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文檔簡介
高三第一輪復(fù)習(xí)4——共點(diǎn)力平衡
知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)
一、物體的平衡
物體的平衡有兩種情況:一是質(zhì)點(diǎn)靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體
的加速度為零;二是物體不轉(zhuǎn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(此時(shí)的物體不能看作質(zhì)
點(diǎn))。
點(diǎn)評:對丁共點(diǎn)力作用下物體的平衡,不要認(rèn)為只有靜止才是
平衡狀態(tài),勻速直線運(yùn)動(dòng)也是物體的平衡狀態(tài).因此,靜止的物體一
定平衡,但平衡的物體不一定靜止.還需注意,不要把速度為零和靜
止?fàn)顟B(tài)相混淆,靜止?fàn)顟B(tài)是物體在一段時(shí)間內(nèi)保持速度為零不變,其
加速度為零,而物體速度為零可能是物體靜止,也可能是物體做變速
運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)狀態(tài),加速度不為零。由此可見,靜止的物體速度一定
為零,但速度為零的物體不一定靜止.因此,靜止的物體一定處于平
衡狀態(tài),但速度為零的物體不一定處于靜止?fàn)顟B(tài)。
總之,共點(diǎn)力作用下的物體只要物體的加速度為零,它一定處于
平衡狀態(tài),只要物體的加速度不為零,它一定處于非平衡狀態(tài)。
二、共點(diǎn)力作用下物體的平衡
i.共點(diǎn)力
幾個(gè)力作用于物體的同一點(diǎn),或它們的作用線交于同一點(diǎn)(該點(diǎn)
不一定在物體上),這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力。
2.共點(diǎn)力的平衡條件
在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零,即F合二0或Fx合二0,
Fy合=0
3.判定定理
物體在三個(gè)互不平行的力的作用下處于平衡,則這三個(gè)力必為共
點(diǎn)力。(表示這三個(gè)力的矢量首尾相接,恰能組成一個(gè)封閉三角形)
4.解題方法
當(dāng)物體在兩個(gè)共點(diǎn)力作用下平衡時(shí),這兩個(gè)力一定等值反向;當(dāng)
物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下平衡時(shí),往往采用平行四邊形定則或三角形
定則;當(dāng)物體在四個(gè)或四個(gè)以上共點(diǎn)力作用下平衡時(shí),往往采用正交
分解法,
【例1】(1)下列哪組力作用在物體上,有可能使物體處于平衡
狀態(tài)
A3N4N
8NB.3N,5N,IN
C4N7N
8ND.7N,9N,6N
(2)用手施水平力將物體壓在豎直墻壁上,在物體始終保持靜止
的情況下
A.壓力加大,物體受的靜摩擦力也加大
B.壓力減小,物體受的靜摩擦力也減小
C.物體所受靜摩擦力為定值,與壓力大小無關(guān)
D.不論物體的壓力改變與否,它受到的靜摩擦力總等于重力
(3)如下圖所示,木塊在水平桌面上,受水平力£=10N,£=3N
而靜止,當(dāng)撤去E后,木塊仍靜止,則此時(shí)木塊受的合力為
A.0B.水平向右,3N
C.水平向左,7ND.水平向右,7N
解析:(1)CD在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零,
即F合=0。只有CD兩個(gè)選項(xiàng)中的三個(gè)力合力為零。
(2)CD物雕箱舞狠播爵止,即是搭物俺?”直蕤于平徵技感“
則據(jù)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件有
對物體受力分析,如下圖
可得月二3,FtG
(3)A撤去£后,木塊仍靜止,則此時(shí)木塊仍處于平衡狀態(tài),
故木塊受的合力為0.
【例2]氫氣球重10N,空氣對它的浮力為16N,用繩拴住,由
于受水平風(fēng)力作用,繩子與豎直方向成30°角,則繩子的拉力大小
是,水平風(fēng)力的大小是.
解析:氣球受到四個(gè)力的作用:重力G、浮力£、水平風(fēng)力月和
繩的拉力片,如圖所示由平衡條件可得
/*]=6^/?cos30°
£=Asin300
解得___________IN£=24
答案:442口
三、綜合應(yīng)用舉例
1.靜平衡問題的分析方法
【例3】(2003年理綜)如圖甲所示,一個(gè)半球形的碗放在桌面上,
碗口水平,。點(diǎn)為其球心,碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細(xì)線跨
在碗口上,線的兩端分別系有質(zhì)量為⑶和傀的小球,當(dāng)它們處于平
衡狀態(tài)時(shí),質(zhì)量為0的小球與。點(diǎn)的連線與水平線的夾角為。=60°。
兩小球的質(zhì)量比口為
A.B.
C.D.
點(diǎn)評:此題設(shè)計(jì)巧妙,考查分析綜合能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)處理物理問
題的能力,要求考生對于給出的具體事例,選擇小球的為對象,分析
它處于平衡狀態(tài),再用幾何圖形處理問題,從而得出結(jié)論。
解析:小球受重力mg、繩拉力£二卬2g和支持力月的作用而平衡。
如圖乙所示,由平衡條件得,£=&IL」I
故選項(xiàng)A正確。
2.動(dòng)態(tài)平衡類問題的分析方法
重G的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋
板之間。若擋板逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置,在該過程中,斜面和擋板
對小球的彈力的大小£、A各如何變化?解:由于擋板是緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)
的,可以認(rèn)為每個(gè)時(shí)刻小球都處于靜止?fàn)顟B(tài),因此所受合力為零。應(yīng)
用三角形定則,G、£、£三個(gè)矢量應(yīng)組成封閉三角形,其中G的大小、
方向始終保持不變;E的方向不變;£的起點(diǎn)在G的終點(diǎn)處,而終點(diǎn)
必須在£所在的直線上,由作圖可知,擋板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90。過程,
K矢量也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°,因此E逐漸變小,£先變小后變大。(當(dāng)
£J_£,即擋板與斜面垂直時(shí),內(nèi)最?。?/p>
點(diǎn)評:力的圖解法是解決動(dòng)態(tài)平衡類問題的常用分析方法。這種
方法的優(yōu)點(diǎn)是形象直觀。
[例5]如圖7所示整個(gè)裝置靜止時(shí),繩與豎直方向的夾角為30
°。AB連線與OB垂直。若使帶電小球A的電量加倍,帶電小球B重
新穩(wěn)定時(shí)繩的拉力多大?
【解析】小球/電量加倍后,球8仍受重力G、繩的拉力T、庫倫
力尸,但三力的方向已不再具有特殊的幾何關(guān)系。若用正交分解法,
設(shè)角度,列方程,很難有結(jié)果。此時(shí)應(yīng)改變思路,并比較兩個(gè)平衡狀
態(tài)之間有無必然聯(lián)系。于是變正交分解為力的合成,注意觀察,不難
發(fā)現(xiàn):AOB與FBT'圍成的三角形相似,則有:A0/G=0B/To說明系統(tǒng)
處于不同的平衡狀態(tài)時(shí),拉力7大小不變。由球力電量未加倍時(shí)這一
特殊狀態(tài)可以得到:戶6bos30°。球力電量加倍平衡后,繩的拉力仍
是6bos30°o
點(diǎn)評:相似三角形法是解平衡問題時(shí)常遇到的一種方法,解題的
關(guān)鍵是正確的受力分析,尋找力三角形和結(jié)構(gòu)三角形相似。
3.平衡問題中的極值分析
【例6】跨過定滑輪的輕繩兩端,分別系著物體力和物體8,物體
A放在傾角為。的斜面上(如圖1—4—3(甲)所示),已知物體A
的質(zhì)量為勿,物體力與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃(〃<tan&),滑輪的
摩擦不計(jì),要使物體/靜止在斜面上,求物體方的質(zhì)量的取值范圍。
解析:先選物體8為研究對象,它受到重力mg和拉力T的作用,
根據(jù)平衡條件有:
T=nhg①
再選物體力為研究對象,它受到重力儂、斜面支持力從輕繩拉
力7和斜面的摩擦力作用,假設(shè)物體力處于將要上滑的臨界狀態(tài),則
物體力受的靜摩擦力最大,且方向沿斜面向下,這時(shí)力的受力情況如
圖(乙)所示,根據(jù)平衡條件有:
N-mgcos0=0②
T-fr儂sin〃=0(3)
由摩擦力公式知:。=UN(4)
以上四式聯(lián)立解得偏二力(sin。+〃cos0)
再假設(shè)物體A處于將要下滑的臨界狀態(tài),則物體力受的靜摩擦力
最大,且方向沿斜面向上,根據(jù)平衡條件有:
/V■儂cos⑤
7+£-儂sin。=0(6)
由摩擦力公式知:fm=PN⑦
①⑤⑥⑦四式聯(lián)立解得以Lm(sin。-ucos夕)
綜上所述,物體B的質(zhì)量的取值范圍是:/〃(sin0-ucos族
W"(sin夕+"cos。)
【例7】用與豎直方向成。二30。斜向右上方,大小為6
的推力把一個(gè)重量為G的木塊壓在粗糙豎直墻上保持靜止。求墻對木
塊的正壓力大小/V和墻對木塊的摩擦力大小A
解:從分析木塊受力知,重力為G,豎直向下,推力尸與豎直成
30u斜向右上方,墻對木塊的彈力大小跟尸的水¥分力平衡,所以
滬"2,墻對木塊的摩擦力是靜摩擦力,其大小和方向由月的豎直分
力和重力大小的關(guān)系而決定:
當(dāng)I_____I時(shí),介0;當(dāng)I______I時(shí),_________I,方向豎直向下;當(dāng)
時(shí),,方向豎直向上。
點(diǎn)評:靜摩擦力是被動(dòng)力,其大小和方向均隨外力的改變而改變,
因此,在解決這類問題時(shí),思維要靈活,思考要全面。否則,很容易
造成漏解或錯(cuò)解。
4.整體法與隔離法的應(yīng)用
【例8】有一個(gè)直角支架/仍,力。水平放置,表面粗糙,如豎
直向下,表面光滑。力。上套有小環(huán)R仍上套有小環(huán)。,兩環(huán)質(zhì)量均
為例兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細(xì)繩相連,并在某一位置
平衡(如圖所示)?,F(xiàn)將產(chǎn)環(huán)向左移一小段距離,兩環(huán)再次達(dá)到平衡,
那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較,力。桿對尸環(huán)的支
持力A和摩擦力F的變化情況是
A.尺不變,F(xiàn)變大B.K不變,F(xiàn)變小C.K變大,
f變大D.A變大,F(xiàn)變小
解:以兩環(huán)和細(xì)繩整體為對象求尺,可知豎直方向上始終二力平
衡,區(qū)二2儂不變;以。環(huán)為對象,在重力、細(xì)繩拉力廠和08壓力N
作用下平衡,設(shè)細(xì)繩和豎直方向的夾角為。,則P環(huán)向左移的過程中
。將減小,/儂tan。也將減小。再以整體為對象,水平方向只有仍
對0的壓力N和如對P環(huán)的摩擦力F作用,因此企及也減小。答
案選B。
點(diǎn)評:正確選取研究對象,可以使復(fù)雜的問題簡單化,整體法是
力學(xué)中經(jīng)常用到的一種方法。
【例9】如圖1所示,甲、乙兩個(gè)帶電小球的質(zhì)量均為勿,所帶電
量分別為q和F,兩球間用絕緣細(xì)線連接,甲球又用絕緣細(xì)線懸拄在
天花板上,在兩球所在的空間有方向向左的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為反
平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊.
(1)平衡時(shí)可能位置是圖1中的()
(2)1、2兩根絕緣細(xì)線的拉力大小分別為()
A.B.
C.D.
解析:(1)若完全用隔離法分析,那么很難通過對甲球的分析來
確定上邊細(xì)繩的位置,好像A、B、C都是可能的,只有D不可能.用
整體法分析,把兩個(gè)小球看作一個(gè)整體,此整體受到的外力為豎直向
下的重力2儂,水平向左的電場力皿(甲受到的)、水平向右的電場
力皿(乙受到的)和上邊細(xì)繩的拉力;兩電場力相互抵消,則繩1
的拉力一定與重力(2儂)等大反向,即繩1一定豎直,顯然只有A、
D可能對.
再用隔離法,分析乙球受力的情況.乙球受到向下的重力儂,水
平向右的電場力繩2的拉力£,甲對乙的吸引力尸引.要使得乙
球平衡,繩2必須傾斜,如圖2所示.故應(yīng)選A.
(2)由上面用整體法的分析,繩1對甲的拉力FL2儂.由乙球的
受力圖可知
因此有應(yīng)選D
點(diǎn)評:若研究對象由多個(gè)物體組成,首先考慮運(yùn)用整體法,這樣
受力情況比較簡單,在本題中,馬上可以判斷繩子1是豎直的;但整
體法并不能求出系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力,故此時(shí)需要使用隔離
法,所以整體法和隔離法常常交替使用.
5,“穩(wěn)態(tài)速度”類問題中的平衡
【例10】(2003年江蘇)當(dāng)物體從高空下落時(shí),空氣阻力隨速度
的增大而增大,因此經(jīng)過一段距離后將勻速下落,這個(gè)速度稱為此物
體下落的穩(wěn)態(tài)速度。已知球形物體速度不大時(shí)所受的空氣阻力正比于
速度%且正比于球半徑八即阻力代行修女是比例系數(shù)。對于常溫
42
下的空氣,比例系數(shù)04義10Ns/mo已知水的密度IIkg/m。
重力加速度為求半徑2-0.10mm的球形雨滴在無風(fēng)情況下
的穩(wěn)態(tài)速度。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析:雨滴下落時(shí)受兩個(gè)力作用:重力,方向向下;空氣阻力,
方向向上。當(dāng)雨滴達(dá)到穩(wěn)態(tài)速度后,加速度為0,二力平衡,用力表
示雨滴質(zhì)量,有mg-kr懺3________I,求得I__________Lv=l.2m/s<>
點(diǎn)評:此題的關(guān)鍵就是雨滴達(dá)到“穩(wěn)態(tài)速度”時(shí),處于平衡狀態(tài)。
找到此條件,題目就可以迎刃而解了。
6.繩中張力問題的求解
【例11】重G的均勻繩兩端懸于水平天花板上的A,8兩點(diǎn)。靜
止時(shí)繩兩端的切線方向與天花板成。角。求繩的力端所受拉力£和繩
中點(diǎn)。處的張力
解:以4。段繩為研究
對象,根據(jù)判定定理,雖然力。所受的三個(gè)力分別作用在不同的點(diǎn)(如
圖中的4C、P點(diǎn)),但它們必為共點(diǎn)力。設(shè)它們延長線的交點(diǎn)為0,
用平行四邊形定則作圖可得:
附:
知識(shí)點(diǎn)梳理
閱讀課本理解和完善下列知識(shí)要點(diǎn)
1.共點(diǎn)力
物體同時(shí)受幾個(gè)力的作用,如果這幾個(gè)力都作用于物體
的或者它們的作用線交于,這
幾個(gè)力叫共點(diǎn)力。
2.平衡狀態(tài):
一個(gè)物體在共點(diǎn)力作用下,如果保
持或運(yùn)動(dòng),則該物體處
于平衡狀態(tài).
3.平衡條件:
物體所受合外力.其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:F合
=或£合=8合=,其中月臺(tái)為物體
在x軸方向上所受的合外力,后合為物體在p軸方向上所受的合外力.
4.力的平衡:
作用在物體上的幾個(gè)力的合力為零,這種情形叫
做。
若物體受到兩個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài),則這兩個(gè)
力?
若物體受到三個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài),則其中任意兩個(gè)力的合
力與第三個(gè)力.
針對訓(xùn)練
1.把重20N的物體放在傾角為30。的粗糙斜面上,物體右端與
固定在斜面上的輕彈簧相連接,如圖所示,若物體與斜面間的最大靜
摩擦力為12N,則彈簧的彈力為()
.可以是22N,方向沿斜面向上
B.可以是2N.方向沿斜面向上
C.可以是2N,方向沿斜面向下
D.可能為零
2兩個(gè)物體A和B,質(zhì)量分別為M和m,用跨過定滑輪的輕繩相連,
A靜止于水平地面上,如圖所示,不計(jì)摩擦力,A對繩的作用力的大
小與地面對A的作用力的大小分別為()
mg,(M一而g
C.(/(/—〃)g,Mg
時(shí)物體m處于靜止
狀態(tài),當(dāng)傾角。再增大一些,物體m仍然靜止(繩子質(zhì)量、滑輪摩擦
不計(jì))下列說法正確的是()
A.繩子受的拉力增大
B.物林m對斜面的正壓力減小
C.物體m受到的靜摩擦力可能增大
D.物體m受到的靜摩擦力可能減小
4.如圖所示,兩光滑硬桿AOB成夕角,在兩桿上各套上輕環(huán)P、
Q,兩環(huán)用細(xì)繩相連,現(xiàn)月恒力F沿0B方向拉環(huán)Q,當(dāng)兩環(huán)穩(wěn)定時(shí)
細(xì)繩拉力為()
|A.Fsin0
B.Min0
C.Ros。
D.F/cosO
5.如圖所示,一個(gè)本塊力放在長木板8上,長木板方放在水平地
面上.在恒力產(chǎn)作用下,長木板6以速度。勻速運(yùn)動(dòng),水平彈簧秤的
示數(shù)為T.下列關(guān)于摩擦力的說法正確的是()
A.木塊力受到的滑動(dòng)摩擦力的大小等于7
B.木塊力受到的靜摩擦力的大小等于7
C.若長木板方以2P的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),木塊力受到的摩擦力大
小等于27
D.若用2歹的力作用在長木板上,木塊力受到的摩擦力的大小等
于T
I_______16.如圖所示,玻璃管內(nèi)活塞刀下方封閉著空氣,尸上有
細(xì)線系住,線上端懸于。點(diǎn),尸的上方有高h(yuǎn)的水銀柱,如不計(jì)水銀、
活塞P與玻璃管的摩擦,大氣壓強(qiáng)為R保持不變,則當(dāng)氣體溫度升高
時(shí)(水銀不溢出)()
A.管內(nèi)空氣壓強(qiáng)恒為(R十Qg力)(,為水銀密度)
B.管內(nèi)空氣壓強(qiáng)將升高
C.細(xì)線上的拉力將減小
D.玻璃管位置降低
7.如圖(甲)所示,將一條輕而柔軟的細(xì)繩一端拴在天花板上的
1點(diǎn).另一端拴在豎直墻上的8點(diǎn),力和8到。點(diǎn)的距離相等,繩的
長度是0A的兩倍。圖(乙)所示為一質(zhì)量可忽略的動(dòng)滑輪K,滑輪
下懸掛一質(zhì)量為勿的重物,設(shè)摩擦力可忽略,現(xiàn)將動(dòng)滑輪和重物一起
掛到細(xì)繩上,在達(dá)到平衡時(shí),繩所受的拉力是多大?
8.長£的繩子,一端拴著半徑為人重為G的球,另一端固定在
傾角為。的光滑斜面的力點(diǎn)上,如圖所示,試求繩子中的張力
參考答案:
1.ABCD
2.A
3.BCD
4.B
5.AD
6.D
8._________
教學(xué)隨感
從學(xué)生反應(yīng)情況看,熟練應(yīng)用正交分解法、圖解法、合成與分
解法等常用方法解決平衡類問題是學(xué)生復(fù)習(xí)中遇到的最大困難,受力
分析也是學(xué)生的一大難題,在復(fù)習(xí)中應(yīng)該讓學(xué)生進(jìn)一步熟悉受力分析
的基本方法,培養(yǎng)學(xué)生處理力學(xué)問題的基本技能。
牛頓運(yùn)動(dòng)定律
知識(shí)網(wǎng)絡(luò):
單元切塊:
按照考綱的要求,本章內(nèi)容可以分成三部分,即:牛頓第一定律、
慣性、牛頓第三定律;牛頓第二定律;牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用。其中重
點(diǎn)是對牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解、熟練運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析解決動(dòng)力學(xué)
問題。難點(diǎn)是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問題。
牛頓第一定律慣性牛頓第三定律
教學(xué)目標(biāo):
1.理解牛頓第一定律、慣性;理解質(zhì)量是慣性大小的量度
2.理解牛頓第三定律,能夠區(qū)別一對作用力和一對平衡力
3.掌握應(yīng)用牛頓第一定律、第三定律分析問題的基本方法和基本
技能
教學(xué)重點(diǎn):理解牛頓第一定律、慣性概念
教學(xué)難點(diǎn):慣性
教學(xué)方法:講練結(jié)合,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)
教學(xué)過程:
一、牛頓第一定律
1.牛頓第一定律(慣性定律):一切物體總是保持勻速直線運(yùn)動(dòng)
狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
這個(gè)定律有兩層含義:
(1)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)是物體的固有屬性;物體的
運(yùn)動(dòng)不需要用力來維持。
(2)要使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即速度包括大小和方向)改變,必須施加
力的作用,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
點(diǎn)評:
①牛頓第一定律導(dǎo)出了力的概念
力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指物體的速度)又根
據(jù)加速度定義:
有速度變化就一定有加速度,所以可以說:力是使物體產(chǎn)
生加速度的原因。
(不能說“力是產(chǎn)生速度的原因”、“力是維持速度的原因”,
也不能說“力是改變加
速度的原因”。)
②牛頓第一定律導(dǎo)出了慣性的概念
一切物體都有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),這就是慣性。慣性反映
了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變
的難易程度(慣性大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易改變)。質(zhì)量是物體
慣性大小的量度。
③牛頓第一定律描述的是理想化狀態(tài)
牛頓第一定律描述的是物體在不受任何外力時(shí)的狀態(tài)。而不受外
力的物體是不存在
的。物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)別的,所以不能
把牛頓第一定律當(dāng)成
牛頓第二定律在后0時(shí)的特例。
2.慣性:物體保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。對
于慣性理解應(yīng)注意以下三點(diǎn):
(1)慣性是物體本身固有的屬性,跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),跟物
體的受力無關(guān),跟
物體所處的地理位置無關(guān)。
(2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度,質(zhì)量大則慣性大,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
難以改變。
(3)外力作用于物體上能使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,但不能認(rèn)為克
服了物體的慣性。
【例1】下列關(guān)于慣性的說法中正確的是
A.物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性
B.物體只有受外力作用時(shí)才有慣性
C.物體的運(yùn)動(dòng)速度大時(shí)慣性大
D.物體在任何情況下都有慣性
解析:慣性是物體的固有屬性,一切物體都具有慣性,與物體的
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力情況無關(guān),故只有D項(xiàng)正確。
點(diǎn)評:處理有關(guān)慣性問題,必須深刻理解慣性的物理意義,拋開
表面現(xiàn)象,抓住問題本質(zhì)。
【例2】關(guān)于牛頓第一定律的下列說法中,正確的是
A.牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律
B.牛頓第一定律說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
C.慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是相同的
D.物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持
解析:牛頓第一定律是物體在理想條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,反映的是
物體在不受力的情況下所遵循的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,而自然界中不受力的物體
是不存在的.故A是錯(cuò)誤的.慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一
種性質(zhì),慣性定律(即牛頓第一定律)則反映物體在一定條件下的運(yùn)動(dòng)
規(guī)律,顯然C不正確.由牛頓第一定律可知,物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來
維持,但要改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)則必須有力的作用,答案為B、D
[例3]在一艘勻速向北行駛的輪船甲板上,一運(yùn)動(dòng)員做立定跳
遠(yuǎn),若向各個(gè)方向都用相同的力,則()
A.向北跳最遠(yuǎn)
B.向南跳最遠(yuǎn)
C.向東向西跳一樣遠(yuǎn),但沒有向南跳遠(yuǎn)
D.無論向哪個(gè)方向都一樣遠(yuǎn)
解析:運(yùn)動(dòng)員起跳后,因慣性其水平方向還具有與船等值的速度,
所以無論向何方跳都一樣。因此應(yīng)選答案D。
點(diǎn)評:此題主要考查對慣性及慣性定律的理解,解答此題的關(guān)鍵
是理解運(yùn)動(dòng)員起跳過程中,水平方向若不受外力作用將保持原有勻速
運(yùn)動(dòng)的慣性,從而選出正確答案
[例4]某人用力推原來靜止在水平面上的小車,使小車開始運(yùn)
動(dòng),此后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),可見
()
A.力是使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因
B.力是維持物體運(yùn)動(dòng)速度的原因
C.力是使物體速度發(fā)生改變的原因
D.力是使物體慣性改變的原因
解析:由牛頓第一定律的內(nèi)容可知,一切物體總保持勻速直線運(yùn)
動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止,說明一旦
物體具有某一速度,只要沒有加速或減速的原因,這個(gè)速度將保持不
變,根據(jù)這種觀點(diǎn)看來,力不是維持物體的運(yùn)動(dòng)即維持物體速度的原
因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)即改變物體速度的原因,故選項(xiàng)C正確。
【例5】如圖中的甲圖所示,重球系于線〃。下端,
重球下再系一根同樣的線物,下面說法中正確的是()
A.在線的力端慢慢增加拉力,結(jié)果切線拉斷
B.在線的力端慢慢增加拉力,結(jié)果四線拉斷
C.在線的力端突然猛力一拉,結(jié)果四線拉斷
D.在線的力端突然猛力一拉,結(jié)果切線拉斷
解析:如圖乙,在線的A端慢慢增加拉力,使得重球有足夠的時(shí)
間發(fā)生向下的微小位移,以至拉力/逐漸增大,這個(gè)過程進(jìn)行得如此
緩慢可以認(rèn)為重球始終處于受力平衡狀態(tài),即石=7+勿g,隨著人
增大,石也增大,且總是上端繩先達(dá)到極限程度,故CD繩被拉斷,A
正確。若在A端突然猛力一拉,因?yàn)橹厍蛸|(zhì)量很大,力的作用時(shí)間又
極短,故重球向下的位移極小,以至于上端繩未來得及發(fā)生相應(yīng)的伸
長,7;已先達(dá)到極限強(qiáng)度,故AB繩先斷,選項(xiàng)C也正確。
二、牛頓第三定律
1.對牛頓第三定律理解應(yīng)注意:
(1)兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,
作用在一條上
(2)作用力與反作用力總是成對出現(xiàn).同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同
時(shí)消失
(3)作用力和反作用力在兩個(gè)不同的物體上,各產(chǎn)生其效果,永
遠(yuǎn)不會(huì)抵消
(4)作用力和反作用力是同一性質(zhì)的力
(5)物體間的相互作用力既可以是接觸力,也可以是“場”力
定律內(nèi)容可歸納為:同時(shí)、同性、異物、等值、反向、共線
2.區(qū)分一對作用力反作用力和一對平衡力
一對作用力反作用力和一對平衡力的共同點(diǎn)有:大小相等、方向
相反、作用在同一條直線上。不同點(diǎn)有:作用力反作用力作用在兩個(gè)
不同物體上,而平衡力作用在同一個(gè)物體上;作用力反作用力一定是
同種性質(zhì)的力,而平衡力可能是不同性質(zhì)的力;作用力反作用力一定
是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失的,而平衡力中的一個(gè)消失后,另一個(gè)可能仍然
存在。
一對作用力和一對平衡力
反作用力
作用對象兩個(gè)物體同一個(gè)物體
作用時(shí)間同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)不一定同時(shí)產(chǎn)生
消失或消失
力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的不一定是同性質(zhì)
力的力
力的大小關(guān)系大小相等大小相等
力的方向關(guān)系方向相反且共線方向相反且共線
3.一對作用力和反作用力的沖量和功
一對作用力和反作用力在同一個(gè)過程中(同一段時(shí)間或同一段位
移)的總沖量一定為零,但作的總功可能為零、可能為正、也可能為
負(fù)。這是因?yàn)樽饔昧头醋饔昧Φ淖饔脮r(shí)間一定是相同的,而位移大
小、方向都可能是不同的。
【例6]汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速行駛,根據(jù)牛頓
運(yùn)動(dòng)定律可知()
A.汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪嚴(yán)嚨牧?/p>
B.汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪嚴(yán)嚨牧?/p>
C.汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪囀艿降淖枇?/p>
D.汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪囀艿降淖枇?/p>
解析:汽車?yán)宪嚨牧εc拖車?yán)嚨牧κ且粚ψ饔昧头醋饔?/p>
力,根據(jù)牛頓第三定律得知,汽車?yán)宪嚨牧εc拖車?yán)嚨牧Ρ囟?/p>
是大小相等方向相反的,因而B正確,A錯(cuò)誤。由于題干中說明汽車
拉拖車在水平道路上沿直線加速行駛,故沿水平方向拖車只受到兩個(gè)
外力作用:汽車對它的拉力和地面對它的阻力。因而由牛頓第二定律
得知,汽車對它的拉力必大于地面對它的阻力。所以C對,D錯(cuò)。
[例7]甲、乙二人拔河,甲拉動(dòng)乙向左運(yùn)動(dòng),下面說法中正確
的是
A.做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),甲、乙二人對繩的拉力大小一定相等
B.不論做何種運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第三定律,甲、乙二人對繩的拉力
大小一定相等
C.繩的質(zhì)量可以忽略不計(jì)時(shí),甲乙二人對繩的拉力大小一定相等
D.繩的質(zhì)量不能忽略不計(jì)時(shí),甲對繩的拉力一定大于乙對繩的拉
力
解析:甲、乙兩人對繩的拉力都作用在繩上,即不是作用力和反
作用力.故B項(xiàng)錯(cuò)誤.
做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),繩子受力平衡,即甲、乙兩人對繩的拉力大小一
定相等,故A項(xiàng)正演.繩的質(zhì)量可以忽略不計(jì)時(shí),繩子所受合力
為零.故甲、乙二人對繩的拉力大小一定相等.故C項(xiàng)正確.
繩的質(zhì)量不能忽略不計(jì)時(shí),如果有加速度,當(dāng)加速度向右時(shí),乙
對繩的拉力大于甲對繩的拉力.故D項(xiàng)不正確.
故正確選項(xiàng)為AC。
【例8】物體靜止在斜面上,以下幾種分析中正確的是
A.物體受到的靜摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力
B.物體所受重力沿垂直于斜面的分力就是物體對斜面的壓力
C.物體所受重力的反作用力就是斜面對它的靜摩擦力和支持力這
兩個(gè)力的合力
D.物體受到的支持力的反作用力,就是物體對斜面的壓力
解析:物體受到的靜摩擦力的反作用力是物體對斜面的靜摩擦
力.故A錯(cuò)誤.
物體對斜面的壓力在數(shù)值上等于物體所受重力沿垂直于斜面的分
力.故B錯(cuò)誤.
物體所受的重力的反作用力是物體對地球的吸引力.故C錯(cuò)誤.
故正確選項(xiàng)為D。
【例9】人走路時(shí),人和地球間的作用力和反作用力的對數(shù)有
A.一對B.二對C.三
對D.四對
解析:人走路時(shí)受到三個(gè)力的作用即重力、地面的支持力和地面
對人的摩擦力,力的作用總是相互的,這三個(gè)力的反作用力分別是人
對地球的吸引作用,人對地面的壓力和人對地面的摩擦力,所以人走
路時(shí)與地球間有三對作用力和反作用力,選C.
【例10】物體靜止于水平桌面上,則
A.桌面對物體的支持力的大小等于物體的重力,這兩個(gè)力是一
物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對
作用力與反作用力
C.物體對桌面的壓力就是物體的重力,這兩個(gè)力是同一種性質(zhì)
的力
D.物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡的力
解析:物體和桌面受力情況如圖所示.
對A選項(xiàng),因物體處于平衡狀態(tài),且片與6作用于同一物體,
因此其和G是一對平衡力,故A正確.
對B選項(xiàng),因作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上,故B
錯(cuò).
對C選項(xiàng),因壓力是彈力,而彈力與重力是性質(zhì)不同的兩種力,
故C錯(cuò).
對D選項(xiàng),由于支持力和壓力是物體與桌面相互作用(擠壓)而產(chǎn)
生的,因此片與£一是一對作用力和反作用力,故D錯(cuò).
答案:A
點(diǎn)評:
(1)一對作用力和反作用力與一對平衡力的最直觀的區(qū)別就是:看作
用點(diǎn),二力平衡時(shí)此兩力作用點(diǎn)一定是同一物體;作用力和反作
用力的作用點(diǎn)一定是分別在兩個(gè)物體上.
(2)兩個(gè)力是否是“作用力和反作用力”的最直觀區(qū)別是:看它們
是否是因相互作用而產(chǎn)生的.如B選項(xiàng)中的重力和支持力,由于
重力不是因支持才產(chǎn)生的,因此,這一對力不是作用力和反作用
力.
三、針對訓(xùn)練
1.火車在長直水平軌道上勻速行駛,坐在門窗密閉的車廂內(nèi)的一
人將手中的鑰匙相對車豎直上拋,當(dāng)鑰匙(相對車)落下來時(shí)
()
A.落在手的后方B.落在在手的前方
C.落在手中D.無法確定
2.根據(jù)牛頓第一定律,我們可以得到如下的推論()
A.靜止的物體一定不受其它外力作用
B.慣性就是質(zhì)量,慣性是一種保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的特性
C.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變,必定受到外力的作用
D.力停止作用后,物體就慢慢停下來
3.關(guān)于物體的慣性,下列說法中正確的是()
A.只有處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體才具有慣性
B.只有運(yùn)動(dòng)的物體才能表現(xiàn)出它的慣性
C.物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),其慣性不斷變化
D.以上結(jié)論不正確
4.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)證明了()
A.要物體運(yùn)動(dòng)必須有力作用,沒有力作用物體將靜止
B.要物體靜止必須有力作用,沒有力作用物體就運(yùn)動(dòng)
C.物體不受外力作用時(shí),一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
D.物體不受外力作用時(shí),總保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)
5.關(guān)于慣性,下述哪些說法是正確的()
A.慣性除了跟物體質(zhì)量有關(guān)外,還跟物體速度有關(guān)
B.物體只有在不受外力作用的情況下才能表現(xiàn)出慣性
C.乒乓球可快速抽殺,是因?yàn)槠古仪虻膽T性小的緣故
D.戰(zhàn)斗機(jī)投人戰(zhàn)斗時(shí),必須丟掉副油箱,減小慣性以保證其運(yùn)動(dòng)
的靈活性
6.如圖所示,一個(gè)劈形物體材放在固定的粗糙的斜面上,上面成
水平.在水平面上放一光滑小球以,劈形物體從靜止開始釋放,則小
球在碰到斜面前的運(yùn)動(dòng)軌跡是()
A.沿斜面向下的直線
B.豎直向下的直線
C.無規(guī)則曲線
D.拋物線
7.關(guān)于作用力與反作用力以及相互平衡的兩個(gè)力的下列說法中,
正確的是()
A.作用力與反作用力一定是同一性質(zhì)的力
B.作用力與反作用力大小相等,方向相反
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