内容正文:
一、知识体系建构——理清物理观念
二、综合考法融会——强化科学思维
[典例] 如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的木块B上,
现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B,它们均静止不动,
则(重力加速度取g) ( )
A.A与B之间一定存在摩擦力
B.B与地面之间可能存在摩擦力
C.B对A的支持力可能小于mg
D.地面对B的支持力为Mg
弹力和摩擦力
[解析] 对A、B整体受力分析,受到重力(M+m)g、支持力N和已知的两个推力F,对于整体,由于两个推力刚好平衡,故B与地面间没有摩擦力,且有N=(M+m)g,故B、D错误;对A受力分析,A受重力mg、推力F、B对A的支持力N′、B对A的摩擦力f′,由二力平衡知N′=mg,f′=F,故A正确,C错误。
[答案] A
[融会贯通]
1.弹力和摩擦力的大小和方向
(1)弹簧弹力与弹簧形变量的关系:F=kx。
(2)静摩擦力:0<f≤fmax
(3)滑动摩擦力:f=μN
(4)弹力和摩擦力的方向:
物理观念 情境 模型 方向
弹力 斜面上的物体 垂直于接触面指向受力物体
杆 过接触点垂直于接触面指向受力物体
弹力 绳 沿着绳指向绳收缩的方向
摩擦力 水平 与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反
倾斜
续表
2.滑动摩擦力与静摩擦力的比较
摩擦力
项目 滑动摩擦力 静摩擦力
定义 两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力 相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力
方向 总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反 总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反
作用效果 阻碍相对运动 阻碍相对运动趋势
[对点训练]
中国书法是一种艺术。在楷书笔画中,长横的写法要领如下:起笔
时一顿,然后向右行笔,收笔时略向右按,再向左上回带。某同学
在水平桌面上平铺一张白纸,为防止打滑,他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则下列关于从左至右行笔过程中各物体的受力情况说法正确的是 ( )
A.毛笔对纸的压力一定大于毛笔的重力
B.镇纸受到了向右的静摩擦力
C.白纸受到了3个摩擦力
D.桌面受到了向右的静摩擦力
解析:提笔写字时,手对毛笔有向上的作用力,则毛笔对纸的压力不一定大于毛笔的重力,选项A错误;镇纸相对白纸无运动趋势,则镇纸不受静摩擦力作用,选项B错误;白纸受到笔向右的滑动摩擦力,同时受到桌面向左的静摩擦力作用,选项C错误;桌面受到了白纸向右的静摩擦力,选项D正确。
答案:D
[典例] (2021·广东高考)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的
劲度系数,缓冲装置如图所示, 固定在斜面上的透明有机玻璃管
与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如
下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200 g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数L0,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
n 1 2 3 4 5 6
Ln/cm 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09
[答案] (1)6.04 6.05 (2)3 (3)48.6
[融会贯通]
1.测量弹簧长度及作图的技巧
(1)长度测量:测量有关长度时,应区别弹簧原长L0、实际总长L及伸长量x,明确三者之间的关系。
(2)作图技巧
①建立平面直角坐标系时,两轴上单位长度所代表的物理量的值要适当,不可过大,也不可过小。
②描线的原则:尽量使各点落在一条直线上,少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是平滑的直线。
2.实验数据处理的三种方法
(1)图像法:根据测量数据,在建好直角坐标系的坐标纸上描点,以弹簧的弹力F为纵轴,弹簧的伸长量x为横轴,根据描点的情况,作出一条经过原点的直线。
(2)列表法:将实验数据填入表中,研究测量的数据,可发现在实验误差允许的范围内,弹力与弹簧伸长量的比值是一常数。
(3)函数法:根据实验数据,找出弹力与弹簧伸长量的函数关系。
[对点训练]
(2022·泉州高一检测)某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”的实验。
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持________状态。
(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图像。由此图像可得该弹簧的原长x0=________ cm,劲度系数k=________ N/m。
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计,当弹簧测力计上的示数如图丙所示