内容正文:
第三章 相互作用—力
物理
章末复习
学习目标
1.理解重力、弹力和摩擦力的概念及其在各种状态下的表现形式。
2.知道力的合成和分解的概念,理解合力和分力作用效果等效,会用平行四边形定则进行力的合成和分解,完善相互作用观念。
3.掌握三力平衡和多力平衡问题的解决方法,通过模型建构锻炼科学思维。
学习重难点
重点:理解合力和分力作用效果等效,会用平行四边形定则进行力的合成和分解。
难点:掌握三力平衡和多力平衡问题的解决方法。
新知导入
一、重点问题提炼
(一)静摩擦力的有无及方向判断
(1)假设法
(2)反推法
(3)状态法
(4)牛顿第三定律法
(二)力的合成与分解问题
1.共点力合成的常用方法
(1)作图法:
一、重点问题提炼
(二)力的合成与分解问题
1.共点力合成的常用方法
(2)计算法:
一、重点问题提炼
类 型 作 图 合力的计算
①互相垂直 F=
tanθ=
②两力等大,夹角为θ F= F与F1夹角为
③两力等大且夹角120° 合力与分力等大
(二)力的合成与分解问题
2.合力的大小范围
(1)两个共点力的合成
|F1-F2|≤F合≤F1+F2
即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小,为|F1-F2|,当两力同向时,合力最大,为F1+F2。
一、重点问题提炼
(2)三个共点力的合成
①三个力共线且同向时,其合力最大,为F1+F2+F3。
②任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力最小值为零;如果第三个力不在这个范围内,则合力最小值等于最大的力减去另外两个力。
(二)力的合成与分解问题
3.按作用效果分解力的一般思路
一、重点问题提炼
(二)力的合成与分解问题
4.正交分解法
一、重点问题提炼
(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。
(2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,习惯以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。
(3)方法:物体受到多个力作用F1、F2、F3…求合力F时,可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。
x轴上的合力:Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…
y轴上的合力:Fy=Fy1+Fy2+Fy3+…
合力大小:F= 合力方向:与x轴夹角设为θ,则tanθ=
例如,如图甲所示,细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体,求:
二、疑难问题剖析
三、例题展示
【例题1】如图所示,物块A放在倾斜的木板上,木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则物块和木板间的动摩擦因数为( )
答案:C
【变式训练1】(多选题)木块A、B分别重50 N和60 N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m,系统置于水平地面上静止不动,现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,则力F作用后( )
A.木块A所受摩擦力大小是8 N
B.木块A所受摩擦力大小是11.5 N
C.木块B所受摩擦力大小是9 N
D.木块B所受摩擦力大小是7 N
答案:AC
【例题2】(多选题)如图所示,电灯的重力G=10 N,AO绳与顶板间的夹角为45°,BO绳水平,AO绳的拉力为FA,BO绳的拉力为FB,则( )
A.FA=10 N B.FA=10 N
C.FB=10 N D.FB=10 N
答案:AD
【变式训练2】(多选题)如图所示,固定的半球面右侧是光滑的,左侧是粗糙的,O点为球心,A、B为两个完全相同的小物块(可视为质点),小物块A静止在球面的左侧,受到的摩擦力大小为F1,对球面的压力大小为FN1;小物块B在水平力F2作用下静止在球面的右侧,对球面的压力大小为FN2,已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为θ,则( )
A.F1∶F2=cos θ∶1
B.F1∶F2=sin θ∶1
C.FN1∶FN2=cos2θ∶1
D.FN1∶FN2=sin2θ∶1
答案:AC
【例题3】中国传统建筑一般采用瓦片屋顶,屋顶结构可简化为图,若一块弧形瓦片静止在两根相互平行的倾斜椽子正中间。已知椽子与水平面夹角均为θ,该瓦片质量为m,椽子与瓦片间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则( )
A.瓦片所受的合力大小为
B.每根椽子对瓦片的支持力大小为
C.两根椽子对瓦片作用力大小为
D.每根椽子对瓦片的摩擦力大小为
答案:D
【例题4】如图所示,一质量为m的光滑小球静止在挡板A与斜面B之间,斜面B的倾角为θ,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.小球对斜面B的压力大小为
B.挡板A对小球的弹力大小为
C.若将挡板A绕转轴O顺时针缓慢旋转至水平,则小球对斜面B的压力将逐渐减小
D.若将挡板A绕转轴O顺时针缓慢旋转至水平,则小球对挡板A的压力将逐渐减小
答案:B
【例题5】右图是一个简易起吊设施的示意图,AC是质量不计的撑杆,A端与竖直墙用铰链连接,一滑轮固定在A点正上方,C端吊一重物。现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉,在AC杆达到竖直前( )
A.BC绳中的拉力FT越来越大
B.BC绳中的拉力FT越来越小
C.AC杆中的支撑力FN越来越大
D.AC杆中的支撑力FN越来越小
答案:C
2.力的合成与分解
3.共点力平衡的处理方法
相互作用
1.重力、弹力、摩擦力
课堂小结
谢谢大家
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