届高三物理一轮复习第二章相互作用文档格式.docx
- 文档编号:14548450
- 上传时间:2022-10-23
- 格式:DOCX
- 页数:100
- 大小:1.16MB
届高三物理一轮复习第二章相互作用文档格式.docx
《届高三物理一轮复习第二章相互作用文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《届高三物理一轮复习第二章相互作用文档格式.docx(100页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
三、受力分析 共点力的平衡
共点力的平衡
明热点
以生活中的实际问题为背景考查静力学的知识将会加强,在2017届高考复习中应特别关注建立物理模型能力的培养。
实验二
探究弹力和弹簧伸长的关系
填空
实验三
验证力的平行四边形定则
第1节重力、弹力
(1)自由下落的物体所受重力为零。
(×
)
(2)重力的方向不一定指向地心。
(√)
(3)弹力一定产生在相互接触的物体之间。
(4)相互接触的物体间一定有弹力。
(5)F=kx中“x”表示弹簧形变后的长度。
(×
(6)弹簧的形变量越大,劲度系数越大。
(7)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定。
要点一 弹力的有无及方向判断
1.弹力有无的判断“三法”
条件法
根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。
此方法多用来判断形变较明显的情况
假设法
对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体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,则此处一定有弹力
状态法
根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在
2.弹力方向的确定
[多角练通]
1.如图211所示,小车受到水平向右的弹力作用,与该弹力的有关说法中正确的是( )
图211
A.弹簧发生拉伸形变
B.弹簧发生压缩形变
C.该弹力是小车形变引起的
D.该弹力的施力物体是小车
解析:
选A 小车受到水平向右的弹力作用,是弹簧发生拉伸形变引起的,该弹力的施力物体是弹簧,故只有A项正确。
2.如图212所示,一个球形物体静止于光滑水平面上,并与竖直光滑墙壁接触,A、B两点是球跟墙和地面的接触点,则下列说法中正确的是( )
图212
A.物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用
B.物体受重力、B点的支持力作用
C.物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用
D.物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用
选B 假设没有光滑墙壁,物体也不会左右滚动,可见物体并未受到A点的弹力,A错误;
B点对物体的支持力和地面对物体的弹力实为一个力,所以C错误;
物体对地面的压力作用在地面上,并不是物体受到的力,受力分析时一定要明确研究对象,D错误;
综上,B正确。
3.(2016·
聊城模拟)小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B(如图213所示),现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下图的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是( )
图213
选C 小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=gsinθ(θ为斜面的倾角),由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下,且小球的加速度等于gsinθ,则杆的弹力方向垂直于斜面向上,杆不会发生弯曲,C正确。
要点二 弹力的分析与计算
1.对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律F=kx计算。
2.对于难以观察的微小形变,可以根据物体的受力情况和运动情况,运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小。
[典例] 如图214所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是( )
图214
A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力
B.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力
C.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力
D.盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力
[审题指导]
(1)小球与盒子的加速度相同。
(2)不计一切摩擦,盒子的加速度a=gsinθ,方向沿斜面向下。
(3)垂直斜面方向小球的加速度为零。
[解析] 取小球和盒子为一整体,不计一切摩擦时,其加速度a=gsinθ,方向沿斜面向下,因此小球随盒子沿斜面向上或沿斜面向下运动时,加速度gsinθ均由其重力沿斜面向下的分力产生,故球对盒子的左、右侧面均无压力,但在垂直于斜面方向,因球受支持力作用,故球对盒子的下底面一定有压力,故只有A项正确。
[答案] A
[易错提醒]
(1)弹力产生在直接接触的物体之间,但直接接触的物体之间不一定存在弹力。
(2)小球与盒子的四个内表面都直接接触,不要误认为盒子上滑会受到左侧面的压力,盒子下滑会受到右侧面的压力,实际上是否存在左、右侧面的压力,与运动方向无关,而与运动状态有关。
[针对训练]
1.如图215所示,小木块与小球通过轻杆连接,在小木块匀速滑上斜面和匀速滑下斜面过程中,杆对小球作用力( )
图215
A.上滑时大 B.下滑时大
C.一样大D.无法判断
选C 上下滑动都是匀速运动,小球受到的合力为零,轻杆对小球的作用力都是竖直向上的,大小与小球的重力大小相等,C对。
2.(多选)(2016·
济宁模拟)如图216所示,小球A的重力为G,上端被竖直悬线挂于O点,下端与水平桌面相接触,悬线对球A、水平桌面对球A的弹力大小可能为( )
图216
A.0,GB.G,0
C.,D.,G
选ABC 因小球A处于平衡状态,悬线对球A的作用力只能竖直向上,由平衡条件可得:
F+FN=G,对应A、B、C、D四个选项可知,A、B、C均正确,D错误。
要点三 轻杆、轻绳、轻弹簧模型
1.三种模型对比
轻杆
轻绳
轻弹簧
模型图示
模型特点
形变特点
只能发生微小形变
柔软,只能发生微小形变,各处张力大小相等
既可伸长,也可压缩,各处弹力大小相等
方向特点
不一定沿杆,可以是任意方向
只能沿绳,指向绳收缩的方向
沿弹簧轴线与形变方向相反
作用效果特点
可以提供拉力、推力
只能提供拉力
大小突变特点
可以发生突变
一般不能发生突变
2.弹簧与橡皮筋的弹力特点
(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F=kx。
(2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等。
(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),而橡皮筋只能受拉力作用。
(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧或橡皮筋剪断时,其弹力立即消失。
[典例] 如图217所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m的小球。
下列关于斜杆对小球的作用力F的判断中,正确的是( )
图217
A.小车静止时,F=mgsinθ,方向沿杆向上
B.小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直于杆向上
C.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上
D.小车向右匀加速运动时,一定有F>mg,方向一定沿杆向上
[思路点拨] 解答本题时可按以下思路进行:
―→
[解析] 小车静止或匀速向右运动时,小球的加速度为零,合力为零,由平衡条件可得,杆对球的作用力竖直向上,大小为F=mg,故A、B错误,C正确;
若小车向右匀加速运动,小球的合力沿水平方向向右,由牛顿第二定律可得:
Fy=mg,Fx=ma,F=>mg,tanα==,当a的取值合适时,α可以等于θ,但不一定相等,故D错误。
[答案] C
[方法规律]轻杆弹力的确定方法
杆的弹力与绳的弹力不同,绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向,但杆的弹力方向不一定沿杆的方向,其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定,可以理解为“按需提供”,即为了维持物体的状态,由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向,杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力。
1.(2016·
乐清模拟)如图218所示的装置中,弹簧的原长和劲度系数都相等,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计。
平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3,其大小关系是( )
图218
A.L1=L2=L3 B.L1=L2<L3
C.L1=L3>L2D.L3>L1>L2
选A 根据胡克定律和平衡条件分析可得:
平衡时各弹簧的长度相等,选项A正确。
2.图219的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,且系统均处于静止状态。
现用等长的轻绳来代替轻杆,能保持平衡的是( )
图219
A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙
B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁
C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁
D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁
选B 如果杆端受拉力作用,可以用与之等长的轻绳代替,如果杆端受压力作用,则不可用等长的轻绳代替,如图中甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用,而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用,故A、C、D均错误,B正确。
平衡中的弹簧问题:
弹簧可以发生压缩形变,也可以发生拉伸形变,其形变方向不同,弹力的方向也不同。
在平衡问题中,常通过轻弹簧这种理想化模型,设置较为复杂的情景,通过物体受力平衡问题分析弹簧所受的弹力。
该类问题常有以下三种情况:
(一)拉伸形变
1.两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起,a弹簧的一端固定在墙上,如图2110所示。
开始时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧,已知a弹簧的伸长量为L,则( )
图2110
A.b弹簧的伸长量也为L
B.b弹簧的伸长量为
C.P端向右移动的距离为2L
D.P端向右移动的距离为L
选B 根据两根弹簧中弹力相等可得b弹簧的伸长量为,P端向右移动的距离为L+L,选项B正确。
(二)压缩形变
2.如图2111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。
现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧,在这过程中下面木块移动的距离为( )
图2111
A. B.
C.D.
选C 在这个过程中,压在下面弹簧上的压力由(m1+m2)g减小到m2g,即减少了m1g,根据胡克定律可断定下面弹簧的长度增长了Δl=。
(三)形变未知
3.如图2112所示,水平轻杆的一端固定在墙上,轻绳与竖直方向的夹角为37°
,小球的重力为12N,轻绳的拉力为10N,水平轻弹簧的弹力为9N,求轻杆对小球的作用力。
图2112
(1)弹簧对小球向左拉时:
设杆的弹力大小为F,与水平方向的夹角为α,小球受力如图甲所示。
由平衡条件知:
代入数据解得:
F=5N,α=53°
即杆对小球的作用力大小约为5N,方向与水平方向成53°
角斜向右上方。
(2)弹簧对小球向右推时,
小球受力如图乙所示:
由平衡条件得:
F=15.5N,α=π-arctan。
即杆对小球的作用力大小约为15.5N,方向与水平方向成arctan斜向左上方。
答案:
见解析
对点训练:
对力、重力概念的理解
1.下列关于力的说
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 届高三 物理 一轮 复习 第二 相互作用
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)