2011高考物理專題復習課件大全：摩擦力,洛倫茲力和洛倫茲力作用下的圓周運動專題練習.ppt

摩擦力,要點疑點考點,課 前 熱 身,能力思維方法,延伸拓展,要點疑點考點,一、摩擦力,1產生條件 （1）接觸面粗糙；（2）兩物體直接接觸并相互擠壓（有彈力）；（3）物體間有相對運動或有相對運動的趨勢.,要點疑點考點,2摩擦力的方向 （1）滑動摩擦力總是阻礙物體的相對運動，故其方向與相對運動的方向相反. （2）靜摩擦力的方向是與物體相對運動趨勢的方向相反. 物體相對運動趨勢的方向通常可以用“假設法”來判斷.假設沒有摩擦力，看物體相對運動的方向如何，它就是相對運動趨勢的方向.如例題2.,要點疑點考點,3摩擦力的大小 （1）滑動摩擦力的大小可由公式f=fn來計算，式中fn是物體與接觸面間的壓力：是動摩擦因數(shù)，數(shù)值由材料和接觸面的情況來決定. 【注意】上式中的fn要根據(jù)具體情況來確定，有些同學會習慣地把水平面上物體受摩擦力寫成mg，把斜面上的物體受的摩擦力寫成mgcos,這是造成錯誤的常見原因. （2）靜摩擦力的大小一般可由平衡條件或牛頓定律求解，其大小介于0到最大靜摩擦力fm之間.,要點疑點考點,二、受力分析,1.受力分析的一般步驟： （1）首先要明確研究對象（特別是對有多個物體組成的系統(tǒng)，正確選擇研究對象往往起著決定作用）.,要點疑點考點,（2）按照一定順序進行受力分析.一般可先分析場力，如重力、電場力、磁場力等；然后分析接觸力，分析接觸力時，要先分析彈力，在有彈力的接觸面上，再判斷是否存在摩擦力.在受力分析的過程中，要邊分析邊畫受力圖（養(yǎng)成畫受力圖的好習慣）.,要點疑點考點,（3）受力分析完后，應仔細檢查分析結果與物體所處狀態(tài)是否相符. 另外，檢查時要能找出每個力的施力物體，這樣做看似費時，但只要能養(yǎng)成好習慣，分析受力時，就會自覺地運用了.,要點疑點考點,2.受力分析時應注意： （1）不要把研究對象的受力與其他物體的受力混淆. （2）對物體所受的力，必須明確它的來源，不可無中生有. （3）“向心力”、“回復力”等效果力，并不是物體實際受到的力，分析受力時應注意.,課 前 熱 身,1.判斷圖1-2-1各物體受到的摩擦力的方向,課 前 熱 身,2.下列說法正確的是(d) a.摩擦力總阻礙物體的運動. b.摩擦力的方向總是與物體運動方向相反. c.靜摩擦力只能發(fā)生在靜止的物體之間 d.摩擦力的方向與物體運動方向有時是一致的,能力思維方法,【例1】如圖1-2-2所示，一木塊放在水平面上，在水平方向共受到三個力即f1、f2和摩擦力作用，木塊處于靜止狀態(tài)，其中f1=10n、f2=2n.若撤去力f1，則木塊在水平方向受到的合力為（d） a.10n，方向向左 b.6n，方向向右 c.2n，方向向左 d.0,能力思維方法,【解析】本題中最大靜摩擦力是不變的，靜摩擦力可變.f1、f2同時作用在物體上時，根據(jù)平衡條件知靜摩擦力f=f1-f2=8n，方向向左，物體靜止說明最大靜摩擦力fm8n；若撤去f1，只有f2作用在物體上，f2=2n8n，物體不會被推動，此時靜摩擦力應變?yōu)榇笮〉扔趂2的大小，方向與f2方向相反，故物體所受合外力為0，答案選d.,能力思維方法,【例2】如圖1-2-3所示，c是水平地面，a、b是兩個長方形物塊，f是作用在物塊b上沿水平方向的力，物體a和b以相同的速度做勻速直線運動，由此可知，a、b間的動摩擦因數(shù)1和b、c間的動摩擦因數(shù)2有可能是（bd） a.1 =0, 2 =0 b.1 =0, 2 0 c.1 0,2 =0 d.1 0,2 0,能力思維方法,【解析】由于a、b共同向右勻速運動，可把a、b看作一個整體.在水平方向上，整體受合外力為0，則除f以外，c（地面）對b應有一水平向左的摩擦力，即b、c之間存在摩擦力，故2一定不為0.而物塊a在水平方向上不受任何外力作用.即a、b之間沒有摩擦力，則1可以為0，也可以不為0.故答案選b、d.,能力思維方法,【解題回顧】本題的關鍵在于弄清a、b及b、c之間是否存在摩擦力，而a、b之間是否存在摩擦力是不少同學拿不準的，這也是導致錯誤的主要原因.對于a、b之間是否存在摩擦力，我們可以采用假設法.若設b對a有向右的摩擦力，則a在水平方向必有加速度，這與題設矛盾，故得a、b之間無摩擦力作用.“假設法”是分析物體受力時常用的方法，請同學們注意多體會.,能力思維方法,【例3】用水平力f將木塊壓在豎直墻上，如圖1-2-4，已知木塊重g=6n，木塊與墻壁之間的動摩擦因數(shù)=0.25，問：（1）當f=25n時，木塊沒有動，木塊受到的摩擦力為多大？（2）當f=10n時，木塊沿墻面下滑，此時木塊受到的摩擦力為多大？（3）當f=6n時，木塊受到的摩擦力又為多大？,能力思維方法,【解析】（1）木塊沒動，受到的是靜摩擦力.分析木塊受力，豎直方向上受重力和豎直墻壁的摩擦力，由平衡條件可得f1=g=6n，方向豎直向上. （2）當f=10n，木塊沿墻面下滑，木塊受到的是滑動摩擦力，大小應由f=n求解.木塊在水平方向上受水平力f和墻對它的支持力fn，fn=f，故f2= f=2.5n. （3）當f=6n時，與第（2）問情況相似，可得f3= f =1.5n.,能力思維方法,【解題回顧】在求解摩擦力時，應首先弄清楚物體受到的是滑動摩擦力還是靜摩擦力.對于靜摩擦力，一般應從平衡條件或牛頓定律求解；而滑動摩擦力，則要先求出物體接觸面間的正壓力fn，然后再由f=fn求出.,能力思維方法,【例4】如圖1-2-5所示，質量為m1的木塊在質量為m2的長木板上向右滑行，木塊同時受到向右的拉力f的作用，長木板處于靜止狀態(tài)，已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為2，則(ad),能力思維方法,a.木板受到地面的摩擦力的大小一定是1m1g b.木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(m1+m2)g c.當f 2(m1+m2)g時，木板便會開始運動 d.無論怎樣改變f的大小，木板都不可能運動,能力思維方法,【解析】因木板與地面保持相對靜止，故m2受到的摩擦力是靜摩擦力.分析m2的受力，豎直方向上，受到重力、m1的壓力、地面的支持力，而水平方向上，受到m1對它的摩擦力和地面對它的摩擦力，木板在水平方向上處于平衡狀態(tài)，地面對它的摩擦力大小與m1對它的摩擦力大小相等，要求地面對它的摩擦力，只要求出m1對它的摩擦力即可.分析m1的受力，豎直方向上，受重力、支持力，水平方向上受拉力f和m2對它的摩擦力，因m1在m2上滑動，它受的滑動摩擦力f1=m1g，故木板受地面的摩擦力大小f2=m1g. 由以上分析可見，地面對木板的摩擦力大小與f的大小及m1的運動速度無關，故無論怎樣改變f的大小，木板都不會運動.答案選a、d.,延伸拓展,【例5】如圖1-2-6所示，光滑斜面上有兩個疊放在一起的物體a、b，a跟光滑豎直墻壁接觸，b跟墻壁不接觸，兩物體均處于靜止狀態(tài)，試畫出a、b兩物體的受力圖.,延伸拓展,【解析】分析a的受力，重力ga、b對a的支持力fba，墻壁對a的彈力fa（水平向右）這三個力可以確定，但b對a是否還有摩擦力呢？僅從a的已知受力及狀態(tài)顯然無法確定.再分析b的受力，重力gb、a對b的壓力fab、斜面的支持力fb，若b只受此三個力的作用，不可能靜止，b有沿斜面下滑趨勢，故b還受到a的靜摩擦力fab，其受力如圖1-2-8所示，由此可知a也要受到b對它的靜摩擦力fba，a的受力如圖1-2-7所示.,延伸拓展,延伸拓展,【解題回顧】分析多個物體組成的系統(tǒng)中物體受力時，往往需要借助于系統(tǒng)中別的物體受力，才能全面分析，本例中a物體受力就要通過b的受力才能確定是否受b對它的摩擦力.,延伸拓展,【例6】如圖1-2-9所示，物體a、b的質量為ma=mb=6kg，a和b、b與水平桌面間的動摩擦因數(shù)都等于0.3，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.當用水平力f=30n向右拉輕滑輪時，b對a的摩擦力和桌面對b的摩擦力為多大？g=10m/s2.,延伸拓展,【解析】本題應先判斷a、b處于何種狀態(tài)，f=30n，滑輪為輕質滑輪，則細繩對a及b向右的拉力大小均為15n.a與b之間最大靜摩擦力fma=mag=18n15n，故a與b應保持相對靜止.b與桌面間的最大摩擦力fmb= (ma+mb)g=36n30n，則ab相對桌面也靜止，故不難求出b對a摩擦力大小為15n，桌面對b的摩擦力大小為30n.,要點疑點考點,能力思維方法,洛倫茲力作用下的圓周運動專題練習,要點疑點考點,本專題的基本知識和基本方法已在前面內容中有較詳細的介紹，這里不再作過多的綴述，只是簡單的強調一下，主要目的是通過大量的練習和訓練，加強熟練度，得以提高學生的能力. 因為洛倫茲力f始終與速度v垂直，即f只改變速度方向而不改變速度的大小，所以運動電荷垂直磁感線進入勻強磁場且僅受洛倫茲力作用時，一定做勻速圓周運動，該類問題大致可分兩種：一、完整的圓周運動；二、一段圓弧運動，即不完整的圓周運動；,要點疑點考點,無論何種問題，其重點均在圓心、半徑的確定上，而絕大多數(shù)的問題不是一個循環(huán)就能夠得出結果的，需要有一個從定性到定量的過程.具體的解題思路再重復一篇： (1)用幾何知識確定圓心并求半徑； 因為f方向指向圓心，根據(jù)f一定垂直v，畫出粒子運動軌跡中任意兩點(大多是射入點和出射點)的f或半徑方向，其延長線的交點即為圓心，再用幾何知識(三角函數(shù)、勾股定理等)求其半徑.,要點疑點考點,(2)確定軌跡所對應的圓心角，求運動時間；先利用圓心角與弦切角的關系，或者是四邊形內角和等于360(或2)計算出圓心角的大小，再由公式t=t/3600(或t /2)可求出運動時間. 準確點來講，該內容的可演繹性、復雜性、難度均不是太大的，可以這樣認為，這部分題目的解題方法和思路是簡單的、清晰的，對學生來說就是一個熟練程度的問題.,能力思維方法,【例1】如圖11-4-1所示，一束電子以速度v垂直射入磁感應強度為b、寬度為d的勻強磁場中，穿透磁場時速度方向與電 子原來入射方向的夾角為 30，則電子的質量是 2bde/v；穿過磁場的時 間是d/3v.,能力思維方法,【解析】電子在磁場中運動，只受洛倫茲力作用，故其軌跡是圓弧的一部分，又因為f垂直v，故圓心在電子穿入和穿出磁場時受到洛倫茲力指向的交點，如圖所示的o點，由幾何知識知，ab間圓心角=300，ob為半徑. 所以得：r=d/sin30=2d,又由r=mv/be得m=2dbe/v; 又因為ab圓心角是30，所以穿越時間t=t/12,故t=1/122m/be= d/ 3v.,能力思維方法,【解題回顧】本題的難點并非圓周運動 的半徑和周期是如何求解的，而是如何確 定帶電粒子的運動軌跡，反而數(shù)學知識的 運用顯得尤為突出.,能力思維方法,【例2】長為l的水平板間，有垂直紙面向內的勻強磁場，如圖11-4-2所示，磁感應強度為b，板間距離也為l，板不帶電，現(xiàn)有質量為m，電量為q的帶正電粒子(不計重力)， 從左邊極板間中點處垂 直磁感線以速度v水平 射入磁場，欲使粒子不 打在極板上，可采用的 辦法是：(ab),能力思維方法,a.使粒子的速度vbql/4m； b.使粒子的速度v5bql/4m； c.使粒子的速度vbqlm； d.使粒子的速度bql/4mv5bql/4m；,能力思維方法,【解析】由左手定則判定粒子在磁場中向上偏，而做勻速圓周運動.很明顯，圓周運動的半徑越大越能夠滿足要求，反之半徑很小也可滿足要求，而現(xiàn)有問題是定性的知道了這兩種極值狀態(tài)，剩下的就是幾何知識的運用. 從右邊穿出，圓心在o點，有r21=l2+(r1-l/2)2；可得r1=5l/4，即mv/bq5l/4，v5bql/4m. 從左邊穿出，圓心在o點，有：r2=l/4;可得mv/bql/4，有vbql/4m,能力思維方法,【延伸】兩極板m、n相距為d，板長為5d，兩板未帶電，板間有垂直于紙面的勻強磁場，如圖11-4-3所示，一大群電子沿平行于板的方向從各個位置以速度v射入板間，為了使電子都不從板間穿出，磁感應強度b的范圍是什么(電子電量為e、質量為m)?,能力思維方法,【答案】bed/2mv3bed/m.,圖11-4-3,要點疑點考點,能力思維方法,洛倫茲力作用下的圓周運動專題練習,要點疑點考點,本專題的基本知識和基本方法已在前面內容中有較詳細的介紹，這里不再作過多的綴述，只是簡單的強調一下，主要目的是通過大量的練習和訓練，加強熟練度，得以提高學生的能力. 因為洛倫茲力f始終與速度v垂直，即f只改變速度方向而不改變速度的大小，所以運動電荷垂直磁感線進入勻強磁場且僅受洛倫茲力作用時，一定做勻速圓周運動，該類問題大致可分兩種：一、完整的圓周運動；二、一段圓弧運動，即不完整的圓周運動；,要點疑點考點,無論何種問題，其重點均在圓心、半徑的確定上，而絕大多數(shù)的問題不是一個循環(huán)就能夠得出結果的，需要有一個從定性到定量的過程.具體的解題思路再重復一篇： (1)用幾何知識確定圓心并求半徑； 因為f方向指向圓心，根據(jù)f一定垂直v，畫出粒子運動軌跡中任意兩點(大多是射入點和出射點)的f或半徑方向，其延長線的交點即為圓心，再用幾何知識(三角函數(shù)、勾股定理等)求其半徑.,要點疑點考點,(2)確定軌跡所對應的圓心角，求運動時間；先利用圓心角與弦切角的關系，或者是四邊形內角和等于360(或2)計算出圓心角的大小，再由公式t=t/3600(或t /2)可求出運動時間. 準確點來講，該內容的可演繹性、復雜性、難度均不是太大的，可以這樣認為，這部分題目的解題方法和思路是簡單的、清晰的，對學生來說就是一個熟練程度的問題.,能力思維方法,【例1】如圖11-4-1所示，一束電子以速度v垂直射入磁感應強度為b、寬度為d的勻強磁場中，穿透磁場時速度方向與電 子原來入射方向的夾角為 30，則電子的質量是 2bde/v；穿過磁場的時 間是d/3v.,能力思維方法,【解析】電子在磁場中運動，只受洛倫茲力作用，故其軌跡是圓弧的一部分，又因為f垂直v，故圓心在電子穿入和穿出磁場時受到洛倫茲力指向的交點，如圖所示的o點，由幾何知識知，ab間圓心角=300，ob為半徑. 所以得：r=d/sin30=2d,又由r=mv/be得m=2dbe/v; 又因為ab圓心角是30，所以穿越時間t=t/12,故t=1/122m/be= d/ 3v.,能力思維方法,【解