(讲义)第3章 相互作用 章末综合提升-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(粤教版2019)

主题1　物体的受力分析 物体受力分析是力学知识中的基础内容，也是其重要内容．正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本能力． 1．整体法与隔离法的选取 (1) (2) 2．分析受力情况的顺序 (1)先分析重力和已知力．地球表面的宏观物体都要受到重力的作用．作用点画在物体的重心上． (2)其次分析接触力(弹力和摩擦力).绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周，看研究对象跟其他物体有几个(N个)接触点(或面)，则最多有几个(N个)弹力．某个接触点(或面)有挤压，则画出弹力；若还有相对运动(或相对运动趋势)，则画出摩擦力． (3)画完受力图后再进行检查，看是否有多画了力或漏力的现象，物体的受力情况和运动状态是否相符，然后加以纠正． 3．受力分析注意问题 (1)分析物体受力时，只分析周围物体对研究对象所施加的力，不要分析研究对象对周围物体施加的力，也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上． (2)受力分析时，不要多画不存在的力或漏力，要注意确定每个力的施力物体和受力物体，在力的合成和分解中，不要把实际不存在的合力或分力当作是物体受到的力． (3)如果一个力的方向难以确定，可用假设法分析． (4)物体受力情况会随运动状态的改变而改变，必要时要根据学到的知识通过计算确定． (5)受力分析须严密，外部作用看整体，互相作用要隔离．找施力物体防“添力”，顺序分析防“漏力”；分力和合力避免重复，性质力、效果力避免重记． 【典例1】　如图所示，用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来．今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大小的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能是(　　) A　　　　B　　　C　　　D A　[表示平衡状态的图是哪一个，关键是要求出两条轻质细绳对小球a和小球b的拉力的方向，只要拉力方向找出后，图就确定了． 先以小球a、b及连线组成的整体为研究对象，系统共受五个力的作用，即两个重力(ma＋mb)g，作用在两个小球上的恒力Fa、Fb和上端细线对系统的拉力T1．因为系统处于平衡状态，所受合力必为零，由于Fa、Fb大小相等，方向相反，可以抵消，而(ma＋mb)g的方向竖直向下，所以悬线对系统的拉力T1的方向必然竖直向上．再以b球为研究对象，b球在重力mbg、恒力Fb和连线拉力T2′三个力的作用下处于平衡状态，已知恒力向右偏上30°，重力竖直向下，所以平衡时连线拉力T2′的方向必与恒力Fb和重力mbg的合力方向相反，如图所示，故应选A.] 　受力分析的常用方法： (1)整体法与隔离法． (2)假设法． (3)利用作用力与反作用力． (4)共点力平衡法． 主题2　动态平衡问题 1．所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态． 2．解决动态平衡问题常用的方法有三种 (1)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，利用三角形的知识建立平衡方程，求出因变量与自变量的一般函数式，然后依据自变量的变化确定因变量的变化(自变量一般为某个力与水平方向或竖直方向的夹角). (2)图解法：利用图解法解决此类问题的基本方法是：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图(力的平行四边形)，再由动态的力四边形各边长度变化及角度变化确定力的大小及方向的变化情况．如图所示，将重球用绳挂在光滑墙上，当保持球的重力不变而增大球的半径时，就属于一个动态平衡问题．首先分析球的受力情况，F1与F2的合力F大小等于G，在球半径增大时F的大小和方向不变，F2的方向不变，α增大，画出几个位置的情况．A、A′、A″及B、B′、B″，由图可知F1增大，F2也增大． (3)相似三角形法：在运算过程中既找不到直角三角形也不符合图解法的条件，但是力的三角形与几何三角形相似，则可利用三角形相似，对应边成比例，依据几何三角形的边长变化判断力的大小变化情况． 【典例2】　(多选)如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N.初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α(α>).现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变．在OM由竖直被拉到水平的过程中(　　) A．MN上的张力逐渐增大 B．MN上的张力先增大后减小 C．OM上的张力逐渐增大 D．OM上的张力先增大后减小 AD　[以重物为研究对象，它受三个力即重力mg、绳OM段的拉力FO、NM段的拉力FN的作用处于平衡状态．考虑到重力mg不变，FO与FN的夹角不变，当FO由竖直向上变为水平向左时，作出如图所示力的矢量图，由图可知：FN一直变大，FO先变大后减小．选项AD正确．]