2019-2020学年新教材高中物理 第三章 相互作用——力 章末整合提升课件 新人教版必修1

章末整合提升题型一物体的受力分析受力分析就是把指定物体(研究对象)在特定的物理情境中受到的所有外力找出来，并画出受力图．物体运动状态的变化是由它的受力情况决定的，对物体进行正确的受力分析是研究物体运动状态变化的基础，也是学好力学的先决条件．1．受力分析的常用方法——整体法和隔离法(1)整体法：以几个物体构成的系统为研究对象进行受力分析的方法，一般用来研究不涉及系统内部某物体的力和运动的情况．(2)隔离法：将研究对象从周围物体中隔离出来进行分析的方法，一般用来研究系统内物体之间的作用及运动情况．2．对物体受力分析的步骤3．受力分析时要注意的问题(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体施加的力．不要把作用在其他物体上的力错误地通过“力的传递”作用在研究对象上．(2)如果一个力的方向难以确定，可以用假设法分析．(3)合力和分力不能重复地作为物体所受的力，因为合力与分力是等效替代关系．(4)受力分析一定要结合物体的运动状态，特别要注意物体处于临界状态的受力．【典例1】(多选)如图所示，一小球用三根轻绳悬挂于水平天花板上，球静止，绳1、3倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力可能有()A．2个B．3个C．4个D．5个[解析]小球一定受重力，可能绳2有拉力，绳1、3恰好无拉力，受2个力作用，A正确；可能绳1、3有拉力，绳2恰好无拉力，受3个力作用，B正确；可能绳1、2、3均有拉力，受4个力作用，C正确．[答案]ABC物体的受力分析是整个力学的基础，也是解决力学问题的关键，受力分析要做到不重不漏.[针对训练1]如图所示，两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上，A、B两物体均处于静止状态．若各接触面与水平地面平行，则A、B两物体的受力个数分别为()A．3个、4个B．4个、4个C．4个、5个D．4个、6个[解析]先以A为研究对象，A受重力、拉力、B对A的支持力和静摩擦力4个力的作用．再以B为研究对象，B受重力、拉力、A对B的压力、地面对B的支持力、A对B的静摩擦力5个力的作用，水平方向上拉力和A对B的静摩擦力大小相等，恰好二力平衡，所以地面对B没有静摩擦力．[答案]C题型二灵活选用不同方法处理平衡问题1．问题综述在实际中，往往会遇到求解平衡问题，在分析求解平衡问题时，可以采用合成法，也可以采用分解法，还可以采用图解法、解析法、矢量三角形法等．2．动态平衡问题的求解思路【典例2】如图所示，一条不可伸长的轻质细绳，一端跨过光滑钉子B悬挂一质量为m1的重物，另一端与另一轻质细绳相连于C点，AC＝l2，C点悬挂质量为m2的重物，平衡时AC正好水平，此时质量为m1的重物上表面正好与AC在同一水平线上且到B点的距离为l，到A点的距离为54l，则两重物的质量的比值m1m2为()A.52B．2C.54D.35[解析]解法一：合成法因C点受三个力作用且处于平衡状态，所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等，方向相反，如图甲所示，根据平行四边形定则将力F与F1合成，则sinθ＝m2gm1g，而由几何关系知sinθ＝ll2＋54l－l22＝45，所以m1m2＝54，选项C正确．解法二：分解法因C点受三个力作用且处于平衡状态，所以可在F、F1方向上分解F2，如图乙所示，则同样有sinθ＝m2gm1g，所以m1m2＝54，选项C正确．[答案]C解答本题的关键在于能够对C点进行正确的受力分析，利用平衡条件解决问题.力的计算离不开几何关系和三角函数.[针对训练2]如图所示，挡板垂直于斜面并固定在斜面体上，一质量为m的滑块放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一质量为M的球搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止．现将滑块平行于斜面向上缓慢拉过一段较小的距离，球仍位于挡板与滑块上且处于静止状态，则与原来相比()A．挡板对球的弹力增大B．滑块对球的弹力一定增大C．斜面对滑块的弹力不变D．拉力F减小[解析]对球受力分析，球受到重力、滑块的弹力N1和挡板的弹力N2，如图所示，由于重力的大小和方向都不变，挡板的弹力方向不变，斜面的支持力方向与竖直方向的夹角变小，从图中可知，挡板对球的弹力减小，滑块对球的弹力减小，故A、B错误．对滑块和球整体进行受力分析，整体受重力、斜面的弹力、挡板的弹力及拉力，各力的方向不变，沿斜面方向，N2减小，则拉力F增大，在垂直斜面方向上，斜面对滑块的弹力不变，故C正确，D错误．[答案]C题型三物理思想方法的应用1．抽象思维法从大量生活事例中抽象出“力是物体间的相互作用”，再把这种抽象具体化、形象化——用有向线段进行描述．通过这种方法，把对力的运算转化为几何问题来处理．2．等效替代思想等效替代法是物理学中研究实际问题时常用的方法．重心的概念、力的合成与分解都是等效替代思想在本章的具体应用，合力与分力可以相互替代而不改变其作用效果．3．数学转化思想(1)数形转化思想：就是把物理问题转化为几何问题，利用几何图形的性质来研究物理问题的一种解题思想．例如，用图解法分析力分解的多种可能性和用相似三角形法求解力等．(2)函数转化思想：运用数学中的函数知识将物理问题转化为函数问题，然后结合函数所表达的物理意义进行分析，从而达到解决物理问题的目的．【典例3】如图所示，人向右匀速运动的过程中，物体A缓慢地上升．若人对地面的压力为F1，人受到的摩擦力为F2，人拉绳的力为F3，则()A．F1、F2、F3均增大B．F1、F2增大，F3不变C．F1、F2、F3均减小D．F1增大，F2减小，F3不变[解析]设人和物体A的质量分别为m、mA.物体A缓慢上升，物体A在任何位置时都可以认为是处于静止状态，故绳的张力为mAg，人拉绳的力F3与绳的张力大小相等，故人拉绳的力F3＝mAg不变．对人进行受力分析，并建立直角坐标系如图所示：人始终处于平衡状态，可得F2－F3′cosθ＝0，F1′＋F3′sinθ＝mg，由力的相互性知F1′＝F1，F3′＝F3，解得F1＝mg－mAgsinθ，F2＝mAgcosθ，显然，F1、F2是关于自变量θ的函数，当θ减小时，F1、F2增大，故B正确．[答案]B用数学方法分析物理问题是物理学习中极为重要的一种方法.[针对训练3]如图所示，一根轻弹簧上端固定在O点，下端拴一个钢球P，球处于静止状态．现对球施加一个方向向右的外力F，使球缓慢偏移，在移动中的每一个时刻，都可以认为钢球处于平衡状态．若外力F的方向始终水平，移动中弹簧与竖直方向间的夹角θ90°，弹簧的伸长量不超过其弹性限度，则下图给出的弹簧伸长量x与cosθ的函数关系图像中，最接近实际的是()[解析]对钢球受力分析可得kxcosθ＝mg，则x＝mgkcosθ，x∝1cosθ，故选D.[答案]D