【中學(xué)教材全解】2020年秋高中物理必修一本章復(fù)習(xí)學(xué)案：第三章-相互作用

第三章相互作用1.加深對(duì)彈力的理解。2.強(qiáng)化對(duì)靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力大小和方向的理解。3.強(qiáng)化對(duì)力的合成與分解規(guī)律的理解。一、彈力1.常見(jiàn)彈力的方向彈力彈力的方向輕繩的彈力彈簧兩端的彈力面(或點(diǎn))與面(或點(diǎn))接觸桿的彈力2.彈力的大小(1)彈簧在彈性限度內(nèi)產(chǎn)生彈力大小的計(jì)算遵從胡克定律：F=。(2)不符合胡克定律的情形，如繩、桿或接觸面之間的彈力，利用求解。3.彈力有無(wú)的推斷方法對(duì)于形變狀況比較明顯的物體(如彈簧)，推斷有無(wú)彈力時(shí)可由形變直接推斷，形變不明顯的狀況通常用下面兩種方法來(lái)推斷：圖3-1方法一：“假設(shè)法”分析物體間的彈力。圖3-1要推斷物體在某一接觸處是否受到彈力作用，可假設(shè)在該處將與物體接觸的另一物體去掉，看該物體在原處是否保持原來(lái)的狀態(tài)，從而可推斷物體在該處是否受到彈力作用。圖3-1中繩“1”對(duì)小球必?zé)o彈力，否則小球不行能處于靜止?fàn)顟B(tài)。方法二：依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)推斷。由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析彈力，即物體的受力必需與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相符合，依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由二力平衡列方程，推斷彈力是否為0。圖3-2例1(多選)如圖3-2所示，小車上固定著一根彎成θ角的曲桿，桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小車向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。關(guān)于桿對(duì)小球彈力的大小和方向，下列說(shuō)法中正確的是()圖3-2A.桿對(duì)小球彈力的方向確定沿桿向上B.桿對(duì)小球彈力的方向確定豎直向上C.桿對(duì)小球的彈力大小為mgD.桿對(duì)小球的彈力大小為QUOTE點(diǎn)評(píng)：桿的彈力方向可以沿桿的方向，也可以不沿桿的方向。例2(多選)如圖3-3所示，a、b為兩根相連的輕質(zhì)彈簧，它們的勁度系數(shù)分別為QUOTEN/m，QUOTEN/m，原長(zhǎng)分別為QUOTE=6cm，QUOTE=4cm。在下端掛一物體G，物體受到的重力為10N，平衡時(shí)()圖3-3A.彈簧QUOTE下端受的拉力為4N，b下端受的拉力為6N圖3-3B.彈簧a下端受的拉力為10N，b下端受的拉力為10NC.彈簧a的長(zhǎng)度變?yōu)?cm，b的長(zhǎng)度變?yōu)?.5cmD.彈簧a的長(zhǎng)度變?yōu)?.4cm，b的長(zhǎng)度變?yōu)?.3cm二、對(duì)摩擦力的理解1.對(duì)于摩擦力的生疏要留意“四個(gè)不愿定”。(1)摩擦力是阻力。圖3-4(2)靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小。圖3-4(3)靜摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向共線，但確定沿接觸面的方向。如圖3-4所示，A、B一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，則A所受摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向不全都。(4)摩擦力越小越好。由于摩擦力既可以做阻力，也可以做動(dòng)力。2.靜摩擦力的分析和計(jì)算(1)靜摩擦力的大小①兩物體間實(shí)際產(chǎn)生的靜摩擦力F在0和最大靜摩擦力QUOTE之間，即。最大靜摩擦力QUOTE是物體將要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)(臨界狀態(tài))時(shí)的摩擦力，它的數(shù)值與成正比，在正壓力QUOTE不變的狀況下，最大靜摩擦力QUOTE滑動(dòng)摩擦力。在一般狀況下，可近似認(rèn)為物體受到的最大靜摩擦力等于物體受到的滑動(dòng)摩擦力。②靜摩擦力的大小要依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算。(2)靜摩擦力的方向靜摩擦力的方向與，與物體間的的方向相反，即與受力物體相對(duì)施力物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。靜摩擦力方向的推斷方法主要有：①假設(shè)法;②依據(jù)“物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”來(lái)判定。(3)摩擦力突變摩擦力突變發(fā)生的緣由具有多樣性：可能是物體的受力狀況發(fā)生變化，可能是物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，也可能是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生了變化。因此要全面分析物體的受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，抓住摩擦力突變的緣由，才能正確地處理此類問(wèn)題。甲甲乙圖3-5A.甲、乙兩種狀況中的行李箱都受到兩個(gè)力作用B.甲、乙兩種狀況中的行李箱都受到三個(gè)力作用C.狀況甲中的行李箱受到三個(gè)力作用，狀況乙中的行李箱受到四個(gè)力作用D.狀況甲中的行李箱受到兩個(gè)力作用，狀況乙中的行李箱受到三個(gè)力作用3.滑動(dòng)摩擦力的分析和計(jì)算在確定摩擦力的大小之前，首先分析物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，明確摩擦力是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力。(1)滑動(dòng)摩擦力的大小滑動(dòng)摩擦力由公式直接計(jì)算，QUOTE為兩接觸面間的正壓力，此正壓力等于物體的重力。滑動(dòng)摩擦力的大小也可依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件求解。(2)滑動(dòng)摩擦力的方向滑動(dòng)摩擦力的方向總與物體間的相反，推斷滑動(dòng)摩擦力的方向時(shí)確定要明確“相對(duì)”的含義是指相對(duì)跟它接觸的物體，所以滑動(dòng)摩擦力的方向可能與物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)(對(duì)地運(yùn)動(dòng))方向相反，也可能與實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向相同，也可能與物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向成確定的夾角。圖3-6例4(單選)如圖3-6所示，物體放在傾斜的木板上，當(dāng)木板的傾角θ分別為30°和45°時(shí)，物體受到的摩擦力大小恰好相同，則物體和木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)最接近()圖3-6A.0.5B.0.6C.0.7D.0.8三、力的合成與分解1.一個(gè)關(guān)系：合力與分力的關(guān)系是關(guān)系。2.一個(gè)定則：力的定則力的合成與分解都遵從定則(或定則)，計(jì)算時(shí)要先依據(jù)要求依據(jù)力的定則作出力的合成或力的分解的示意圖;再依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)解三角形，主要是求解直角三角形。3.三種方法(1)作圖法從力的作用點(diǎn)起，依兩個(gè)分力的作用方向按同一標(biāo)度作出兩個(gè)分力QUOTE、QUOTE構(gòu)成一個(gè)平行四邊形，平行四邊形對(duì)角線的長(zhǎng)度按同樣比例表示合力的大小，對(duì)角線的方向就是合力的方向。用圖解法時(shí)，應(yīng)先確定力的標(biāo)度。在同一幅圖上的各個(gè)力都必需接受同一個(gè)標(biāo)度。所用分力、合力的比例要適當(dāng)。虛線、實(shí)線要分清。圖解法簡(jiǎn)潔、直觀，但不夠精確。(2)直角三角形法從力的作用點(diǎn)依據(jù)分力的作用方向畫出力的平行四邊形后，算出對(duì)角線所表示的合力的大小。一般適用于作出的平行四邊形為矩形和菱形的狀況，利用幾何學(xué)問(wèn)就可求解。用直角三角形法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，同樣要作出平行四邊形，只是可以不用取標(biāo)度，各邊的長(zhǎng)短也不用太嚴(yán)格。(3)正交分解法對(duì)于三個(gè)以上共點(diǎn)力求合力，用正交分解法比力的平行四邊形或三角形更簡(jiǎn)便。坐標(biāo)軸的選取應(yīng)盡可能使落在x、y軸上的力多一些，使分解的力少一些。圖3-7例5如圖3-7所示，重為500N的人通過(guò)跨過(guò)定滑輪的輕繩牽引重200N的物體，當(dāng)繩與水平面成60°角時(shí)，物體靜止，不計(jì)滑輪與繩的摩擦，求地面對(duì)人的支持力和摩擦力。圖3-74.力的分解中的多解問(wèn)題已知條件示意圖解的狀況已知合力與兩個(gè)分力的方向已知合力與兩個(gè)分力的大小已知合力與一個(gè)分力的大小和方向已知合力與一個(gè)分力的大小及另一個(gè)分力的方向例6將一個(gè)20N的力進(jìn)行分解，其中一個(gè)分力的方向與這個(gè)力成30°角。試爭(zhēng)辯：另一個(gè)分力的大小不會(huì)小于多少。圖3-8例7(2022·山東高考·單選)如圖3-8，用兩根等長(zhǎng)輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn)，制成一簡(jiǎn)易秋千。某次修理時(shí)將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長(zhǎng)且懸掛點(diǎn)