《高二物理复习 第二章 相互作用 力 受力分析 人教实验版》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高二物理复习 第二章 相互作用 力 受力分析 人教实验版(15页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、高二物理复习 第二章 相互作用 力 受力分析 人教实验版 一. 本周教学内容:复习 第二章 相互作用力 受力分析重点、难点解析一、力 重力 弹力对力的认识应从力的物质性、相互性、方向性、力的作用效果、力与运动的关系等全面入手去认识。1. (1)力是物体之间的相互作用,力不能脱离物体而独立存在. 力是与物体间的相互作用分不开的,不能无中生有地添加力,有力必然存在施力体和受力体,找不到施力体和受力体的力是不存在的。(2)力不仅有大小,而且还有方向,力是矢量,可用力的图示表示。(3)力的作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态. 有力必产生力的作用效果,应从力的作用效果上判断力的存在。(4)力的
2、单位是牛顿,用N表示。2. 力的分类,可按力的性质分,有重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等. 可按力的作用效果分为拉力、压力、支持力、动力、阻力、回复力、向心力等. 效果不同的力,性质可以相同. 性质不同的力,效果可以相同。二、重力1. 产生原因:地球的吸引. 但不是万有引力。它是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球自转的向心力. 地球上的一切物体都受重力作用。2. 在已知物体质量m的情况下G=mg,在地球上的不同位置,同一物体的重力大小略有不同,重力的大小用弹簧秤测量。在地球上的不同位置,同一物体的重力大小不同。这是因为在地球上的不同位置物体随地球自转所需的向心力不同:赤道
3、上最大,两极最小;由于地球是椭圆球,在地球上不同的位置物体受地球的吸引力不同:赤道上最小,两极最大;物体的重力是吸引力与向心力之差;所以物体的重力随物体在地球上的纬度的变化而变化,在两极最大,在赤道上最小,越高越小。3. 方向:竖直向下,但不是指向地心。4. 重心:重力的作用点,重心的位置与物体的形状和质量分布有关. 质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心,但物体的重心不一定在物体上,可用悬挂法测定。三、弹力1. 产生:弹力是直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力,产生条件是:(1)两物体直接接触;(2)物体发生弹性形变,可见物体所受的弹力是由于施力物体发生形变产生的,其实质是由电
4、磁力引起的。2. 方向:总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反,跟物体形变的方向相反。 具体是:(1)压力的方向垂直接触面指向被压的物体,支持力的方向垂直接触面指向被支持的物体。(2)绳的拉力方向沿绳指向绳收缩的方向,但硬杆的受力方向不一定沿杆的方向,应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿运动定律来确定。3. 大小:弹力的大小跟形变的大小有关, 形变越大弹力越大。(1)弹簧在弹性限度内弹力大小遵循胡克定律。 (2)一般情况下应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来计算。例1. 一木箱放在水平地面上,关于木箱和地面受力的下列叙述正确的是( )A. 地面受到了向下的弹力,是因为地面
5、发生了弹性形变;木箱没有发生形变,所以木箱不受弹力B. 地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;木箱受到向上的弹力,是因为木箱也发生了弹性形变C. 地面受到了向下的弹力,是因为木箱发生了弹性形变;木箱受到向上的弹力,是因为地面也发生了弹性形变D. 以上说法都不正确解析:两个相互接触的物体之间发生了弹性形变,由于要恢复原状,从而对跟它接触的物体产生弹力的作用。甲物体受到弹力的作用,是因为乙物体发生了弹性形变而产生的,因此只有C选项正确。本题考查了弹力是由于施力物体发生了弹性形变,且有恢复原状的趋势而对受力物体产生的作用力,通俗地说:你受力我形变。答案:C4、弹力的分析、弹力的计算胡克定律
6、明确弹簧的状态及变化,正确地作出清晰的图示,准确地确定弹簧的状态变化量、位移量是解决问题的关键.(1)在弹性限度内,弹簧的弹力大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比(胡克定律),即F=kx,k是弹簧的劲度系数,表示弹簧本身的一种属性,它的数值与弹簧的材料、弹簧的粗细及弹簧的长度有关,在其他条件一定时,弹簧越长,k越小。因此应用胡克定律时一定分清原长l0、现长l、伸长x,它们的关系是x=ll0。(2)除弹簧外,其他物体的弹力大小,通常应根据研究对象的运动情况,利用平衡条件或动力学规律建立方程求解.例2. 如图所示,劲度系数为、的两根弹簧中间拴接了一个质量为m的物体,与地面间不拴结,今在 A点加一
7、向上的作用力使下端刚好离开地面,试求A点上升的距离。解析:A端原来离地面的距离为提起后A端离地的距离为所以A端上升答案:5、弹力的有无及方向的判断产生弹力的条件是“接触且有形变”,仅接触不一定有弹力,关键决定是否有形变. 但“微小形变”很难判断,一般采用“假设法”“反证法”由已知运动状态和其他条件,利用平衡条件或牛顿定律分析推理判断。(1)弹性形变是产生弹力的必要条件,相互接触的物体间不一定存在弹力,只有当物体在相互接触处产生挤压、拉伸或扭转等弹性形变时,相互接触的物体间才会产生弹力。(2)在判断弹力是否存在时,假设法是很有效的。以假设某接触面消失是否会引起物体状态的变化作为依据,判断状态是否
8、改变。(3)弹力的方向与物体形变的方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上。 轻绳受力,只能产生拉力,方向沿绳子且指向绳子收缩的方向。轻杆受力,有拉伸、压缩、弯曲、扭转形变,轻杆的弹力具有多向性,要根据物体的运动情况,利用平衡条件或动力学规律判断。轻弹簧受力,有压缩、拉伸形变,既能产生拉力又能产生压力,方向沿弹簧的轴线方向。物体面与面接触时,弹力的方向垂直于面(若是曲面则垂直切面),且指向受力物体。例3. 如图的四个小图中接触面均光滑,图中标出了弹力的示意图,则正确的是( )A. a、b、d B. b、c C. b、c、d D. a、b、c、d解析:球A均处于光滑平面B、C之间且均相互接触
9、,至于A与接触面有无挤压则要用到假设法,在图a中,假设B不存在,A的运动状态不会改变,故只有C对A有作用力;同理可得图b、图c两图中若撤去B或 C,球A的运动状态均将发生变化,故B、C两接触面都受到挤压。图d同图a一样,B与A之间无相互作用力,故a、b、c、d四图均对。答案:D四、摩擦力 物体的受力分析l. 静摩擦力发生在相对静止的具有相对运动趋势的两个物体之间,静摩擦力的大小可在O之间变化,一般应根据运动状态用平衡条件或牛顿定律的知识求解,静摩擦力的方向总是与相对运动趋势的方向相反。2. 滑动摩擦力是发生在相对滑动的两物体间的作用力,计算用公式为,方向与物体相对运动的方向相反。3. 对物体的
10、受力分析一般应先确定受力的对象,然后按先重力后弹力再摩擦力的顺序进行。注意:只分析研究对象的受力而不分析研究对象对其他物体的作用力。另外,要利用作用力的相互性,即受力物体一定也是施力物体,这一点在多个对象同时存在时尤其要注意运用。(一)静摩擦力的大小计算和方向的判断1. 要紧扣摩擦力产生的条件(1)接触面不光滑;(2)相互接触且挤压;(3)有相对运动或相对运动趋势,并结合物体运动状态分析判断。2. 静摩擦力方向的判断与计算(1)假设法:假设没有摩擦,物体的运动方向即为运动趋势方向,然后根据“静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反”判断出摩擦力方向。(2)根据物体的运动状态,由牛顿定律判断。(3)静
11、摩擦力的特点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,大小与相对运动趋势强弱有关,趋势越强静摩擦力越大,但不能超过最大限度最大静摩擦力,用表示,。静摩擦力大小的具体计算可由物体的运动状态结合动力学知识求解。3. 滑动摩擦力的特点及计算(1)滑动摩擦力的方向与接触面相切,并跟物体相对滑动方向相反,注意不是与运动方向相反,例如皮带传送中传送物所受摩擦力与运动方向相同,与相对运动方向相反,如图所示。(2)滑动摩擦力的大小。为接触面间正压力,为动摩擦因数,决定于接触面的性质。例4. 如图所示,一木块放在水平面上,在水平方向共受三个力即F1=10 N,F2=2 N和摩擦力的作用,木块处于静
12、止状态,若撤去力F1,则木块在水平方向受到的合力( )A. 10 N,方向向左 B. 6 N,方向向右C. 2 N,方向向左 D.零解析:未撤去F1前,木块静止,说明木块所受静摩擦力F=F1-F2=8 N,方向向左,也说明最大静摩擦力至少为8 N,当撤去F1后,在F2作用下,木块有向左滑动趋势,地面给木块的静摩擦力方向变为向右,大小F/= F2=2 N,小于最大静摩擦力,故木块仍保持静止,所受合力为零,因而选项D正确。(二)深刻领会“相对”二字的含义,正确理解摩擦力的概念(1)静摩擦力产生在相对静止(有相对运动趋势)的两物体间,但这两个物体不一定静止,它们可能一起运动,所以,受静摩擦力作用的物
13、体不一定静止。滑动摩擦力产生在相对滑动的两物体之间,但受到滑动摩擦力作用的物体可能是静止的。(2)摩擦力的方向一定与相对运动的方向相反,或与相对运动趋势的方向相反,但摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反. 摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同,充当动力,对物体做正功. 例如,在运行的传送带上放一初速为零的工件A(如下图),则在工件A未达到与传送带速度相等前,A相对传送带向左滑动,但相对地仍为向右运动,所以工件所受滑动摩擦力的方向与工件的运动方向是一致的。此滑动摩擦力是动力,对工件做正功. 摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反,充当阻力,对物体做负功。摩擦力的方向还可能与运动方向垂直(例如静摩
14、擦力提供向心力),等等,总之摩擦力的方向与物体的运动方向没有确定的关系。例5. 如图所示,物块放在一与水平面夹角为的传输带上,且始终与传输带相对静止。则下列说法中正确的是( )A. 当传输带加速向上运动时,加速度越大,静摩擦力越大B. 当传输带匀速运动时,静摩擦力与压力成正比C. 当传输带加速向下运动时,静摩擦力一定沿斜面向下D. 当传输带加速向下运动时,静摩擦力一定沿斜面向上解析:A选项物块的受力如图所示,由牛顿第二定律所以.所以越大,越大,故A正确.B选项物体受力如图所示,由平衡条件知,与压力无关,且静摩擦力大小与正压力无关,故B错误当传输带向下加速运动时,物块受力如图所示,由牛顿第二定律
15、知当时,;agsin时,为负,方向沿斜面向下agsin;为正,方向沿斜面向上,故C、D均错误答案:A【模拟试题】1. 如图所示,将两个相同的条形磁铁A、B吸引在一起置于桌面上,下列说法中正确的是( )A. 条形磁铁A受到两个力 的作用B. 条形磁铁A受到三个力的作用C. 条形磁铁A对B的压力大于A的重力D. 条形磁铁B对桌面的压力大于A、B的总重力2. 如图所示,一个半径为R的圆球,其重心不在球心O上,将它置于水平地面上,则平衡时球与地面的接触点为A;若将它置于倾角为30的粗糙斜面上,则平衡时(静摩擦力足够大)球与斜面的接触点为B. 已知AB的圆心角度数为60,则圆球重心离球心O的距离是 。3. 竖直悬挂的弹簧下端挂一个质量为的物体时,弹簧的长度为;当物体质量增至时,弹簧的长度为 (在弹性限度内). 求弹簧的原长和劲度系数。4. 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和,上面木块压在上面弹簧上(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,直到它刚离开上面的弹簧。在这过程中下面木块移动的距离为(