3 相互作用—2021屆高中物理一輪復(fù)習(xí)暑假專題學(xué)案（必修一）

1、一輪復(fù)習(xí)暑假專題必修一學(xué)案3-相互作用一、重力彈力摩擦力1.重力 (1)重力是由于地球吸引而使物體受到的力。重力的大小G=mg;重力的方向豎直向下。(2)從效果上看,我們可以認(rèn)為物體各部分所受到的作用集中于一點(diǎn),這一點(diǎn)叫作物體的重心。 2.彈力 (1)發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀,對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用。(2)兩物體和是彈力產(chǎn)生的兩個(gè)必備條件,缺一不可。 (3)彈力的方向與施力物體恢復(fù)形變的方向。 (4)胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力大小F和彈簧的形變量x成正比,即F=。k為彈簧的勁度系數(shù),只與彈簧本身有關(guān)。  3.摩擦力 (1)產(chǎn)生:相互

2、接觸且發(fā)生形變的粗糙物體間,有時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。 (2)產(chǎn)生條件:接觸面粗糙;接觸面間有彈力;物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。(3)大小:滑動(dòng)摩擦力Ff=,靜摩擦力:0FfFfmax。 (4)方向:與的方向相反。 答案：重力幾何中心相互接觸發(fā)生彈性形變相同kx相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)FN相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)二、彈力有無(wú)的判斷方法和彈力方向的確定1.彈力有無(wú)的判斷“四法”(1)條件法:根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來(lái)判斷是否存在彈力。此方法多用來(lái)判斷形變較明顯的情況。(2)假設(shè)法:對(duì)形變不明顯的情況,可假設(shè)兩個(gè)物體間彈力

3、不存在,看物體能否保持原有的狀態(tài),若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,則此處不存在彈力;若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,則此處一定有彈力。(3)狀態(tài)法:根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用牛頓第二定律或共點(diǎn)力平衡條件判斷彈力是否存在。(4)替換法:可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來(lái)替換,看能否發(fā)生形態(tài)的變化,若發(fā)生形變,則此處一定有彈力。2.彈力的方向彈力的方向與施力物體形變方向相反,作用在迫使物體發(fā)生形變的那個(gè)物體上,幾種常見(jiàn)情況如表:類型方向圖示接觸方式面與面垂直公共接觸面點(diǎn)與面過(guò)點(diǎn)垂直于面點(diǎn)與點(diǎn)垂直于切面輕繩沿繩收縮方向輕桿可沿桿可不沿桿輕彈簧沿彈簧形變的反方向例1.(多選)如圖所示,一小球用三根輕繩掛于天

4、花板上,球靜止,繩1、3傾斜,繩2恰好豎直,則小球所受的作用力個(gè)數(shù)可能是()。A.1B.2C.3D.4三、輕繩、輕桿和彈簧模型1.繩子上的彈力沿著繩,指向繩收縮的方向,一根繩子上的彈力處處相等,繩子上面的彈力可以發(fā)生突變。2.桿上的彈力不一定沿著桿,可以與桿成任意角度,有軸的桿桿上的彈力一定沿著桿,無(wú)軸的桿桿上的彈力方向不確定。3.彈簧的彈力沿著彈簧指向彈簧原長(zhǎng)位置處,彈簧上面的彈力只能逐漸變化,不能發(fā)生突變。例2.如圖甲所示,輕繩AD跨過(guò)固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為M1的物體,ACB=30°如圖乙所示,輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端G通過(guò)細(xì)繩EG拉住,EG

5、與水平方向也成30°,輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF拉住一個(gè)質(zhì)量為M2的物體,求:甲乙(1)細(xì)繩AC段的張力TAC與細(xì)繩EG的張力TEG之比。(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力。(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力。分析輕繩或輕桿上的彈力時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)輕繩中間沒(méi)有打結(jié)時(shí),輕繩上各處的張力大小都是一樣的;如果輕繩打結(jié),則以結(jié)點(diǎn)為界分成不同輕繩,不同輕繩上的張力大小可能是不一樣的。(2)輕桿可分為固定輕桿和有固定轉(zhuǎn)軸(或鉸鏈連接)的輕桿。固定輕桿的彈力方向不一定沿桿,彈力方向應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),由平衡條件或牛頓第二定律分析判斷;有固定轉(zhuǎn)軸的輕桿只能起到“拉”或“推”的作用,桿上彈力方向一定沿桿。四、

6、靜摩擦力有無(wú)及方向的四種判斷方法1.假設(shè)法:利用假設(shè)法判斷的思維程序如下:2.反推法:從研究物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反推它必須具有的條件,分析組成條件的相關(guān)因素中摩擦力所起的作用,從而判斷靜摩擦力的有無(wú)及方向。3.狀態(tài)法:此法關(guān)鍵是先判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(加速度的方向),再利用牛頓第二定律(F=ma)確定合力,然后通過(guò)受力分析確定靜摩擦力的大小及方向。4.牛頓第三定律法:此法的關(guān)鍵是抓住“力是物體間的相互作用”,先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力的方向。課堂練習(xí)1.(2019湖南岳陽(yáng)學(xué)期初考試)如圖甲所示,所有的球都是相同的,且形狀規(guī)則,質(zhì)量分布均勻。

7、A球放在光滑斜面和光滑水平面之間,B球與其右側(cè)的球相互接觸并放在光滑的水平面上,C球與其右側(cè)的球放在另一個(gè)大的光滑球殼內(nèi)部并相互接觸,D球是一足球,一學(xué)生將足球踢向斜臺(tái)的示意圖如圖乙所示。關(guān)于這四個(gè)球的受力情況,下列說(shuō)法正確的是()。A.A球受到兩個(gè)彈力的作用B.B球受到兩個(gè)彈力的作用C.C球受到兩個(gè)彈力的作用D.D球(足球)與斜臺(tái)作用時(shí)斜臺(tái)給足球的彈力方向先沿v1的方向后沿v2的方向2.(2018山東日照11月月考)下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法正確的是()。A.摩擦力的方向總與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反B.摩擦力的大小與相應(yīng)的正壓力成正比C.運(yùn)動(dòng)著的物體不可能受靜摩擦力作用,只能受滑動(dòng)摩擦力作用D.靜摩擦力

8、的方向與接觸物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反3. 如圖甲所示,一物塊放在粗糙斜面上,在平行斜面向上的外力F作用下,斜面和物塊始終處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)F按圖乙所示規(guī)律變化時(shí),物塊與斜面間的摩擦力大小變化規(guī)律可能是圖中的()。4.(2018河南開(kāi)封一模)如圖甲所示,光滑物塊m放在斜面體M上,斜面體M底部粗糙,物塊m兩端與固定的彈簧相連,彈簧的軸線與斜面平行。當(dāng)物塊在斜面上做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),斜面體保持靜止,圖乙中能表示地面對(duì)斜面體的摩擦力Ff隨時(shí)間t的變化規(guī)律的是() 甲乙一輪復(fù)習(xí)暑假專題必修一學(xué)案3-相 互 作 用參考答案例1.BCD 繩2恰好豎直,小球處于平衡狀態(tài),則由平衡條件可知,若繩1對(duì)小球沒(méi)有作

9、用力,則繩3對(duì)小球也沒(méi)有作用力,小球受到重力和繩2的拉力兩個(gè)力作用,B項(xiàng)可能;若繩1有力,則繩3也有力,且兩力的合力與繩2方向相同,繩2可受力可不受力,故C、D兩項(xiàng)均可能。課堂練習(xí)1.C 對(duì)A、B、C三球運(yùn)用假設(shè)法和平衡法,假設(shè)A球受斜面的彈力,則A球不能平衡,假設(shè)B球受右面球的彈力,B球?qū)⑾蜃筮\(yùn)動(dòng),假設(shè)C球不受另一球的彈力,C球?qū)⑾蛴蚁路綕L動(dòng),故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;彈力的方向垂直于接觸面,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.D 摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向可以相同也可以相反,A項(xiàng)錯(cuò)誤;靜摩擦力的方向總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,D項(xiàng)正確;靜摩擦力存在于相對(duì)靜止的物體間,物體可以是靜止的,也可以是運(yùn)動(dòng)的,C項(xiàng)錯(cuò)誤;滑動(dòng)摩擦力大小與正壓力成正比,靜摩擦力與正壓力無(wú)關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤。3.D 設(shè)t=0時(shí)刻F=F0,則F與t的關(guān)系式為F=F0-kt,k是圖線斜率的大小。若t=0時(shí)刻物體受到的靜摩擦力方向沿斜面向上,由平衡條件得摩擦力Ff=mgsin -F=mgsin -(F0-kt)=kt+(mgsin -F0),若mgsin =F0,則有Ff=kt,當(dāng)F=0時(shí),Ff=mgsin ,保持不變,則A項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。若t=0時(shí)刻物體受到的靜摩擦力方向沿斜面向下,由平衡條件知,摩擦力Ff=F-mgsin ,當(dāng)F減小時(shí),摩擦力先減小,減小到零后,摩擦力反向增大,故B、C兩項(xiàng)錯(cuò)