2022-2023高中物理 第3章 力與相互作用章末總結(jié)學(xué)案 滬科版必修1

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1、2022-2023高中物理 第3章 力與相互作用章末總結(jié)學(xué)案 滬科版必修1 一、摩擦力的分析和計(jì)算 1．對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí) (1)摩擦力不一定是阻力，也可以是動(dòng)力． (2)靜摩擦力的方向不一定與運(yùn)動(dòng)方向共線，但一定沿接觸面的切線方向．如圖1所示，A、B一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，則A所受靜摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向不一致． 圖1 2．摩擦力的計(jì)算 摩擦力大小的計(jì)算，應(yīng)先分析是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力． (1)靜摩擦力：靜摩擦力在0～fmax內(nèi)隨外力的變化而變化，一般根據(jù)平衡條件求解． (2)滑動(dòng)摩擦力：①根據(jù)f＝μN(yùn)進(jìn)行計(jì)算，其中N為接觸面受到的正壓力，不一定等于物體所受的重力，而

2、且要注意滑動(dòng)摩擦力的大小與運(yùn)動(dòng)速度和接觸面積無關(guān)． ②根據(jù)平衡條件． 例1　如圖2所示，質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板ab上滑行，長(zhǎng)木板放在水平地面上一直處于靜止?fàn)顟B(tài)．若長(zhǎng)木板ab與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木塊P與長(zhǎng)木板ab間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，則長(zhǎng)木板ab受到地面的摩擦力大小為(　　) 圖2 A．μ1Mg B．μ1(m＋M)g C．μ2mg D．μ1Mg＋μ2mg 解析　長(zhǎng)木板ab未動(dòng)即地面對(duì)長(zhǎng)木板ab的摩擦力為靜摩擦力，由于P在長(zhǎng)木板ab上滑動(dòng)，即P對(duì)長(zhǎng)木板ab的摩擦力大小為μ2mg.由平衡條件可知地面對(duì)ab的靜摩擦力大小為μ2mg，C正確． 答案　C 例

3、2　如圖3所示，用水平力F將木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊重力G＝6 N，木塊與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，求： 圖3 (1)當(dāng)F＝25 N時(shí)，木塊不動(dòng)，木塊受到的摩擦力為多大？ (2)當(dāng)F增大為30 N時(shí)，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？ (3)當(dāng)F＝10 N時(shí)木塊沿墻面下滑，此時(shí)木塊受到的摩擦力為多大？ (4)當(dāng)F＝6 N時(shí)，木塊受到的摩擦力為多大？ 解析　分析木塊的受力情況，如圖所示． (1)、(2)問中木塊靜止，根據(jù)二力平衡，豎直方向上的靜摩擦力等于重力，f1＝f2＝G＝6 N，與壓力大小無關(guān)． (3)木塊沿墻面下滑時(shí)，木塊與墻壁間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，f

4、3＝μN(yùn) N＝F，所以f3＝μF＝0.25×10 N＝2.5 N. (4)當(dāng)F＝6 N時(shí)， 木塊與墻壁間的摩擦力也為滑動(dòng)摩擦力， 所以f4＝μF＝0.25×6 N＝1.5 N. 答案　(1)6 N　(2)6 N　(3)2.5 N　(4)1.5 N 二、彈力和摩擦力是否存在的判斷依據(jù) 進(jìn)行受力分析時(shí)，有些力要判斷是否存在，可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行． 1．“條件判斷法”：即根據(jù)是否滿足力的產(chǎn)生條件來判斷物體是否受到某個(gè)力的作用． 例如：(1)彈力產(chǎn)生的條件是相互接觸并且發(fā)生了彈性形變；(2)摩擦力產(chǎn)生的條件是物體間存在彈力、接觸面粗糙、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)． 2．“效果判斷法

5、”：即根據(jù)力的作用效果是否得以體現(xiàn)來判斷物體是否受到某個(gè)力的作用． 例如：可根據(jù)力產(chǎn)生的“拉、壓、支持、推動(dòng)、阻礙、吸引、排斥”等效果對(duì)它們作出存在或不存在的假設(shè)，然后再?gòu)脑摿κ欠駥?duì)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生影響來判斷該力是否存在． 3．“相互作用判斷法”：根據(jù)牛頓第三定律，從一個(gè)物體是否受到某個(gè)力的作用來判斷另一個(gè)物體是否受到相應(yīng)的反作用力． 例3　(多選)如圖4所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P連接，P的斜面與固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面體P此時(shí)所受的外力個(gè)數(shù)有可能為(　　) 圖4 A．2個(gè) B．3個(gè) C．4個(gè) D．5個(gè) 解析　若斜面體P受到的

6、彈簧彈力F等于其重力mg，則MN對(duì)P沒有力的作用，如圖甲所示，此時(shí)P受到2個(gè)力，A對(duì)；若彈簧彈力大于P的重力，則MN對(duì)P有壓力N，若只有壓力N，則P不能平衡，故一定存在向右的力，只能是MN對(duì)P的摩擦力f，因此P此時(shí)受到4個(gè)力，如圖乙所示，C對(duì)． 答案　AC 三、整體法和隔離法在受力分析中的應(yīng)用 1．隔離法：把某個(gè)物體(或物體的一部分)與周圍的物體分隔出來，單獨(dú)分析它的受力情況的方法． 2．整體法：將幾個(gè)物體作為一個(gè)整體從周圍環(huán)境中隔離出來分析其受力的方法． 3．選取原則 (1)當(dāng)所涉及的物理問題是整體與外界作用時(shí)，應(yīng)用整體分析法，可使問題簡(jiǎn)單明了，而不必考慮內(nèi)力的作用． (2

7、)當(dāng)涉及的物理問題是物體間的作用時(shí)，要應(yīng)用隔離分析法，這時(shí)系統(tǒng)中物體間的相互作用的內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)立于物體的外力． 注意　在很多時(shí)候，隔離法和整體法需交替使用，才會(huì)更方便地解決問題． 例4　如圖5所示，物體a、b疊放在水平桌面上，水平力F＝3 N作用于物體b上，a與b保持靜止，則： 圖5 (1)a與b之間的摩擦力大小為多少？ (2)a與桌面間的摩擦力大小為多少？ 解析　把b隔離出來，選b為研究對(duì)象，b處于靜止?fàn)顟B(tài)，則b受到的重力與a對(duì)b的支持力是一對(duì)平衡力，力F必定與a對(duì)b的靜摩擦力是一對(duì)平衡力，則a對(duì)b的摩擦力大小等于F，即a與b之間的摩擦力大小為3 N； 把a(bǔ)、b作為整

8、體研究，ab整體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以桌面必定對(duì)a施加向右的大小為3 N的摩擦力，即摩擦力與F是一對(duì)平衡力． 答案　(1)3 N　(2)3 N 針對(duì)訓(xùn)練　如圖6所示，直角三棱柱A放在水平地面上，光滑球B放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試分別畫出A和B的受力示意圖． 圖6 答案　見解析圖 解析　隔離A為研究對(duì)象，它受到重力mAg、B對(duì)它的壓力FBA、地面支持力N和地面對(duì)它的摩擦力f，如圖甲所示． 再以B為研究對(duì)象，它受到重力mBg、三棱柱對(duì)它的支持力FAB、墻壁對(duì)它的彈力N′的作用，如圖乙所示． 1.(受力分析)如圖7是姚明在比賽中的一張照片，記者給

9、出的標(biāo)題是“姚明對(duì)球施魔力”．下面是幾位同學(xué)關(guān)于照片中籃球的說法，其中正確的是(空氣阻力忽略不計(jì))(　　) 圖7 A．球只受到重力的作用 B．球只受到一個(gè)沿運(yùn)動(dòng)方向的力的作用 C．球此時(shí)此刻不受到任何外力作用 D．球受到姚明給的一個(gè)力和重力的共同作用 答案　A 2.(受力分析)如圖8所示，物體A和B一起沿斜面勻速下滑，則物體A受到的力是(　　) 圖8 A．重力、B對(duì)A的支持力 B．重力、B對(duì)A的支持力、下滑力 C．重力、B對(duì)A的支持力、摩擦力 D．重力、B對(duì)A的支持力、摩擦力、下滑力 答案　A 3．(力是否存在的判斷)如圖9所示，鋼球A靜止于水平面C與固定在

10、C上的擋板B之間，則球A與水平面C和擋板B間的摩擦力情況為(　　) 圖9 A．球A與擋板B間無摩擦力，與水平面C間有摩擦力 B．球A與擋板B間有摩擦力，與水平面C間有摩擦力 C．球A與擋板B間有摩擦力，與水平面C間無摩擦力 D．球A與擋板B間無摩擦力，與水平面C間無摩擦力 答案　D 4．(摩擦力的計(jì)算)如圖10所示，物體A重40 N，物體B重20 N，A與B、A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，物體B用水平細(xì)繩系住，當(dāng)水平力F＝32 N時(shí)，才能將A勻速拉出，求接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)． 圖10 答案　0.4 解析　以物體A為研究對(duì)象， 物體B對(duì)物體A的正壓力N＝GB， 地面對(duì)A的支持力N1＝GA＋N A受B的滑動(dòng)摩擦力f＝μN(yùn) A受地面的滑動(dòng)摩擦力f1＝μN(yùn)1 水平方向：F＝f＋f1 代入數(shù)據(jù)即可得到μ＝0.4.