高一物理必修一复习 相互作用.docx
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高一物理必修一复习相互作用
相互作用
方法一:
弹力的判定方法
1、“假设法”分析物体间的弹力(分析某一接触处是否有弹力的作用以及弹力的方向)
例:
如图所示,轻质弹簧连接A、B两物体,A放在水平地面上,B的上端通过细线挂在天花板上;已知A的重力为8N,B的重力为6N,弹簧的弹力为4N。
则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是()
A.18N和10NB.4N和10NC.12N和2ND.14N和2N
2、“替换法”分析物体间的弹力
例:
如下图,分析甲图中装置AB、AC杆对A的弹力方向
3、根据物体的运动状态分析弹力
例:
如图3-2-2所示,小车上固定着一根弯成α角的曲杆,杆的另一端固定一个有质量的小球m,试分析下列情况下杆对球的弹力的大致方向:
①小车静止,②小车以一定加速度水平向右运动
方法二:
静摩擦力的判定方法
1、“假设法”:
即先假定没有静摩擦力(光滑)时,看相对静止的物体间是否会发生相对运动。
例:
如图所示,物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中A均受摩擦力,且方向均与F相同
B.甲、乙两图中A均受摩擦力,且方向均与F相反
C.甲、乙两图中A物体均不受摩擦力
D.甲图中A不受摩擦力,乙图中A受摩擦力,方向和F相同
2、根据物体的运动状态来判定
先判定物体的运动状态(加速度的方向),再利用牛顿第二定律确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小和方向。
例:
如图所示,物体A叠放在物体B上,水平地面光滑,外力F作用于物体B上使它们一起运动,试分析两物体受到的静摩擦力的方向.
方法3:
力的正交分解法
把两个力沿两个相互垂直的方向分解。
叫做力的正交分解
正交分解法的步骤:
(1)在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则
(2)在动力学中,以加速度方向的直线和垂直于加速度方向的直线为坐标轴建立坐标系:
(3)尽量不分解未知力
例:
如图所示,细线的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行.在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为FN分别为(重力加速度为g)( )
A.T=m(gsinθ+acosθ)FN=m(gcosθ-asinθ)
B.T=m(gsinθ+acosθ)FN=m(gsinθ-acosθ)
C.T=m(acosθ-gsinθ)FN=m(gcosθ+asinθ)
D.T=m(asinθ-gcosθ)FN=m(gsinθ+acosθ)
方法四:
解答平衡问题时常用的数学方法
1、菱形转化为直角三角形
例:
如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g.若接触面间的摩擦力忽略不计,求石块侧面所受弹力的大小为多少?
2、相似三角形法(力的三角形与几何三角形相似,根据相似三角形对应边成比例等性质求解)
例:
光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F由A点缓慢拉到顶端的过程中,绳的拉力F及半球面对小球的支持力Fn的变化情况(如图)正确的是( )
A.Fn增大,F增大B.Fn增大,F减小
C.Fn不变,F减小D.Fn减小,F增大
方法五:
解答平衡问题时常用的物理方法(隔离法;整体法;动态平衡问题)
例1:
如图所示,水平细杆上套一环A,环A与球B间用一不可伸长轻质绳相连,质量分别为m1和m2,出于B球受到水平风力作用,A与B球一起向右匀速运动.已知绳与竖直方向的夹角为θ,则下列说法中正确的是( )
A.B球受到风力为
B.风力增大时,轻质绳对B球的拉力保持不变
C.杆对A球的支持力随着风的增加而增加
D.A球与水平细杆间的动摩擦因数为
例2:
如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中( )
A.N1始终减小,N2始终增大
B.N1始终减小,N2始终减小
C.N1先增大后减小,N2始终减小
D.N1先增大后减小,N2先减小后增大
例3:
如图所示,光滑斜面的倾角为30°轻绳通过两个滑轮与A相连,轻绳的另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦.物块A的质量为m不计滑轮的质量,挂上物块B后,当滑轮两边轻绳的夹角为90°时,A、B恰能保持静止,则物块B的质量为( )
练习:
1、如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ。
若此人所受重力为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为
A.GB.GsinθC.GcosθD.Gtanθ
2、(多选)如图8,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平,现把物体Q轻轻地叠放在P上,则
A.P向下滑动B.P静止不动
C.P所受的合外力增大D.P与斜面间的静摩擦力增大
3、如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点.现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是( )
A.FN保持不变,FT不断增大B.FN不断增大,FT不断减小
C.FN保持不变,FT先增大后减小D.FN不断增大,FT先减小后增大
4、如图所示,A、B两物体叠放在一起,用手托住,让它们静止靠在墙边,然后释放,使它们同时沿竖直墙面下滑,已知mA>mB,则物体B( )
A.只受一个重力B.受到重力、摩擦力各一个
C.受到重力、弹力、摩擦力各一个D.受到重力、摩擦力各一个,弹力两个
5、如图所示,人向右匀速推动水平桌面上的长木板,在木板翻离桌面以前,则
A.木板露出桌面后,推力将逐渐减小
B.木板露出桌面后,木板对桌面的压力将减小
C.木板露出桌面后,桌面对木板摩擦力将减小
D.推力、压力、摩擦力均不变
牛顿运动定律
一、牛顿第一定律(伽利略的理想实验):
(1)揭示了物体在不受力或受合外力为零时的运动规律
(2)提出了一切物体都具有惯性
(3)揭示了力是改变物体运动状态的原因
二、惯性
三、牛顿第二定律(将运动学与动力学联系起来,F是产生a的原因,物体具有加速度是因为物体受了力)
四、牛顿第三定律(区别作用力与反作用力、平衡力)
注意:
(1)牛顿第一定律不是实验定律,它是以伽利略的“斜面实验”为基础,经过科学抽象、归纳推理总结出来的;牛顿第二定律是通过探究加速度与力和质量的关系得出的实验定律。
(2)惯性不是一种力,对物体受力分析时,不能把“惯性力”作为物体实际受到的力。
例:
如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”.两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢.若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是( )
A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D.若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
五、超重和失重
1、实重和视重:
实重即物体的实际重力;当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力不等于物体的重力。
此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即视重。
2、超重、失重、完全失重(加速度方向)
若物体不在竖直方向上运动,但只要其加速度在竖直方向上有分量,即
,则也存在超重、失重的现象。
发生超重、失重现象与物体的速度无关,只取决于加速度的方向。
在完全失重的情况下,平时一切由重力产生的物理现象就会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受到浮力、液体柱不再具有由重力产生的向下的压强等。
六、应用牛顿运动定律解决的两类问题:
1、知受力情况分析运动情况2、知运动情况求受力情况
例1:
根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是()
A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比
B.物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度
C.物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比
D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比
例2:
如图所示,放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一竖直向下的恒力F,则( )
A.物块可能匀速下滑B.物块仍以加速度a匀加速下滑
C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑
D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑
例3:
如图所示,一物块置于水平地面上.当用与水平方向成60°的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为
七、利用图像解答牛顿运动定律问题
例:
图1中,质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为。
在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s内F的变化如图2所示,图中F以mg为单位,重力加速度g=10m/s2.整个系统开始时静止。
(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度;
(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的v—t图象,据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离。
八、整体法和隔离法
1、整体法是指系统内(即连接体内)物体间无相对运动(具有相同加速度),可以把连接体内所有物体组成的系统作为一个整体考虑,分析其受力情况,对整体列方程求解。
整体法可以求系统的加速度或外界对系统的作用力。
2、隔离法适合求物体系统内各物体间的相互作用力或各个物体的加速度。
例:
如图所示,放在水平地面上的长木板B长为1.2m,质量为2kg,B与地面间的动摩擦因数为μ1=0.2,一质量为3Kg的小铅块A放在B的左端,A、B之间动摩擦因数为μ2=0.4.刚开始A、B均静止,现使A以3m/s的初速度向右运动之后(g=10m/s2),求:
(1)A、B刚开始运动时的加速度
(2)通过计算说明,A最终是否滑出B
(3)B在地面上滑行的最大距离.
突破方法
方法一:
力的合成法则和正交分解法在牛顿第二定律问题中的应用
例:
如图所示,倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接.现将一滑块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放,最终停在水平面上的C点.已知A点距水平面的高度h=0.8m,B点距C点的距离L=2.0m.(滑块经过B点时没有能量损失,g=10m/s2),求:
(1)滑块在运动过程中的最大速度;
(2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ;
(3)滑块从A点释放后,经过时间t=1.0s时速度的大小.
方法2:
牛顿运动定律在物体系中的应用
例:
如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30o,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为
A.
B.
C.1:
2 D. 2:
1
练:
如图,光滑斜面固定于水平面,滑块A、B叠放后一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A上表面水平.则在斜面上运动时,B受力的示意图为( )
A.
B.
C.
D.
方法3:
瞬时问题分析方法
此类问题注意两种基本模型的建立:
1、刚性绳(或接触面)2、弹簧(或橡皮绳)例:
如右图,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。
现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为
、
。
重力加速度大小为g。
则有
,
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