粤教版高中物理必修一第三章章末复习课docx.docx
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第三章章末复习课
【知识体系】
研究物体间的相互作用
[答案填写] ①接触 ②弹性形变 ③垂直 ④收缩 ⑤F=kx ⑥切线 ⑦相反 ⑧切线 ⑨相反 ⑩同时产生
⑪同时消失
主题1 弹力和摩擦力
弹力
摩擦力
产生条件
相互接触并发生弹性形变
①相互接触、相互挤压
②接触面粗糙
③两物体有相对滑动或相对滑动的趋势
方向
与物体发生形变的方向相反
与相对滑动或相对滑动趋势的方向相反
大小计算方法
①弹簧弹力:
胡克定律
②发生微小形变物体的弹力:
二力平衡
①静摩擦力:
二力平衡
②滑动摩擦力:
f=μFN
理解
①绳产生的拉力方向沿绳
②接触面处的弹力垂直接触面
③杆的弹力方向可以沿杆,也可以不沿杆
①运动的物体可能受静摩擦力的作用
②摩擦力的方向不一定与运动方向在一条直线上
③静摩擦力不一定比动摩擦力小
④摩擦力不一定是阻力
判断方法
①假设法
②结合物体运动状态判断
③看效果
【典例1】 (多选)某人骑一普通自行车,在水平路面上正用脚蹬车前进,两轮皆不打滑,下列说法正确的是( )
A.前轮受静摩擦力,方向向后
B.前轮受静摩擦力,方向向前
C.后轮受静摩擦力,方向向后
D.后轮受静摩擦力,方向向前
解析:
本题采用假设法,对后轮,假设地面光滑,后轮不受静摩擦力,后轮是主动轮,人用力蹬车时,后轮一定打滑,与地面接触的点必向后滑动,故有向后的滑动趋势.实际情况是后轮并不打滑,说明后轮一定受地面施给它向前的摩擦力,以保持后轮不打滑,此力正是自行车的动力.对于前轮,也可假设前轮光滑,前轮不受摩擦力,由于前轮是被动轮,人用脚蹬车时,整个车要向前运动,前轮若不受地面施给的摩擦力,则前轮会向前滑动而不转动.而实际情况前轮是转动的,故有向前的滑动趋势,这正说明前轮受到向后的静摩擦力.正确的答案是A、D.
答案:
AD
针对训练
1.(多选)如图所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力( )
A.方向一定沿斜面向下
B.方向可能沿斜面向下
C.大小可能等于零
D.大小不可能等于F
解析:
以物块M为研究对象进行受力分析可知,物块M受竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力FN、平行斜面向上的力F以及平行于斜面方向的静摩擦力,如图所示(静摩擦力未画出).静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反,但这里无法直接确定,则可假设斜面光滑,此时物块向上还是向下运动取决于沿斜面方向向上的力F及沿斜面向下的重力的分力Gsinθ的大小.
当F>Gsinθ时,物块有向上运动的趋势,此时静摩擦力应沿斜面向下,B正确.
当F=Gsinθ时,无相对运动趋势,此时静摩擦力为零,C正确.
当F<Gsinθ时,物块有向下运动的趋势,此时静摩擦力沿斜面向上,A错误.
当F=
Gsinθ时,静摩擦力等于
Gsinθ且方向沿斜面向上,D错误.
答案:
BC
主题2 物体的受力分析
1.准确把握力学中常见三种不同性质力的产生的条件,并结合物体的运动状态对物体进行受力分析.
2.按重力、弹力、摩擦力和其他力的顺序进行受力分析,做到不漏力;通过寻找施力物体,防止添力和漏力.
3.合力与分力是等效替代关系,不能同时存在,不要重复出现.
4.摩擦力产生条件之一是接触面有弹力,没有弹力的接触面不存在摩擦力.
【典例2】 L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示.若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力.则木板P的受力个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
解析:
P、Q一起沿斜面匀速下滑时,由于木板P上表面光滑,滑块Q受到重力、P的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力.木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力,所以选项C正确.
答案:
C
针对训练
2.(多选)一质量为m的物块能在倾角为θ的斜面上匀速下滑.现同时对物块施加一个竖直向下的恒力F,如图所示.则物块( )
A.施加F后,物体受到四个力的作用
B.仍沿斜面匀速下滑
C.沿斜面减速下滑
D.沿斜面加速下滑
解析:
物体在未加F前受重力、支持力及摩擦力作用而处于平衡状态,合外力为零,加上F后,可看作增加了重力,增大了对斜面的压力,也增大了摩擦力,仍可处于平衡状态.选AB.
答案:
AB
主题3 共点力的平衡问题
1.平衡状态、平衡力.
物体在几个力作用下处于静止状态或匀速直线运动状态,叫做平衡状态,这几个力叫做平衡力(或其中的一个力叫其余几个力的平衡力).
2.共点力作用下物体的平衡条件:
合外力为零,即F合=0或F合x=0,F合y=0.
3.平衡条件的应用.
(1)当物体受两个共点力的作用而处于平衡状态时,则这两个力必然大小相等,方向相反,作用在同一直线上.
(2)当物体受三个共点力的作用而处于平衡状态时,则这三个力的作用线必相交于同一点,其中任意两个力的合力,一定与第三个力等值反向;画出力的平行四边形后,应用直角三角形的边角关系、正弦定理或余弦定理或者相似三角形对应边成比例等方法求解.
(3)当物体受三个以上共点力的作用而处于平衡状态时,常用正交分解法.
【典例3】 如图所示,物体甲重20N,物体乙重100N,乙与水平桌面间的最大静摩擦力是30N,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?
(2)设甲的重力可变,为使乙物体保持静止,求甲最重不能超过多少?
解析:
(1)以O点为研究对象,由受力分析可知:
轻绳OA受到的拉力F2=
=25N,
轻绳OB受到的拉力F1=Gtan37°=15N.
(2)当乙与水平桌面间的摩擦力达到最大30N时,甲可以加到最重为G′,此时OB绳拉力F=30N,
则G′=
=40N.
答案:
见解析
针对训练
3.如图所示,质量为2kg的直角三棱柱A放在水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,且斜面倾角θ为37°.质量为1kg的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A和B都处于静止状态,求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少?
解析:
设小球和斜面体的质量分别为m、M,小球受力如图甲所示,因球处于静止状态,由平衡条件知:
N2cosθ=mg,N2sinθ=N1,解得N1=mgtanθ=7.5N,把小球和斜面体当作一整体,受力如图乙所示,由平衡条件知,地面对斜面体的支持力FN=mg+Mg=30N,地面对斜面体的摩擦力f=N1=mgtanθ=7.5N.
答案:
见解析
统揽考情
本章知识是历年高考的重点,主要考查力的有无和方向的判断.常考受力分析方法及共点力的平衡,考查的题型一般为选择题,在动力学中也常在计算题中被考查到.
真题例析
(2015·山东卷)如图,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.已知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.
B.
C.
D.
解析:
对B,μ1F=mBg,对A、B整体,μ2(mA+mB)g=F,
联立即得
=
,B正确.
答案:
B
针对训练
(多选)两个物体如图放置,水平力F=1N作用在b上,两物体保持相对静止向左做匀速直线运动,则以下说法正确的是( )
A.物体b对物体a的摩擦力为1N
B.物体b与物体a之间可能是光滑的
C.地面对物体b的摩擦力为0.5N
D.地面对物体b的摩擦力为1N
解析:
对a,由平衡条件水平方向合力为零,则受摩擦力为0,即a与b之间没有摩擦力,则b与物体a之间可能是光滑的,故A错误,B正确;对b受力分析,受重力、支持力、压力、向左的拉力和向右的摩擦力,根据共点力平衡,则有地面对物体b的摩擦力为1N,故C错误,D正确.故选BD.
答案:
BD
1.如图所示,一物体m沿粗糙固定斜面加速下滑,在滑动过程中,物体m受到的力是( )
A.重力、支持力、摩擦力、沿斜面向下的下滑力
B.重力、支持力、摩擦力、沿斜面向下的惯性力
C.重力、支持力、摩擦力、垂直斜面向下的压力
D.重力、支持力、摩擦力
解析:
物体加速下滑时仅受重力、支持力和摩擦力三个力作用,“下滑力”是重力沿斜面向下的分力,“惯性力”不存在,垂直斜面向下的压力作用在斜面上.故应选D.
答案:
D
2.作用在一个物体上的两个力,F1=30N、F2=40N,它们的夹角是90°,要使物体沿F1的方向做匀速直线运动,必须再施加一个力F3,它的大小是( )
A.30N B.35N C.50N D.70N
解析:
由力的平衡条件,可知F3与前两个力的合力大小相等,方向相反,即50N,与物体速度方向无关.
答案:
C
3.(多选)如图所示,物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮.A静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B竖直悬挂.已知质量mA=3mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,下列说法正确的是( )
A.弹簧的弹力大小不变
B.物体A对斜面的压力将减少
C.物体A受到的静摩擦力将减小
D.弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变
解析:
弹簧的弹力F始终等于物体B的重力,故弹力大小不变,A正确;物体A对斜面的压力等于斜面对A的支持力,即N=mAgcosθ,斜面倾角减小,压力将增大,B错误;物体A沿斜面的合力为零,有f=mAgsinθ-mBg,由于mAgsin30°>mBg,故随着角度的减小,摩擦力依旧沿斜面向上,大小逐渐减小,C正确,D错误.
答案:
AC
4.如图所示,一个半球形碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°.则两小球的质量之比
为( )
A.
B.
C.
D.
解析:
对质量为m1的小球,由FN与FT水平方向合力为零可知,FN=FT;竖直方向有2FTcos30°=m1g.对质量为m2的小球,有FT=m2g,从而得到2m2g×
=m1g,解得
=
.
答案:
A
5.如图所示,A、B两球完全相同,质量均为m,用两根等长的细线悬挂在O点,两球之间固连着一根劲度系数为k的轻弹簧,静止不动时,弹簧位于水平方向,两根细线之间的夹角为2θ,重力加速度为g,已知下列各情况中,弹簧与A、B两球心连线始终共线.
(1)系统静止时,弹簧的长度被压缩了多少?
(2)现在B上施加一水平向右的恒力,其大小为F,使得OA线竖直绷紧,求系统静止时弹簧的形变量.
(3)求上述
(2)中OB细线张力的大小.
解析:
(1)对A球受力分析,可知
kx1=mgtanθ,解得x1=
.
(2)当OA线处于竖直状态时,A球受到重力,竖直向上的拉力,弹簧中的弹力应为零,所以有x2=0.
(3)小球B受力如图所示.
有T=
.
答案:
(1)
(2)0 (3)
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