2019高一上學(xué)期物理期末復(fù)習(xí)大串講(必修1)專題05相互作用重難突破含解析

【知識導(dǎo)航】本章重點介紹了三種互相作使勁——重力、彈力、摩擦力，以及矢量合成的基本法例——平行四邊形法例，為此后學(xué)習(xí)高中力學(xué)確立了基礎(chǔ)。本章知識分為兩部分：一是力的看法，是貫串于力學(xué)以致整個物理學(xué)的重要看法，重力、彈力、摩擦力是常有的幾種互相作使勁；二是共點力的合成與分解，表現(xiàn)出利用等效方法研究物理學(xué)的思想。對物體進行正確的受力剖析，是學(xué)習(xí)高中物理第一個需要掌握的基本功，是解決力學(xué)識題的重點。力的合成與分解所恪守的平行四邊形定章，是全部矢量合成與分解都恪守的廣泛法例，一定嫻熟掌握。本章重點：重力、彈力、摩擦力的產(chǎn)生和方向判斷、大小計算及共點力的合成與分解。本章難點：應(yīng)用平行四邊形定章求解共點力的合成與分解?！痉椒ㄖ笇?dǎo)】對于本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，不只要嫻熟掌握基本看法和規(guī)律，同時要掌握知識間內(nèi)在的聯(lián)系，形成知識系統(tǒng)，這樣才能抓住重點，打破難點，做到舉一反三、貫穿交融，最后達到嫻熟掌握、靈巧應(yīng)用的目的。在復(fù)習(xí)三種常有力時，應(yīng)該多與生活中的案例相聯(lián)合，在感性認識的基礎(chǔ)上正確成立這些力的看法。比方，靜摩擦力的大小、方向、產(chǎn)生或消逝都會隨其余力的變化而變化；對于彈力的學(xué)習(xí)，要經(jīng)過詳細實例的剖析、練習(xí)，掌握各樣常有的彈力如拉力、壓力、支持力的方向。對彈簧的彈力大小，會定量剖析。在理解和掌握各樣常有力的基礎(chǔ)上，多做一些受力剖析的習(xí)題，在練習(xí)中要注意養(yǎng)成優(yōu)秀的受力剖析習(xí)慣，提升受力剖析的正確性、規(guī)范性。在練習(xí)中掌握成立物理模型的方法(把實質(zhì)問題轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢韱栴})，掌握受力剖析的方法(整體法和隔絕法)以及辦理力的合成與分解問題的方法(力的圖示法、代數(shù)計算法、正交分解法等)提升剖析綜合能力、運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。一、彈力的剖析與計算1．彈力有無的判斷對于形變明顯的狀況，由形變狀況直接判斷。對于形變不明顯的狀況往常用以下一些方法判斷。1）除去法將與研究對象接觸的物體排除接觸，判斷研究對象的運動狀態(tài)能否發(fā)生改變。若運動改變則存在彈力，不然不存在彈力。如下圖，斜面圓滑，a中的細線豎直，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。假定將斜面取走，這時a中小球的運動狀態(tài)不變，故a中小球與斜面間無彈力。b中的細線傾斜，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，假定將斜面取走，b中小球的運動狀態(tài)改變，故b中小球與斜面接觸間有彈力。2）假定法其基本思路是：假定接觸處存在彈力，作出物體的受力爭，再依據(jù)物理的均衡條件判斷能否存在彈力。如要判斷以下圖中靜止在圓滑水平面上的球能否遇到斜面對它的彈力作用，可先假定有彈力FN2存在，則此球在水平方向所受協(xié)力不為零，必加快運動，與所給靜止?fàn)顟B(tài)矛盾，說明此球與斜面間雖接觸，但其實不擠壓，故不存在彈力FN2。3）依據(jù)“物體的運動狀態(tài)剖析”剖析彈力．由運動狀態(tài)剖析彈力，即物體的受力一定與物體的運動狀態(tài)相切合，依照物體的運動狀態(tài)，由二力平衡或牛頓運動定律等，求解物體間的彈力。2．彈力方向的判斷【典例1】畫出圖中小球或桿遇到的彈力。除（2）中的地面外，其余各接觸面均圓滑，O為圓心?！敬鸢浮靠捶ㄎ觥咀兪接?xùn)練】畫出以下圖中物體A或結(jié)點A或滑輪A所受彈力的表示圖(全部接觸面均圓滑)?！敬鸢浮慷椈蓮椓Φ钠饰雠c計算1）輕質(zhì)彈簧兩頭的彈力大小相等，方向相反。2）彈簧的彈力（或彈簧測力計的示數(shù)）并不是彈簧所受的合外力。3）彈簧的彈力不行突變。4）彈簧狀態(tài)不確準(zhǔn)時要分情況議論（壓縮和伸長）?！镜淅?】如下圖，物體A和B處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力分別為9N和4N，不計彈簧測力計和細線的重力，不考慮摩擦，彈簧測力計的讀數(shù)是()A.9N

B.4N

C.5N

D.13N【分析】

由題圖可知細線中拉力大小等于

B

的重力，而彈簧雙側(cè)受力相等，彈簧測力計的讀數(shù)等于彈簧測力計遇到的拉力，所以讀數(shù)為

4N?！敬鸢浮?/p>

B【典例3】豎直懸掛的彈簧下端掛一重為4N的物體時彈簧長度為12cm；掛一重為6N的物體時彈簧長度為13cm.彈簧一直在彈性限度內(nèi)，則彈簧原長為多少？勁度系數(shù)為多少？【分析】設(shè)彈簧的原長為l0，勁度系數(shù)為，設(shè)掛G1＝4N的物體時彈簧的長度為l1，掛G2＝6N的物體時彈簧的長度為l2，則l1＝0.12m，l2＝0.13m，由胡克定律得：【答案】10cm200N/m【變式訓(xùn)練】如下圖，將一輕質(zhì)彈簧的一端固定在鐵架臺上，而后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，刻度尺的0刻線與彈簧上端對齊，使彈簧下端的指針恰巧落在刻度尺上。當(dāng)彈簧下端掛一個50g的砝碼時，指針示數(shù)為

L1＝3.40cm，當(dāng)彈簧下端掛兩個

50g的砝碼時，指針示數(shù)為

L2＝5.10cm。g取

9.8m/s2。由此可知()A.彈簧的原長是

1.70cm

B.僅由題給數(shù)據(jù)沒法獲取彈簧的原長C.彈簧的勁度系數(shù)是

25N/m

D.因為彈簧的原長未知，沒法算出彈簧的勁度系數(shù)【分析】

設(shè)彈簧原長為

L0，由胡克定律得

(L1－L0)＝mg，(L2－L0)＝2mg，解得

L0＝1.70cm，≈29N/m

，正確?！敬鸢浮緼三、靜摩擦力能否存在及其方向的判斷方法相對運動趨向擁有很強的隱蔽性，所以靜摩擦力能否存在及其方向確實定，往常采納以下方法。（1）假定法：假定接觸面滑（即無摩擦力）時，看相對靜止的物體間可否發(fā)生相對運動．若能，則有靜摩擦力，方向與相對運動的方向相反；若不可以，則沒有靜摩擦力．2）由運動狀態(tài)判斷當(dāng)物體處于均衡狀態(tài)（勻速運動或靜止）時，由均衡的看法確立靜摩擦力的大小和方向；當(dāng)物體處于非均衡狀態(tài)時，可經(jīng)過牛頓運動定律和受力剖析確立靜摩擦力大小和方向?！镜淅?】如下圖，A、B兩物體疊放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一同向右作勻速直線運動，以下判斷正確的選項是（）A．A、B間無摩擦力

B．A

對B的靜摩擦力大小為

F，方向向右C．B對地面的動摩擦力的大小為

F，方向向右

D．B遇到了向右的靜摩擦力和向左的滑動摩擦力【分析】

A

做勻速運動，故

A的協(xié)力為零。因為它遇到一個向右的拉力，所以它必定還要遇到一個向左的水平力與力

F均衡，所以

B對

A

一個水平向左的靜摩擦力為

F均衡，由牛頓第三定律可知，

A

必定要對

B施加一個向右的靜摩擦力；

B

做勻速直線運動，它在水平方向上必定要遇到一個向左的力與

A

對

B的靜摩擦力均衡；

B是在水平面上運動，明顯地面對

B有一個向左的滑動摩擦力，那么

B對地面施加一個向右的滑動摩擦力。所以選項

BCD

正確?！敬鸢浮?/p>

BCD【變式訓(xùn)練】如下圖，物體A、B在力F作用下一同以同樣速率沿F方向勻速運動，對于物體A所受的摩擦力，以下說法中正確的選項是（）A．甲、乙兩圖中A均受摩擦力，且方向均與F同樣B．甲、乙兩圖中A均受摩擦力，且方向均與F相反C．甲、乙兩圖中A均不受摩擦力D．甲圖中A不受摩擦力，乙圖中A受摩擦力，方向均與F同樣【答案】

D四、摩擦力大小的計算1．先分清摩擦性質(zhì)：2．滑動摩擦力由公式

是靜摩擦力仍是滑動摩擦力。F=μF計算．計算中重點的是對壓力N

F的剖析，它跟研究物在垂直于接觸面方N向的受力親密有關(guān)，也跟研究物體在該方向的運動狀態(tài)有關(guān)，特別是后者，最簡單被人忽略．注意

FN變引起F

變的動向關(guān)系．3．對靜摩擦力，劃分最大值與非最大值。

最大靜摩擦力

Fm

與正壓力成正比，非最大靜摩擦力與正壓力沒關(guān)，其大小能夠在0＜F≤Fm范圍內(nèi)變化，常經(jīng)過均衡關(guān)系或牛頓運動定律求其大小?！镜淅?/p>

5】如圖甲所示，兒童用

80N

的水平力沒有推進木箱，木箱此時遇到的摩擦力大小為

F1；乙圖中，兒童用

100N的水平力恰能推進木箱，此時木箱與地面間的摩擦力大小為

F2；丙圖中，兒童把木箱推動了，此時木箱與地面間的摩擦力大小為

F3。若木箱對地面的壓力大小為

200N，木箱與地面間動摩擦因數(shù)為μ＝0.45，則

F1、F2、F3的大小分別為

(

)A.80N100N90NB.80N100N45NC.80N80N90ND.080N45N【答案】

A【變式訓(xùn)練】如下圖，兩個物體

A、B的質(zhì)量均為

1g，各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為

0.3，同時用

F＝1N

的兩個水平力分別作用在

A、B上，則地面對物體

B，B對物體

A

的摩擦力分別為

(取

g＝10m/s2)(

)A.6N

3N

B.1N

1N

C.0

1N

D.0

2N【分析】

以A、B整體為研究對象進行受力剖析，可知地面對

B的摩擦力為零；再以

A

為研究對象進行受力剖析，

Ff＝μmg＝3N＞1N，可知

B對A

的摩擦力與力

F大小相等、方向相反，大小為

1N，所以選項

C正確。【答案】

C五、物體的受力剖析1．受力剖析：把研究對象在特定的物理環(huán)境中遇到的全部力找出，并畫出受力爭，這就是受力剖析。2．受力剖析注意重點（1）防備“漏力”和“添力”，按正確次序進行受力剖析是防備“漏力”的有效舉措.注意找尋施力物體，這是防備“添力”的舉措之一，找不出施力物體，則這個力必定不存在。2）只畫性質(zhì)力，不畫成效力．畫受力爭時，只好按力的性質(zhì)分類畫力，不可以按作用成效（拉力、壓力、向心力等）畫力，不然將出現(xiàn)重復(fù)。3）劃分內(nèi)力和外力，剖析研究對象所受的力，切不行剖析它對其余物體施加的力。4）在難以確立物體的某些受力狀況時，可先依據(jù)（或確立）物體的運動狀態(tài)，再運用均衡條件或牛頓運動定律判斷未知力。3．受力剖析的方法1）整體法在研究問題時，把相對地點不變的幾個物體作為一個整體辦理的方法稱為整體法。2）隔絕法把研究對象從四周物體中隔絕出，獨立進行研究，最后得出結(jié)論的方法稱為隔絕法。3）假定法在未知某力能否存在時，可先對其作出存在或不存在的假定，而后再就該力存在與不存在對物體運動狀態(tài)能否產(chǎn)生影響判斷該力能否存在。【典例

6】在粗拙水平面上放著一個三角形木塊

abc，在它的兩個粗拙斜面上分別放有質(zhì)量為

m1和

m2的兩個物體，

m1>m2如下圖，若三角形木塊和兩物體都是靜止的，則粗拙水平面對三角形木塊（

）A．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右B．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左C．有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不可以確立，因m、m、θ、θ的數(shù)值均未給出1212．沒有摩擦力作用【分析】解法一（隔絕法）：把三角形木塊隔絕出，它的兩個斜面上分別遇到兩木塊對它的壓力FN1、解法二（整體法）：因為三角形木塊和斜面上的兩物體都靜止，能夠把它們當(dāng)作一個整體，如下圖，豎直方向遇到重力（m1+m2+M）g和支持力FN作用途于均衡狀態(tài)，水平方向無任何滑動趨向，所以不受地面的摩擦力作用?！敬鸢浮緿【典例

7】如下圖，豎直擱置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體

P相連，P與斜放在其上的固定檔板

MN

接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面體

P此時遇到的外力的個數(shù)有可能是（

）A．2個

B．3個

C．4個

D．5個【分析】

以斜面體

P為研究對象，很明顯斜面體

P遇到重力

mg和彈簧彈力

F1作用，二力共線。若F1=mg，P受力如圖（

a）所示?！敬鸢浮緼C六、動向均衡問題的剖析動向均衡問題是指經(jīng)過控制某一物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生遲緩變化，而在此過程中，物體一直處于一系列的動向均衡狀態(tài)。這種問題的特點是“遲緩挪動”（即物體速度極小，計算時可以為為零）。解決動態(tài)均衡問題的重點是抓住不變量，依照不變量確立變化量的規(guī)律。常用的剖析方法有分析法和圖解法。1．分析法對研究對象的任一狀態(tài)進行受力剖析，列均衡方程，寫出函數(shù)關(guān)系式，再依據(jù)自變量的變化進行剖析，得出結(jié)論。2．圖解法對研究對象進行受力剖析，用平行四邊形（或三角形）定章畫出不一樣狀態(tài)下的力的矢量圖，而后依據(jù)有向線段長度的變化判斷各力的變化狀況．物體在三力均衡經(jīng)常用此法。【典例

8】如下圖，一個重為

G的勻質(zhì)球放在圓滑斜面上，

斜面傾角為

α．在斜面上有一圓滑的不計厚度的木板擋住球，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)，今使板與斜面的夾角板和球?qū)π泵娴膲毫Υ笮≡鯓幼兓?/p>

β遲緩增大至水平，在這個過程中，球?qū)酢痉治觥咳∏驗檠芯繉ο?，球所受三個力組成關(guān)閉的三角形，當(dāng)擋板逆時針轉(zhuǎn)動時，F(xiàn)N2的方向也逆時針轉(zhuǎn)動，作出如下圖的動向矢量三角形?！敬鸢浮壳?qū)π泵娴膲毫﹄Sβ增大而減小。球?qū)醢宓膲毫υ讦拢?0°時，隨β增大而減小；在β＞90°隨β增大而增大；β=90°時，球?qū)醢宓膲毫ψ钚??！咀兪接?xùn)練】如下圖，一小球擱置在木板與豎直墻面之間。設(shè)墻面對球的壓力大小為FN1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2。以木板與墻連結(jié)點所形成的水平直線為軸，將木板從圖示地點開始遲緩地轉(zhuǎn)到水平地點。不計摩擦，在此過程中()A.FN1一直減小，F(xiàn)N2一直增大B.FN1一直減小，F(xiàn)N2一直減小C.F