湖南省衡阳县2015-2016学年高中物理上学期期末复习四三种性质力的理解和分析学案新人教版必修1

1期末复习学案四三种性质力的理解和分析一、力、重力、弹力和胡克定律1、力和力的图示(1)运动状态的变化：只要一个物体的速度变化了，不管是速度的大小还是速度的方向改变了，物体的运动状态就发生变化．(2)力的作用效果：力能使物体的运动状态或形状发生改变．(3)力是物体与物体之间的相互作用；力是矢量，不但有大小，而且有方向．(4)力的图示：可以用带箭头的线段表示力．线段按一定比例(标度)画出，它的长短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点，线段所在的直线叫做力的作用线．(5)力的示意图：只需要表示出力的方向和作用点的线段．2、重力(1)重力定义：由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力．(2)大小：G＝mg.(3)方向：总是竖直向下．(4)重心：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．形状规则、质量均匀分布的物体的重心在几何中心上．3、弹力和胡克定律(1)弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力．(2)几种弹力的方向○1压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面．○2绳的拉力沿着绳且指向绳收缩的方向．(3)胡克定律○1内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．○2公式：F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位：牛顿每米，符号：N/m，它的大小反映了弹簧的“软”、“硬”程度．【例1】(2015福建泉州一中期末)如图所示，重物A和B用跨过滑轮的细绳相连，滑轮挂在静止的轻弹簧下，已知A重40N，B重18N，滑轮重4N，弹簧的劲度系数500N/m，不计绳重和摩擦，求物体A对支持面的压力和弹簧的伸长量。2针对训练如下图所示，A、B两物体的重力分别是GA＝3N，GB＝4N．A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧中的弹力F＝2N，则细线中的张力T及B对地面的压力N的可能值分别是()A．5N和6NB．5N和2NC．1N和6ND．1N和2N二、摩擦力1、静摩擦力(1)定义：两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时产生的摩擦力叫做静摩擦力．(2)方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反．(3)大小：当相对运动趋势增强时，静摩擦力也随着增大，但有一个限度，这个静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力．而两物体间实际发生的静摩擦力F在0与Fmax之间，即0＜F≤Fmax.2、滑动摩擦力(1)定义：当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力．(2)方向：总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反．(3)大小：两个物体间的滑动摩擦力的大小跟压力成正比，用公式表示为F＝μFN，其中μ是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关，还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关.【例2】(2015安庆二中期末)摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小BA3木块,小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同),则由下表分析可知()实验次数小木块的运动状态弹簧测力计读数(N)1静止0.32静止0.53直线加速0.64匀速直线0.45直线减速0.2A．木块受到的最大摩擦力为0.6NB．木块受到的最大静摩擦力可能为0.5NC．在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小都是相同的D．在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小各不相同针对训练木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m.A、B、弹簧组成的系统置于水平地面上静止不动．现用F＝1N的水平拉力作用在木块B上，如下图所示，求力F作用后木块A、B所受摩擦力的大小．(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)三、物体的受力分析受力分析的一般步骤1．明确研究对象，即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况，研究对象可以是单个物体(质点、结点)，也可以是两个(或多个)物体组成的整体；2．隔离分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，分析周围有哪些物体对它施加了力的作用；3．按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，依据各力的方向，画出各力的示意图．【例3】如下图所示，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，此时小车受力个数为（）4A．3B．4C．5D．6针对训练如下图所示，木箱A中放一个光滑的铁球B，它们一起静止于斜面上，如果对铁球B(不包括木箱A)进行受力分析，则铁球B受力个数为（）A．3个B．4个C．2个D．1个课时训练1．关于重力的大小及重心的位置，以下说法中正确的是（）A．重力是物体本身具有的力，大小与物体的质量成正比B．静止在水平面上的物体对水平面的压力一定小于其所受的重力C．重力只作用在物体的重心上，重心的位置总在物体的几何中心D．重力是由于地球对物体的吸引而产生的，重力的施力物体是地球2．人民英雄纪念碑坐落在天安门广场上．关于纪念碑对广场地面的压力F，下列说法正确的是()A．F就是纪念碑所受的重力B．F是由于广场地面发生微小形变而产生的C．F的作用点在纪念碑上D．F的作用点在广场地面上3．(2015福州八中期末)下列关于摩擦力的说法正确的是()A．相互压紧的粗糙物体间必有摩擦力B．静摩擦力不一定随正压力增大而增大C．静止的物体一定不会受到滑动摩擦力作用D．摩擦力方向一定不会与物体运动方向相同4．如下图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用于C物体，使A、B、C以共同速度向右匀速运动，且三者相对静止，下面关于摩擦力的说法正确的是()5A．A不受摩擦力作用B．B不受摩擦力作用C．C不受摩擦力作用D．以A、B、C为整体，整体受到的摩擦力为零5．(2015杭州期末联考)如图所示，某商场的台阶式自动扶梯，台阶面水平，扶手是成一定倾角的斜面。某顾客乘坐扶梯，随手将一小物体放在了倾斜扶手上，人、物体随梯一起匀速运动。匀速上行时，人受台阶的摩擦力为1F，扶手上物体受摩擦力为2F；匀速下行时，人受台阶的摩擦力为3F，扶手上物体受摩擦力为4F。关于这些摩擦力，下列说法正确的是()A．1F、2F、3F、4F均沿扶手向上B．1F、2F均沿扶手向上，3F、4F均沿扶手向下C．1F、3F均为零，2F沿扶手向上，4F均沿扶手向下D．1F、3F均为零，2F、4F均沿扶手向上6．(2015四川资阳期末)某钢管舞演员握住竖直的钢管表演各种舞蹈动作，关于她的一些运动，下列说法中正确的是()A．若沿钢管匀速上滑，她受到的摩擦力的方向是向下的B．若沿钢管匀速下滑，她受到的摩擦力的方向是向上的C．若匀速向上攀爬，她握钢管的力越大，受到的摩擦力也越大D．她沿钢管匀速下滑时，手对钢管的握力比减速下滑时大7．(2015哈尔滨六中期末)A、B、C是三个质量、材料完全一样的物块，三物块通过两根轻弹簧M、N相连接，弹簧M的劲度系数为k1，弹簧N的劲度系数为k2，k1=3k2．现三物块静止在水平面上，两弹簧均处于拉伸状态，且伸长量均为x．由此可以判断，物块与水平面6间的最大静摩擦力的大小至少应等于()A．k1ΔxB．k2ΔxC．（k1－k2）ΔxD．（k1＋k2）Δx8．如下图所示，A物体沿竖直墙自由下滑，B，C，D物体均静止．各接触面均粗糙．下列说法正确的是()A．A物体受到三个力作用B．B物体受到三个力作用C．C物体受到三个力作用D．D物体受到三个力作用9．(2015福建泉州一中期末)如图，质量为m的小球搁在光滑的斜面上，斜面倾角为α，悬挂小球的细线处于竖直张紧的状态，则细线上的拉力()A．小于mgB．大于mgC．等于mgD．等于零10．如下图所示一个M＝2kg的物体放在μ＝0.2的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0＝0.1kg的小桶相连，已知：M受到的最大静摩擦力Fmax＝4.5N，滑轮上的摩擦不计，g取10N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小．(1)只挂m0处于静止状态时．(2)只挂m0但在M上再放一个M′＝3kg的物体时．(3)只在桶内加入m1＝0.33kg的砂子时．(4)只在桶内加入m2＝0.5kg的砂子时．α7答案精析【例1】【答案】压力为22N（3分），弹簧伸长量0.08m（4分）【解析】对A，支持面对物体A的支持力N=GB-GA=40-18=22N，由牛顿第三定律，物体A对支持面的压力N’=N=22N，方向竖直向下。对滑轮的轴心，F=kx=2GB+G轮，故弹簧的伸长量x=50041822kGGB轮=0.08m针对训练【答案】BC【解析】弹簧如果处于被拉伸的状态，它将有收缩到原状的趋势，会向下拉A，向上提B，则B项正确；如果处于被压缩的状态，将向两边恢复原状，会向上顶A，向下压B，则C项正确，故选B、C【例2】【答案】B【解析】当木块受到的拉力等于0.5N时，木块仍静止，而当拉力等于0.6N时做加速运动，故可知木块受到的最大静摩擦力可能为0.5N，选项B正确A错误；1、2两次实验的静摩擦力分别为0.3N和0.5N，而3、4、5三次实验中摩擦力均为滑动摩擦力，都等于0.4N，故选项CD错误；故选B。针对训练【答案】8N9N【解析】没有施加力F时，木块A、B受力平衡，所受静摩擦力等于弹簧的弹力，即FA＝FB＝F弹＝kx＝400×0.02N＝8N木块B受到地面的最大静摩擦力为：FBm＝μGB＝0.25×60N＝15N施加F后，对木块B有：F＋F弹FBm则B所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小为：FB′＝F＋F弹＝9N施加F后，木块A所受摩擦力仍为静摩擦力，大小为FA′＝F弹＝8N【例3】【答案】B8【解析】先对物体m受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力；再对M受力分析，受重力、m对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地面对M有向上的支持力，共受到4个力；故选B针对训练【答案】A【解析】对B球受力分析，受重力、斜面对球垂直斜面向上的支持力和箱子对球平行斜面向上的支持力，三力平衡：共3个力．课时训练1．【答案】D【解析】重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，而不是物体本身具有的力．物体重力的计算式G＝mg，其中g的值与物体所处的地理位置有关，同一地点，g值相同，物体的重力与物体的质量成正比，不同地点，不同高度，g值一般不同，因此，不能说物体的重力大小与物体的质量成正比，A错误；静止在水平面上的物体，对水平面的压力大小等于物体的重力，B错误；重心是物体所受重力的等效作用点，重心的位置与物体的形状和质量分布均有关，只有形状规则、质量均匀分布时，重心的位置才总在物体的几何中心，故C也错误；由重力的产生可知，D项正确．2．【答案】D【解析】既然F是纪念碑对广场地面的压力，那么F的施力物体是纪念碑，受力物体是广场，A错误；F是由于纪念碑发生微小形变而产生的，B错误；F的作用点在广场地面上，C错误，D正确．3．【答案】B【解析】产生摩擦力的条件是：相互压紧的粗糙物体之间，如果有相对运动或者相对运动的趋势时会产生摩擦力，故选项A错误；静摩擦力大小与外力的大小有关，与正压力无关，不一定随正压力增大而增大，选项B正确；静止的物体如果相对一运动的物体有相对滑动，也可能受到滑动摩擦力作用，选项C错误；摩擦力方向与物体运动方向可以相同，也可以相反，但是与相对运动方向一定相反，选项D错误；故选B。4．【答案】B【解析】对整体分析可知，整体水平方向受拉力做匀速直线运动，故A应受到地面的摩擦力；故A、D错误；对B分析可知，B水平方向不受外力，AB间没有相对运动的趋势，故B不受摩擦力，故B正确；对C分析可知，C水平方向受向右的拉力做匀速直线运动，所以C受到9向左的摩擦力，故C错误．故选B5．【答案】D【解析】当电梯匀速上行时，人受重力、支持力的作用，若电梯对人有摩擦力，则人不可能做匀速直线运动，故不受摩擦力；同理可知，当电梯匀速下行时，人也不受摩擦力，即1F、3F均为零；无论是匀速上行还是下行，物体所受的摩