高考物理一輪復(fù)習(xí)-跨越高考講座講座課件(6)新人教版必修1

變式訓(xùn)練1

在例2的已知條件下，(1)若三段繩的最大承受力均為100N，且θ=30°，則各段繩均不斷時對應(yīng)的最大懸掛物的重力為多少？

(2)若OA段繩的最大承受力為100N，OB段繩的最大承受力為40N，且θ＝30°，則各段繩均不斷時對應(yīng)的最大懸掛物的重力為多少？(設(shè)OC繩不會斷)

答案

(1)50N

(2)40N1.

三、力的動態(tài)問題分析方法

例3如圖16-5甲所示，半圓形支架BAD，兩細繩OA和OB結(jié)于圓心O，下懸重為G的物體，使OA繩固定不動，將OB繩的B端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直位置C的過程中，分析OA繩和OB繩所受力的大小如何變化．圖16-5甲2.

解析

因為繩結(jié)點O受重物的拉力F，所以才使OA繩和OB繩受力，因此將拉力F分解為FA、FB(如圖16-5乙所示)．OA繩固定，則FA的方向不變，在OB向上靠近OC的過程中,在B1、B2、B3三個位置,兩繩受的力分別為FA1和FB1、FA2和FB2、FA3和FB3.從圖形上看出，F(xiàn)A是一直逐漸變小的，而FB卻是先減小后增大，當OB和OA垂直時，F(xiàn)B最小．

圖16-5乙

點評

在用圖示法解決動態(tài)平衡問題時，應(yīng)著重注意的是，在動態(tài)平衡過程中哪些物理量不變，哪些物理量是變化的，如何變化，通常是確定不變量，圍繞該不變量，根據(jù)已知方向的改變，變化平行四邊形(或三角形)的邊角，以確定對應(yīng)力的變化．3.

變式訓(xùn)練2

如圖16-6甲所示，一傾角為θ的固定斜面上，有一塊可繞其下端轉(zhuǎn)動的擋板P，今在擋板與斜面間夾有一重為G的光滑球．試求擋板P由圖示的豎直位置緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，球?qū)醢鍓毫Φ淖钚≈凳嵌啻螅?/p>

圖16-6甲4.

解析

球的重力產(chǎn)生兩個作用效果：一是使球?qū)醢瀹a(chǎn)生壓力；二是使球?qū)π泵娈a(chǎn)生壓力．

乙丙

圖16-6

如圖乙所示，球?qū)醢宓膲毫偷扔谥亓ρ卮怪庇趽醢宸较蛏系姆至1，在擋板P緩慢轉(zhuǎn)動的過程中，重力G的大小與方向保持不變，分力F2的方向不變，總與斜面垂直，分力F1的大小和方向都發(fā)生變化，所以構(gòu)成的平行四邊形總夾在兩條平行線OB和AC之間，如圖丙所示．由圖可知，表示F1的線段中最短的是OD(OD⊥AC)，則分力F1的最小值F1min＝Gsinθ，這個值也就等于球?qū)醢鍓毫Φ淖钚≈担?.

四、力的正交分解法的應(yīng)用

例4

如圖16-7甲所示，位于斜面上的物體A在沿斜面向上的力F作用下處于靜止狀態(tài)，則斜面作用于物體A的靜摩擦力(

)

圖16-7甲

A．方向不可能沿斜面向上

B．方向可能沿斜面向下

C．大小可能等于零

D．大小不可能等于F6.

解析

物體靜止不動，合外力為零，采用正交分解法建立直角坐標系，則在x方向合力為零．當F=mgsinθ時，物體沒有相對運動的趨勢，即沒有受到靜摩擦力，選項C正確；當F>mgsinθ時，物體相對斜面有向上運動的趨勢，摩擦力方向應(yīng)向下，選項B正確；當F<mgsinθ時，物體相對斜面有向下運動的趨勢，摩擦力方向應(yīng)向上，選項A錯誤；當mgsinθ=2F時，摩擦力應(yīng)向上且大小應(yīng)等于F，選項D錯誤．圖16-7乙

答案

BC7.

點評

物體受3個或3個以上的共點力作用時，常用正交分解法，力的正交分解的優(yōu)點在于：其一，借助數(shù)學(xué)中的直角坐標系(x，y)對力進行描述；其二，幾何圖形關(guān)系簡單，是直角三角形，計算簡便．通常坐標系的選取有兩個原則：(1)使盡量多的矢量處在坐標軸上；(2)盡量使未知量處在坐標軸上．

8.

變式訓(xùn)練3

一個物體A的重力為G，放在粗糙的水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，如圖16-8甲所示，拉力與水平方向的夾角為θ，為拉動此物體做勻速直線運動，則拉力F為多大？圖16-8甲

解析物體A受到四個力作用，分別為：拉力F、重力G、支持力FN、摩擦力f.9.圖16-8乙10.

互動平臺

育才老師與細心同學(xué)關(guān)于力的分解的對話

育才：力的分解是分析解決力問題的基本方法．學(xué)好力的分解知識，正確掌握力的分解方法，對于剛進入高一的學(xué)生來說是非常重要的．分解力時，一定要強調(diào)必須根據(jù)力的實際作用效果來分解．

有的同學(xué)在學(xué)習(xí)了力的分解內(nèi)容后，往往是除了老師上課講的幾種力的分解還能掌握外，其他的力就不知道該如何進行分解了．出現(xiàn)這種情況的原因是學(xué)生只去死記硬背老師講的結(jié)果，而不是去體會“力是按照它的作用效果來分解的”這一原則．11.

例如，一重為G的物體，用繩BO、AO將它拴住，使它處于靜止，如圖16-9甲所示，則OA繩受到的拉力是多少？若把BO剪斷，在剪斷的瞬間AO的拉力又是多少？若把AO換成一根彈簧情況又如何？

圖16-9甲12.

圖16-913.

可見不同的情況，同一個力分解也是不完全相同的．從而進一步強調(diào)了要根據(jù)力的實際作用效果來分解，要克服頭腦中那種想當然的、經(jīng)驗主義的錯誤，逐步培養(yǎng)靈活應(yīng)用、隨機應(yīng)變的能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣．請按照圖16-10做一個簡易試驗，軟線一頭系住一塊橡皮，另一頭綁在中指上，把鉛筆尖頂在掌心，用鉛筆把細線撐起來，體會一下繩豎直向下的拉力產(chǎn)生的作用效果．圖16-10

細心：中指受到了拉力，掌心受到了壓力．

育才：明確了力的作用效果之后，再進行力的分解就不困難了．14.課時17探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系

課前導(dǎo)航

尺的“進化”

“度然后知長短”，最初人們用目測長短，后來才發(fā)展到用尺．原始的尺大都以人身體的某一部分的長度為標準，古埃及以人的小臂長為“腕尺”，古羅馬以查理曼大帝的足長為“英尺”，英王埃德加以拇指關(guān)節(jié)間的長度為“英寸”，中國的“一虎口”則是指拇指與中指伸開的距離．雖然作為尺度的標準混亂，但是較目測也是一種進步．近代，人們以過巴黎的子午線從北極到赤道的一千萬分之一為一米；后來，人們以氪原子發(fā)光的波長為依據(jù)定義米；現(xiàn)在，人們又以激光在真空中的傳播速度為依據(jù)重新定義了米，使得“米”這一長度的基本單位越來越準確．

15.

人們在改進尺的標準的同時，也改進了尺的結(jié)構(gòu)．我國在公元初的西漢末王莽時期，就已經(jīng)造出了一種“銅卡尺”，它是現(xiàn)代游標卡尺的雛形，是測量技術(shù)的一個突破，比法國數(shù)學(xué)家皮爾·維尼爾發(fā)明游標卡尺早了1600年．

請你思考：

1．長度的基本單位是什么？

2．兩千年前我國已經(jīng)造出了“銅卡尺”，今天的你會使用游標卡尺嗎？會準確讀數(shù)嗎？

知識精析

一、實驗步驟

1．將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度L0，即原長．16.

2．如圖17－1所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時測出彈簧的總長并計算鉤碼的重力，填寫在記錄表格里．圖17－11234567F/NL/cmx/cm17.

3．改變所掛鉤碼的個數(shù)，重復(fù)上步的實驗過程多次．

4．用公式x＝L－L0計算出彈簧各次的伸長量，填入上表．

5．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖．連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線．

6．以彈簧伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)．首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)．

7．得出彈力和彈簧伸長量之間的函數(shù)關(guān)系，研究并解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義．18.

二、注意事項

1．所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度．要注意觀察，適可而止．

2．每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標上描的點盡可能稀一些，這樣作出的圖線更精確．

3．測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并靠近彈簧，以免增大誤差．

4．描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應(yīng)注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè)．

5．記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位．

三、數(shù)據(jù)處理本實驗采用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，研究彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系，這種方法是探究兩個物理量間關(guān)系時最常用也是最基本的方法．描點時要細心，連線時要遵循作圖原則．19.

方法指導(dǎo)

一、實驗數(shù)據(jù)的處理與分析

例1

下表是某同學(xué)為探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù)：

(1)請你在圖17－2甲中的坐標紙上作出F－x的圖象．

圖17-2甲

(2)寫出曲線所代表的函數(shù)．(x用m作單位)彈力F/N0.51.01.52.02.5彈簧的伸長x/cm2.65.06.89.812.420.

(3)解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義．

分析

根據(jù)已有數(shù)據(jù)選好坐標軸每格所代表的物理量的多少，是作好圖象的關(guān)鍵．作圖象的方法是：用平滑的曲線(或直線)將坐標紙上的各點連接起來．若是直線，應(yīng)使各點均勻分布于直線兩側(cè)，偏離直線太大的點應(yīng)舍去．圖17-2乙

解析

(1)將x軸每小格取為1cm，y軸每一小格取為0.25N．將各點畫在坐標紙上，并連成直線．如圖17－2乙所示．

(2)由圖象得：F＝20x.

(3)函數(shù)表達式中的常數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)，表示使彈簧每伸長(或壓縮)1m所需的彈力大小為20N.21.

二、實驗設(shè)計

例2同學(xué)甲用一個支架、一根彈簧、一把尺和一個已知質(zhì)量的砝碼，來測定某個不太重的物體有多重，該怎樣做？同學(xué)乙用一根彈簧，當彈簧的自由端B在未懸掛重物時，正對刻度尺的零刻度線，當掛上100N重物時正對著刻度20，則當彈簧分別掛50N和150N重物時，自由端所對刻度尺讀數(shù)應(yīng)是多少？若自由端所對刻度是18，這時彈簧下端掛了多重的重物？

解析同學(xué)甲要完成任務(wù)需做好以下幾個步驟：

(1)將彈簧上端固定在支架上，下端掛上砝碼(已知質(zhì)量為m)，測出彈簧伸長為x；

(2)將砝碼取下?lián)Q上待測物體，測出彈簧伸長為x′；22.23.

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育才老師與細心同學(xué)、粗心同學(xué)關(guān)于有效數(shù)字和游標卡尺的對話

細心：通過本課時的學(xué)習(xí)，我明白了測量工具的讀數(shù)必須按照有效數(shù)字的要求讀數(shù)才是對的．

育才：在高中階段，對于測量工具的讀數(shù)問題必須合乎有效數(shù)字的要求，比如毫米刻度尺要在毫米以下估讀一位．

粗心：估讀的時候，完全憑的是個人的感覺，最后這一位估讀數(shù)字肯定是不可靠的，既然不可靠，那么還要它有什么用呢？干脆還不如不估讀．

24.

育才：這樣認識就錯了，正因為最后估讀的這一位不可靠，才保證了它前面的數(shù)字是可靠的，是準確的．若舍去了最后這一位不可靠數(shù)字，那么緊挨著它前面的那一位數(shù)字就成了最后一位，就成了不準確的、不可靠的了．例如：3.58中“8”是估讀出來的，是不準確、不可靠的，若去掉這個“8”，寫成3.5，那么，“5”就成為不可靠、不準確的了．

粗心：這讓我想到了一個成語“唇亡則齒寒”．

育才：這是一個很好的類比和聯(lián)想．

粗心：那么游標卡尺為什么就不估讀呢？

育才：實際上，游標卡尺是借助游標尺進行的估讀，這種借助儀器的估讀畢竟比肉眼的估讀要可靠得多．

粗心：現(xiàn)在我明白了使用游標卡尺時不用再估讀一位數(shù)的道理了．25.課時18驗證力的平行四邊形定則

課前導(dǎo)航

北宋詩人陸游有一首詩：古人學(xué)問無遺力，少壯工夫老始成。紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。實踐出真知，古往今來，概莫能外，經(jīng)過實踐檢驗的理論才是“真知”．這一課時就是要用實驗來驗證平行四邊形定則．還可以利用本實驗的實驗器材，附帶完成一個“驗證分力存在最小值”的實驗．

基礎(chǔ)梳理

1．同一實驗中的兩個彈簧秤的選取方法是：將兩彈簧秤鉤好后對拉，若兩彈簧秤在拉的過程中，讀數(shù)相同，則可選用，若不同，應(yīng)另換，直到相同為止．26.

2．使用彈簧秤前，要先觀察指針是否在零刻度線處，若指針不在零刻度線處，要設(shè)法調(diào)整指針，使之指在零刻度線處．

3．使用彈簧秤時，要使它與木板平行，在合力不超過彈簧秤量程及橡皮條彈性限度的作用條件下，應(yīng)使讀數(shù)盡量大些，以減小誤差．在同一次實驗中，橡皮和拉長的結(jié)點O位置一定要相同．

4．畫力的圖示時，應(yīng)選定恰當?shù)臉硕?，盡量使圖畫得大一些，并嚴格按要求作圖．

5．由作圖法得到的F值和實驗測量得到的F′值不可能完全相等，但在誤差允許范圍內(nèi)F值和F′值基本一致．27.

知識精析

一、實驗步驟

1．用圖釘把白紙釘在水平桌面的木板上．

2．用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細線套．

3．用兩只彈簧測力計分別鉤住細線套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到一位置O，如圖18－1所示，記錄兩彈簧測力計的讀數(shù)，用鉛筆描下O點的位置及此時兩細線套的方向．

圖18-128.

4．用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細線方向畫直線，按選定的標度作出這兩只彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺借助于三角板作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示．

5．只用一只彈簧測力計通過細線套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細線的方向，用刻度尺從O點同樣的標度沿記錄的方向作出這只彈簧測力計的拉力F′的圖示．

6．比較一下，力F′與平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同．

7．改變兩個力F1與F2的大小和夾角，再重復(fù)實驗兩次．29.

二、注意事項

1．正確使用彈簧測力計

(1)同一實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是：將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤對拉過程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另換，直至相同為止．

(2)使用彈簧測力計測力時，讀數(shù)應(yīng)盡量大些，但不能超出它的測量范圍．

(3)使用前要檢查指針是否指在零刻度線上，否則應(yīng)校正零位(無法校正的要記錄下零誤差)．還需用鉤碼檢查是否存在示值誤差，若存在，應(yīng)加以矯正．

(4)被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計軸線方向一致，拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦．

(5)讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度．30.

2．規(guī)范實驗操作

(1)不要直接以橡皮條端點為結(jié)點，可拴一端細繩連兩細繩套，以三繩交點為結(jié)點，應(yīng)使結(jié)點小些，以使準確地記錄結(jié)點O的位置．

(2)在同一次實驗中，使橡皮條拉長時結(jié)點O的位置一定要相同．

(3)不要用老化的橡皮條，檢查方法是用一個彈簧測力計拉橡皮條，要反復(fù)做幾次，使橡皮條拉到相同的長度看彈簧測力計讀數(shù)有無變化．

(4)細繩套應(yīng)適當長一些，便于確定力的方向．不要直接沿細繩套的方向畫直線，應(yīng)在細繩套末端用鉛筆畫一個點，取掉細繩套后，再將所標點與O點連一直線確定力的方向．

(5)在同一次實驗中，畫力的圖示所選定的標度要相同，并且要恰當選取標度，使所作力的圖示稍大一些．31.

三、誤差分析

1．誤差來源：除彈簧測力計本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等．

2．減小誤差的辦法

(1)實驗過程中讀數(shù)時眼睛一定要正視彈簧測力計的刻度，要按有效數(shù)字和彈簧測力計的精度正確讀數(shù)和記錄．

(2)作圖時用刻度尺借助于三角板，使表示兩力的對邊一定要平行．因兩個分力F1、F2間的夾角θ越大，用平行四邊形定則作出的合力F的誤差ΔF就越大，所以，實驗中不要把θ取得太大，但也不宜太小，以60°～100°為宜．32.

方法指導(dǎo)

一、實驗結(jié)果的分析理解

例1

圖18-2所示是兩位同學(xué)在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時得到的結(jié)果，其中哪一個實驗結(jié)果比較符合實驗事實？在比較符合實驗事實的那個實驗中，若F′是準確的，則誤差較大的原因可能是哪些？圖18-233.

解析

按本實驗的符號規(guī)定：F為F1、F2通過平行四邊形定則所得合力；F′為F1和F2的等效力(即用一只彈簧測力計拉時的力)，橡皮條在這個力的作用下，其力的方向與橡皮條的伸長方向在一條直線上，顯然乙圖不符合事實，即實驗結(jié)果比較符合事實的是甲圖．甲圖中F與F′誤差較大的原因可能是：①F1的方向比真實方向偏左；②F2的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左；③作圖時兩虛線沒有分別與F1線和F2線平行．34.

二、實驗步驟的分析判斷

例2在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，實驗步驟如下：

(1)在水平放置的木板上固定一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細繩套，通過細繩套同時用兩個測力計互成角度地拉橡皮條，使它與細繩套的結(jié)點到達某一位置O點，在白紙上記下O點和兩個測力計的示數(shù)F1和F2．

(2)在白紙上根據(jù)F1和F2的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力F．

(3)只用一只測力計通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與兩個測力計拉時相同，記下此時測力計的示數(shù)F′和細繩套的方向．以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，請指出錯在哪里？35.

(1)中是

；

(2)中是

；

(3)中是

．

解析

按實驗操作要求，記錄力的大小和方向，同時在兩次拉橡皮條的過程中結(jié)點要到達相同位置，這樣才能保證兩次效果相同．

答案

(1)未記下細繩套的方向(2)應(yīng)根據(jù)F1和F2的大小和方向選定標度作圖(3)應(yīng)將橡皮條與細繩套的結(jié)點拉至同一位置O點

點評

實驗問題的處理方法常常是根據(jù)實驗原理的要求選擇器材，安排合理的操作步驟，只要懂實驗原理，處理問題就不難了，所以實驗前、實驗后都必須弄清楚實驗原理．36.

變式訓(xùn)練

某同學(xué)做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時，主要步驟是：

A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；

B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；

C．用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O.記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)；

D．按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；37.

E．只用一只彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F′的圖示；

F．比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論．上述步驟中：(1)有重要遺漏的步驟的序號是__________

和

；(2)遺漏的內(nèi)容分別是_________________和

．

解析

據(jù)“驗證力的平行四邊形定則”實驗的操作規(guī)則可知，有重要遺漏的步驟的序號是C、E.在C中未記下兩條繩的方向．E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O．

答案

C

E未記下兩繩的方向未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O

38.

互動平臺

育才老師與細心、粗心同學(xué)關(guān)于實驗中的注意事項的對話

育才：我考考你們，在用兩個彈簧秤做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，通過細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點拉至某一位置O后，此時需記錄的是哪幾項？

細心：結(jié)點位置、兩彈簧秤讀數(shù)、細線方向．

育才：正確．這樣做了之后再單獨用一個彈簧秤，把結(jié)點拉至位置O，還要記下哪幾項？39.

粗心：彈簧秤的讀數(shù)．

細心：記下彈簧秤讀數(shù)僅僅是記下了拉力的大小，還應(yīng)該記下拉力的方向．

育才：這就完整了．

育才：在本實驗中，減小實驗誤差的方法有哪些？請說出幾項來．

細心：兩個分力F1和F2間的夾角不能太小，兩個分力F1和F2的大小要適當大些，拉橡皮條的細繩要稍長一些．

育才：看來掌握得不錯，但還要注意使用彈簧秤前應(yīng)先校零點，并且要保證拉力方向在同一平面內(nèi)．40.課時19

《相互作用》單元小結(jié)

本單元知識梳理41.

技巧、方法歸納

一、摩擦力的產(chǎn)生條件及大小求解

1．彈力

(1)彈力是否存在：可以用假設(shè)法分析判斷．

(2)彈力的方向：面面接觸、點面接觸、點點接觸的彈力的方向總是垂直于接觸面或接觸點的切面而指向受力物體；繩、線的拉力方向是沿繩、線，指向繩、線的收縮方向；桿的彈力方向不一定沿桿的方向．

(3)彈力的大?。和ǔＪ歉鶕?jù)物體的平衡條件或牛頓運動定律求解，只有彈簧的彈力能用胡克定律求解．42.

2．摩擦力

(1)要產(chǎn)生摩擦力，必須同時具備以下四個條件：①兩物體接觸，②接觸面間有彈力，③接觸面不光滑，④物體間有相對滑動或有相對滑動的趨勢．

(2)摩擦力的方向：與物體的相對運動方向或相對運動趨勢方向相反，阻礙物體間的相對運動或趨勢，與物體的運動方向或趨勢可能相同、相反，也可能不在一條直線上．

(3)摩擦力的大?。呵竽Σ亮Φ拇笮∫紫确治銮宄腔瑒幽Σ亮€是靜摩擦力，滑動摩擦力的大小計算可用公式f＝μFN求解，判斷好FN是解決問題的關(guān)鍵，而靜摩擦力只能通過分析物體的受力情況，用平衡條件或牛頓運動定律求解．43.

例1如圖19-1所示，木塊放在水平地面上，在F=8N的水平拉力作用下向右做勻速直線運動，速度為1m/s，則下列說法正確的是(

)

圖19-1

A．以1m/s的速度做勻速直線運動時，木塊受到的摩擦力為8N

B．當木塊以2m/s的速度做勻速直線運動時，木塊受到的摩擦力小于8N

C．當水平拉力F＝20N時，木塊受到的摩擦力為20N

D．將水平拉力F撤去，木塊速度越來越慢，是因為木塊受到的摩擦力越來越大44.

解析

豎直方向上，木塊的重力與地面對木塊的支持力始終平衡．水平方向上，木塊向右做勻速直線運動時，拉力F與滑動摩擦力F′平衡，故F′＝F＝8N．且滑動摩擦力方向向左．當F＝20N時，因木塊對地面的壓力的大小和接觸面的粗糙程度均沒有變化，故滑動摩擦力不變，仍為8N．注意此時F>F′，木塊向右做加速運動．同理，當木塊速度為2m/s及木塊越來越慢時，滑動摩擦力的大小仍為8N．故選項A正確．

答案

A45.

二、受力分析受力分析是整個物理學(xué)的基礎(chǔ)，它貫穿于力、熱、電、光各部分中，正確地對研究對象進行受力分析，相當于成功解決問題的一半，受力分析在高考中單獨考查的也有，但更多的是運用于具體的解題過程中．在對物體進行受力分析時，一般要把物體隔離出來單獨分析其受力，同時要注意分析力的順序，一般是先重力，后接觸力，對接觸力要注意判斷其是否存在．

1．物體受力分析的一般步驟

(1)明確研究對象，并將它從周圍的物理環(huán)境中隔離開來．

(2)按一定順序分析物體受到的力．

(3)正確畫出物體受力示意圖．

(4)結(jié)合物體的運動狀態(tài)來檢查受力分析的正確性，防止錯畫力、多畫力和漏畫力．46.

2．物體受力分析的注意事項

(1)不要只分析研究對象所受的力，不分析研究對象對其他物體所施加的力，也不要把作用在其他物體上的力錯誤地認為通過“力的傳遞”而作用在研究對象上．

(2)只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力，如重力、彈力、摩擦力等，不分析根據(jù)效果命名的力如下滑力、動力、阻力等．

(3)每分析出一個力，都應(yīng)找出施力物體，沒有施力物體的力是不存在的，這是防止“多力”的有效措施之一．

(4)合力和分力不能同時作為物體所受的力，如物體沿斜面勻速下滑時，只受到重力、支持力、摩擦力的作用，不能說物體還受到一個下滑力(重力沿斜面向下的分力)作用．

(5)若某個力的方向難以確定，可以先假設(shè)這個力不存在，分析物體發(fā)生怎樣的運動，然后再確定其方向．47.

例2跨過光滑定滑輪輕繩，兩端各拴一個物體，如圖19－2甲所示．物體A和B重均為20N，水平拉力F＝12N．若物體A和B均處于靜止狀態(tài)，試分析物體A和B的受力情況，畫出受力的示意圖，并計算各力的大?。?/p>

圖19-2甲48.

解析

乙丙圖19-2

根據(jù)各種力的概念和物體處于平衡狀態(tài)，全面分析物體受力情況．針對靜摩擦力是被動力的特點，判斷物體A所受靜摩擦力的方向．物體A、B的受力情況如圖19－2乙、丙所示，物體A和B均處于靜止狀態(tài)，它們所受合力均為零．物體B受重力GB和拉力F′，GB＝F′＝20N．物體A受重力GA＝20N，水平拉力F＝12N，繩子拉力F′＝20N，水平面的支持力FN=GA-F′sin30°=10N，F(xiàn)′水平分力為F′cos30°=17N．由于方向向左的F′水平分力比方向向右的水平拉力F大5N，所以物體A還受到5N的靜摩擦力作用，其方向應(yīng)該向右，即圖19－2乙中的f為向右的靜摩擦力．49.課時20牛頓第一定律

課前導(dǎo)航圖20-1

請你思考：

1．亞里士多德認為力的作用是什么？

2．伽利略認為“直覺”不可靠，主要忽視了什么？

3．牛頓認為力的作用又是什么？50.

基礎(chǔ)梳理51.

知識精析

一、力與物體運動狀態(tài)變化的關(guān)系

1．速度是描述物體運動狀態(tài)的一個物理量，它是矢量，既有大小又有方向．

2．(1)當物體的速度大小和方向都保持不變時，則這個物體的運動狀態(tài)保持不變．

(2)當物體的速度發(fā)生變化時，則這個物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化．物體的運動狀態(tài)變化有以下三種情況：①速度的方向不變，只有大小改變．②速度的大小不變，只有方向改變．③速度的大小和方向都發(fā)生改變．

3．力是改變物體運動狀態(tài)的原因，不是維持物體運動狀態(tài)的原因，物體運動狀態(tài)發(fā)生改變必定受到了不為零的外力作用，反之亦然，力與運動狀態(tài)沒有必然的聯(lián)系．

52.

二、對牛頓第一定律的理解

1．牛頓第一定律的意義在于正確揭示了力和運動的關(guān)系，糾正了力是維持物體運動的原因的錯誤觀點，明確了力是改變物體運動狀態(tài)的原因．

2．揭示了物體都有保持原來的靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)——慣性．

3．牛頓第一定律是由“理想實驗”加以“科學(xué)推理”得到的．所謂“理想實驗”就是在實際實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)實驗現(xiàn)象，抓住問題的主要方面，忽略影響實驗的次要因素，在理想情況下對實驗進行合理外推從而得出結(jié)論的實驗方法．53.

三、對慣性的理解

1．概念：慣性是一種性質(zhì)，保持原有運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，是物體的固有屬性．

2．決定因素：由質(zhì)量唯一決定，與運動狀態(tài)無關(guān)，與是否受力無關(guān)．

3．表現(xiàn)形式：

(1)在不受力條件下，慣性表現(xiàn)出“保持”“原來的”運動狀態(tài)，有“惰性”的意思．

(2)在受力條件下，慣性表現(xiàn)運動狀態(tài)改變的難易程度，質(zhì)量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難以改變．54.

四、慣性參考系和非慣性參考系

1．慣性參考系：保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的參考系．

2．非慣性參考系：做變速運動的參考系．

3．牛頓第一定律僅適用于慣性參考系．在研究物體運動時，一般選地面或相對地面靜止或勻速直線運動的物體為參考系．例如：(1)火車沿平直軌道勻速運動時，可將火車看做慣性系來研究火車內(nèi)其他物體的運動．

(2)火車由靜止加速啟動時，如果以火車為參考系，原來靜止在火車內(nèi)水平光滑桌面上的物體會相對火車向后加速運動，但物體水平方向上并沒有受力．因此牛頓第一定律不成立，火車為非慣性系．55.

方法指導(dǎo)

一、力和運動狀態(tài)的關(guān)系例1下列對運動的認識不正確的是(

)

A．亞里士多德認為物體的自然狀態(tài)是靜止的，只有當它受到力的作用才會運動

B．伽利略認為力不是維持物體速度的原因

C．牛頓認為力的真正效果是改變物體的速度，而不僅僅是使之運動

D．伽利略根據(jù)理想實驗推論出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某一個速度，將保持這個速度繼續(xù)運動下去解析

運動是物體的自然屬性，并不需要力來維持，故選項A錯誤、B正確；力產(chǎn)生的效果是改變物體的運動狀態(tài)，即改變速度，故選項C正確；如果物體不受外力，其運動狀態(tài)不變，即速度不變，故選項D正確．

答案

A56.

二、對牛頓第一定律的理解和應(yīng)用例2

關(guān)于牛頓第一定律，下列說法正確的是(

)

A．牛頓第一定律是實驗定律

B．慣性定律與慣性的實質(zhì)是相同的

C．在水平面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運動

D．物體運動狀態(tài)發(fā)生變化時，必定受到外力的作用解析牛頓第一定律是牛頓在總結(jié)前人經(jīng)驗和結(jié)論的基礎(chǔ)上得出的，并不是由實驗得出的定律，故選項A錯誤；慣性定律是說物體不受外力作用時所遵循的規(guī)律，而慣性是無論物體受不受力，物體總具有的一種性質(zhì)，它們的實質(zhì)不相同，故選項B錯誤；57.水平面上滑動的木塊最終停下來的原因是木塊在運動過程中受到摩擦阻力的作用，如果無摩擦，物體將繼續(xù)運動，不能說物體的運動必須有力維持，故選項C錯誤；由牛頓第一定律知，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，故選項D正確．答案

D點評

應(yīng)用牛頓第一定律解題時，應(yīng)牢牢抓住兩點，一個是力改變物體的運動狀態(tài)；另一個是慣性維持物體原有運動狀態(tài)，是物體的固有屬性．58.

變式訓(xùn)練1

16世紀末，伽利略用實驗和推理，推翻了已在歐洲流行了近兩千年的亞里士多德關(guān)于力和運動的理論，開啟了物理學(xué)發(fā)展的新紀元．在以下說法中，與亞里士多德觀點相反的是(

)

A．四匹馬拉的車比兩匹馬拉的車跑得快；這說明，物體受的力越大，速度就越大

B．一個運動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來,這說明,靜止狀態(tài)才是物體長時間不受力時的“自然狀態(tài)”

C．兩物體從同一高度自由下落，較重的物體下落較快

D．一個物體維持勻速直線運動，不需要受力解析

亞里士多德認為物體受的力越大，速度就越大，力是維持物體運動的的原因，靜止是不受力的自然狀態(tài)；從同一高度重物下落得較快．物體勻速直線運動不需要受力與亞里士多德的觀點相反，所以選項D正確．

答案

D

59.

三、慣性概念例3

火車在長直水平軌道上勻速行駛，車廂內(nèi)有一人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因為(

)

A．人跳起時會受到一個向前的沖力，使他隨火車一起向前運動

B．人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個向前的力，推動他隨火車一起向前運動

C．人跳起后，車繼續(xù)前進，所以人落下后必定偏后一些，只是由于時間很短，偏后的距離很小，不明顯而已

D．人從跳起到落回地板，由于慣性，在水平方向上人和車始終具有相同的速度解析

人跳起后落回原地的現(xiàn)象是由于慣性造成的,人跳起后,在水平方向上合外力為零,由于慣性,人將保持原來和車一樣的水平速度,下落時,定會落回原處,故選項D正確．

答案

D

60.

變式訓(xùn)練2

若行駛中的火車上的乘客，發(fā)現(xiàn)放在桌面上的水杯突然向前滑動了，則說明火車正在加速、減速，還是勻速運動？解析

當火車減速時，由于慣性，桌面上的水杯仍具有原來的速度，所以相對桌面向前滑動了，因此，水杯向前滑動，能說明火車做減速運動．答案火車正在做減速運動61.

互動平臺育才老師與細心同學(xué)關(guān)于乘車系安全帶的對話育才：我國《交通法》規(guī)定：各種小型車輛前排乘坐的人(包括司機)必須系好安全帶，你知道為什么要這樣規(guī)定嗎？細心：這是為了保障前排乘坐人的安全．因為在行車過程中，若發(fā)生意外情況需緊急剎車或車輛發(fā)生碰撞時，如果前排乘坐的人沒有系好安全帶，則由于慣性他們要保持原來的速度與擋風(fēng)玻璃(或方向盤)相撞，會造成人身傷害．倘若系好安全帶就可以有效減輕甚至避免人身傷害了．62.粗心同學(xué)與細心同學(xué)關(guān)于汽車超載現(xiàn)象的對話粗心：昨天傍晚回家路上，又看見交警叔叔在嚴查車輛超載現(xiàn)象．細心：可不是嗎，車輛超載后果嚴重著呢！據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計表明，30%左右的車禍根源就是超載．粗心：我想超載也沒關(guān)系，只要不超速就行了．細心：這你就不懂了，車輛超載后相當于增大了物體的質(zhì)量，這樣其慣性也就增大了，所以超載的車輛其運動狀態(tài)相對難改變，一旦遇到意外情況時，就很難停下來，后果不堪設(shè)想．粗心：原來如此，我又長見識了！63.課時21實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

課前導(dǎo)航

圖21-1所示是超市中常用的手推車．我們要用同樣大小的力推動它，空車時容易還是裝滿貨物的時候容易？由此，我們能得出什么結(jié)論呢？圖21-1在水平面上用大小不同的力去推動同一輛小車，用力大，則小車運動的距離就大；用力小，則小車運動的距離就?。敲次矬w被加速與什么因素有關(guān)呢？我們又能得出什么結(jié)論呢？64.

基礎(chǔ)梳理65.

知識精析

一、控制變量法

1．加速度是表示物體運動狀態(tài)變化快慢的物理量．根據(jù)事實經(jīng)驗，加速度與物體的質(zhì)量有關(guān)．物體受力一定時，質(zhì)量越小，加速度就越大．加速度還與物體受力的大小有關(guān)，物體質(zhì)量一定時，受力越大，其加速度越大．

2．控制變量法：加速度a和質(zhì)量m、受力F都有關(guān)系．研究它們之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變，測量物體在不同的力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系，再保持物