
知识网络:单元切块:按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:力的概念、三个性质力;力的合成和分解;共点力作用下物体的平衡。
其中重点是对摩擦力和弹力的理解、熟练运用平行四边形定则进行力的合成和分解。
难点是受力分析。
力的概念 三种性质力一、力1.概念力是是物体对物体的作用,不能离开实力物体和受力物体而存在。
(1)力不能离开物体而独立存在,有力就一定有“施力”和“受力”两个物体。
二者缺一不可。
(2)力的作用是相互的。
(3)力的作用效果:①形变②改变运动状态(4)力的图示(课件演示)2.分类(1)按性质分重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力 ……注:按现代物理学理论,物体间的相互作用分四类:长程相互作用有引力相互作用、力概念定义:力是物体对物体的作用,不能离开施力物体与受力物体而存在。
效果: 要素:大小、方向、作用点(力的图示)使物体发生形变 改变物体运动状态分类 效果:拉力、动力、阻力、支持力、压力性质: 重力: 方向、作用点(关于重心的位置)弹力: 产生条件、方向、大小(胡克定律)摩擦力:(静摩擦与动摩擦)产生条件、方向、大小运算——平行四边形定则力的合成力的分解 |F 1-F 2|≤F 合≤F 1+F 2电磁相互作用;短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。
宏观物体间只存在前两种相互作用。
(2)按效果分压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力……(3)按产生条件分场力(非接触力)、接触力。
二、重力:1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
2.方向:总是竖直向下3.大小:G=mg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。
4.重心:重力的等效作用点。
重心的位置与物体的形状及质量的分布有关。
重心不一定在物体上。
质量分布均匀、形状规则的物体,重心在几何中心上.薄板类物体的重心可用悬挂法确定。
关于人教版高三物理教案相互作用5篇
关于人教版高三物理教案相互作用5篇关于人教版高三物理教案相互作用5篇物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
课件与课程内容有着直接联系。
教案是教学蓝图,可以有效提高教学效率。
下面是小编为大家收集的教案模板,供大家参考借鉴。
人教版高三物理教案相互作用(篇1)一、设计实验让学生阐述自己进行实验的初步构想。
①器材。
②电路。
③操作。
对学生的实验方法提出异议,促使学生思索实验的改进。
锁定实验方案,板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。
学生按照学案的过程,补充实验器材,画电路图,并且简单陈述自己的实验操作过程。
学生根据老师提出的异议,讨论实验的改进方案,并修正器材、电路图、操作方法。
设计实验部分是一个难点,教师要进行引导,不要轻易否定学生的想法,在设计过程中教师可以提出启发性的问题,让学生自我发现问题。
二、进行实验教师巡视指导,帮助困难学生。
学生以小组为单位进行实验。
实验数据之间的关系非常明显,要让学生从分析数据的过程中感受欧姆定律发现的逻辑过程,传授学生控制变量法。
三、分析论证传授学生观察数据的方法,投影问题,让学生通过观察数据找到问题的答案,最终得到结论。
学生根据教师投影出的问题观察数据,在回答问题的过程中发现规律。
四、评估交流让学生讨论在实验中遇到的问题以及自己对问题的看法和解决办法,教师引领回答几个大家普遍遇到的问题。
学生小组内讨论。
使学生意识到共同讨论可以发现自己的不足,借鉴别人的经验。
反思总结、当堂检测扩展记录表格,让学生补充。
投影一道与生活有关的题目。
学生补充表格。
学生在作业本上完成。
这个练习很简单,但能使学生沿着前面的思维惯性走下去,强化学生对欧姆定律的认识。
这一道练习主要是让学生了解欧姆定律在生活中的应用。
课堂小结让学生归纳这节课学到的知识,回顾实验的设计和操作过程,既强化了知识又锻炼了学生归纳整理知识的能力。
学生归纳。
让学生意识到课堂回顾的重要性,并培养学生归纳整理的能力,对提高学生的自学能力有重要的作用。
【合力】高考物理一轮复习专题二相互作用考点二力的合成与分解教学案含解析
【关键字】合力基础点知识点1 力的合成1.合力与分力(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫作那几个力的合力,那几个力叫作这一个力的分力。
(2)关系:合力与分力是等效替代关系。
2.共点力:作用在一个物体上,作用线或作用线的延长线交于一点的几个力。
如图所示均是共点力。
3.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程。
(2)运算法则①平行四边形定则: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。
②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量。
知识点2 力的分解1.定义:求一个力的分力的过程。
力的分解是力的合成的逆运算。
2.遵循的原则(1)平行四边形定则。
(2)三角形定则。
3.分解方法(1)力的效果分解法。
(2)正交分解法。
知识点3 矢量和标量1.矢量:既有大小又有方向的物理量,叠加时遵循平行四边形定则,如速度、力等。
2.标量:只有大小没有方向的物理量,求和时按算术法则相加,如路程、动能等。
重难点一、力的合成1.共点力合成的常用方法(1)作图法(2)解析法①合力的公式:若两个力F1、F2的夹角为θ,合力F与F1的夹角为α,如图所示,根据余弦定理可得合力的大小为F=方向为tanα=②几种特殊情况下的力的合成a.相互笔直的两个力的合成,如图所示,F=,合力F与分力F1的夹角θ的正切tanθ=。
b.两个大小相等、夹角为θ的力的合成,如图所示,作出的平行四边形为菱形,利用其对角线互相笔直平分的特点可求得合力F′=2Fcos,合力F′与每一个分力的夹角等于。
c.两个大小相等、夹角为120°的力的合成,如图所示(实际是上述第二种的特殊情况),F′=2Fcos=F,即合力大小等于分力。
实际上对角线把画出的菱形分为两个等边三角形,所以合力与分力大小相等。
(3)三角形定则三角形定则实质是平行四边形定则的变形,只是由于其特殊性,在解决矢量合成问题上显得简捷,我们才特别将其另列出来。
高三物理一轮复习教案
高三物理一轮复习教案【篇一:高三物理一轮复习—相互作用教案1】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.将研究对象从周围物体中隔离出来,只分析研究对象受到的作用力,不考虑研究对象对别的物体的作用力;只分析外力,不分析内力。
3.按顺序分析物体受力重力、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 4.防止添力和漏力按正确的顺序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的受力情况。
abc的摩擦力f应为:()a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c.有f存在,方向不能确定; d.以上结论均不对。
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。
aa.有f存在,方向向左;b.有f存在,方向向右;力,它们的大小和方向与物体的情况及情况有关。
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。
1例5.已知a、b两个弹簧秤均重2n,在图1―2所示的四种情况下,两弹簧秤的示数各是多少?在对物体进行受力分析时,考虑了合力就不考虑分力,考虑了分力就不考虑合力,因为它们是等效替代关系。
2.方法:平行四边形法则、解三角形(主要是直角三角形)、公式法、正交分解法 3、力的合成⑴.同一直线上两力的合成先规定正方向,转化为代数运算。
同向两力的合成:相加。
(合力最大)2abb正交分解法求合力,在解决多个力的合成时,有明显的优点。
在运用牛顿第二定律解题时常常用到。
建立直角坐标系,将力向两个坐标轴分解,转化为同一直线上的力的合成。
5.合力和分力的关系①.合力与分力是从力对同一物体产生的作用效果相同来定义的,因此,作用在不同物体上的力,不能合成,因为它们的作用效果不会相同。
相互作用高中物理教案
相互作用高中物理教案教学目标:1. 理解相互作用的概念和分类;2. 掌握牛顿第三定律的表达形式和实际应用;3. 了解平衡和不平衡力的概念;4. 熟练运用相互作用定律解题。
教学重点:1. 牛顿第三定律的概念和实际应用;2. 平衡和不平衡力的辨识;3. 相互作用定律的运用。
教学难点:1. 牛顿第三定律的深刻理解;2. 相互作用定律的综合应用。
教学过程:一、复习导入1. 复习上节课所学关于力的知识,引导学生思考力与物体之间的相互作用;2. 引出相互作用的概念,激发学生学习的兴趣。
二、概念讲解1. 介绍相互作用的定义和分类,包括接触力和距离力;2. 讲解牛顿第三定律,引导学生理解“作用力等于反作用力”;3. 解释平衡与不平衡力的区别,帮助学生掌握力的平衡条件。
三、案例分析1. 给学生提供一些具体的案例,让他们分析其中的相互作用;2. 引导学生运用牛顿第三定律解决实际问题,培养他们的物理思维能力。
四、小组探讨1. 将学生分成小组,让他们共同讨论并解决一些力的相互作用问题;2. 鼓励学生主动发言,培养他们的团队协作能力。
五、总结反思1. 总结本节课所学的重点和难点,帮助学生理清思路;2. 让学生反思自己对相互作用的理解,检验学习效果。
六、课堂练习1. 布置课后作业,巩固学生对相互作用的理解和应用能力;2. 鼓励学生勇于提问、探索,不断完善自己的物理知识体系。
教学资源:1. 课堂教学PPT;2. 相互作用相关案例分析;3. 牛顿第三定律实验器材。
教学反思:本节课设计了丰富的教学内容和多种教学方法,旨在激发学生的学习热情和培养其物理思维能力,但也需要注意教学过程中引导学生把握重点和难点,及时解决学生的疑惑,确保教学效果的达到。
物理一轮复习第2章相互作用实验2探究弹力和弹簧伸长量的关系教案
实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系1.实验目的(1)探究弹力和弹簧伸长量的关系.(2)学会利用图象法处理实验数据,探究物理规律。
2.实验原理(1)如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。
(2)用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x,建立直角坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组数据(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与弹簧伸长量间的关系.3.实验器材铁架台、毫米刻度尺、弹簧、钩码(若干)、三角板、铅笔、重垂线、坐标纸等。
4.实验步骤(1)安装:如图所示,将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直。
(2)记原长:记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0,即弹簧的原长。
(3)测F、x:在弹簧下端挂上钩码,待钩码静止时测出弹簧的长度l,求出弹簧的伸长量x和所受的外力F(等于所挂钩码的重力)。
(4)重复:改变所挂钩码的数量,重复上述实验步骤(3),要尽量多测几组数据,将所测数据填写在表格中。
5.数据处理(1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图,连接各点得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线.(2)以弹簧的伸长量为自变量,写出图线所代表的函数表达式,并解释函数表达式中常数的物理意义。
6.注意事项(1)所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度,要注意观察,适可而止。
(2)每次所挂钩码的质量差适当大一些,从而使坐标点的间距尽可能大,这样作出的图线准确度更高一些。
(3)测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量,以免增大误差。
(4)描点画线时,所描的点不一定都落在一条直线上,但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧.(5)记录实验数据时要注意弹力、弹簧的原长l0、总长l及弹簧伸长量x的对应关系及单位.(6)坐标轴的标度要适中。
2022版高考物理一轮复习第二章相互作用实验三验证力的平行四边形定则学案
实验三验证力的平行四边形定则实验知识·自主回顾SHI YAN ZHI SHI ZI ZHU HUI GU一、实验目的验证力的合成的平行四边形定则;理解等效替代思维方法在物理学中的应用。
二、实验原理一个力F的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮筋伸长到同一点,所以力F就是这两个力F1和F2的合力。
作出力F1、F2和F的图示,再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F′的图示,如图所示。
比较F和F′的大小和方向,若在实验误差允许范围内相等,则可验证平行四边形定则。
三、实验器材方木板一块,弹簧秤两个,白纸,橡皮条一段,细绳套两个,图钉(若干),三角板,刻度尺,铅笔。
四、实验步骤(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上。
(2)用两个弹簧测力计分别钩拉两个细绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,结点到达某一位置O。
(3)用铅笔描下结点O的位置和两条细绳的方向,并记录弹簧测力计的读数,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。
(4)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮筋的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向。
(5)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F,判断在实验误差允许的范围内是否相等。
五、误差分析除弹簧测力计本身的误差外,实验误差主要来源于读数误差和作图误差两个方面。
(1)减小读数误差的方法:弹簧测力计数据在允许的情况下,尽量大一些。
(2)减小作图误差的方法:作图时两力的对边一定要平行,两个分力F1、F2间的夹角越大,用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大,所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大。
六、注意事项(1)正确使用弹簧测力计:①本实验需要选用规格相同的两只弹簧测力计;②使用时读数尽量大,但不能超出量程;③被测力的方向与轴线方向要一致;④读数时应正对、平视刻度。
(2)位置不变:在同一次实验中,橡皮筋拉长后,结点O的位置必须保持不变。
相互作用 第一课时力的概念 重力 弹力
第 1 页 共 2 页乙甲甲丙第一章 相互作用第一讲 力的概念 重力 弹力知识要点梳理: (一)、力的概念1.力是 。
2.力的物质性是指 。
3.力的相互性是 ,施力物体必然是受力物体,力总是成对的。
4.力的矢量性是指 ,形象描述力用 。
5.力的作用效果是 或 。
(二)、重力1.概念:2.产生条件3 最大, 最小;在同一地理位置,离地面越高,g 值 。
一般情况下,在地球表面附近我们认为重力是恒力。
4.方向: 。
5.作用点—重心:质量均匀分布、有规则形状的物体重心在物体的 ,物体的重心 物体上(填一定或不一定)。
6.质量分布不均或形状不规则的薄板形物体的重心可采用 粗略确定。
(三)、弹力1.概念: 2.产生条件(1) ;(2)。
3.大小:(1)与形变有关,一般用平衡条件或动力学规律求出。
(2式中的k 被称为 ,它的单位是 ,它由 决定;式中的x 是弹簧的 。
4.方向:与形变方向相反。
(1)轻绳只能产生拉力,方向沿绳子且指向 的方向;(2)坚硬物体的面与面,点与面接触时,弹力方向 接触面(若是曲面则是指其切面),且指向被压或被支持的物体。
(3)球面与球面之间的弹力沿半径方向,且指向受力物体。
要点精析(1)对力的概念的理解【例1】在滑冰场上,甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相互猛推一下后分别向相反方向运动。
假定两板与冰面间的动摩擦因数相同。
已知甲在冰上滑行的距离比乙远,这是由于 ( )A .在推的过程中,甲推乙的力小于乙推甲的力B .在推的过程中,甲推乙的时间小于乙推甲的时间C .在刚分开时,甲的初速度大于乙的初速度D .在分开后,甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小 2.下列关于力的说法中,正确的是( )A .力不能离开施力物体和受力物体而独立存在的B .马拉车前进,马对车有拉力作用,但车对马没有拉力作用C .根据效果命名的同一名称的力,性质也一定相同D .只有两物体直接接触时才会产生力的作用 (2)关于重力与重心的考查【例3】 “神州”五号的飞行可看成近地运行,杨利伟的质量是65kg ,他在运行过程中的向心力可估算为_________N 。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版):牛顿第三定律 共点力平衡
第4讲 牛顿第三定律 共点力平衡目标要求 1.理解牛顿第三定律的内容,并能区分作用力和反作用力与一对平衡力.2.熟练掌握受力分析的步骤,会灵活应用整体法、隔离法并结合牛顿第三定律进行受力分析.3.理解共点力平衡的条件,会解共点力平衡问题.考点一 牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力.2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上. 3.相互作用力的特点 (1)三同⎩⎪⎨⎪⎧同大小同时产生、变化、消失同性质(2)三异⎩⎪⎨⎪⎧反向异体,即作用力、反作用力作用在不同物体上不同效果(3)二无关⎩⎪⎨⎪⎧与相互作用的两物体的运动状态无关与是否和其他物体相互作用无关1.作用力与反作用力的效果可以相互抵消.( × )2.人走在松软土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力.( × ) 3.物体静止在水平地面上,受到的重力和支持力为一对作用力和反作用力.( × )一对平衡力与作用力和反作用力的比较名称项目 一对平衡力 作用力和反作用力 作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消考向1牛顿第三定律的理解例1(多选)如图所示,体育项目“押加”实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是()A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜答案BD解析甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力,大小相等,与二者的运动状态无关,即不管哪个获胜,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力时,甲才能获胜,故A、C错误,B、D正确.考向2相互作用力与一对平衡力的比较例2(2023·浙江省十校联盟联考)春节晚会上杂技《绽放》表演了花样飞天,如图是女演员举起男演员的一个场景,两位杂技演员处于静止状态.下列说法正确的是()A.水平地面对女演员的摩擦力水平向右B.水平地面对女演员的支持力和女演员所受重力是一对平衡力C.女演员对男演员的作用力大小小于男演员对女演员的作用力大小D.女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小答案 D解析对男、女演员整体分析,根据平衡条件可知,水平地面对女演员的摩擦力为零,水平地面对女演员的支持力与男、女演员重力之和是一对平衡力,故A、B错误;女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律可知,女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力大小相等、方向相反,故C错误;对男演员分析,根据平衡条件得,女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小,故D正确.考向3转换研究对象在受力分析中的应用例3(2023·河北邢台市质检)一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套着一个环,箱与杆的质量为M,环的质量为m,如图所示.已知重力加速度为g,环沿杆以加速度a匀加速下滑,则此时箱子对地面的压力大小为()A.Mg+mg-ma B.Mg-mg+maC.Mg+mg D.Mg-mg答案 A解析环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对它的竖直向上的摩擦力f,受力情况如图甲所示,根据牛顿第三定律,环应给杆一个竖直向下的摩擦力f′,故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′,受力情况如图乙所示.以环为研究对象,有mg -f=ma,以箱子和杆整体为研究对象,有N=f′+Mg=f+Mg=Mg+mg-ma.根据牛顿第三定律,箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小,即N′=Mg+mg-ma,故选项A正确.在对物体进行受力分析时,如果不便直接通过分析求出物体受到的某些力时,可先求它的反作用力,再反过来求待求力.如求压力时,可先求支持力,在许多问题中,摩擦力的求解亦是如此.可见牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用,使得我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔.考点二受力分析1.受力分析的一般步骤2.整体法与隔离法整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或求系统整体的加速度研究系统内物体之间的相互作用力3.受力分析的三个技巧(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆.(2)除了根据力的性质和特点进行判断,假设法是判断弹力、摩擦力的有无及方向的常用方法.(3)善于转换研究对象,尤其是在弹力、摩擦力的方向不易判定的情形中,可以分析与其接触物体的受力,再应用牛顿第三定律判定.例4(多选)如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上.关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是()A.A一定受到四个力B.B可能受到四个力C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D.A与B之间一定有摩擦力答案AD解析由题可知,A、B均处于平衡状态,对A、B整体受力分析,如图甲所示,受到向下的重力和向上的推力F,由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力,因此也不可能有摩擦力,C错误;对B受力分析,如图乙所示,受到重力、A对B的弹力及摩擦力,故B受到三个力,B错误;对A受力分析,如图丙所示,受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力,共四个力,A、D正确.例5(2023·湖南师范大学附属中学高三月考)如图所示,a、b两个小球穿在一根粗糙的固定杆上(球的小孔比杆的直径大),并且通过一条细绳跨过定滑轮连接.已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计滑轮的一切摩擦,重力加速度为g.当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.a一定受到4个力的作用B.b只可能受到2个力的作用C.绳子对a的拉力大小有可能等于mgD.a的质量一定为m tan θ答案 C解析对a和b受力分析可知,a可能受重力、杆的支持力、绳的拉力3个力的作用,可能还受摩擦力共4个力的作用,b受重力、绳的拉力2个力或重力、绳的拉力、杆的支持力、摩擦力4个力的作用,选项A、B错误;对b受力分析可知,b受绳子拉力大小可能等于mg,因此绳子对a 的拉力大小可能等于mg ,选项C 正确;对a 受力分析,如果a 、b 所受摩擦力均为零,则由G a sin θ=mg cos θ可得G a =mg tan θ,即m a =mtan θ,选项D 错误.考点三 共点力的平衡条件及应用1.共点力的平衡(1)平衡状态:物体静止或做匀速直线运动. (2)平衡条件:F 合=0或F x =0,F y =0.(3)常用推论①若物体受n 个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n -1)个力的合力大小相等、方向相反.②若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形. 2.处理共点力平衡问题的基本思路确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论.求解共点力平衡问题的常用方法:1.合成法:一个力与其余所有力的合力等大反向,常用于非共线三力平衡. 2.正交分解法:F x 合=0,F y 合=0,常用于多力平衡.3.矢量三角形法:把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形,常用于非特殊角的一般三角形.考向1 合成法例6 (2020·全国卷Ⅲ·17)如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O 点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连.甲、乙两物体质量相等.系统平衡时,O 点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β.若α=70°,则β等于( )A.45°B.55°C.60°D.70°答案 B解析取O点为研究对象,O点在三力的作用下处于平衡状态,对其受力分析如图所示,T1=T2,两力的合力与F等大反向,根据几何关系可得2β+α=180°,所以β=55°,故选B.考向2矢量三角形法例7(2023·广东省模拟)如图所示的装置,杆QO沿竖直方向固定,且顶端有一光滑的定滑轮,轻杆OP用铰链固定于O点且可绕O点转动,用两根轻绳分别拴接质量分别为m1、m2的小球并系于P点,其中拴接m1小球的轻绳跨过定滑轮,已知O点到滑轮顶端Q的距离等于OP,当系统平衡时两杆的夹角为α=120°,则m1∶m2为()A.1∶2 B.3∶2C.1∶1 D.3∶1答案 D解析以结点P为研究对象,受力分析如图所示,则拴接小球m1轻绳的拉力大小等于m1g,由力的平衡条件将杆OP的支持力与轻绳的拉力合成,可得m1g=2m2g cos 30°,解得m1∶m2=3∶1,故A、B、C错误,D正确.考向3 正交分解法例8 如图,一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F 的大小不变,而将方向变成与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.则物块与桌面间的动摩擦因数为( )A .2- 3 B.36 C.33 D.32答案 C解析 当F 水平时,根据平衡条件得F =μmg ;当保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角时,由平衡条件得F cos 60°=μ(mg -F sin 60°),联立解得μ=33,故选项C 正确.考向4 整体法、隔离法解决静态平衡问题例9 如图所示,两个质量均为m 的小球通过两根轻弹簧A 、B 连接,在水平外力F 作用下,系统处于静止状态,弹簧实际长度相等.弹簧A 、B 的劲度系数分别为k A 、k B ,且原长相等.弹簧A 、B 与竖直方向的夹角分别为θ与45°.设A 、B 中的拉力分别为F A 、F B ,小球直径相比弹簧长度可忽略,重力加速度为g ,则( )A .tan θ=12B .k A =k BC .F A =3mgD .F B =2mg答案 A解析 对下面的小球进行受力分析,如图甲所示.根据平衡条件得F =mg tan 45°=mg ,F B =mg cos 45°=2mg ;对两个小球整体受力分析,如图乙所示,根据平衡条件得tan θ=F2mg ,又F =mg ,解得tan θ=12,F A =(2mg )2+F 2=5mg ,由题可知两弹簧的形变量相等,则有x =F Ak A=F B k B ,解得k A k B =F A F B =52,故A 正确,B 、C 、D 错误.课时精练1.如图所示是厨房用来悬挂厨具的小吸盘,其原理是排开吸盘与墙壁之间的空气,依靠大气压紧紧地将吸盘压在厨房的竖直墙壁上,可用来悬挂比较轻的厨具,安装拆卸都很方便,以下说法正确的是( )A .墙壁对吸盘的作用力的合力竖直向上B .大气压变大,吸盘受到的摩擦力也变大C .吸盘与墙壁之间只有一对作用力与反作用力D .空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力 答案 D解析 墙壁对吸盘的作用力有竖直向上的摩擦力和水平方向的支持力,合力方向不是竖直向上,故A 错误;吸盘受到的摩擦力与吸盘和物体所受重力大小相等,不会变化,故B 错误;吸盘与墙壁之间有水平方向和竖直方向两对作用力与反作用力,故C错误;空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力,故D正确.2.如图所示,一块长木板两端分别固定在水平面上,两块相同的磁体甲和乙各自被吸附在木板正对的两个面上且处于静止状态.若磁体之间的作用力与木板垂直,则()A.磁体乙可能受到三力的作用B.两块磁体受到的摩擦力方向相反C.撤去磁体乙,磁体甲一定保持静止D.木板对磁体甲的作用力大于木板对磁体乙的作用力答案 D解析磁体乙受到重力、磁体甲的吸引力、木板的弹力和摩擦力共四个力的作用,选项A错误.两块磁体受到的摩擦力均沿斜木板向上,方向相同,选项B错误.撤去磁体乙,磁体甲对木板的压力减小,最大静摩擦力减小,则磁体甲不一定保持静止,选项C错误.木板对磁体甲的作用力等于甲向下的重力和磁体乙对甲的垂直木板向下的引力的合力;木板对磁体乙的作用力等于乙向下的重力和甲对乙的垂直木板向上的引力的合力;虽然两磁体的重力相等,乙对甲的引力大小等于甲对乙的引力大小,但甲的重力与磁体乙对甲的引力之间的夹角小于90°,而乙的重力与磁体甲对乙的引力之间的夹角大于90°,可知磁体甲的重力与磁体乙对甲的引力的合力大于磁体乙的重力与磁体甲对乙的引力的合力,即木板对磁体甲的作用力大于木板对磁体乙的作用力,选项D正确.3.(多选)如图所示,在水平力F作用下,A、B保持静止.若A与B的接触面是水平的,且F≠0,则B的受力个数可能为()A.3个B.4个C.5个D.6个答案BC解析先对A、B整体受力分析,受重力、水平力F、支持力;当水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力时,有上滑趋势,此时受到沿斜面向下的静摩擦力;当水平力F平行斜面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力时,有下滑趋势,此时受到沿斜面向上的静摩擦力;当水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力时,无相对滑动趋势,此时与斜面间无摩擦力;再对A受力分析,受水平力F、重力、支持力和向左的静摩擦力,共4个力;最后对B受力分析,受重力、A对它的压力和向右的静摩擦力,斜面对B的支持力,若B相对斜面有滑动趋势,则还要受到斜面的静摩擦力,若B相对斜面无滑动趋势,则不受斜面的摩擦力,即B可能受4个力,也可能受5个力,故选B、C.4.(2022·广东卷·1)如图是可用来制作豆腐的石磨.木柄AB静止时,连接AB的轻绳处于绷紧状态.O点是三根轻绳的结点,F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°.下列关系式正确的是()A.F=F1B.F=2F1C.F=3F1D.F=3F1答案 D解析以O点为研究对象,受力分析如图所示,由几何关系可知θ=30°,在竖直方向上,由平衡条件可得F1cos 30°+F2cos 30°=F,又F1=F2,可得F=3F1,故D正确,A、B、C错误.5.(2022·浙江6月选考·10)如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,两斜杆夹角θ=60°.一重为G的物体悬挂在横杆中点,则每根斜杆受到地面的()A .作用力为33GB .作用力为36GC .摩擦力为34G D .摩擦力为38G 答案 B解析 设斜杆的弹力大小为F ,以水平横杆和物体为整体,在竖直方向上根据受力平衡可得4F cos 30°=G ,解得F =36G ,以其中一斜杆为研究对象,其受力如图所示,可知每根斜杆受到地面的作用力应与F 平衡,即大小为36G ,每根斜杆受到地面的摩擦力大小为f =F sin 30°=312G ,B 正确,A 、C 、D 错误.6.(多选)(2023·福建连城县第一中学模拟)如图所示,将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑、半径为R 的半球形容器底部O ′处(O 为球心),弹簧另一端与质量为m 的小球相连,小球静止于P 点.已知容器与水平面间的动摩擦因数为μ,OP 与水平方向间的夹角θ=30°,重力加速度为g ,弹簧处于弹性限度内.下列说法正确的是( )A .水平面对容器有水平向左的摩擦力B .弹簧对小球的作用力大小为12mgC .容器对小球的作用力大小为mgD .弹簧原长为R +mgk答案 CD解析 对小球受力分析,受重力G 、弹簧的弹力F 和容器的支持力N ,如图,由几何关系知N =F =mg ,B 错误,C 正确;以容器和小球整体为研究对象,受力分析可知,在竖直方向上整体受总重力、地面的支持力,水平方向上水平面对半球形容器没有摩擦力,A 错误;由胡克定律得,弹簧的压缩量Δx =F k =mg k ,则弹簧的原长为R +Δx =R +mgk ,D 正确.7.(2023·福建省模拟)对小明家的自建房进行房屋改造,工人们采用如图所示的方式把建材运送到楼上.站在楼上的工人甲(未画出)用细绳AO 把建材缓慢往上提,同时为防止建材与墙碰撞,站在地面上的工人乙用绳BO 把建材拉离墙面一定距离.某时刻细绳AO 与竖直方向的夹角α=37°,细绳BO 与竖直方向的夹角为β=53°,已知建材质量为21 kg ,工人甲、乙的质量均为60 kg.两个工人均保持静止,细绳质量忽略不计,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8,重力加速度g 取10 m/s 2.则( )A .细绳AO 中的拉力大小为450 NB .细绳BO 中的拉力大小为600 NC .地面对工人乙的支持力大小为300 ND .地面对工人乙的摩擦力大小为360 N 答案 D解析 以结点O 为研究对象,受到竖直向下的拉力F 、细绳OA 和OB 的拉力,如图所示;由题意知F =m 建g ,在竖直方向根据平衡条件可得F A cos α=m 建g +F B cos β,在水平方向根据平衡条件可得F A sin α=F B sin β,联立解得F A =600 N ,F B =450 N ,A 、B 错误;以工人乙为研究对象,水平方向根据平衡条件可得工人乙受到地面的摩擦力为f=F B′sin β=450×0.8 N=360 N,方向向左,地面对工人乙的支持力大小为N=m乙g-F B′cos β=330 N,C错误,D正确.8.(多选)张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后,挂在如图所示的晾衣架上晾晒,A、B为竖直墙壁上等高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,CO为一根轻杆.转轴C在AB中点D的正下方,AOB在同一水平面上.∠AOB=60°,∠DOC=30°,衣服质量为m,重力加速度为g.则()A.CO杆所受的压力大小为2mgB.CO杆所受的压力大小为233mgC.AO绳所受的拉力大小为3mgD.BO绳所受的拉力大小为mg答案AD解析以O点为研究对象,O点受到衣服的拉力T、CO杆的支持力F1和绳AO、BO的拉力,设绳AO和绳BO拉力的合力为F,作出O点的受力示意图如图甲所示,根据平衡条件得F1=mgcos 60°=2mg,由牛顿第三定律知CO杆所受的压力大小为2mg,故A正确,B错误;由图甲分析可知F=mg tan 60°=3mg,将F沿OA、OB方向分解,如图乙所示,设绳AO 和绳BO所受拉力分别为F2、F2′,且F2=F2′,则F=2F2cos 30°,解得F2=mg,故C错误,D正确.9.(多选)(2023·吉林松原市模拟)如图所示,穿过光滑动滑轮的轻绳两端分别固定在M、N两点,质量为m的物块通过轻绳拴接在动滑轮的轴上,给物块施加一个水平向左的拉力F,系统静止平衡时,滑轮到固定点M 、N 的两部分轻绳与水平方向的夹角分别为53°和37°,滑轮质量忽略不计,重力加速度为g ,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8.下列说法正确的是( )A .跨过滑轮的轻绳中的张力大小为5mg 7B .作用在物块上的水平拉力大小为mgC .物块与滑轮间的轻绳中的张力大小为10mg7D .物块与滑轮间的轻绳与竖直方向夹角的正切值为34答案 AB解析 把动滑轮及物块看作一个整体,设跨过滑轮的轻绳上的张力大小为T ,整体在竖直方向上受力平衡,则有T sin 53°+T sin 37°=mg ,解得T =57mg ,水平方向上有T cos 53°+T cos 37°=F ,求得作用在物块上的水平拉力大小为F =mg ,故A 、B 正确;隔离物块进行受力分析,则由平衡条件可得物块与滑轮间的轻绳中的张力大小为T ′=(mg )2+F 2=2mg ,由数学知识可知物块与滑轮间的轻绳中的张力与竖直方向成45°角,则tan 45°=1,故C 、D 错误. 10.(2023·重庆市西南大学附中高三检测)挂灯笼的习俗起源于西汉.如图所示,由五根等长的轻质细绳悬挂起质量分别为m 、km 、km 、m (k >0)的灯笼A 、B 、C 、D ,下面细绳是水平的,上面两细绳与水平方向夹角均为θ1,A 、B 及C 、D 间两细绳与竖直方向夹角均为θ2.下列关系式正确的是( )A .θ1=θ2B .kθ1=θ2C .tan θ1·tan θ2=k +1kD.tan θ1tan θ2=k k +1答案 C解析 对A 、B 整体受力分析,设下面细绳上的拉力为T ,由几何关系得tan θ1=(k +1)mgT ,对B 受力分析,由几何关系得tan θ2=Tkmg,所以tan θ1·tan θ2=k +1k,故选C.11.(2023·重庆市三峡联盟模拟)如图所示,一轻杆两端固定两个小球A 、B ,A 球的质量是B 球质量的3倍,轻绳跨过滑轮连接A 和B ,一切摩擦不计,平衡时OA 和OB 的长度之比为( )A .1∶2B .2∶1C .1∶3D .1∶4 答案 C解析 设绳上拉力为T ,OA 长L 1,OB 长L 2,过O 点作竖直向下的辅助线交AB 于C 点,如图所示,由三角形相似有T m A g =L 1OC ,T m B g =L 2OC ,得L 1L 2=13,故A 、B 、D 错误,C 正确.12.如图所示,质量为2m 的物块A 静置于水平台面上,质量为M 的半球体C 静置于水平地面上,质量为m 的光滑小球B (可视为质点)放在半球体C 上,P 点为三根轻绳P A 、PB 、PO 的结点.系统在图示位置处于静止状态,P 点位于半球体球心的正上方,PO 竖直,P A 水平,PB 刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ=30°.已知物块A 与台面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g ,则( )A .绳OP 的拉力大小为mgB .A 受到的摩擦力大小为2μmgC .C 受到的摩擦力大小为34mg D .地面对C 的支持力大小为(M +m )g 答案 C解析 对小球B 受力分析,如图所示,绳PB 的拉力大小F =mg cos θ=32mg ,对结点P 受力分析可知,绳AP 的拉力大小为T 1=F sin θ=34mg ,绳OP 的拉力大小T 2=F cos θ=34mg ,故A 错误;对物块A 受力分析可知,物块A 所受摩擦力f A =T 1=34mg ,故B 错误;对绳PB 、结点P 和小球B 、半球体C 整体受力分析可知,半球体C 受到的摩擦力大小f C =T 1=34mg ,地面对半球体C 的支持力大小为N C =(M +m )g -T 2=Mg +14mg ,故C 正确,D 错误.。
高中物理相互作用教案
高中物理相互作用教案
主题:相互作用
目标:学生理解相互作用的概念,掌握相关的知识和技能,能够运用所学知识解决实际问题。
教学流程:
一、导入(5分钟)
引入相互作用的概念,让学生了解相互作用的定义和分类。
通过一些日常生活中的例子,让学生明白相互作用在我们周围的重要性。
二、知识讲解(15分钟)
1. 引力:讲解引力的概念和定律,以及引力的计算公式。
举例说明地球对物体的引力和万有引力定律。
2. 电磁力:介绍电磁力的概念和表达式,讲解静电力和磁力的作用原理,以及电磁感应和库仑定律。
3. 核力:简单介绍核力的概念和特点,让学生了解核力在原子核中的重要性。
三、实验操作(20分钟)
进行有关相互作用的实验,让学生亲身体验和观察相互作用的过程,加深对概念的理解。
四、问题讨论(10分钟)
针对实验中出现的问题和现象,与学生一起讨论分析,引导学生思考而解决问题的方法。
五、应用练习(10分钟)
布置相互作用相关的练习题,让学生巩固所学知识和技能。
六、总结(5分钟)
总结本节课的重点内容,强调相互作用在物理学中的重要性,激发学生对物理学的兴趣。
七、作业布置(5分钟)
布置作业,让学生在课下继续学习和巩固相互作用的相关知识。
教学反思:通过本节课的教学,学生能够了解相互作用的定义和分类,掌握相互作用的概念和相关的知识,培养学生的观察和实验能力,提高学生运用所学知识解决问题的能力。
高考物理一轮复习第二章相互作用第2讲力的合成与分解教案
第2讲力的合成与分解知识点一力的合成与分解1.合力与分力(1)定义:如果一个力跟几个共点力共同作用产生的效果相同,这一个力就叫做那几个力的,原来那几个力叫做.(2)关系:合力和分力是的关系.2.共点力作用在物体的,或作用线的交于一点的力.3.力的合成(1)定义:求几个力的的过程.(2)运算法则①平行四边形定则:求两个互成角度的的合力,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和.如图甲所示.②三角形定则:把两个矢量,从而求出合矢量的方法.如图乙所示.4.力的分解(1)定义:求一个已知力的的过程.(2)遵循原则:定则或定则.(3)分解方法:①按力产生的分解;②正交分解.答案:1.(1)产生的效果合力分力(2)等效替代 2.同一点延长线 3.(1)合力(2)①共点力大小方向②首尾相接4.(1)分力(2)平行四边形三角形(3)效果知识点二矢量和标量1.矢量:既有大小又有的量,相加时遵从.2.标量:只有大小,方向的量,求和时按相加.答案:1.方向平行四边形定则 2.没有代数法则(1)合力及其分力均为作用于同一物体上的力.( )(2)合力及其分力可以同时作用在物体上.( )(3)几个力的共同作用效果可以用一个力来代替.( )(4)在进行力的合成与分解时,都要应用平行四边形定则或三角形定则.( )(5)两个力的合力一定比其分力大.( )(6)互成角度的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形.( )答案:(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√考点共点力的合成1.合成方法(1)作图法.(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法.2.运算法则(1)平行四边形定则.(2)三角形定则.3.重要结论(1)两个分力一定时,夹角θ越大,合力越小.(2)合力一定,两等大分力的夹角越大,两分力越大.(3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力.4.几种特殊情况的共点力的合成考向1 作图法的应用[典例1] 一物体受到三个共面共点力F 1、F 2、F 3的作用,三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等),则下列说法正确的是()A.三力的合力有最大值F 1+F 2+F 3,方向不确定B.三力的合力有唯一值3F 3,方向与F 3同向C.三力的合力有唯一值2F 3,方向与F 3同向D.由题给条件无法求合力大小[解析] 先以力F 1和F 2为邻边作平行四边形,其合力与F 3共线,大小F 12=2F 3,如图所示,合力F 12再与第三个力F 3合成求合力F 合.可见F 合=3F 3.[答案] B考向2 计算法的应用[典例2] (2017·河北石家庄模拟)如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L ,两根相同的橡皮条自由长度均为L ,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片.若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k ,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L (弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( )A.kLB.2kLC.32kL D.152kL [解析] 发射弹丸瞬间两橡皮条间的夹角为2θ,则sin θ=L22L =14,cos θ=1-sin 2θ=154.发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为F 合=2F cos θ.F =kx =kL ,故F 合=2kL ·154=152kL ,D 正确.[答案] D考向3 合力范围的确定[典例3] (多选)一物体静止于水平桌面上,两者之间的最大静摩擦力为5 N,现将水平面内的三个力同时作用于物体的同一点,三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N.下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是( )A.物体所受静摩擦力可能为2 NB.物体所受静摩擦力可能为4 NC.物体可能仍保持静止D.物体一定被拉动[解析] 两个2 N的力的合力范围为0~4 N,然后与 3 N 的力合成,则三力的合力范围为0~7 N,由于最大静摩擦力为5 N,因此可判定A、B、C正确,D错误.[答案] ABC[变式1] (多选)已知两个共点力的合力为F,现保持两力之间的夹角θ不变,使其中一个力增大,则( )A.合力F一定增大B.合力F的大小可能不变C.合力F可能增大,也可能减小D.当0°<θ<90°时,合力F一定减小答案:BC 解析:设有两个共点力F1、F2,分两种情况讨论.(1)当0°<θ≤90°时,合力随着其中一个力的增大而增大,如图甲所示,选项D错误.(2)当θ>90°时,若F2增大,其合力先变小,后又逐渐增大,如图乙所示.所以选项A 错误,选项B、C正确.1.力的大小和方向一定时,其合力也一定.2.作图法求合力,需严格用同一标度作出力的图示,作出规范的平行四边形.3.计算法求合力,只需作出力的示意图,对平行四边形的作图要求也不太严格,重点是利用数学方法求解.考点力的分解1.按力的效果分解(1)根据力的实际作用效果确定两个分力的方向;(2)再根据两个分力方向画出平行四边形;(3)最后由平行四边形和数学知识(如正弦定理、余弦定理、三角形相似等)求出两分力的大小.2.力的分解的唯一性与多解性两个力的合力唯一确定,但一个力的两个分力不一定唯一确定,即已知一条确定的对角线,可以作出无数个平行四边形,如果没有条件限制,一个已知力可以有无数对分力,若要得到确定的解,则必须给出一些附加条件:(1)已知合力和两个不平行分力的方向,可以唯一地作出力的平行四边形,对力F进行分解,其解是唯一的.(2)已知一个分力的大小和方向,力的分解也是唯一的.(3)已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小,对力F进行分解,如图所示,有三种可能:(F1与F的夹角为θ)①F2<F sin θ时无解;②F2=F sin θ或F2≥F时有一组解;③F sin θ<F2<F时有两组解.考向1 按力的效果分解[典例4] 某压榨机的结构示意图如图所示,其中B为固定铰链,若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力F,则由于力F的作用,使滑块C压紧物体D,设C与D光滑接触,杆的重力及滑块C的重力不计,图中a=0.5 m,b=0.05 m,则物体D所受压力的大小与力F的比值为( )A.4B.5C.10D.1[解析] 按力F的作用效果沿AC、AB杆方向分解为图甲所示的F1、F2,则F1=F2=F2cos θ,由几何知识得tan θ=ab=10,再按F 1的作用效果将F 1沿水平向左和竖直向下分解为图乙所示的F 3、F 4,则F 4=F 1sin θ,联立得F 4=5F ,即物体D 所受压力的大小与力F 的比值为5,B 正确.[答案] B[变式2] 如图所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球,分别用光滑挡板A 、B 挡住,挡板A 沿竖直方向,挡板B 垂直于斜面,则两挡板受到小球压力的大小之比为 ,斜面受到两小球压力的大小之比为 .答案:1cos θ 1cos 2θ解析:根据两球所处的状态,正确地进行力的作用效果分析,作力的平行四边形,力的计算可转化为直角三角形的边角计算,从而求出压力之比.球1所受的重力有两个作用效果:第一,使物体欲沿水平方向推开挡板;第二,使物体压紧斜面.因此,力的分解如图甲所示,由此得两个分力,大小分别为F 1 =G tan θ,F 2=Gcos θ.球2所受重力G 有两个作用效果:第一,使物体垂直挤压挡板;第二,使物体压紧斜面.因此力的分解如图乙所示,由此可得两个分力的大小分别为F 3=G sin θ,F 4=G cos θ.所以挡板A 、B 所受压力之比为F 1F 3=1cos θ,斜面所受两个小球的压力之比为F 2F 4=1cos 2 θ.考向2 力的分解的唯一性和多解性[典例5] (多选)已知力F ,且它的一个分力F 1跟F 成30°角,大小未知,另一个分力F 2的大小为33F ,方向未知,则F 1的大小可能是( ) A.3F 3 B.3F 2C.23F3D.3F[解析] 根据题意作出矢量三角形如图所示,因为33F >F2,从图上可以看出,F 1有两个解,由直角三角形OAD 可知:F OA =F 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫F 22=32F .由直角三角形ABD 得:F AB =F 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫F 22=36F .由图的对称性可知:F AC =F AB =36F ,则分力F 1=32F -36F =33F ;F ′1=32F +36F =233F . [答案] AC[变式3] (2017·河北唐山模拟)如图所示,用一根长为l 的细绳一端固定在O 点,另一端悬挂质量为m 的小球A .为使细绳与竖直方向成30°角且绷紧,小球A 处于静止,对小球施加的最小的力是( )A.3mgB.32mgC.12mg D.33mg 答案:C 解析:将小球的重力分解如图所示,其中一个分力等于施加的力的大小.当施加的力与OA 垂直时最小,F min =mg sin 30°=12mg ,C 正确.(1)力的分解问题选取原则①选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定,一般来说,当物体受到三个或三个以下的力时,常利用三角形法或按实际效果进行分解,若这三个力中,有两个力互相垂直,可选用正交分解法.②当物体受到三个以上的力时,常用正交分解法.(2)按实际效果分解力的一般思路考点正交分解法1.定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.2.正交分解法的基本步骤(1)建立平面坐标系:正交的两个方向可以任意选取,不会影响研究的结果,但如果选择合理,则解题较为方便.选取正交方向的一般原则:①使尽量多的矢量落在坐标轴上;②平行和垂直于接触面;③平行和垂直于运动方向.(2)分别将各力沿正交的两个方向(x轴和y轴)分解,如图所示.(3)求各力在x轴和y轴上的分力的合力F x和F y,则有F x=F1x+F2x+F3x+…,F y=F1y+F2y +F3y+….3.结论(1)如果物体处于平衡状态,则F x=0,F y=0.(2)如果物体在x轴方向做匀加速直线运动,到F x=ma,F y=0;如果物体在y轴方向做匀加速直线运动,则F x=0,F y=ma.[典例6] (2016·新课标全国卷Ⅰ)(多选)如图所示,一光滑的轻滑轮用细绳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的物块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,大小在一定范围内变化,物块b 仍始终保持静止,则( )A.绳OO ′的张力也在一定范围内变化B.物块b 所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a 和b 的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化[解题指导] 以O ′点为研究对象,由三力平衡分析绳OO ′的张力变化情况;以物块b 为研究对象,用正交分解法列方程分析物块b 所受支持力及与桌面间摩擦力的变化情况.[解析] 系统处于静止状态,连接a 和b 的绳的张力大小T 1等于物块a 的重力G a ,C 项错误;以O ′点为研究对象,受力分析如图甲所示,T 1恒定,夹角θ不变,由平衡条件知,绳OO ′的张力T 2恒定不变,A 项错误;以b 为研究对象,受力分析如图乙所示,则F N +T 1cos θ+F sin α-G b =0 f +T 1sin θ-F cos α=0F N 、f 均随F 的变化而变化,故B 、D 项正确.[答案] BD[变式4] (2017·河北衡水调研)如图所示,质量为m 的物体置于倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,先用平行于斜面的推力F 1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力F 2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则两次的推力之比F 1F 2为( )A.cos θ+μsin θB.cos θ-μsin θC.1+μtan θD.1-μtan θ答案:B 解析:第一次推力F 1=mg sin θ+μmg cos θ,由F 2cos θ=mg sin θ+μ(mg cosθ+F2sin θ),解得第二次推力F2=mg sin θ+μmg cos θcos θ-μsin θ,两次的推力之比F1F2=cos θ-μsin θ,选项B正确.正交分解法的适用原则正交分解法是分析力或其他矢量问题的常用方法,往往适用于下列情况:(1)物体受到三个以上的力的情况.(2)物体受到三个力的作用,其中有两个力互相垂直的情况.(3)只分析物体某一方向的运动情况时,需要把不沿该方向的力正交分解,然后分析该方向上的受力情况.1.[合力与分力的关系]两个大小不变的共点力的合力与这两个力间的夹角的关系是( )A.合力的大小随这两个共点力的夹角θ(0°≤θ≤180°)的增大而增大B.合力的大小随这两个共点力的夹角θ(0°≤θ≤180°)的增大而减小C.合力的大小与两个力的夹角无关D.当两个力的夹角为90°时合力最大答案:B 解析:当两分力大小一定时,两分力夹角θ越大,合力就越小.2.[力的合成]如图所示,由F1、F2、F3为边长组成四个三角形,且F1<F2<F3.根据力的合成,下列四个图中三个力F1、F2、F3的合力最大的是( )答案:A 解析:由三角形定则,A中F1、F2的合力大小为F3,方向与F3相同,再与F3合成合力为2F3;B中合力为0;C中F3、F2的合力为F1,三个力的合力为2F1;D中的合力为2F2;其中最大的合力为2F3,故A正确.3.[合力与分力的关系]如图所示,某同学通过滑轮组将一重物吊起,该同学对绳的竖直拉力为F1,对地面的压力为F2,不计滑轮与绳的重力及摩擦,则在重物缓慢上升的过程中,下列说法正确的是( )A.F 1逐渐变小B.F 1逐渐变大C.F 2先变小后变大D.F 2先变大后变小答案:B 解析:由题图可知,滑轮两边绳的拉力均为F 1,设动滑轮两边绳的夹角为θ,对动滑轮有2F 1cos θ2=mg ,当重物上升时,θ2变大,cos θ2变小,F 1变大;对该同学,有F ′2+F 1=Mg ,而F 1变大,Mg 不变,则F ′2变小,即对地面的压力F 2变小.综上可知,B 正确.4.[力的分解的唯一性与多解性]已知两个共点力的合力为50 N ,分力F 1的方向与合力F 的方向成30°角,分力F 2的大小为30 N ,则( )A.F 1的大小是唯一的B.F 2的方向是唯一的C.F 2有两个可能的方向D.F 2可取任意方向答案:C 解析:如图所示,由F 1、F 2和F 的矢量三角形并结合几何关系可以看出:当F 2=F 20=25 N 时,F 1的大小是唯一的,F 2的方向也是唯一的.因F 2=30 N>F 20=25 N ,所以F 1的大小有两个,即F ′1和F ″1,F 2的方向也有两个,即F ′2的方向和F ″2的方向,故C 正确.5.[正交分解法的应用](多选)如图所示,质量为m 的木块在推力F 作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为( )A.μmgB.μ(mg +F sin θ)C.μ(mg -F sin θ)D.F cos θ答案:BD 解析:木块匀速运动时受到四个力的作用:重力mg 、推力F 、支持力F N 、摩擦力F f .沿水平方向建立x 轴,将F 进行正交分解如图所示(这样建立坐标系只需分解F ),由于木块做匀速直线运动,所以,在x 轴上,向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡);在y 轴上向上的力等于向下的力,即F cos θ=F f ,F N =mg +F sin θ,又由于F f =μF N ,所以F f =μ(mg +F sin θ).故B 、D 是正确的.。
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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. 将研究对象从周围物体中隔离出来,只分析研究对象受到的作用力,不考虑研究对象对别的物体的作用力;只分析外力,不分析内力。
3.按顺序分析物体受力重力、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 的情况与 情况有关。
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顺序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 。
AA的受力情况。
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 静止状态,判断底面对abc 的摩擦力f 应为:(A .有f 存在,方向向左;B .有fC .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 何?a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。
例5.已知a 、b 两个弹簧秤均重2N ,在图1―2所示的四种情况下,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。
在对物体进行受力分析时,考虑了合力就不考虑分力,考虑了分力就不考虑合力,因为它们是等效替代关系。
2.方法:平行四边形法则、解三角形(主要是直角三角形)、公式法、正交分解法3、力的合成⑴.同一直线上两力的合成 先规定正方向,转化为代数运算。
同向两力的合成:相加。
(合力最大)AAAAAababbabAAAAAB AF反向两力的合成:大力减小力,合力方向与大力方向相同。
(合力最小)实质:规定正方向后,加上一个“负”的力。
⑵.互相垂直的两力的合成:解直角三角形。
⑶.互成角度的两力的合成θ为两力F 1、F2的夹角。
4、力的分解⑴.斜面上重物的重力的分解:F1=mgsinθF2=m gcosθ注意:这种分解并不是绝对的。
如图。
分解力时,要根据力的实际作用效果来分。
⑵.斜向上方(或斜向下方)的力的分解:F1=Fcosθ F2=Fsinθ⑶.正交分解:正交分解法求合力,在解决多个力的合成时,有明显的优点。
在运用牛顿第二定律解题时常常用到。
建立直角坐标系,将力向两个坐标轴分解,转化为同一直线上的力的合成。
5.合力和分力的关系①.合力与分力是从力对同一物体产生的作用效果相同来定义的,因此,作用在不同物体上的力,不能合成,因为它们的作用效果不会相同。
②.一个力被合力(或分力)替代后,本身不再参与计算,以免重复。
③.合力不一定大于分力。
合力既可能大于分力,也可能等于或小于分力。
④.合力一定时,两分力的大小随两分力的夹角θ变化的规律【典型例题】例1.(压榨机的压力)右图是压榨机的原理示意图,B为固定铰链,A为活动铰链,在A处作用一水平力F,滑块C就以比F大得多的压力压物体D,已知图中l=0.5m,b=0.05m,F=200N,C与左壁接触面光滑,求D受到的压力多大?(滑块和杆的重力不计)例2.(拔桩架绳子的拉力)如图所示为拔桩架示意图,绳CE水平,绳CA竖直,已知绳DE与水平方向夹角为α,绳BC与竖直方向夹角为β,若在E点施加竖直向下的大小为F的力,求CA绳向上拔桩的力的大小.例3、如右图所示,一个物体由绕过定滑轮的绳拉着,分别用图中所示的三种情况拉住,在这三种情况下,若绳的张力分别为T 1、T 2、T 3,轴心对定滑轮的支持力分别为N 1、N 2、N 3。
滑轮的质量和摩擦均不计,则:A 、T 1=T 2=T 3,N 1>N 2>N 3;B 、T 1>T 2>T 3,N 1=N 2=N 3;C 、T 1=T 2=T 3,N 1=N 2=N 3;D 、T 1<T 2<T 3,N 1<N 2<N 3。
例4.如图所示,两竖直墙间的距离为2.4 m ,在同一水平线上有两个钉子钉入墙内,3 m 长的细绳两端与钉子紧紧连接 ,钉子能经受的最大水平拉力为5N ,问在绳的中点能挂物体的最大重力为多少?三.共点力作用下物体的平衡1.条件: 。
2.若物体只受两个力作用处于平衡状态,这两个力叫 。
3.若物体受三个共点力作用处于平衡状态,则可根据任意两个力的合力同第三个力 、 作出平行四边形,若平行四边形中有直角三角形,可根据函数关系或勾股定理列方程;若平行四边形中没有直角三角形,可根据正弦定理或相似三角形相似比相等关系列方程。
4.若物体受三个以上共点力作用,一般用正交分解法处理,正交坐标轴的选取原则为 .5.三力汇交原理::物体在作用线共面的三个非平行力作用下处于平衡状态时,这三个力的作用线必须相交于一点。
6.解题步骤:①② ③ ④【典型例题】m m[例1]如图所示,两只相同的光滑均匀球置于直径为2R 的圆柱形空罐中,且小球半径r 满足2r >R,则下列说法中正确的是:( ) A .D 点的弹力可以大于、等于或小于小球的重力;B .D 点弹力大小总等于A 点弹力大小;C .B 点的弹力总等于球重的两倍;D .C 点的弹力随球半径不同,可以大于、等于或小于小球的重力[例2]两个半径均为a 、质量均为m 的光滑球,共放在半径为b(b=3a)的光滑半球形碗内,则两球之间相互作用力的大小为 ,每个球对碗的压力大小为[例3]如图所示,木板B放在水平地面上,在木板B 上放一重1200N 的A 物体,物体A 与木板B 间,木板B 与地面间的动摩擦因数均为0.2,木板B 重力不计,当水平拉力F 将木板B 匀速拉出,绳与水平方向成30°时,水平拉力为 N.[例4]如图4-4所示,在水平天花板与竖直墙壁间通过不计质量的柔软绳子和光滑的轻小滑轮悬挂重物G,绳子长2.5m,DA=1.5m,G 重40N,求绳AC 段张力的大小.[例5](钳口对砌块的压力) 如图16所示,用一种钳子夹着一块质量M=50kg的混疑土砌块起吊.已知钳子与砌块之间的动摩擦因数μ=0.4,钳子的质量m=20kg.为使砌块不从钳口滑出,绳子的拉力F至少要700N,求此时钳口对砌块施加的压力.(设钳子与砌块间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)ABC D A B F D GCBA[例6](桥梁钢索的拉力) 图12所示是单臂斜拉桥的示意图.均匀桥板AO 的重力为G,三根平行钢索与桥面成30°角,间距AB=BC=CD=DO.设每根钢索受力相等,A端受力恰为零,求每根钢索受力的大小.[例7]、有一轻杆AO 竖直放于粗糙水平面上,A 端用轻绳系住,细绳另一端固定于地面上的B 点,已知θ=30°如图所示,若在AO 杆的中点施一大小为F 的水平力,使杆处于静止状态,这时地面对O 端的作用力大小为 。
高考试题集-相互作用1.(93.上海)下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中,正确的是( ) A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同 C.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直 D.静止物体所受静摩擦力一定为零2.(93.全国)A 、B 、C 三物块质量分别为M 、m 和m 0,按如图所示的联结,绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。
若B 随A 一起沿水平桌面作匀速运动,则可以断定( ) A.物块A 与桌面之间有摩擦力,大小为m o g B.物块A 与B 之间有摩擦力,大小为m o gC.桌面对A ,B 对A ,都有摩擦力,两者方向相同,合力为m o gD.桌面对A ,B 对A ,都有摩擦力,两者方向相反,合力为m o g 3.(93.全国)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 ,MS mNFBA o θ如图所示,已知两绳所能经受的最大拉力均为T ,则每根绳的长度不得短于 。
4.(94.上海)水平横梁的一端A 插在墙壁内,另一端装有一小滑轮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°,如图所示,则滑轮受到绳子的作用力为:(g 取10 m /s 2)( )A.50NB.503NC.100ND.1003N5.(94.全国)如图所示,C 是水平地面,A 、B 是两个长方形物块,F是作用在物块B 上沿水平方向的力,物体A 和B 以相同的速度作匀速直线运动,由此可知,A 、B 间的滑动摩擦系数μ1和B 、C 间的滑动摩擦系数μ2有可能是( ) A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0 C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠06. (95.全国)如图质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上,B 与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上作简谐振动,振动过程中A 、B 之间无相对运动.设弹簧的倔强系数为k.当物体离开平衡位置的位移为x 时,A 、B 间摩擦力的大小等于 A.0; B.kx; C.(m/M)kx D.[m/(M +m)]kx7.(95.全国)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,如图2-4FA BMmM 300mCB A所示,不计摩擦,A 对绳的作用力的大小与地面对A 的作用力的大小分别为( )A.mg ,(M-m)gB.mg ,MgC.(M −m)g ,Mg D .(M+m)g ,(M −m)g8.(95.上海)三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a 、b 、c ,支点P 、Q 在同一水平面上,a 球的重心O ,位于球心,b 球和c 球的重心O b 、O c 分别位于球心的正上方和球心的正下方,如图所示,三球均处于平衡状态,支点P 对a 球的弹力为N a ,对b 球和c 球的弹力分别为N b 和N c ,则( )A.N a =N b =N cB.N b >N a >N cC.Nb <Na <NcD.N a >N b =N c9.(95.上海)两个半球壳拼成的球形容器内部已抽成真空,球形容器的半径为R ,大气压强为P分离,应施加的力F 至少为( ) A.4πr 2P B.2πr 2P C.πr 2P D.21πr 2P10.(96.上海)如图所示,长为5m 的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m 的两杆的顶端A 、B 。