2019-2020学年高中物理 第二章 力 章末优化总结课件 教科版必修1

章末优化总结01核心素养规律归纳02热点素养分类聚焦章末过关检测规律总结归纳核心素养构建1.力的概念(1)力是物体与物体之间的相互作用．(2)力的相互性、矢量性．2.力的分类(1)按性质分类：重力、弹力、摩擦力等．(2)按效果分类：动力、阻力、拉力、压力、支持力等．物理观念：重力、弹力、摩擦力、合力、分力、力的合成、力的分解规律总结归纳核心素养构建3.重力(1)产生原因：由于地球的吸引而使物体受到的力．(2)方向：竖直向下．(3)大小：G＝mg.(4)重心：重心是重力的等效作用点，形状规则、质量分布均匀的物体的重心在几何中心，物体的重心不一定在物体上．科学思维：(1)力的图示和示意图(2)重力G＝mg(3)胡克定律F＝kx(4)滑动摩擦力f＝μN规律总结归纳核心素养构建4.弹力(1)产生：物体直接接触；接触处产生了弹性形变．(2)方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反，与受力物体的形变方向相同．①在接触面上产生的弹力方向与接触面垂直．②绳产生的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向．(3)大小：弹力的大小与形变量有关，形变量越大，弹力越大．(4)胡克定律：弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即F＝kx.(5)等效替代法、数形结合法(6)平行四边形定则、三角形定则、正交分解法规律总结归纳核心素养构建5.摩擦力(1)静摩擦力①产生：物体接触且有挤压；接触面粗糙；有相对运动趋势．②方向：沿接触面的切面与相对运动趋势方向相反．③大小：0f≤f静max.(2)滑动摩擦力①产生：物体接触且有挤压；接触面粗糙；有相对运动．②方向：沿接触面的切线与相对运动方向相反．③大小：f＝μN.科学探究：(1)确定薄板的重心、动摩擦因数的测定(2)探究弹力与弹簧伸长量的关系(3)探究求合力的方法(4)作图法在力的分解中的应用规律总结归纳核心素养构建6.力的合成与分解(1)合力与分力：等效关系．(2)遵循的定则：平行四边形定则、三角形定则．(3)二力合力范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.科学态度与责任：摩擦力在生产、生活中的应用素养1物理观念——力、三种性质的力及力的合成与分解等基本概念的形成、提炼及升华[典例1](多选)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态．则()A．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到水平地面的摩擦力一定为零C．斜面体C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D．将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，此时水平面对C的摩擦力为零[解析]若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡，则B与C间的摩擦力为零，A项错误；将B和C看成一个整体，则B和C受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力，B项错误，C项正确；将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，利用整体法判断，B、C系统在水平方向不受其他外力作用，水平方向没有运动趋势，则水平面对C的摩擦力为零，D项正确．[答案]CD[方法技巧]弹力或摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法．(2)结合物体运动状态判断.(3)效果法．1．如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体均处于静止状态，则下列说法正确的是()A．a、b两物体的受力个数一定相同B．a、b两物体对斜面的压力相同C．a、b两物体受到的摩擦力大小一定相等D．当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动解析：对a、b进行受力分析，如图所示．b物体处于静止状态，当细线沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时，摩擦力为零，所以b可能只受3个力作用，而a物体必定受到摩擦力作用，肯定受4个力作用，故A错误；a、b两个物体，垂直于斜面方向受力都平衡，则有N＋Tsinθ＝mgcosα，解得N＝mgcosα－Tsinθ，则a、b两物体对斜面的压力相同，故B正确；根据A项的分析可知，b的摩擦力可以为零，而a的摩擦力一定不为零，故C错误；对a沿斜面方向有Tcosθ＋mgsinα＝fa，对b沿斜面方向有Tcosθ－mgsinα＝fb，正压力相等，所以最大静摩擦力相等，则a先达到最大静摩擦力，故a先滑动，故D错误．答案：B素养2科学思维——合成法及正交分解法在力合成与分解中的应用[典例2]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点的连线和水平线的夹角为α＝60°.两小球的质量比m2m1为多少？[解析]法一：正交分解法小球m2受重力和细线的拉力处于平衡状态，则由二力平衡条件得T＝m2g.以小球m1为研究对象，受力分析如图所示，以N的方向为y轴，以垂直于N的方向为x轴建立坐标系．N与T的夹角为60°，m1g与y轴成30°角．在x轴方向上有m1gsin30°－Tsin60°＝0解得m2m1＝33.法二：合成法以小球m1为研究对象，受力分析如图所示，小球m1受到重力m1g、碗对小球的支持力N和细线的拉力T三力作用．则N与T的合力F＝m1g根据几何关系可知m1g＝2Tsin60°＝3m2g，所以m2m1＝33.[答案]33[规律总结](1)对于三力平衡问题，一般根据“任意两个力的合力与第三个力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的这两个分力必定与另外两个力等大．(2)物体所受的合力为零，则在任一方向上物体所受的合力都为零，如果把物体所受的各个力进行正交分解，则共点力作用下物体的平衡条件还可以表示为：Fx合＝0，Fy合＝0.2．(多选)如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心．一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点，设滑块所受支持力为N，OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是()A．F＝mgtanθB．F＝mgtanθC．N＝mgsinθD．N＝mgtanθ解析：法一：力的合成法滑块受力如图甲，由平衡条件知mgF＝tanθ，则F＝mgtanθ，N＝mgsinθ.法二：正交分解法将滑块受的力沿水平、竖直方向分解，如图乙所示，mg＝Nsinθ，F＝Ncosθ，联立解得F＝mgtanθ，N＝mgsinθ.答案：AC素养3科学探究——含弹簧(橡皮筋)的合力求解方法的探究[典例3]在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计．(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：弹力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x/(10－2m)0.741.802.803.724.605.586.42用作图法求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m；(2)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示，其读数为________N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N，请在图乙中画出这两个共点力的合力F合的图示；(3)由图得到F合＝________N.[解析](1)根据表格数据描点，然后连成一条过原点的直线，如图1所示，直线的斜率等于弹簧的劲度系数，k＝3.56.5×10－2N/m≈54N/m.(2)读出弹簧测力计的读数为2.10N(保留三位有效数字)；以O为顶点，画出两绳套方向就是两拉力方向，再确定并画好力的标度，画出两拉力的图示，以两拉力为邻边作平行四边形，画出平行四边形的对角线，即合力F合．如图2所示．(3)根据图2可得F合＝3.3N.[答案](1)54(±2内均可)(2)2.10(说明：有效数字位数正确，±0.02内均可)图见解析(3)3.3(说明：±0.2内均可)3．小明通过实验验证力的平行四边形定则．(1)实验记录纸如甲图所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点．三个力的大小分别为：F1＝3.30N、F2＝3.85N和F3＝4.25N．请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力．(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果．他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响．实验装置如乙图所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物，用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹．重复上述过程，再次记录下N的轨迹．两次实验记录的轨迹如丙图所示，过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为________．(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果为________．(填写选项前的字母)A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大解析：(1)作出力F1、F2和合力的图示如图所示；经测量可得合力大小为4.70N.(2)橡皮筋被拉伸到a和b时，根据平衡条件，因重物的重力一定，橡皮筋与竖直方向的夹角一定，如图所示，则橡皮筋受的拉力T＝Gcosθ，大小一定，故Fa＝Fb.(3)由(2)可知橡皮筋的长度与受的拉力不是正比关系，橡皮筋第2次的长度较长，但受到的拉力与第1次相同，选项A错误，B正确；若两次被拉伸相同长度，第2次橡皮筋与竖直方向的夹角小，由T＝Gcosθ可知，第2次受的拉力较小，选项C错误；拉力越大时，橡皮筋与竖直方向的夹角越大，由题图可知，橡皮筋两次的长度之差越大，选项D正确．答案：(1)图见解析(2)Fa＝Fb(3)BD素养4科学态度与责任——摩擦力对生产、生活中实际问题的影响[典例4]如图所示为某新型夹砖机，它能用两支巨大的“手臂”将几吨砖夹起，大大提高了工作效率．已知某夹砖机能夹起质量为m的砖，两支“手臂”对砖产生的最大压力为Fmax(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为()A．μ＝mgFmaxB．μ＝mg2FmaxC．μ＝2mgFmaxD．μ＝Fmaxmg[解析]夹砖机夹起砖时，两“手臂”对砖各有大小为mg2的摩擦力，又因为压力为Fmax，所以μ＝fN＝mg2Fmax＝mg2Fmax，选项B正确．[答案]B4．(多选)自行车是很普及的代步工具，不论它的品牌如何，从自行车的结构和使用上来看，它涉及许多物理知识，下列对其认识正确的是()A．自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，增大了摩擦力B．车轴处经常涂一些润滑油，以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力C．车轴处一般有滚珠，变滚动摩擦为滑动摩擦来减小摩擦力D．刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力解析：自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，增大了摩擦力，选项A正确；车轴处经常涂一些润滑油，以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力，选项B正确；车轴处一般有滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力，选项C错误；刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力，选项D正确．答案：ABD