【学案与测评】高中物理 第二章相互作用 鲁科必修1

考纲点击1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 2.形变、弹性、胡克定律 3.矢量和标量 4.力的合成与分解 5.共点力的平衡 实验二：探究弹力和弹簧伸长量的关系实验三：验证力的平行四边形定则 备考导读1.复习本章内容时，要弄清弹力、摩擦力产生的条件，弹力、摩擦力的方向判断，以及两类摩擦力大小的计算方法，弄清滑动摩擦、静摩擦及最大静摩擦的区别和联系，对共点力的平衡问题要重点复习受力分析，并灵活运用平衡条件解决物理问题2.近几年高考对本章考查重点是三种常见的力以及物体的平衡问题，题目类型可以是选择题，也可以与牛顿运动定律，动能定理和能量守恒定律知识相结合进行综合考查，有时也会与电场及磁场中带电体的运动相结合，往往涉及物体的平衡、连接体的平衡等3.复习本章时应注重与实际相结合，掌握建立物理模型的方法，对物体进行受力分析的方法(整体法、隔离法)，力的合成与分解的方法(力的图示法、正交分解法)，通过培养规范解题习惯，提高理解能力和推理能力.第第1节节 重力重力 弹力弹力 摩擦力摩擦力一、力一、力力的概念 力是物体与物体间的_ 力的五种属性物质性 力不能脱离_而独立存在 相互性 力的作用是_，施力物体同时也是受力物体 矢量性 力是矢量，既有_也有_ 独立性 一个力对物体产生的效果，与物体受到的其他力_ 同时性 物体间的相互作用总是_产生、_变化、_消失 自我校对自我校对一、相互作用物体相互的大小方向无关同时同时同时形变性质效果N标度有向线段有向线度二、2.mg3.竖直向下4.(1)效果(2)形状质量分布(3)几何中心悬挂三、1.弹性形变2.(1)相互接触(2)弹性形变3.相同相反收缩垂直球心垂直4.(1)Fkx(2)平衡条件四、1.静摩擦力滑动摩擦力2.相对静止相对运动粗糙压力相对运动趋势粗糙压力相对运动相反N相反相对运动趋势相对运动考点考点1 重力和重心重力和重心1.重力的产生(1)地球附近的任何物体都受重力作用(2)重力是由于地球对物体的吸引而产生的，但重力并不是地球对物体的吸引力，即重力不是万有引力由于地球的自转，地球对物体的引力除产生重力之外，还要提供物体随地球自转所需要的向心力，如图所示，重力是万有引力的一个分力2.重力的大小(1)物体在地球上不同的纬度处随地球自转所需的向心力大小不同，重力大小也不同南北两极，向心力为零，F引F重，物体所受重力最大，大小等于万有引力；赤道上，向心力和万有引力都指向地心，F引F重F向，物体所受重力最小，重力的大小等于万有引力与物体随地球自转所需向心力之差(2)在一般计算中或不考虑地球自转效应时认为重力等于万有引力(3)重力的大小可用测力计测出，物体的重力在数值上等于物体静止时对水平支持面的压力或对竖直悬绳的拉力，但不能说重力就是压力或拉力，这是两种不同性质的力3.对重心的理解重心是物体各部分所受重力的等效作用点，不一定在物体上，与物体的形状及质量分布有关，与物体的位置、放置状态及运动状态无关有规则几何形状的均匀物体，它的重心位置在它的几何中心例例1 病人在医院里输液时，液体一滴滴从玻璃瓶中滴下，在液体不断滴下的过程中，玻璃瓶连同瓶中液体共同的重心将()A.一直下降B.一直上升C.先降后升 D.先升后降【点拨】确定盛满液体玻璃瓶的重心确定液体滴完时的重心确定液体流出过程的重心变化情况【解析】当瓶中盛满液体时，重心在瓶的中部，随着液体的滴出，重心下降；当瓶中液面下降到某一位置后，重心又开始上升，当液体滴完时，重心又上升到原来的位置【答案】C点睛笔记点睛笔记 重心相对于物体的位置与物体的形状和质量分布有关，质量分布均匀且有规则几何形状的物体，其重心在其几何中心，但不一定在物体上.1.(改编题)关于重力的大小的说法中正确的是()A.广州亚运会的火炬“潮流”在传递过程中重力大小恒定B.同一地点，物体的重力与物体的质量成正比C.物体落向地面时它受到的重力大于它静止时所受到的重力D.物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力【解析】物体重力的计算式为Gmg，火炬传递过程中处于点燃状态，其中的燃料燃烧会造成火炬的质量改变，因而其重力也会变化，所以A错误在同一地点g值不变，物体的重力与物体的质量成正比，选项B正确由公式可知，物体所受的重力与物体的质量和g值有关，与物体是否受其他力及运动状态均无关，故选项C错误用测力计竖直悬挂重物只有静止或匀速直线运动时，物体对测力计的拉力才等于物体的重力，故选项D错误【答案】B考点考点2 弹力的方向分析及大小的计算弹力的方向分析及大小的计算1.弹力有无及方向的分析和判断方法(1)“直接判定法”：对于形变较明显的情况，由形变情况根据弹力的产生条件直接判断.(2)“假设法”：先假设将与研究对象接触的物体解除研究处的接触再判断物体的运动状态是否改变若不变则说明无弹力；若改变则说明有弹力(3)“状态分析法”：分析除弹力以外其他力的合力，看该合力是否满足给定的运动状态若不满足，则存在弹力；若满足则不存在弹力并可以依据物体的运动状态，由力的平衡或牛顿第二定律求解物体间弹力的大小(4)轻杆、轻绳、轻弹簧是力学中常见的模型，它们对物体施加的弹力的特点如下 项目轻绳轻杆弹簧形变情况伸长忽略不计计认为长度不变 可伸长，可缩短施力与受力情况只能承受拉力或施出拉力能承受拉力或压力，也可提供拉力或压力能承受拉力或压力，也可提供拉力或压力力的方向指向绳收缩的方向不一定沿杆指向弹簧恢复原长的方向力的变化可发生突变可发生突变只能逐渐变化2.弹力大小的计算(1)一般物体之间的弹力，没有具体的计算公式，要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算(2)弹簧的弹力，由胡克定律(Fkx)计算特别提醒特别提醒（1）绳的弹力的方向始终沿绳，杆的弹力的方向不一定沿杆的方向；（2）绳和杆的方向可以发生突变，而弹簧的弹力只能逐渐变化例2 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连小球某时刻正处于如图所示的状态设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为F，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是()A.若小车向左运动，N可能为零B.若小车向左运动，F不可能为零C.若小车向右运动，N不可能为零D.若小车向右运动，F不可能为零【点拨】解答本题时要注意假设法、隔离法的应用，可先假设N或F为零，然后对小球进行受力分析，并根据牛顿第二定律判断加速度的方向，最后分析它们的运动情况，并对假设的正误进行分析【解析】对小球受力分析，当N为零时，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动，A正确，C错误；当F为零时，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，B错误，D错误.【答案】A点睛笔记点睛笔记（1）本题中判断弹力的有无是，必须根据物体的运动状态，并结合牛顿第二定律进行判断；（2）在分析绳子的弹力时，易出现的思维误区是认为绳子只要处于伸直状态就一定有弹力.考点考点3摩擦力的分析和判断摩擦力的分析和判断1.摩擦力的方法判断(1)静摩擦力方向的判断方法假设法(如下所示)状态法：根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)判断：关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力方向，再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力，利用牛顿第三定律来判断(2)滑动摩擦力的方向判断方法滑动摩擦力的方向判断方法可以根据定义，利用“滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反”判断，也可以和静摩擦力的方向判断方法一样用“状态法”和“牛顿第三定律”判断2.摩擦力的大小计算计算摩擦力的大小，首先要判断摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小(1)静摩擦力大小的计算 静摩擦力没有直接公式可用，只能根据物体的运动状态来求当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小由平衡条件来求；而物体处于非平衡态时应由牛顿第二定律求解当然对于滑动摩擦力的求解这种方法也是适用的(2)滑动摩擦力大小的计算滑动摩擦力的大小用公式fN来计算，应用此公式时要注意：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；N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关特别提醒特别提醒（1）最大静摩擦力不一定是物体实际受到的，物体实际受到的静摩擦力一般小于或等于最大静摩擦力，最大静摩擦力与接触面间的压力成正比，一般情况下，为了处理问题的方便，最大静摩擦力可以近似等于滑动摩擦力；（2）在分析摩擦力的方向时，要注意静摩擦力的方向的“可变性”和滑动摩擦力方向的“相对性”；（3）无论是静摩擦力还是滑动摩擦力利用物体的运动状态不仅可以判断摩擦力的有无、摩擦力的方向，还可以求解摩擦力的大小例例3 指明物体A在图所示四种情况下所受的静摩擦力的方向(1)物体A静止于斜面上，如图甲所示；(2)物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上，如图乙所示；(3)物体A放在车上，当车在刹车过程中，物体A不发生滑动，随车一起停止运动，如图丙所示；(4)物体A在水平转台上，随转台一起匀速转动，如图丁所示【点拨】【解析】运用假设法不难判断出图甲中物体有沿斜面向下滑动的趋势，所受的静摩擦力沿斜面向上；图乙中的物体A有向右滑动的趋势，所受静摩擦力沿水平面向左；判断静摩擦力方向，还可以根据共点力平衡条件以及牛顿第二定律判断；图丙中A物体随车一起向右减速运动，其加速度方向水平向左，故A物体所受静摩擦力方向水平向左(与加速度同向)；图丁中，A物体随转台匀速转动，做匀速圆周运动，其加速度总指向圆心，则A受到的静摩擦力也总指向圆心【答案】见解析点睛笔记点睛笔记 摩擦力的方向判断中要正确理解摩擦力产生条件中“相对”的含义，“相对”既不是对“地”，也不是对“观察者”，“相对”的是跟它接触的物体.3.(2011广东顺德模拟)如图所示是主动轮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，则下列判断错误的是 ()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】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轮通过静摩擦力被带动，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，从动轮靠摩擦而被皮带带动，D正确.【答案】A 对杆的作用力理解不清楚，认为杆的力总是沿杆的，不会根据运动的状态分析物体的受力情况(2010泰安模拟)如图所示，小车上固定着一根弯成角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，有关小球所受的弹力的说法正确的有()A.杆对球总是提供沿杆方向的作用力B.杆对球只能提供拉力，不能提供支持力，但方向不是唯 一的C.小车静止时，杆对球的作用力的大小为mg，方向为竖直 向上D.小车水平向右做加速运动时，杆对球的作用力的方向沿杆【错解】无论运动状态如何，杆对球的作用力总是是沿杆的，可以提供拉力也可以提供支持力，故A、D错误，B、C正确【正确】当小车的运动状态不同时，球对杆产生的形变可能出现拉伸、压缩、扭转等形变，杆对球不仅能提供拉力，而且能提供支持力，其方向不一定沿杆方向，故A、B均错误；但我们可以从运动状态出发，根据物体的平衡条件和牛顿第二定律分析出来根据物体平衡条件知，杆对球的力与重力是一对平衡力，选项C正确；因小球随车具有水平向右的加速度，所以弹力的方向应斜向右上方当加速度的大小发生变化时，小球所受弹力方向与竖直方向的夹角也将发生变化，杆对球的作用力的方向不一定沿杆的方向，D错误【答案】C第第2节节 力的合成与分解力的合成与分解一、合力与分力一、合力与分力1.定义：如果一个力作用在物体上跟几个力共同作用在物体上产生的_相同，这一个力就叫那几个力的_，那几个力就叫这个力的_2.合力和分力的关系：合力和分力是一种_的