福建省屆高考物理二輪專題總復(fù)習(xí)專題相互作用ppt課件

1、專題一 相互作用一、力的合成與分解一、力的合成與分解 在舊考綱中本知識(shí)點(diǎn)為在舊考綱中本知識(shí)點(diǎn)為級(jí)要求，而在新考級(jí)要求，而在新考綱中將其提升為綱中將其提升為級(jí)要求，必需引起足夠的注級(jí)要求，必需引起足夠的注重重 本知識(shí)點(diǎn)主要要求掌握矢量的合成與分解的本知識(shí)點(diǎn)主要要求掌握矢量的合成與分解的方法，特別對(duì)于三力平衡問題，擅長(zhǎng)運(yùn)用二力合方法，特別對(duì)于三力平衡問題，擅長(zhǎng)運(yùn)用二力合成、正交分解，或轉(zhuǎn)化為矢量三角形等方法求成、正交分解，或轉(zhuǎn)化為矢量三角形等方法求解求解中應(yīng)留意多解、臨界值與最值問題解求解中應(yīng)留意多解、臨界值與最值問題 例例1：尤其是雪災(zāi)天氣容易呵斥輸電線被厚厚的冰層包裹，：尤其是雪災(zāi)天氣容易呵斥

2、輸電線被厚厚的冰層包裹，如圖如圖111(a)，使相鄰兩個(gè)鐵塔間的拉力大大添加，導(dǎo)，使相鄰兩個(gè)鐵塔間的拉力大大添加，導(dǎo)致鐵塔被拉倒、壓塌致鐵塔被拉倒、壓塌如圖如圖111(b)，電力設(shè)備被嚴(yán)重?fù)p，電力設(shè)備被嚴(yán)重?fù)p毀，給這些地方群眾的消費(fèi)生活呵斥了極大不便和宏大毀，給這些地方群眾的消費(fèi)生活呵斥了極大不便和宏大損失損失 圖111 當(dāng)假設(shè)干一樣鐵塔等高、等距時(shí)，可將之視為如圖111(c)所示的構(gòu)造模型知相鄰鐵塔間輸電線的長(zhǎng)度OA為L(zhǎng)，其單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為m0，輸電線頂端的切線與豎直方向成角知冰的密度為，設(shè)冰層均勻包裹在輸電線上，且冰層的橫截面為圓形，其半徑為R(輸電線的半徑可忽略) (1)每個(gè)鐵塔塔尖所受

3、的壓力將比原來增大多少？ (2)被冰層包裹后，輸電線在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)所受的拉力大小分別為多少？ 【解析】此題以日常生活問題為背景，經(jīng)過所提供的信息將實(shí)踐問題籠統(tǒng)為物理模型為解題的關(guān)鍵建立起物理模型后再運(yùn)用力的合成與分解法那么進(jìn)展求解 解：(1)輸電線冰層的體積 由對(duì)稱關(guān)系可知，塔尖所受壓力的添加值等于一根導(dǎo)線上冰層的重力，即 (2)輸電線與冰層的總質(zhì)量 輸電線受力如圖甲所示 2VR L冰2NV gR Lg冰20,Mm LR L 兩個(gè)F1的豎直分力與重力平衡，得：所以半根輸電線的受力如圖乙所示 的程度分力與 平衡，得：所以2102cosFm LgR Lg2012cosmRFLg1F2F21sin

4、FF202tan2mRFLg 此題的關(guān)鍵在于物理建模的過程，從實(shí)踐問題籠統(tǒng)出物理的理想化模型，進(jìn)展求解時(shí)有許多方法可選，如圖甲中，可對(duì)一切力正交分解，也可將Mg按效果分解，還可將兩個(gè) 進(jìn)展合成1F 小明想推進(jìn)家里的衣櫥，但使盡全力也推不動(dòng)，他便想了個(gè)妙招，如圖112所示，用A、B兩塊木板，搭成一個(gè)底角較小的人字形架，然后往中央一站，衣櫥通暢被推進(jìn)了！假設(shè)小明體重約40kg，墻角到衣櫥間間隔AB約2m，質(zhì)量可忽略的兩木板完全一樣，長(zhǎng)為1.05m，假設(shè)AB只與墻面和衣櫥壁接觸，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析木板對(duì)衣櫥會(huì)產(chǎn)生多大的力 圖112【解析】將小明的重力沿兩板方向分解，所得分力的大小就等于所求力的大小

5、如下圖，有：兩式聯(lián)立可得1cos1.05sin2AGG625NAG 二、物體的受力分析二、物體的受力分析 對(duì)物體進(jìn)展受力分析可以說是力學(xué)的基石，浸對(duì)物體進(jìn)展受力分析可以說是力學(xué)的基石，浸透了幾乎一切的力學(xué)問題分析物體受力時(shí)應(yīng)留意透了幾乎一切的力學(xué)問題分析物體受力時(shí)應(yīng)留意選取適當(dāng)?shù)难杏憣?duì)象，多物體時(shí)要靈敏選用整體法選取適當(dāng)?shù)难杏憣?duì)象，多物體時(shí)要靈敏選用整體法與隔離法分析時(shí)詰問施力者可防止多力先畫場(chǎng)與隔離法分析時(shí)詰問施力者可防止多力先畫場(chǎng)力和知力，再尋求接觸處受力可防止漏力，有些力力和知力，再尋求接觸處受力可防止漏力，有些力無法確定其有無時(shí)普通可用假設(shè)法再結(jié)合平衡條件無法確定其有無時(shí)普通可用假設(shè)法

6、再結(jié)合平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)展求解或牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)展求解 例例2 2：如圖：如圖113113所示，傾角為所示，傾角為 的斜面的斜面A A固定在程度面上木塊固定在程度面上木塊B B、C C的質(zhì)量分別為的質(zhì)量分別為M M、m m，一直，一直堅(jiān)持相對(duì)靜止，共同沿斜面下堅(jiān)持相對(duì)靜止，共同沿斜面下滑滑B B的上外表堅(jiān)持程度，的上外表堅(jiān)持程度，A A、B B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.(1).(1)當(dāng)當(dāng)B B、C C共同勻速下滑；共同勻速下滑；(2)(2)當(dāng)當(dāng)B B、C C共共同加速下滑時(shí)，分別求同加速下滑時(shí)，分別求B B、C C所所受的各力受的各力 圖113【解析】此題為力學(xué)中常見的斜面模型，因

7、物體所受的彈力與靜摩擦力均為因變力，必需由物體的運(yùn)動(dòng)特征來確定彈力與摩擦力的特征與有無 解：(1)勻速下滑時(shí) 先分析C受的力這時(shí)以C為研討對(duì)象，重力 ，B對(duì)C的彈力豎直向上，大小N1=mg，由于C在程度方向沒有加速度，所以B、C間無摩擦力，即 . 10f 1Gmg 再分析B受的力，在分析B與A間的彈力 和摩擦力 時(shí)，以BC整體為對(duì)象較好，如圖甲所示A對(duì)該整體的彈力和摩擦力就是A對(duì)B的彈力 和摩擦力 ，得到B受4個(gè)力作用：重力G2=Mg，C對(duì)B的壓力豎直向下，大小 A對(duì)B的彈力N2=(M+m)gcos ，A對(duì)B的摩擦力f2=(M+m)gsin . 1,Nmg甲甲2N2f2N2f (2) 加速下滑

8、時(shí) 由于B、C共同加速下滑，加速度一樣，所以先以B、C整體為對(duì)象求A對(duì)B的彈力N2、摩擦力f2，并求出a；再以C為對(duì)象求B、C間的彈力、摩擦力如圖乙所示，N2=(M+m)gcos ，f2=N2=(M+m)gcos沿斜面方向用牛頓第二定律：(M+m)gsin (M+m)gcos =(M+m)a可得：a=g(sin cos )乙乙 B、C間的彈力N1、摩擦力f1那么應(yīng)以受力較簡(jiǎn)單的C為對(duì)象求得 如圖丙，由于C所受合力沿斜面向下，而所受的3個(gè)力的 方 向 都 在 程 度 或 豎 直 方向這種情況下，比較簡(jiǎn)便的方法是以程度、豎直方向建立直角坐標(biāo)系，分解加速度a. 丙丙 分別沿程度、豎直方向用牛頓第二定

9、律： f1=macos ， mgN1=masin ， 可得：f1=mg(sin cos )cos N1=mg(cos +sin )cos 由此題可以知道：靈敏地選取研討對(duì)象可以使問題簡(jiǎn)化；靈敏選定坐標(biāo)系的方向也可以使計(jì)算簡(jiǎn)化；在物體的受力圖的旁邊標(biāo)出物體的速度、加速度的方向，有助于確定摩擦力方向，也有助于用牛頓第二定律建立方程時(shí)保證使合力方向和加速度方向一樣 1F 一航天探測(cè)器完成對(duì)月球的探測(cè)義務(wù)后，在分開月球的過程中，由靜止開場(chǎng)沿著與月球外表成一傾斜角的直線飛行，先加速運(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)探測(cè)器經(jīng)過噴氣而獲得推進(jìn)力以下關(guān)于噴氣方向的描畫中正確的選項(xiàng)是( )A探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿直線向后噴氣B探測(cè)

10、器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣C探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣D探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不需求噴氣 C【解析】如下圖，探測(cè)器沿直線加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力F合方向與運(yùn)動(dòng)方向一樣，而重力方向豎直向下，由平行四邊形定那么知推力方向必需斜向上方，因 此 噴 氣 方 向 斜 向 下方勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力為零，因此推力方向必需豎直向上，噴氣方向豎直向下選C. 三、共點(diǎn)力的平衡三、共點(diǎn)力的平衡 此類問題往往結(jié)合受力分析、力的合成與分解共此類問題往往結(jié)合受力分析、力的合成與分解共同調(diào)查，常涉及動(dòng)態(tài)平衡、臨界、極值等問題，處置同調(diào)查，常涉及動(dòng)態(tài)平衡、臨界、極值等問題，處置時(shí)靈敏選用整體法、隔離法、圖解法、正交分解法、時(shí)靈敏

11、選用整體法、隔離法、圖解法、正交分解法、類似形法等多種方法處理類似形法等多種方法處理 例例3：(2021浙江卷浙江卷)如圖如圖114所示，一矩形輕質(zhì)柔軟反所示，一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過射膜可繞過O點(diǎn)垂直紙面的程度軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其在紙面上的點(diǎn)垂直紙面的程度軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其在紙面上的長(zhǎng)度長(zhǎng)度OA為為L(zhǎng)1，垂直紙面的寬度為，垂直紙面的寬度為L(zhǎng)2.在膜的下端在膜的下端(圖中圖中A處處)掛有一平行于轉(zhuǎn)軸，質(zhì)量為掛有一平行于轉(zhuǎn)軸，質(zhì)量為m，長(zhǎng)為，長(zhǎng)為L(zhǎng)2的導(dǎo)體棒使膜的導(dǎo)體棒使膜繃緊成平面在膜下方程度放置一足夠大的太陽能光電繃緊成平面在膜下方程度放置一足夠大的太陽能光電池板，能接納到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的一切光能

12、，池板，能接納到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的一切光能，并將光能轉(zhuǎn)化成電能光電池板可等效為一個(gè)電池，輸并將光能轉(zhuǎn)化成電能光電池板可等效為一個(gè)電池，輸出電壓恒定為出電壓恒定為U；輸出電流正比于光電池板接納到的光；輸出電流正比于光電池板接納到的光能能(設(shè)垂直于入射光單位面積上的光功率堅(jiān)持恒定設(shè)垂直于入射光單位面積上的光功率堅(jiān)持恒定)導(dǎo)導(dǎo)體棒處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)體棒處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，并與光電池構(gòu)中，并與光電池構(gòu)成回路，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流垂直紙面向外成回路，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流垂直紙面向外(注：光電池與注：光電池與導(dǎo)體棒直接相連，銜接導(dǎo)線未畫出導(dǎo)體棒直接相連，銜接導(dǎo)線未畫出) 圖114 (1

13、)現(xiàn)有一束平行光程度入射，當(dāng)反射膜與豎直方向成 =60時(shí)，導(dǎo)體棒處于受力平衡形狀，求此時(shí)電流強(qiáng)度的大小和光電池的輸出功率 (2)當(dāng) 變成45時(shí)，經(jīng)過調(diào)整電路使導(dǎo)體棒堅(jiān)持平衡，光電池除維持導(dǎo)體棒力學(xué)平衡外，還能輸出多少額外電功率？ 【解析】此題為力電光綜合題，具有較強(qiáng)綜合性，但各部分知識(shí)本身單獨(dú)出題時(shí)并不是那么難，組合在一同仍可以各塊知識(shí)獨(dú)立處理，再抓住它們間的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)處置 【解析】(1) 導(dǎo)體棒受力如圖，由平衡知識(shí)可得： 光電池輸出功率(即光電池板接納到的光能對(duì)應(yīng)的功率)為 222tantan3BILmgmgmgIBLBL故23mgUPIUBL【解析】 (2) 維持導(dǎo)體棒平衡需求的電流為 由于I

14、I而當(dāng) 變?yōu)?5光陰電池板因被照射面積增大使電池輸出的電流也增大，所以需求在導(dǎo)體棒兩端并聯(lián)一個(gè)電阻，標(biāo)題要求的就是這個(gè)電阻上的功率 22tan45mgmgIIBLBL 由并聯(lián)電路特點(diǎn)得：光電池提供的總電流 I總=I+I額外 光電池輸出功率為P=I總U(P為當(dāng) 變成45時(shí)，光電池板接納到的光能對(duì)應(yīng)的功率) 知垂直于入射光單位面積上的光功率堅(jiān)持恒定(設(shè)為P0) 由以下圖可知，P=P0 L1L2cos60P=P0 L1L2cos45知電池輸出電流正比于光電池板接納到的光能故光電池能提供的額外功率為：2cos601cos45262IPIPmgIIBL總總所以即：2( 61)mgUPIUBL額額 此題涉及知識(shí)綜合性較強(qiáng)，物理過程較復(fù)雜，關(guān)鍵在于理清各部分物理知識(shí)，弄清物理過程，得到安培力的大小這類標(biāo)題往往是重點(diǎn)調(diào)查電磁景象、電磁力確實(shí)定，而平衡條件的運(yùn)用是工具 1F (2021四川卷)(多項(xiàng)