内容正文:
第二章 相互作用
第1讲 重力 弹力
一、重力(必修一第三章第1节)
1.产生:由于______________而使物体受到的力。
重力不是万有引力
2.大小:G=mg,可用______________测量。同一物体G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。
3.方向:_____________。
4.重心:
(1)物体的各部分都受到重力的作用,可认为重力集中作用于一点,这一点叫作物体的重心。
重心的位置不一定在物体上
(2)影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的__________分布。
二、弹力(必修一第三章第1节)
1.定义:发生_______的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力的作用。
2.产生条件:
(1)物体间直接接触。
(2)接触处发生_____________。
3.方向:总是与施力物体形变的方向_______。
4.弹力有无的判断方法:
条件法
假设法
状态法
5.弹力大小的计算:
质疑辨析
(1)重力就是地球对物体的吸引力。 ( )
(2)形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心。 ( )
(3)重力加速度g的大小与在地球表面的位置有关。 ( )
(4)弹力一定产生在相互接触的物体之间。 ( )
(5)相互接触的物体间一定有弹力。 ( )
第2讲 摩擦力
一、静摩擦力与滑动摩擦力的区别与联系(必修一第三章第2节)
项目
静摩擦力
滑动摩擦力
产生
条件
接触面_______;接触处有_______
两物体间有___________________
两物体间有______
大小
0<Ff≤Ffm
最大静摩擦力
Ff=__________
动摩擦因数,与接触面的
材料和粗糙程度有关
方向
与受力物体__________的方向相反
与受力物体_____________的方向相反
无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,其方向与物体
的运动方向可能相同也可能相反
作用
效果
总是阻碍物体间的_____
________
总是阻碍物体间的____________
无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都可能是阻力,
也可能是动力
提醒:最大静摩擦力与接触面间的压力成正比,其值略大于滑动摩擦力,通常认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,即Ffmax=μFN。
二、静摩擦力有无及方向的判断“三法”(必修一第三章第2节)
1.状态法:根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的有无及方向。
2.转换法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向。
3.假设法
提醒:静摩擦力是一种被动力,理解物体间相对运动趋势产生的原因,是真正理解静摩擦力有无及方向的关键。
三、 摩擦力大小的计算方法(必修一第三章第2节)
质疑辨析
(1)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用。 ( )
(2)正压力越大,摩擦力可能越大,也可能不变。( )
(3)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。 ( )
(4)摩擦力的方向一定与物体运动方向相反。 ( )
(5)静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力。 ( )
第3讲 力的合成与分解
一、力的合成(必修一第三章第4节)
1.合力与分力
(1)定义:如果一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力叫作那几个力的_______,那几个力叫作这个力的_______。
(2)关系:合力与分力是_____________关系。
2.力的合成
(1)定义:求几个力的_______的过程。
(2)运算法则
平行
四边形
定则
三角形
定则
把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的_____________的合矢量。
所有矢量的运算都遵循平行四边形定则或三角形定则
提醒:用作图法求合力,作各力时必须选取同一标度。
3.两个共点力F1、F2的合力大小的范围:______________≤F≤_________________。
(1)两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而_______。
(2)当两个力反向时,合力最小,为_____________;当两个力同向时,合力最大,为____________。
二、力的分解(必修一第三章第4节)
1.力的分解是力的合成的逆运算,遵循的法则:______________定则或__________定则。
2.分解方法
按力产生
的效果分解
正交
分解
建立坐标系的原则:在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(使尽量多的力分布在坐标轴上);在动力学中,往往以加速度方向和垂直加速度方向互为坐标轴建立坐标系。
3.多个力求合力的方法:把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。
x轴上的合力Fx=F1x+F2x+F3x+…
y轴上的合力Fy=F1y+F2y+F3y+…
合力大小F=
若合力方向与x轴夹角为θ,则tanθ=。
质疑辨析
(1)合力和分力可以同时作用在一个物体上。 ( )
(2)几个力的共同作用效果可以用一个力来替代。 ( )
(3)两个力的合力一定比分力大。 ( )
(4)当一个分力增大时,合力一定增大。 ( )
(5)2 N的力能够分解成6 N和3 N的两个分力。 ( )
第4讲 共点力平衡
一、受力分析(必修一第三章第3节)
1.定义:将研究对象所受的力依次找出来,并画出物体所受力的__________,这一过程即受力分析。
2.受力分析的一般顺序
先分析场力(_______、电场力、磁场力),再分析弹力、__________,最后分析其他力。
分析弹力、摩擦力时,要逐一检查与研究对象
接触的各个接触面(点)。
提醒:在画受力分析示意图时,准确标出各力的方向,尽量做到大力长线、小力短线。
3.受力分析的四种方法
方法
图解
假设
法
在未知某力是否存在时,先对其作出不存在的假设,然后根据该力不存在对物体运动和受力状态的影响来判断该力是否存在的方法
整体
法
将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法
隔离
法
将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的方法
动力
学分
析法
对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿定律进行分析求解的方法
物体受到F的作用沿斜面向上做匀加速直线运动,应结合牛顿运动定律对物体进行受力分析。
【巧学妙记】力学问题方法多,整体隔离和假设;整体只需看外力,求解内力隔离做;状态相同用整体,否则隔离用得多;即使状态不相同,整体牛二也可做;假设某力有和无,根据计算来定夺;正交分解选坐标,轴上矢量尽力多。
二、共点力平衡(必修一第三章第5节)
1.共点力
定义:作用点______或力的作用线相交于______的力。
2.共点力平衡
(1)平衡状态:物体_______或做______________。
(2)平衡条件:F合=_____或Fx=_____,Fy=_____。
(3)常用推论
推论
图解
二力
平衡
三力
平衡
多力
平衡
质疑辨析
(1)对物体受力分析时,只能画该物体受到的力,其他物体受到的力不能画在该物体上。( )
(2)物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用。 ( )
(3)物体的速度为零即处于平衡状态。 ( )
(4)物体处于平衡状态时,其加速度一定为零。( )
(5)物体受两个力作用处于平衡状态,这两个力必定等大反向。 ( )
实验二 探究弹簧弹力与形变量的关系
实验原理
1.在弹簧下端悬挂钩码,弹簧会伸长。钩码平衡时,弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。
2.刻度尺测弹簧形变量
弹簧的长度可用刻度尺直接测出,弹簧的伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算
实验方案
实验装置
实验步骤
数据处理
平衡法
1.安装仪器、测量原长
将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧_________
__________时的长度l0,即原长。
2.第一组数据测量
在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,得出______________x1,将这些数据填入自己设计的表格中。
3.测量多组数据
改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹簧的伸长量x2、x3、x4、x5
1.图像法处理数据:
(1)构建坐标系。以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,并选择合适的标度,使得依据数据所描点均匀分布在坐标系内。
(2)连线。观察数据点的分布规律,让尽量多的点落在直线上,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。
2.“数形结合”:分析图线特点,透过现象看本质,写出弹力与形变量间的函数关系式。
3.突出物理意义:得出弹力和弹簧形变量之间的定量关系式,理解关系式中每个量的物理意义
误差分析
1.钩码标值不准确,弹簧长度测量不准确带来误差。
2.画图时描点及连线不准确也会带来误差
实验三 探究两个互成角度的力的合成规律
实验原理
1.测分力与合力。互成角度的两个力F1、F2与另一个力F分别作用于橡皮筋,产生相同的作用效果。
2.用平行四边形定则求得F1、F2的合力F',将之与所测合力F进行比较。若在误差许可的范围内二者相同,则平行四边形定则得以验证
实验方案
实验装置
实验步骤
数据处理
方案一:
比例法
1.安装:在竖直木板上贴上白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,分别悬挂合适数量的钩码,让系统达到平衡;
2.记录:记录三段绳子悬挂的钩码个数以及三段绳子的方向
根据记录的数据,作出三段绳子上的拉力F1、F2、F3的图示;以表示F1、F2的线段为邻边,画出平行四边形,如果平行四边形的对角线所表示的力与F3近似_____________,则在实验误差允许的范围内验证了力的平行四边形定则
方案二:
测力法
1.安装:用图钉把一张白纸及一端系有细绳套的橡皮筋钉在水平桌面上的木板上;
2.测分力:用两个弹簧测力计分别钩住两个绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一点O;
3.用铅笔描下结点O的位置和两个细绳的方向,并记录弹簧测力计的读数F1、F2;
4.测合力:只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面实验中的____________,记下弹簧测力计的读数F'和细绳套的方向;
5.重复实验:改变拉力F1和F2的大小和方向,重复做几次实验
1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以________
____________为邻边作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示;
2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出拉力F'的图示;
3.比较F与F'的大小及方向,若_________________二者相同,则平行四边形定则得以验证
误差分析
1.读数误差:减小读数误差的方法:弹簧测力计数据在允许的情况下,尽量大一些;读数时眼睛一定要正视,要按有效数字正确读数和记录。
2.作图误差:减小作图误差的方法:作图时两个力的对边一定要平行,两个分力F1、F2间的夹角太大或太小,用平行四边形作出的合力F的误差ΔF都较大,所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大也不要太小,适当即可
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第二章 相互作用
第1讲 重力 弹力
一、1.地球的吸引 2.弹簧测力计 3.竖直向下 4.(2)质量
二、1.形变 2.(2)弹性形变 3.相反
【质疑辨析】
提示:(1)×。重力是地球对物体的吸引力的一个分力。
(2)×。形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心才在物体的几何中心。
(3)√。 (4)√。
(5)×。只是接触没有挤压,不会产生弹力。
第2讲 摩擦力
一、粗糙 挤压 相对运动的趋势 相对运动 μFN
相对运动趋势 相对运动 相对运动趋势 相对运动
【质疑辨析】
提示:(1)×。例如两个叠放的木块相对静止在粗糙地面上滑动。
(2)√。 (3)√。
(4)×。摩擦力的方向与相对运动或者相对运动趋势相反。
(5)×。静摩擦力不一定是阻力,例如放在传送带上的物体与传送带相对静止地加速运动时。
第3讲 力的合成与分解
一、1.(1)合力 分力 (2)等效替代
2.(1)合力 (2)有向线段
3.|F1-F2| F1+F2 (1)减小 (2)|F1-F2| F1+F2
二、1.平行四边形 三角形
【质疑辨析】
提示:(1)×。合力与分力是等效替代关系,不会同时作用在一个物体上。
(2)√。
(3)×。合力可能比分力小,可能比分力大,也可能等于分力。
(4)×。当一个分力增大时,合力可能增大也可能减小。
(5)×。6 N和3 N的合力范围是3 N≤F≤9 N,所以不可能是大小为2 N分解的两个力。
第4讲 共点力平衡
一、1.示意图 2.重力 摩擦力
二、1.相同 一点 2.(1)静止 匀速直线运动 (2)0 0 0
【质疑辨析】
提示:(1)√。
(2)×。物体沿光滑斜面下滑时,只受到重力和支持力作用。
(3)×。物体的速度为零,其所受合外力不一定为零,譬如自由落体运动的初始时刻,速度为零,但是受到重力作用,是非平衡状态。
(4)√。 (5)√。
实验二 探究弹簧弹力与形变量的关系
自然伸长状态 弹簧的伸长量
实验三 探究两个互成角度的力的合成规律
等大反向 相同位置O F1和F2 在误差允许的范围内
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