学案第二章 相互作用1.docx
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学案第二章相互作用1
第二章相互作用
第一讲重力弹力摩擦力
一、考纲解读
主题
内容
要求
说明
相互作用
滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力
形变、弹性、胡克定律
矢量和标量
力的合成和分解
共点力的平衡
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
实验
(二):
探究弹力和弹簧伸长的关系
实验(三):
验证力的平行四边形定则
二、学习目标
章节
内容
要求
效果
第1节
重力基本相互作用
①知道力是使物体运动状态发生改变和发生形变的原因。
②理解力是物体间的相互作用,能分清受力物体和施力物体。
③知道力的三要素和力的4性,会用示意图来表示力。
④知道重力产生的原因,理解重力的大小和方向,知道重心的概念。
第2节
弹力
⑤知道什么是形变和弹性。
⑥知道弹力产生的原因和条件。
⑦知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向。
⑧理解弹簧弹力和弹簧形变量的关系,理解胡克定律
⑨会判断弹力的有无和方向。
第3节
摩擦力
⑩知道静摩擦力的特点,知道最大静摩擦力。
⑾知道滑动摩擦力的概念及产生条件,会判断滑动摩擦力的方向。
⑿会用计算滑动摩擦力的大小。
⒀会判断摩擦力的有无和方向。
问
题
记
录
三、考点梳理
要点一重力与重心
1.重力与万有引力的关系
(1)地球对物体的吸引力是万有引力,重力是万有引力的一个分力(不能说重力就是地球对物体的吸引),另一个分力是物体随地球自
转所需的向心力,如图2-1-1。
(2)物体在地球上不同的纬度处随地球自转所需的
向心力大小不同,重力大小也不同。
两极处,物体所受重力最大,大小等于万有引力。
赤道上,物体所受重力最小,G+F向=F引。
(3)一般情况下,可不考虑地球的自转效应,近似
地认为mg=F引。
2.重心位置及确定
谈及“重心”是基于这样的两个事实:
物体视为由许许多多部分组成,而每一部分均受到重力;各部分重力的效果可等效于一个力对物体的作用效果,这个力即是物体的重力G,物体重力的作用点称为“重心”。
因此,重心是各部分重力之合力的作用点。
各部分的重力均竖直向下,所以求各部分的重力之合力,实际上是“同向平行力的合成”。
正是因为“重力”是合力作用点的思想,才涉及到“重心”的位置与物体质量的分布有关,当物体各部分彼此的相对位置发生变化时,重心的位置也将发生变化,重心可在物体内部,亦可在物体之外,此时物体的总重力G的大小、方向均不变。
如背越式过杆跳高时,运动员的重心可在杆的下方,人则在杆的上方通过。
如果运动员克服重力做功相同时,这种背越式较其他姿势跳的高。
*体验应用*
1.一个圆球形薄壳容器所受重力为G,用一细线悬挂起来,如图2-1-2所示。
现在容器里装满水,若在容器底部有一个小阀门,当小阀门打开让水慢慢流出,在此过程中,系统(包括容器和水)的重心位置()
A.慢慢下降B.慢慢上升
C.先下降后上升D.先上升后下降
*针对训练*
1.关于重力,下列说法正确的是( )
A.只有静止的物体才受重力
B.重力的大小等于地球对物体的万有引力的大小
C.绕地球运转的人造地球卫星不受重力作用
D.重力的方向一定竖直向下
要点二弹力的有无、大小和方向的判断
1.弹力方向的几种情况
弹力
弹力的方向
1.弹簧两端的弹力
与弹簧测力计中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向
2.轻绳的弹力
沿绳指向绳收缩的方向
3.面与面接触的弹力
垂直于接触面指向受力物体
4.点与面接触的弹力
过接触点垂直于接触面(或者接触面的切面)而指向受力物体
5.球与面接触的弹力
在接触点与球心的连线上,指向受力物体
6.球与球接触的弹力
垂直于过接触点的公切面,而指向受力物体
7.杆的弹力
可能沿杆,也可能不沿杆,必须具体情况具体分析
特别提醒:
(1)绳只能产生拉力,不能产生支持力,且轻绳弹力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向.
(2)杆既能产生拉力,也能产生支持力,弹力的方向可能沿杆,也可能不沿杆.
2.弹力方向的判断方法
(1)根据物体产生形变的方向判断
弹力方向与物体形变的方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上。
(2)根据物体的运动情况,利用平衡条件或牛顿第二定律判断。
此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再根据牛顿第二定律确定合力的方向,然后根据受力分析确定弹力的方向。
3.弹力的有无判断
(1)直接判定
对于形变较明显的情况,由形变情况直接判断,即根据物体间是否直接接触并发生弹性形变来判断。
(2)利用“假设法”判断
对于形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉,看物体还能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处存在弹力.
(3)根据物体的运动状态分析
静止(或匀速直线运动)的物体都处于受力平衡状态,这可以作为判断某个接触面上弹力是否存在的依据。
*体验应用*
2.画出下图中A物体受弹力的方向(各接触面均光滑)
3.(2011泰州模拟)如图2-1-3所示的固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是()
A.小车静止时,F=mgcosθ,方向沿杆向上
B.小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直杆向上
C.小车向右以加速度a运动时,一定有F=ma/sinθ
D.小车向左以加速度a运动时,,
方向斜向左上方,与竖直方向的夹角为arctan(a/g)
4.下图中各静止物体所受的弹力正确的是(各接触面均光滑)()
5.如图2-1-5所示,细绳竖直拉紧,小球和光滑斜面接触,并处于静止状态,则小球受到的力有( )
A.重力、绳的拉力
B.重力、绳的拉力、斜面的弹力
C.重力、斜面的弹力
D.绳的拉力、斜面的弹力
*针对训练*
2.台球以速度v0与球桌边框成θ角撞
击O点,反弹后速度为v1,方向与球桌边框夹
角仍为θ,如右图所示.OB垂直于桌边,
则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断
中正确的是( )
A.可能沿OA方向
B.一定沿OB方向
C.可能沿OC方向
D.可能沿OD方向
3.如图2-1-6所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是()
A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下
C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上
D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A没有压力
4.如图2-1-9甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上,另一端P通过细绳EP拉住,EP与水平方向也成30°,轻杆的P点用细绳PQ拉住一个质量也为10kg的物体.g取10N/kg,求:
(1)轻绳AC段的张力FAC与
细绳EP的张力FEP之比;
(2)横梁BC对C端的支持力;
(3)轻杆HP对P端的支持力.
5.(2011·河南六市联考)如图所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触.若使斜劈A在斜面体C上静止不动,则P、Q对球B无压力.以下说法正确的是( )
A.若C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,
则Q点对球B有压力
B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度
沿斜面向上滑行,则P、Q对球B均无压力
C.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,
则P、Q对球B均有压力
D.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面加速下滑,
则Q点对球B有压力
6.如右图所示,一重为8N的球固定在AB杆的上端,今用测力计水平拉球,使杆发生弯曲,此时测力计的示数为F=6N,
则应如何求AB杆对球弹力的大小?
要点三胡克定律的应用
弹簧类问题求解策略:
1.弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力.当题目中出现弹簧时,要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应。
在题目中一般应从弹簧的形变分析入手,先确定弹簧原长位置,现长位置,找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系,分析形变所对应的弹力大小、方向,以此来分析计算物体运动状态的可能变化.
2.因弹簧(尤其是软质弹簧)其形变发生改变过程需要一段时间,在瞬间内形变量可以认为不变。
因此,在分析瞬时变化时,可以认为弹力大小不变,即弹簧的弹力不突变.
*体验应用*
6.(2011年济南质检)如图2-1-8所示,四个完全相同的弹簧处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:
①中弹簧的左端固定在墙上,②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用,③中弹簧左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动,④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )
A.l2>l1 B.l4>l3C.l1>l3D.l2=l4
7.如图2-1-7所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧
的劲度系数分别为k1和k2,上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接),
整个系统处于平衡状态。
现缓慢地向上提上面的木块,直到它刚离
开上面的弹簧,求这个过程中下面木块移动的距离
8.物块A1和A2,B1和B2质量均为m,A1、A2用钢性轻杆相连,B1、B2用轻质弹簧连接,两个装置都放在水平支托物上,处于平衡状态,如图所示。
今突然迅速地撤去支托物,让物块下落,在撤去支持物的瞬间,A1、A2受到的合力分别为
和
,B1、B2受到的合力分别为F1和F2,则()
A.
=0,
=2mg,F1=0,F2=2mgB.
=mg,
=mg,F1=0,F2=2mg
C.
=0,
=2mg,F1=mg,F2=mgD.
=mg,
=2mg,F1=mg,F2=mg
*针对训练*
7.
8.如图3,两轻质弹簧和质量均为m的外壳组成甲、乙两个弹簧秤,将提环挂有质量为M的重物的乙秤倒挂在甲的挂钩上,某人手提甲的提环,向下做加速度a=0.25g的匀加速运动,则下列说法正确的是()
A.甲的示数为1.25(M+m)gB.乙的示数为0.75(M+m)g
C.乙的示数为1.25MgD.乙的示数为0.75Mg
9.质量相同的木块M、N用轻弹簧连接并置于光滑的水平面上,开始弹簧处于自然长状态,现用水平恒力F推木块M,使木块M、N从静止开始运动,如图3—7所示,则弹簧第一次被压缩到最短过程中()
A.M、N速度相同时,加速度αM<αN
B.M、N速度相同时,加速度αM=αN
C.M、N加速度相同时,速度υM<υN
D.M、N加速度相同时,速度υM=υN
要点四摩擦力的理解
1.区分两种摩擦力
静止的物体也可能受滑动摩擦力作用,运动的物体也可能受静摩擦力作用;这里的静摩擦力的“静”和滑动摩擦力的“动”是针对接触面之间的相对运动而言的,区分“运动”和“相对运动”、“相对运动趋势”是不同的。
名称
项目
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
两相对静止的物体间的摩擦力
两相对运动的物体间的摩擦力
产生条件
(1)接触面
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