2023年新教材高中物理第3章相互作用-力本章小結(jié)課件新人教版必修第一冊(cè)

第三章相互作用——力本章小結(jié)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)歸納專題小結(jié)摩擦力是高中物理學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)，也是歷屆高考考查的熱點(diǎn)．由于摩擦力存在條件的復(fù)雜性、方向的隱蔽性、兩類摩擦力大小計(jì)算的差異性和靜摩擦力大小的多變性，使摩擦力的分析成為對(duì)物體進(jìn)行受力分析中最棘手的問(wèn)題之一．專題1摩擦力問(wèn)題的解題思路1．摩擦力問(wèn)題的分析思路．(1)假設(shè)法判斷是否存在摩擦力．假設(shè)接觸面間光滑，即不存在摩擦，通過(guò)推理分析得出某種結(jié)論，再與實(shí)際物理情境比較是否符合，進(jìn)而確定摩擦力．(2)正確理解運(yùn)動(dòng)、靜止與相對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)靜止的概念，區(qū)分兩類摩擦力．應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)“相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)靜止”是針對(duì)與研究對(duì)象接觸的物體而言的．2．正確分析、計(jì)算兩類摩擦力的方向和大?。?1)滑動(dòng)摩擦力方向的判斷．滑動(dòng)摩擦力的方向總是與物體“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的方向相反．所謂相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，即是把與研究對(duì)象接觸的物體作為參照物，研究對(duì)象相對(duì)該物體運(yùn)動(dòng)的方向．當(dāng)研究對(duì)象參與幾種運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)是相對(duì)接觸物體的合運(yùn)動(dòng)方向．(2)弄清滑動(dòng)摩擦力大小的有關(guān)因素．①當(dāng)物體間存在滑動(dòng)摩擦力時(shí)，其大小可由公式Ff＝μFN計(jì)算，由此可看出它只與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ及正壓力FN有關(guān)，而與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度大小、接觸面積的大小無(wú)關(guān)．②物體之間有幾個(gè)接觸面，就可能有幾個(gè)摩擦力，注意分析接觸面?zhèn)€數(shù)及各接觸面的正壓力．(3)靜摩擦力方向的判斷方法．靜摩擦力方向總是跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，跟物體的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)．因此，判斷靜摩擦力方向的關(guān)鍵是弄清“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向”．(4)靜摩擦力大小的計(jì)算方法．正壓力是靜摩擦力產(chǎn)生的條件之一，但靜摩擦力的大小與正壓力無(wú)關(guān)(最大靜摩擦力除外)．當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，靜摩擦力的大小由平衡條件F合＝0來(lái)求；而物體處于非平衡態(tài)的某些靜摩擦力的大小應(yīng)由牛頓第二定律(后續(xù)學(xué)習(xí))來(lái)求解．例1如圖所示，質(zhì)量分別為m、M的A、B兩物體在水平力作用下共同向右運(yùn)動(dòng)．x-t圖像如圖所示，若已知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，求：(1)A與B之間的摩擦力F1.(2)B受到地面的摩擦力F2(重力加速度為g)．解析：由A、B共同運(yùn)動(dòng)的x-t圖像知A、B兩物體共同做勻速運(yùn)動(dòng)，(1)隔離A，由二力平衡知A受到的摩擦力為零．(2)選A、B整體為研究對(duì)象，則F2＝μ2(M＋m)g，方向水平向左．答案：(1)0

(2)μ2(M＋m)g，方向水平向左例2用長(zhǎng)15cm的彈簧豎直吊起一個(gè)木塊，穩(wěn)定后彈簧長(zhǎng)為23cm，用這個(gè)彈簧在水平桌面上水平勻速拉動(dòng)該木塊，如圖所示，彈簧長(zhǎng)度為17cm，求木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．答案：0.25物體之所以處于不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是由于它的受力情況不同．要研究物體的運(yùn)動(dòng)，必須分析物體的受力情況．正確分析物體的受力情況，是研究力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵，也是同學(xué)們必須掌握的基本功．(1)確定研究對(duì)象，并把受力物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)．(2)先分析物體所受的重力，然后依次分析各接觸面上的彈力，再分析存在彈力的各接觸面上的摩擦力．(3)最后分析其他力的情況．(4)檢查所畫(huà)的受力圖，既不能多力，也不能漏力．專題2物體的受力分析例3如圖甲所示，重力為G的長(zhǎng)木板AB，A端靠在光滑墻壁上，AB上放置一木塊m，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，請(qǐng)畫(huà)出木板AB的受力圖．解析：(1)明確研究對(duì)象是木板AB，把木板AB從圖中隔離出來(lái)，單獨(dú)畫(huà)在圖乙處．(2)畫(huà)出物體AB的重力示意圖G.(3)找出其他物體與AB的接觸處：木板與墻在A處相接觸、與地面在B處相接觸、與物塊m在C處相接觸．一共有三處與外界接觸．(4)在A處，由于墻面是光滑的，那么木板AB在A處只受向右的(支持力)彈力F1作用；在B處，受地面豎直向上的彈力F2(支持力)；假設(shè)地面光滑，木板AB可向右滑動(dòng)，所以地面應(yīng)給木板B端一個(gè)向左的摩擦力F3作用；在C處，m對(duì)木板有一個(gè)垂直木板向下的(壓力)彈力F4，又因?yàn)閙靜止在木板AB上，m要受到沿木板AB向上的靜摩擦力作用，所以木板受到m施加的斜向下的靜摩擦力F5的作用．答案：如圖乙所示．同一直線上的兩個(gè)或多個(gè)力，其合力可由代數(shù)運(yùn)算求得．當(dāng)物體受到多個(gè)不共線的力時(shí)，其合力用平行四邊形定則求解很不方便，此時(shí)我們可以考慮利用正交分解法，即把各力正交分解在互相垂直的坐標(biāo)軸上，分別求出兩個(gè)不同方向上的合力Fx和Fy.專題3力的正交分解法2．簡(jiǎn)化問(wèn)題．若物體在多個(gè)力的作用下處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．我們也可以用正交分解的方法把力分解到互相垂直的方向上，結(jié)合二力平衡的知識(shí)在兩坐標(biāo)方向上列方程，F(xiàn)x＝0和Fy＝0.這樣，可使不在同一直線上的力的合成轉(zhuǎn)化為同一直線上力的合成，使問(wèn)題簡(jiǎn)化．解：建立合適的直角坐標(biāo)系，使各力與坐標(biāo)軸的夾角為特殊角，以F2的方向?yàn)閤軸的正方向，如圖所示．專題4動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的分析2．動(dòng)態(tài)平衡及其分析方法．動(dòng)態(tài)平衡是指物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化，可以認(rèn)為任一時(shí)刻都處于平衡狀態(tài)．分析此類問(wèn)題時(shí)，常用方法有：(1)圖解法：對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，再根據(jù)平行四邊形定則或三角形定則畫(huà)出不同狀態(tài)下力的矢量圖(畫(huà)在同一個(gè)圖中)，然后根據(jù)有向線段(表示力)長(zhǎng)度的變化判斷各個(gè)力的變化情況．(2)解析法：對(duì)研究對(duì)象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析，建立平衡方程，求出因變參量與自變參量的一般函數(shù)，然后根據(jù)自變參量的變化確定因變參量的變化．例5

如圖所示，一小球放置在木板與豎直墻面之間．設(shè)墻面對(duì)球的彈力大小為FN1，木板對(duì)球的彈力大小為FN2.以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開(kāi)始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置．不計(jì)摩擦，在此過(guò)程中

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)A．FN1始終減小，F(xiàn)N2始終增大B．FN1始終減小，F(xiàn)N2始終減小C．FN1先增大后減小，F(xiàn)N2始終減小D．FN1先增大后減小，F(xiàn)N2先減小后增大解法二：圖解法．對(duì)球受力分析，球受3個(gè)力，分別為重力G、墻對(duì)球的彈力FN1和板對(duì)球的彈力FN2.當(dāng)板逐漸放至水平的過(guò)程中，球始終處于平衡狀態(tài)，即FN1與FN2的合力F始終豎直向上，大小等于球的重力G，如圖乙所示，由圖可知FN1的方向不變，大小逐漸減小，F(xiàn)N2的方向發(fā)生變化，大小也逐漸減小，故B正確．答案：B典練素養(yǎng)提升素養(yǎng)解讀：學(xué)科核心素養(yǎng)是通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐漸形成的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力．本章通過(guò)彈簧勁度系數(shù)和動(dòng)摩擦因數(shù)的探究，培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)、得出結(jié)論并進(jìn)行交流的科學(xué)探究能力；通過(guò)力的合成與分解的學(xué)習(xí)，理解矢量的運(yùn)算法則，培養(yǎng)運(yùn)用共點(diǎn)力的平衡條件解決生活中實(shí)際問(wèn)題的能力．1．[模型建構(gòu)、科學(xué)推理]如圖甲所示為某公司研制的“雙動(dòng)力智能型救援機(jī)器人”(又被網(wǎng)友稱為“麻辣小龍蝦”)，其兩個(gè)對(duì)稱安裝的長(zhǎng)長(zhǎng)的手臂前端有“鐵夾”．在某次救援活動(dòng)中，“麻辣小龍蝦”用鐵夾恰好豎直抓取到重力為G的長(zhǎng)方形水泥制品，水泥制品在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖乙所示，則

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)A．水泥制品受到的摩擦力大小一定等于GB．水泥制品受到的摩擦力方向可能豎直向下C．若鐵夾的位置稍向上移，水泥制品受到的摩擦力變大D．若增大鐵夾對(duì)水泥制品的擠壓，水泥制品受到的摩擦力變大【答案】A【解析】水泥制品在豎直方向只受重力和摩擦力．并且重力與摩擦力大小一定相等，重力豎直向下，故摩擦力豎直向上，A正確，B、C錯(cuò)誤；增大鐵夾對(duì)水泥制品的擠壓，水泥制品受到摩擦力大小仍等于重力，不變，D錯(cuò)誤．2．[模型建構(gòu)、科學(xué)推理]如圖所示是用涂料滾來(lái)粉刷墻壁的示意圖．使用時(shí)，用撐竿推著涂料滾沿墻壁上下滾動(dòng)，把涂料均勻地粉刷到墻壁上，撐竿的重量和墻壁對(duì)涂料滾的摩擦均不計(jì)，而且撐竿足夠長(zhǎng)．粉刷工人站在離墻壁某一距離處緩緩上推涂料滾，使撐竿與墻壁間的夾角θ越來(lái)越小，該過(guò)程中撐竿對(duì)涂料滾的推力為F1，墻壁對(duì)涂料滾的支持力為F2，下列說(shuō)法正確的是

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)A．F1、F2均減小 B．F1、F2均增大C．F1減小，F(xiàn)2增大 D．F1增大，F(xiàn)2減小【答案】A3．[科學(xué)推理]如圖所示，兩段等長(zhǎng)細(xì)線串接著兩個(gè)質(zhì)量相等的小球a、b，懸掛于O點(diǎn)．現(xiàn)在兩個(gè)小球上分別加上水平方向的外力，其中作用在b球上的力大小為F，作用在a球上的力大小為2F，則此裝置平衡時(shí)的位置可能是(

)【答案】C4．[科學(xué)推理](多選)如圖所示，質(zhì)量為m、頂角為α的直角劈和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和一水平面間，處于靜止?fàn)顟B(tài)．若不計(jì)一切摩擦，則 (

)【答案】AB5．[模型建構(gòu)、科學(xué)推理]如圖所示，兩相同的豎直木樁ab、cd固定，一不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端分別固定在a、c端，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，一質(zhì)量為m的物體A通過(guò)輕質(zhì)光滑掛鉤掛在輕繩中間，靜止時(shí)輕繩兩端夾角為120°.若把輕繩換成自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的橡皮筋，物體A懸掛后仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，橡皮筋處于彈性限度內(nèi)．若重力加速度大小為g，關(guān)于上述兩種情況，下列說(shuō)法正確的是

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)A．輕繩的彈力大小為2mgB．輕繩的彈力大小為mgC．橡皮筋的彈力大于mgD．橡皮筋的彈力大小可能為mg【答案】B【解析】靜止時(shí)輕繩夾角為120°，由于物體A的拉力的方向豎直向下，所以三個(gè)力之間的夾角都是120°.根據(jù)矢量的合成可知，三個(gè)力的大小是相等的，故輕繩的彈力大小為mg，A錯(cuò)誤，B正確；若把輕繩換成自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后長(zhǎng)度增長(zhǎng)，桿之間的距離不變，所以物體A靜止后物體A兩側(cè)橡皮筋之間的夾角一定小于120°，兩個(gè)分力之間的夾角減小，而合力不變，所以兩個(gè)分力減小，即橡皮筋的彈力小于mg，C、D錯(cuò)誤．6．[科學(xué)探究]某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做“探究彈簧彈力大小與其長(zhǎng)