《2022年高中物理必修一第三章研究物体间的相互作用知识点总结与例题练习 2.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高中物理必修一第三章研究物体间的相互作用知识点总结与例题练习 2.pdf（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、名师精编优秀资料第三章 力 物体的平衡专题一力的概念、重力和弹力知识梳理要对力有深刻的理解，应从以下几个方面领会力的概念。 1 力的本质 (1)力的物质性：力是物体对物体的作用。提到力必然涉及到两个物体一施力物体和受力物体，力不能离开物体而独立存在。有力时物体不一定接触。(2) 力的相互性：力是成对出现的，作用力和反作用力同时存在。作用力和反作用力总是等大、反向、共线，属同性质的力、分别作用在两个物体上，作用效果不能抵消. (3) 力的矢量性：力有大小、方向，对于同一直线上的矢量运算，用正负号表示同一直线上的两个方向，使矢量运算简化为代数运算；这时符号只表示力的方向，不代表力的大小。 (4)力
2、作用的独立性：几个力作用在同一物体上，每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而受到影响，这就是力的独立作用原理。 2 力的作用效果力对物体作用有两种效果：一是使物体发生形变_，二是改变物体的运动状态。这两种效果可各自独立产生，也可能同时产生。通过力的效果可检验力的存在。 3 力的三要素：大小、方向、作用点完整表述一个力时，三要素缺一不可。当两个力 F1、F2的大小、方向均相同时，我们说F1=F2，但是当他们作用在不同物体上或作用在同一物体上的不同点时可以产生不同的效果。力的大小可用弹簧秤测量，也可通过定理、定律计算，在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号是N。4力的图示和力的示意图 (1)力
3、的图示：用一条有向线段表示力的方法叫力的图示，用带有标度的线段长短表示大小，用箭头指向表示方向，作用点用线段的起点表示。(2) 力的示意图：不需画出力的标度，只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向。5力的分类 (1)性质力：由力的性质命名的力。如；重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等。(2) 效果力：由力的作用效果命名的力。如：拉力、压力、支持力、张力、下滑力、分力：合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等。6重力（1） 重力的产生：重力是由于地球的吸收而产生的, 重力的施力物体是地球。（2） 重力的大小：1由 G=mg计算， g 为重力加速度，通常在地球表面附近，g 取 9.8 米秒
4、2，表示质量是1 千克的物体受到的重力是9.8 牛顿。2由弹簧秤测量：物体静止时弹簧秤的示数为重力大小。（3） 重力的方向：重力的方向总是竖直向下的，即与水平面垂直，不一定指向地心. 重力是矢量。（4） 重力的作用点重心1物体的各部分都受重力作用，效果上, 认为各部分受到的重力作用都集中于一点，这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心。2重心跟物体的质量分布、物体的形状有关，重心不一定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。（5） 重力和万有引力精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 17 页名师精编优秀资
5、料重力是地球对物体万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供物体随地球自转的向心力，同一物体在地球上不同纬度处的向心力大小不同，但由此引起的重力变化不大，一般情况可近似认为重力等于万有引力，即： mg=GMm/R2。除两极和赤道外，重力的方向并不指向地心。重力的大小及方向与物体的运动状态无关，在加速运动的系统中，例如：发生超重和失重的现象时，重力的大小仍是mg 7弹力1产生条件： (1)物体间直接接触； (2)接触处发生形变( 挤压或拉伸 ) 。 2 弹力的方向：弹力的方向与物体形变的方向相反，具体情况如下： (1)轻绳只能产生拉力，方向沿绳指向绳收缩的方向. (2)弹簧产生的压力或拉力方向
6、沿弹簧的轴线。(3) 轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向沿杆。3弹力的大小弹力的大小跟形变量的大小有关。1弹簧的弹力，由胡克定律F=kx,k 为劲度系数，由本身的材料、长度、截面积等决定，x 为形变量， 即弹簧伸缩后的长度L 与原长 Lo 的差： x=|L-L0| ，不能将 x 当作弹簧的长度 L 2一般物体所受弹力的大小，应根据运动状态，利用平衡条件和牛顿运动定律计算，例 2 小车的例子就说明这一点。例题评析【例 1】下列关于力的说法中，正确的是( ) A只有相互接触的两物体之间才会产生力的作用 B力是不能离开物体而独立存在的，一个力既有施力物体，又有受力物体 C一个物体先对别的物体施加
7、力后，才能受到反作用力 D物体的施力和受力是同时的【分析与解答】力是物体间的相互作用，不一定发生在直接接触的物体间，直接接触而发生的作用叫接触力，如弹力、摩擦力；通过场发生的作用叫场力，如重力、电场力、磁场力等。物体的施力和受力不分先后，总是同时的。正确答案为B、D 【例 2】关于物体的重心，以下说法正确的是 A物体的重心一定在该物体上 B形状规则的物体，重心就在其中心处 C用一根悬线挂起的物体静止时，细线方向一定通过物体的重心D重心是物体上最重的一点【分析与解答】重心是物体各部分的重力的合力的作用点，薄板物体的重心位置可以用悬挂法确定，其他形状的物体重心位置也可以用悬挂法想象的讨论。重心不一
8、定在物体上，也当然不是物体中最、重的一点，故AB 错， ( 如一根弯曲的杆，其重心就不在杆上) 用悬线挂起物体处于静止时，由二力平衡原理知细线拉力必与重力等大、反向、共线，故C正确。【例 3】如图所示，小车上固定一根折成 角的曲杆，杆的另一端一固定一质量为m的球，则当小车静止时和以加速度a 向右加速运动时杆对球的弹力大小及方向如何? 【分析与解答】当小车静止时，根据物体平衡条件可知，杆对球的弹力方向竖直向上，大小等于mg 。当小车加速运动时，设小球受的弹力F与竖直方向成角，如图所示，根据牛顿第二定律，有：Fsin =ma Fcos =mg 解得： F=22)()(mamg tan=a/g 精选
9、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 17 页名师精编优秀资料可见，杆对球弹力的方向与加速度大小有关，只有当加速度a=gtan 、且方向向右时，杆对球的弹力才沿着杆；否则不沿杆的方向。(4) 面与面、点与面接触的压力或支持力的方向总垂直于接触面，指向被压或被支持的物体，如图所示，球和杆所受弹力的示意图。【例 4】在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和 m2的木块 1 和 2，中间用一原长为 、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，如图甲所示木块与地面间的动摩擦因数为，现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 (
10、 ) 【分析与解答】: 方法一选连接体为研究对象，对它进行受力分析，其受力如图乙所示 对连接体整体， 由三力平衡得F-Fl-F2=0，其中， F1=m1g，F2=m2g选木块2 为研究对象，其受力如图丙所示，由三力平衡得F-F2-F弹=O ，其中， F弹为弹簧的弹力综合以上各式得，F弹=m1g设弹簧的伸长长度为，由胡克定律得F弹=kx 即 x=m1g/k 所以当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离为+x=+m1g/k. 因而选项A正确 可以说，这一解法被不少同学所采用方法二选木块 l 为研究对象，其受力如图丁所示，由二力平衡得F弹-F1=0，而 F1=m1g，由以上两式得F弹=mlg参照方法一
11、，所求距离是+mlg/k 显然，这一创新的解法比较简单，而第一种解法是常规的却是较麻烦的解法它们是由选择的研究对象不同而出现的专题二摩擦力知识梳理摩擦力有滑动摩擦力和静摩擦力两种，它们的产生条件和方向判断是相近的。1产生的条件： (1)相互接触的物体间存在压力； (2)接触面不光滑； (3)接触的物体之间有相对运动( 滑动摩擦力 ) 或相对运动的趋势( 静摩擦力 ) 。注意：不能绝对地说静止物体受到的摩擦力必是静摩擦力，运动的物体受到的摩擦力必是滑动摩擦力。静摩擦力是保持相对静止的两物体之间的摩擦力，受静摩擦力作用的物体不一定静止。滑动摩擦力是具有相对滑动的两个物体之间的摩擦力，受滑动摩擦力作
12、用的两个物体不一定都滑动。2摩擦力的方向：沿接触面的切线方向( 即与引起该摩擦力的弹力的方向垂直) ，与物体相对运动( 或相对：运动趋势) 的方向相反。例如：静止在斜面上的物体所受静摩擦力的方向沿接触面 ( 斜面 )向上。注意：相对运动是以相互作用的另一物体为参考系的运动，与以地面为参考系的运动不同，故摩擦力是阻碍物体间的相对运动，其方向不一定与物体的运动方向相反。例如：站在公共汽车上的人，当人随车一起启动( 即做加速运动 ) 时，如图所示，受重力G 、支持力N、静摩擦力f 的作用。当精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 17
13、 页名师精编优秀资料车启动时，人相对于车有向后的运动趋势，车给人向前的静摩擦力作用；此时人随车向前运动，受静摩擦力方向与运动方向相同。3摩擦力的大小： (1)静摩擦大小跟物体所受的外力及物体运动状态有关，只能根据物体所处的状态( 平衡或加速 ) 由平衡条件或牛顿定律求解。静摩擦力的变化存在一个最大值-最大静摩擦力，即物体将要开始相对滑动时摩擦力的大小 ( 最大静摩擦力与正压力成正比) 。(2) 滑动摩擦力与正压力成正比，即f=N, 为动摩擦因数，与接触面材料和粗糙程度有关；N指接触面的压力，并不总等于重力。例题评析【例 5】如右图所示， 质量为 m的木块在倾角为的斜面上沿不同方向以不同速度 V
14、l、V2、 V3滑行时，小木块受到的滑动摩擦力多大?斜面受到的滑动摩擦力多大?( 已知木块与斜面间的动摩擦因数为) 【分析与解答】 ：( 公式法 ) 不管小木块沿斜面向哪个方向运动，其受到斜面支持力N都等于 mgcos，故小木块受到的滑动摩擦力均为：f= N= mgcos 木块受斜面的滑动摩擦力为f= mgcos ，则由牛顿第三定律知，斜面受木块的滑动摩擦力大小也为f= mgcos 【例 6】如下图所示，拉力F 使叠放在一起的A、B两物体以共同速度沿F 方向做匀速直线运动，则 ( ) A 甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用，方向与F 方向相同。 B 甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用，方向与，方向
15、相反 C 甲、乙图中A物体均不受静摩擦力作用 D 甲图中A物体不受静摩擦力作用，乙图中A物体受静摩擦力作用，方向与F 方向相同【分析与解答】 ：假设甲图中A 物体受静摩擦力作用，则它在水平方向上受力不平衡，将不可能随B 物体一起做匀速直线运动，所以A物体不受静摩擦力作用，这样就排除了A、B 两项的正确性c、D两项中哪个正确，由乙图中A物体是否受静摩擦力判定假设乙图中A物体不受静摩擦力作用，则它将在其重力沿斜面的分力作用下向下滑不能随B物体保持沿斜面向上的匀速直线运动因此乙图中A物体一定受静摩擦力作用，且方向与F方向相同， c 项是不正确的答案： D 专题三力的合成与分解知识梳理1力的合成利用一
16、个力 (合力 ) 产生的效果跟几个力( 分力 ) 共同作用产生的效果相同，而做的一种等效替代。力的合成必须遵循物体的同一性和力的同时性。（1）合力和分力:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力，那几个力就叫这个力的分力。合力与分力的关系是等效替代关系，即一个力若分解为两个分力，在分析和计算时，考虑了两个分力的作用，就不可考虑这个力的作用效果了；反过来，若考虑了合力的效果，也就不能再去重复考虑各个分力的效果。（2） 共点力精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页名师精编优秀资料物体同时
17、受几个力作用，如果这些力的作用线交于一点，这几个力叫共点力。如图 (a) 所示，为一金属杆置于光滑的半球形碗中。杆受重力及A、 B 两点的支持力三个力的作用； N1作用线过球心，N2作用线垂直于杆，当杆在作用线共面的三个非平行力作用下处于平衡状态时，这三力的作用线必汇于一点，所以重力G的作用线必过 N1、N2的交点 0；图 (b) 为竖直墙面上挂一光滑球，它受三个力：重力、墙面弹力和悬线拉力，由于球光滑，它们的作用线必过球心。（3）力的合成定则：1 平行四边形定则：求共点力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的线段为邻边作平行四边形，它的对角线即表示合力的大小和方向，如图a。2 三角形定则：
18、求F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的有向线段首尾相接，从F1的起点指向F2的末端的有向线段就表示合力F 的大小和方向，如图b。2合力的计算(1) 合力的大小：若两个共点力F1，F2的夹角为 ，根据余弦定理, 其合力大小为 : cos2212221FFFF. 合力的范围是：|F1-F2| FF1+F2，还可以看出： 合力可能大于分力，可能小于分力， 也可能等于分力。( 合力与分力的关系就是平行四边形的对角线与邻边的关系；对角线可以大于邻边，也可以小于邻边，还可以等于邻边；合力与分力的关系还可以看成是三角形三边的关系，任意两边之和大于第三边，任意两边之差小于第三边) (2)合 力 的 方 向
19、 ： 若F 与F1的 夹 角 为， 则 ：tan=cossin212FFF, 当090时 tan=12FF(3) 同一直线上的矢量运算：几个力在一条直线上时，先在此直线上选定正方向，与其同向的力取正值，反之取负值， 然后进行代数运算求其合力。这时“ +”或“ - ”只代表方向，不代表大小。(4) 同一根轻绳中各处张力相等，此外当大小相等的两力夹角为1200时，合力大小等于两分力大小3力的分解 (1)在分解某个力时，要根据这个力产生的实际效果或按问题的需要_进行分解 (2)有确定解的条件：已知合力和两个分力的方向，求两个分力的大小( 有唯一解 ) 已知合力和一个分力的大小与方向，求另一个分力的大
20、小和方向( 有一组解或两组解) 已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向，求F1的方向和F2的大小 ( 有两个或唯一解) (3)力的正交分解：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法利用力的正交分解法可以求几个已知共点力的合力，它能使不同方向的矢量运算简化为同一直线上的矢量运算力的分解问题的关键是根据力的作用效果，画出力的平行四边形，接着就转化为一个根据知边角关系求解的几何问题。4、处理力的合成与分解问题的方法 1 力的图示法：按力的图示作平行四边形，然后量出对角线的长短并找出方向 2 代数计算法：由正弦或余弦定理解三角形求解 3 正交分解法：将各力沿互相垂直的方向先分解，然后求出各
21、方向的合力，再合成 4 多边形法：将各力的首尾依次相连，由第一个力的始端指向最后一个力的尾端的有向线段表示合力的大小和方向精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 17 页名师精编优秀资料例题评析【例 7】 在倾角为 的斜面上，放一质量为m的光滑小球，小球被竖直的木板挡住，则球对斜面的压力为( ) 【分析与解答】 ：小球的重力产生两个效果：水平挤压木板；垂直斜面方向压紧斜面故可将重力沿水平方向和垂直斜面方向分解为Fl、F2如右图所示，根据平行四边形定则，可得：F=mg/cos答案： C 【例 8】分解一个力，若已知它的一个分力的大
22、小和另一个分力的方向，以下正确的是 ( ) A 只有唯一组解 B一定有两组解 C 可能有无数组解 D 可能有两组解专题四受力分析知识梳理受力分析就是把研究对象在给定物理环境中所受到的力全部找出来，并画出相应受力图。 1 受力分析的依据 (1)依据各种力的产生条件和性质特点，每种力的产生条件提供了其存在的可能性，由于力的产生原因不同，形成不同性质的力，这些力又可归结为场力和接触力，接触力( 弹力和摩擦力) 的确定是难点，两物体直接接触是产生弹力、摩擦力的必要条件，弹力产生原因是物体发生形变，而摩擦力的产生，除物体间相互挤压外，还要发生相对运动或相对运动趋势。 (2)依据作用力和反作用力同时存在，
23、受力物体和施力物体同时存在。一方面物体所受的每个力都有施力物体和它的反作用力，找不到施力物体的力和没有反作用力的力是不存在的；另一方面，依据作用力和反作用力的关系，可灵活变换研究对象，由作用力判断出反作用力。(3) 依据物体所处的运动状态：有些力存在与否或者力的方向较难确定，要根据物体的运动状态，利用物体的平衡条件或牛顿运动定律判断。 2 受力分析的程序 (1)根据题意选取研究的对象选取研究对霖豹原慰是要使对留题懿研穷尽量藩侵j研究对象可以是单个物体或物体的某一部分，也可以是由几个物体组成的系统精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页
24、，共 17 页名师精编优秀资料 (2)把研究对象从周围的物体中隔离出来，为防止漏掉某个力，要养成按一般步骤分析的好习惯一般应先分析重力；然后环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力；最后再分析其他场力( 电场力、磁场力) 等 (3)每分析一个力，都要想一想它的施力物体是谁，这样可以避免分析出某些不存在的力如竖直上抛的物体并不受向上的推力，而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力” (4)画完受力图后要进行定性检验，看一看根据你画的受力图，物体能否处于题目中所给的运动状态3受力分析的注意事项 (1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施的
25、力 (2)只分析根据性质命名的力 (3)每分析一个力，都应找出施力物体 (4)合力和分力不能同时作为物体所受的力4受力分析的常用方法：隔离法和整体法（1） 隔离法为了弄清系统 ( 连接体 ) 内某个物体的受力和运动情况，一般可采用隔离法运用隔离法解题的基本步骤是：1 明确研究对象或过程、状态；2 将某个研究对象、某段运动过程或某个状态从全过程中隔离出来；3 画出某状态下的受力图或运动过程示意图；4 选用适当的物理规律列方程求解（2） 整体法当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时，一般可采用整体法运用整体法解题的基本步骤是：1 明确研究的系统和运动的全过程；2 画出系统整体的受力图
26、和运动全过程的示意图；3 选用适当的物理规律列方程求解隔离法和整体法常常交叉运用，从而优化解题思路和方法，使解题简捷明快例题评析【例 9】如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁。若再在斜面上加一物体m ，且 M 、m相对静止，试分析小车受哪几个力的作用【分析与解答】对 M和 m整体分析，它们必受到重力和地面支持力，由于小车静止，由平衡条件知墙面对小车必无作用力。以小车为研究对象，如图所示，它受四个力：重力Mg ，地面的支持力FN， ，m对它的压力F2和静摩擦力f ，由于 m静止，可知f 和 FN的合力必竖直向下。【说明】 M 与墙有接触，但是否有挤压，应由M和 m的状态决定。若m
27、沿 M加速下滑，加速度为a，则墙对 M就有弹力作用，弹力FN水平 . 【注意】为防止丢力，在分析接触力时应绕研究对象观察一周，对每个接触点要逐一分析。不能把作用在其它物体上的力错误地认为通过力的传递作用在研究对象上。正确画出受力示意图。画图时要标清力的方向，对不同的力标示出不同的符号。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 17 页名师精编优秀资料【例 10】一个底面粗糙，质量为M的劈放在粗糙水平面上，劈的斜面光滑且与水平面夹角为300，现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球与斜面的夹角为30。 ，如图所示。 (1) 当劈静
28、止时绳子中拉力大小为多少? (2) 若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈的支持力的岸倍，为使整个系统静止，值必须符合什么条件? 【分析与解答】 (1) 以水平方向为x 轴，建立坐标系，并受力分析如图所示。(2) 以劈和小球整体为研究对象，受力分析如图【例 11】如图所示，质量为m ，横截面为直角三角形的物块ABC ，ABC，AB边靠在竖直墙面上，F 是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，则摩擦力的大小为_。【分析与解】 ：物块 ABC受到重力、墙的支持力、摩擦力及推力四个力作用而平衡，由平衡条件不难得出静摩擦力大小为fmgF sin。【例 12】如图所示，物体的质量为2kg，两根轻绳AB和
29、AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成 =600的拉力F，若要使两绳都能伸直，求拉力 F 的大小范围。【分析与解】 ：作出 A受力图如图28 所示，由平衡条件有：F.cos -F2-F1cos=0, Fsin+F1sin -mg=0 要使两绳都能绷直，则有：F10,02F由以上各式可解得F的取值范围为：NFN340320。专题五共点力作用下物体的平衡A C B F G F2 F1 FxyA B C F 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 17 页名师精编优秀资料知识梳理1共点力的判别：同
30、时作用在同一物体上的各个力的作用线交于一点就是共点力。这里要注意的是“同时作用”和“同一物体”两个条件，而“力的作用线交于一点”和“同一作用点”含义不同。当物体可视为质点时，作用在该物体上的外力均可视为共点力：力的作用线的交点既可以在物体内部，也可以在物体外部。，2平衡状态：对质点是指静止状态或匀速直线运动状态，对转动的物体是指静止状态或匀速转动状态。 (1)二力平衡时，两个力必等大、反向、共线； (2)三力平衡时，若是非平行力，则三力作用线必交于一点，三力的矢量图必为一闭合三角形； (3)多个力共同作用处于平衡状态时，这些力在任一方向上的合力必为零； (4)多个力作用平衡时，其中任一力必与其
31、它力的合力是平衡力； (5)若物体有加速度，则在垂直加速度的方向上的合力为零。 3 平衡力与作用力、反作用力共同点：一对平衡力和一对作用力反作用力都是大小相等、方向相反，作用在一条直线上的两个力。【注意】一个力可以没有平衡力，但一个力必有其反作用力。作用力和反作用力同时产生、同时消失；对于一对平衡力，其中一个力存在与否并不一定影响另一个力的存在。 4 正交分解法解平衡问题正交分解法是解共点力平衡问题的基本方法，其优点是不受物体所受外力多少的限制。解题依据是根据平衡条件，将各力分解到相互垂直的两个方向上。正交分解方向的确定：原则上可随意选取互相垂直的两个方向；但是，为解题方便通常的做法是：使所选
32、取的方向上有较多的力；选取运动方向和与其相垂直的方向为正交分解的两个方向。在直线运动中，运动方向上可以根据牛顿运动定律列方程，与其相垂直的方向上受力平衡，可根据平衡条件列方程。使未知的力特别是不需要的未知力落在所选取的方向上，从而可以方便快捷地求解。解题步骤为：选取研究对象一受力分析一建立直角坐标系一找角、分解力一列方程一求解。例题评析【例 13】如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，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ml和 mz的小球， 当它们处于平衡状态时，质量为 m1的小球与0 点的连线与水平线的夹角为=600，两小球的质量比为(
33、) 【分析与解答】质量为 m1的小球受力情况：重力m1g，方向向下；碗对小球的支持力N，方向沿半径方向斜向上；绳对小球的拉力 T ，沿绳子方雨斜向上。利用分解法或合成法处理三力平衡，并考虑T=m2g，得 m2/m1=3/3 。【答案】 A 【说明】 (1) 解答本题只需由平时掌握的隔离体法，分别对m1mz进行受力分析。由平衡条件和牛顿第三定律即可求解。 (2)力的合成与分解也是解此题的核心之一。专题六动态平衡问题分析一对平衡力一对作用力与反作用力作用对象只能是同一物体，分别作用在两个物体上力的性质可以是不同性质的力一定是同一性质的力作用效果二者的作用相互抵消各自产生自己的效果，互不影响。精选学
34、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 17 页名师精编优秀资料知识梳理 1 所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态中2图解分析法对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化，在同一图中做出物体在若干状态下力的平衡图(力的平行四边形) ，再由动态力的四边形各边长度变化及角度变化确定力的大小及方向的变化情况动态平衡中各力的变化情况是一种常见类型总结其特点有：合力大小和方向不变；一个分力的方向不变，分析另一个分力方向变化时两个分力大小的变化情况
35、用图解法具有简单、直观的优点例题评析【例 14】如图所示，质量为m的球放在倾角为a 的光滑斜面上，试分析挡板Ao与斜面间的倾角多大时， Ao所受压力最小? 【分析与解答】虽然题目问的是挡板AO的受力情况，但若直接以挡板为研究对象，因挡板所受力均为未知力，将无法得出结论。以球为研究对象。球所受重力mg产生的效果有两个：对斜面产生了压力F1，对挡板产生了压力F2。根据重力产生的效果将重力分解，如图所示。当挡板与斜面的夹角由图示位置变化时，F1大小改变，但方向不变，始终与斜面垂直， F2的大小、方向均改变( 图中画出一系列虚线表示变化的F2) 。由图可看出，当F2与 F1垂直时，挡板AO所受压力最小
36、，最小压力F2= mgsin根据力的平行四力形法则或三角形法则，画一系列的图示在作题时是非常实用的。【例 15】如图所示，滑轮本身的质量忽略不计，滑轮轴。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端下面挂一个重物，B0 与竖直方向夹角=45。 ，系统保持平衡。若保持滑轮的位置不变，改变 的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化情况是( ) A只有角 变小，弹力才变大 B只有角 变大，弹力才变大 C不论角 变大或变小，弹力都变大 D不论角 变大或变小，弹力都不变【分析与解答】轻木杆 B对滑轮轴0 的弹力不一定沿着轻木杆B的线度本身， 而应当是根据滑轮处于平衡状态来
37、进行推断，从而得出其方向和大小。 TA=Tc=G TA和 Tc 夹角 900不变，所以TA和 TC对滑轮作用力不变。而滑轮始终处于平衡，所以轻木杆B对滑轮作用力不变。即与无关，选项D正确。【答案】 D专题七实验：互成角度的两个力的合成知识梳理 1 实验目的验证平行四边形定则 2 验证原理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 17 页名师精编优秀资料如果两个互成角度的共点力F。 、F。作用于橡皮筋的结点上，与只用一个力F作用于橡皮筋的结点上，所产生的效果相同( 橡皮条在相同方向上伸长相同的长度) ，那么， F就是F1和 F2的
38、合力。根据平行四边形定则作出两共点力F1和 F2的合力 F 的图示，应与F的图示等大同向。 3 实验器材方木板一块；白纸；弹簧秤( 两只 ) ；橡皮条；细绳套( 两个 ) ；三角板；刻度尺；图钉( 几个 ) ；细芯铅笔。4实验步骤用图钉把白纸钉在方木板上。把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。(固定点 A在纸面外 ) 用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长， 结点到达某一位置 o( 如图 1133 所示 ) 。( 位置 0 须处于纸面以内) 用铅笔描下结点0 的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。从力的作用点( 位置
39、o) 沿着两条绳套的方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F，和 F：的图示，并用平行四边形定则作出合力F的图示。只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置o，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。用刻度尺从。点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力 F的图示。比较力F的图示与合力F 的图示，看两者是否等长，同向。改变两个力F1和 F2的大小和夹角，再重复实验两次。5注意事项不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳再连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置。不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条，要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧
40、秤读数有无变化。A 点应选在靠近木板上边中点为宜，以使。点能确定在纸的上侧，结点O的定位要力求准确，同一次实验中橡皮条拉长后的结点位置0 必须保持不变。弹簧秤在使用前应将其水平放置，然后检查、校正零点。将两弹簧秤互相钩着水平拉伸，选择两只读数完全一致的弹簧秤使用。施加拉力时要沿弹簧秤轴线方向，并且使拉力平行于方木板。使用弹簧秤测力时，拉力适当地大一些。画力的图示时应选择适当的标度，尽量使图画得大一些，要严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形。特别说明：1 实验采用了等效的方法：实验中，首先用两只弹簧秤通过细绳互成角度地拉一端固定的橡皮条，使细绳的结点延伸至某一位置O，再用一只弹簧秤拉橡皮
41、条，并使其结点位置相同，以保证两只弹簧秤的拉力的共同作用效果跟原来一只弹簧秤的拉力的效果相同，若按平行四边形定则求出的合力的大小和方向跟第二次一只弹簧秤的拉力的大小和方向完全相同，或者误差很小，这就验证了互成角度的共点力合成的平行四边形定则的正确性。2 在做到两共点力F1、F2与 F等效的前提下，准确做出 F1和 F2的图示， 用平行四边形定则做出其合力F的图示，以及F的图示是本实验成功的关键，为此，要求F1、F2的大小方向，须记录准确，做图示时要选择合适的标度，以使所做平行四边形尽量大，画平行四边形的平行线时，要用两只三角板或一只三角板和一把直尺，严格作图。3 实验误差的来源与分析本实验误差
42、的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还出现读数误差、作图误差。因此，读数时眼睛一精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 17 页名师精编优秀资料定要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力的对边一定要平行，两个分力F1、 F2问夹角越大，用平行四边形作用得出的合力F 的误差F 就越大，所以，实验中不要把取得太大。本实验允许的误差范围是：力的大小F5 F，F与 F 的夹角70。例题评析【例 16】在做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点。以下操作中错误的是 (
43、) A同一次实验过程中，O位置允许变动 B实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的大小和方向，把橡皮条另一端拉到0 点 D实验中，把橡皮条的另一端拉到。点时，两个弹簧秤之间夹角应取90。 ，以便于算出合力大小【分析与解答】在同一次实验中两个力F。和 F2 的作用效果与一个力F的作用效果相同，这个力F才是F，与 F2 的合力，这个作用效果相同与否就是通过两次拉橡皮条时结点位置是否达到同一个位置来体现的，所以在同一次实验过程中，结点0 的位置不允许变动，A选项是错误的；为使实验结果准确，实验时，弹簧秤
44、必须保持与木板平行，读数时眼睛必须正视弹簧秤的刻度，所以选项B是正确的；由力的平行四边形定则可知如果在实验中先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，那么另一弹簧秤不论沿什么方向再加一个力拉结点，则第一个弹簧秤的拉力就超过它的量程，不能再继续实验了。所以必须同时用两个弹簧秤沿不同方向拉橡皮条的结点到某一位置O点，或者先将一个弹簧秤沿某一方向拉橡皮条，使它的示数指某一中间值，再用男一个弹簧秤拉结点，调节两者示数的大小和方向，才能把橡皮条的结点拉到某一位置。点，所以选项C也是错误的；选项D也是错误的，因为本实验的目的是用实验验证平行四边形定则，所以实验结果不能用平行四边形定则计算。本题要求谜错误的
45、选项，应为A 、C、D。 模拟测试一、选择题1下列说法，正确的是（） A 物体所受摩擦力的大小不仅跟接触面的性质和物体对接触面的压力有关，有时也跟物体的运动情况有关 B 静摩擦力的方向总是沿接触面的切线方向，且跟物体运动的方向相反 C 滑动摩擦力的大小f 跟物体对接触面压力的大小N成正比，其中N是弹性力，在数值上等于物体的重力 D 静摩察力是变力，压力增大时，静摩擦力也随着增大2如图 1 所示，绳与杆均轻质，承受弹力的最大值一定，A端用铰链固定，滑轮在A点正上方（滑轮大小及摩擦均可不计） ，B端吊一重物。现施拉力F将B缓慢上拉（均未断） ，在AB杆达到竖直前（）A绳子越来越容易断，F AB精选
46、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 17 页名师精编优秀资料B绳子越来越不容易断，CAB杆越来越容易断，DAB杆越来越不容易断。3如图 2，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（）Aa保持静止，而且没有相对于水平面运动的趋势Ba保持静止，但有相对于水平面向右运动的趋势Ca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. 4当担心手中竖直拿着的瓶子掉下去时，总是努力把它握得更紧些，这样做的最终目的是（）A增大瓶子所受的合外力B增大手对瓶子的压力C增
47、大手对瓶子的摩擦力D增大手对瓶子的最大静摩擦力5 如图 3， 物体静止于光滑水平面上，水平力F作用于物体的O点， 如果要使物体所受的合力方向沿着00，应对物体再加一个力F，这个力的最小值是（）FcosFsin Ftan Fcot 6如图 4 所示，AOB为水平放置的光滑杆，夹角AOB等于 60，杆上分别套着两个质量都是m的小环，两环由可伸缩的弹性绳连接，若在绳的中点C施以沿AOB的角平分线水平向右的拉力F，缓慢地拉绳，待两环受力达到平衡时，绳对环的拉力T跟F的关系是（）T=F；TF；TF；T=Fsin30 。7如图 5 所示，A、B两长方体物块的质量分别为1.8kg 和 0.6kg ，放在倾角
48、为 =30的斜面上， 作用在A上的水平推力 （垂直于纸面向里，图中未画出）F=16N时物块A、B静止不动。则此时物块A受斜面的摩擦力和物块A受到物块B的摩擦力的大小为（）取g=10m/s2A16N，16N B16N，3N C20N，6N D20N，3N 8如图 6 所示，人重G1，板AB重G2，滑轮质量和绳的质量及轴上的摩擦可不计，若要求该装置能平衡，则G1和G2必须满足（）AG1=G2BG1G2 图 3 ab图 2 A B图 5 图 6 图 4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 17 页名师精编优秀资料CG1G2/3
49、；DG1G2/3 9一个截面是直角三角形的木块放在水平地面上，在斜面上放一个光滑球，球的一侧靠在竖直墙上，木块处于静止，如图7 所示。若在光滑球的最高点再施加一个竖直向下的力F，木块仍处于静止，则木块对地面的压力N和摩擦力f的变化情况是（）AN增大，f增大BN增大，f不变CN不变，f增大DN不变，f不变10如图 8 所示，轻质弹簧A和B的劲度系数分别为k1和k2，它们都处在竖直方向上。悬挂在下面的动滑轮，其重力不计。当滑轮的下边挂上重量为G的重物时，滑轮下降的距离是（）A21kkGB21kkGC21214)(kkkkGD212kkG二、实验题11在互成角度的两个共点力的合成实验中，做好实验准备
50、后，先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O，此时学生需要记录的是，和，接着用一个弹簧秤拉橡皮条，要特别注意的是 假如在保持两分力大小不变的条件下完成共点力合成实验，由实验数据得到如图9 所示合力F与两分力间夹角 的关系图线，则合力的变化范围是，两分力的大小分别是12如图 10 所示，在互成角度的两个共点力的合成实验中，若先用互成锐角的两个力F1和F2橡皮条的结点拉到位置O，然后保持读数是F2的弹簧秤的示数不变而逐渐增大角，在此过程中，若要保持O点位置不动， 则另一个弹簧秤拉力的大小F1和方向与原来相比可能发生怎样的变化? AFl一直变大，角先变大后变小BFl一直变大，角 先变小后变大CFl