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43第三章相互作用总复习提纲一、力的分类1.按性质分:重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力……2.按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力……二、弹力1.弹力的方向⑴压力、支持力的方向总是垂直于接触面。⑵绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。⑶杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻杆只有两个端点受力,则力的方向一定沿杆的方向。2.弹力的大小对形变比较明显的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律计算。⑴胡克定律可表示为(在弹性限度内):F=kx,还可以表示成ΔF=kΔx,既弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。⑵“硬”弹簧,是指弹簧的k值大。(同样的力F作用下形变量Δx小)【例题1】下表是某同学为探索弹力和弹簧形变量的关系所测得的几组数据:弹力F/N0.51.01.52.02.5弹簧伸长x/cm2.65.06.89.812.4(1)请你在图中的坐标线上作出F—x图象;(2)写出曲线所代表的函数;(x用m做单位)(3)解释函数表达式中常数的物理意义.解析:(1)根据图中数据描点,按照图中各点的分布于走向,应作出一条直线,使直线两侧的点数大致相同,这样可以减小偶然误差,如图所示.(2)设直线的斜率为k,由数学知识知:F=kx(直线过原点),在直线上取一点如(10,2),代入上式得k=20N/m,所以函数表达式为:F=20x,x单位:m.(3)式中常数即图线斜率k=xF,表示使弹簧形变一个单位长度时弹簧的弹力,为弹簧的劲度系数。三、摩擦力1.滑动摩擦力大小⑴在接触力中,必须先分析弹力,再分析摩擦力。⑵只有滑动摩擦力才能用公式F=μFN,其中的FN表示正压力,不一定等于重力G。2.静摩擦力大小⑴必须明确,静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μFN计算,只有当静摩擦力达到最大值时,其最大值一般可认为等于滑动摩擦力,即Fm=μFN⑵静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定,其可能的取值范围是0<Ff≤Fm443.摩擦力方向⑴摩擦力方向和物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。⑵通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同(作为动力),可能和物体运动方向相反(作为阻力)。在特殊情况下,摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度。由二、三的分析可知:无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力。就是说:弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由计算公式直接得出,而是由物体的受力情况和运动情况共同决定的。【例题2】质量为2kg的物体放在水平地板上,用一轻弹簧水平拉该物体,当物体刚开始运动时,弹簧伸长了3cm,当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长2cm,已知弹簧的劲度系数为k=200N/m(g=10N/kg),求:(1)物体所受的最大静摩擦力为多少?(2)物体和地板间的动摩擦因数解析:(1)受力分析如图。根据胡克定律,F=kx,当弹簧伸长3cm时,弹簧的拉力为6N;弹簧伸长2cm时,弹簧的拉力为4N.再由平衡的知识,可得物体所受的最大静摩擦力为6N.(2)滑动摩擦力为Ff=4N,正压力FN=G=20N,所以动摩擦因数μ=Ff/FN=0.2【针对训练】1.如图所示,在水平桌面上,质量M=5kg的木块右端有一水平绳,通过定滑轮挂一质量m=2kg的沙桶,木块在恒力F作用下向左匀速运动。已知动摩擦因数为0.2,重力加速度取10m/s2。求F的大小。2.如图所示,在水平桌面上放一块重为GA=20N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数A=0.4,则使这块木块沿桌面作匀速运动时的水平拉力F为;如果再在木块A上加一块重为GB=10N的木块B,B与A之间的动摩擦因数B=0.2,那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为;此时木块B受到木块A的摩擦力为.四、物体的受力分析1.明确研究对象在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体。在解决比较复杂的问题时,灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后,只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(即研究对象所受的外力),而不分析研究对象施予外界的力。2.按顺序找力必须是先场力(重力、电场力、磁场力),后接触力;接触力中必须先弹力,后摩擦力(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力)。3.只画性质力,不画效果力画受力图时,只能按力的性质分类画力,不能按作用效果(拉力、压力、向心力等)画力,否则将出现重复。沙桶FvvmgFfFNvF45F1F2FOF1F2FO4.需要合成或分解时,必须画出相应的平行四边形(或三角形)在解同一个问题时,分析了合力就不能再分析分力;分析了分力就不能再分析合力,千万不可重复。【针对训练】3.分别对下图A、B做受力分析,画出受力示意图。4.如图所示,物体A和B的重力分别为10N和3N,不计弹簧秤和细线的重力和一切摩擦,则(1)弹簧秤所受的合力为(),(2)弹簧秤的读数为()A、0NB、3NC、7ND、10NE、13N四、力的合成与分解1、矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则(可简化成三角形定则).2、平行四边形定则实质上是一种等效替换的方法。在分析同一个问题时,合矢量和分矢量不能同时使用。也就是说,在分析问题时,考虑了合矢量就不能再考虑分矢量;考虑了分矢量就不能再考虑合矢量。3、要认真作图。在用平行四边形定则时,分矢量和合矢量要画成带箭头的实线,平行四边形的另外两个边必须画成虚线。各个矢量的大小和方向一定要画得合理。4、右图是力的分解的两个典型例子。在应用正交分解时,两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角,哪个是小锐角,不可随意画成45°。(当题目规定为45°时除外)【例题3】轻绳的两端A、B固定在天花板上,绳能承受的最大拉力为120N.现用挂钩将一重物挂在绳子上,结果挂钩停在C点,如图所示,两端与竖直方向的夹角分别为37°和53°.求:(1)此重物的最大重力不应超过多少?sin370=0.6;cos370=0.8(2)若将挂钩换成一个光滑的小滑轮,重物的最大重力可达多大?FθF1F2F1=FcosθF2=FsinθG2G1mgθG1=GsinθG2=Gcosθ370530ACBBA①物体A沿水平匀速滑动②各接触面粗糙,用水平力F拉出物体B.FABAθ③在力F作用下A、B共同沿水平面匀速运动.FABAθAB46解:(1)取C点为研究对象进行受力分析如图甲所示:由图可知,物体平衡时AC上的张力比BC上大,所以当AC上的张力为最大值120N时,BC上的张力小于120N,由三角形法则重物的最大重力为:10150cos37TGN(2)在图甲中,由几何关系设AB=s,则绳长l=0.6s+0.8s=1.4s;若将挂钩换成滑轮,则两根绳子的张力大小相相等,对C点受力分析,如图乙所示,由几何关系cosθ6727.05.07.022sss由三角形法则重物的最大重力为:G′=2Tcosθ=NN6.15367480【针对训练】5.如图所示,物体A、B处于静止状态;A重30N,B重50N,轻弹簧对A竖直向上的拉力为20N。求:物体A,B受到的支持力及摩擦力大小。6.如图所示,质量为m的木箱在推力F作用下沿水平面向右运动,F与水平方向的夹角为θ,木箱与水平面间的动摩擦因数为μ,则水平面给木箱的支持力为,木箱受到的摩擦力为.7.放在水平地面上的物块,受到一个与水平方向成α角斜向下方的力F的作用,物块在水平地面上向右做匀速直线运动,如图所示。如果保持力F的大小不变,而使力F与水平方向的夹角α变小,那么,则地面对物块的支持力N和物块受到的摩擦力f的变化情况是:()A.N变小,f变大B.N变大,f变小C.N变小,f变小D.N变大,f变大8.上题中如果物体始终静止,则地面对物块的支持力N和物块受到的摩擦力f的变化情况是()9.重为G的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体受力如图所示,这些力之间的关系是()A、N=GcosθB、f=GsinθC、f+N=GD、G2=N2+f210.如图所示,质量为m=5kg的物体,置于一粗糙的斜面上,斜面的倾角为θ=30°,现用一平行于斜面的力F=30N的力拉物体,使物体处于静止状态,求:物体受到的静摩擦力的大小和方向?(取g=10m/s2)B370530ACT1T2G图甲BθAC图乙TTG图6B60°A甲FAθNθfGαFvθFv47第三章相互作用总复习提纲答案1、30N2、8N,12N,0.3、mg+Fsinθ;μ(mg+Fsinθ)4、5N,平行于斜面向下5、FNA=30NfA=0;FNB=50-103N,fB=10N;6、C7、ABD8、A9、A,B
本文标题:高一物理-相互作用-总复习提纲
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