第三章 相互作用 章末素养提升（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（教科版）

该高中物理单元复习课件系统梳理了“力与平衡”的核心知识，涵盖重力、弹力、摩擦力等常见力的性质，力的合成与分解规律及共点力平衡条件，通过分类整合概念、规律与科学思维方法，帮助学生构建完整的力学知识网络。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过“假设法判断弹力方向”“整体隔离法分析受力”等思维训练，结合“弹簧弹力F-x图像分析”“力的合成规律探究”等实验活动，设计分层例题（如机器人斜坡动摩擦因数计算、多物体平衡问题），培养学生科学推理与探究能力，助力学生巩固知识，教师精准开展复习教学。

第 三 章 章末素养提升 素养再现 物理 观念 三种常见的力 1.重力：方向　　　　 ，大小为G＝ ，作用点在 上 2.弹力：在接触面上产生的弹力方向与　　　　　 ，绳产生的弹力方向沿　　并指向绳收缩的方向 大小：弹力的大小与形变量有关，在弹性限度内，形变量越　 ，弹力越大 胡克定律：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹簧弹力F的大小与弹簧的 成正比，即F＝____ 3.摩擦力 (1)滑动摩擦力：①方向：沿接触面的　　　，与　　　　　方向相反 ②大小：f＝____ (2)静摩擦力：①方向：沿接触面的　　　，与　　　　　　　方向相反 ②大小：____________ 竖直向下 mg 重心 接触面垂直 绳 大 伸长(或缩短)量x kx 切线 相对运动 μN 切线 相对运动趋势 0<f静≤f静max 物理 观念 力的合成和分解 1.合力与分力：　　　　　关系 2.遵守的定则：平行四边形定则、三角形定则 3.合力大小范围：　　　　≤F≤_______ 共点力的平衡 1.平衡状态：物体受到几个力作用时，保持静止或 　　　　　　　状态 2.平衡条件：　　　　或Fx合＝0，Fy合＝0 等效替代 |F1－F2| F1＋F2 匀速直线运动 F合＝0 科学 思维 等效思想 1.重心是物体重力的等效作用点 2.合力和分力是等效替代的关系 假设法和条件法 1.根据弹力产生的条件或假设法(结合运动状态)判断弹力的有无和方向 2.根据摩擦力产生的条件或假设法(结合运动状态)判断摩擦力的有无和方向 整体法和隔离法 正确选取研究对象，初步会应用整体和隔离的思想对物体进行受力分析 平衡问题的解法 (1)合成法；(2)正交分解法；(3)图解法 数学方法的应用 应用作图和三角函数知识、相似三角形法求解合力或分力 科学 探究 1.能提出与“弹簧形变量和弹力间关系”的探究方案有关的物理问题。 2.能根据测量数据描绘弹簧弹力与形变量关系的图像(F－x图像)。能对F－x图像进行分析，得到弹簧弹力和形变量的定量关系，求出弹簧的劲度系数，知道测量误差产生的原因。 3.能根据等效思想设计“探究两个互成角度的力的合成规律”实验方案并进行交流。理解“等效”是指橡皮筋的形变量及方向都相同，能用合适的方法记录力的方向。 4.能选择合适的标度，作出合力与分力的图示，能总结、归纳合力与分力之间所遵循的规律，知道实验误差产生的原因。 科学态度与责任 1.通过重力、弹力和摩擦力在生产和生活中的应用，认识到物理学与生产生活的紧密联系。 2.学习生产生活中增大或者减小摩擦力的实例，具有将摩擦力知识应用于生产生活的意识。 提能训练 (2024·山东卷)如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于 A. B. C. D. 例1 √ 根据题意可知机器人“天工”可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，对“天工”分析有mgsin 30°≤μmgcos 30° 可得μ≥tan 30°＝ 故选B。 (多选)(2023·绵阳市高一月考)如图，质量分别为m1、m2的两个物体A和B通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向向右做匀速直线运动，力F与水平方向成θ角。已知物体A与水平面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列对物体A所受支持力N和摩擦力f的表述正确的是 A.N＝(m1＋m2)g－Fsin θ B.N＝(m1＋m2)g－Fcos θ C.f＝Fcos θ D.f＝μ(m1＋m2)g－μFsin θ 例2 √ √ √ 以物体A、B及轻弹簧组成的整体为研究对象，由平衡条件可得，竖直方向满足Fsin θ＋N＝(m1＋m2)g，可得N＝(m1＋m2)g－Fsin θ，水平方向满足Fcos θ＝f，A、C正确，B错误； 由滑动摩擦力的定义可得f＝μN＝μ(m1＋m2)g－μFsin θ，D正确。 (2024·广元市高一期末)如图所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴一个物体(可视为质点)，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆，OA为橡皮筋的自然长度。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内，且物体对水平地面始终有压力，下列说法正确的是 A.物体所受水平面的摩擦力保持不变 B.物体所受地面的支持力先减小后增大 C.橡皮筋对细杆的作用力先增大后减小 D.水平拉力F变小 例3 √ 设开始时A离地面的高度为L，某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为θ， 则橡皮筋的弹力T＝k，在水平拉力F作用下物体在粗糙的水平面上 从B点沿水平方向匀速向右运动至C点过程，对物体受力分析，根据平衡条件得Tcos θ＋N＝mg，F＝Tsin θ＋f，又f＝μN，联立解得N＝mg－kL，f＝μ(mg－kL)，F＝μ(mg－kL)＋kLtan θ，随着θ逐渐增大，N、f保持不变，F逐渐增大，故A正确，B、D错误； 橡皮筋的弹力逐渐增大且杆两侧橡皮筋张角减小，则橡皮筋的合力增大，橡皮筋对细杆的作用力逐渐增大，故C错误。 　(2024·内江市高一期中)如图所示，两根相同的直木棍AB和CD相互平行。斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径R＝5 cm、质量m＝20 kg的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下，已知两木棍间距d＝8 cm，与水平面的夹角α＝37°，两木棍和水泥圆筒间的动摩擦因数处处相同。sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。[可能用到的数学公式：asin θ＋bcos θ＝ sin(θ＋φ)，tan φ＝] (1)求两根直木棍对水泥圆筒弹力的合力及摩擦力的合力 的大小； 例4 答案　160 N　120 N 从右侧视角分析，在沿斜坡方向有 f合＝mgsin α 垂直于斜坡方向有F弹合＝mgcos α 解得f合＝120 N，F弹合＝160 N (2)求每根直木棍与水泥圆筒间的动摩擦因数； 答案　0.45 从B→A视角分析，受力示意图如图甲所示 图中θ角满足sin θ＝ 所以θ＝53°，由2Ncos θ＝mgcos α 解得N＝ N 所以动摩擦因数为μ＝＝0.45 (3)将水泥圆筒沿直木棍匀速向上拉动，求所需最小拉力。(sin 74°＝0.96) 答案　192 N 从右侧视角受力分析，如图乙所示，因木棍提供的支持力合成为2Ncos θ， 摩擦力合成为2f＝2μN 故两个力的合力方向固定， 图中β角满足 tan β＝， 故β＝37° 现问题变为“水泥圆筒受重力、两木棍提供的力和拉力三力平衡，拉力最小值为多少”，根据力学平衡的矢量三角形得Fmin＝mgsin (α＋β)， 解得Fmin＝192 N 第 三 章 本课结束 $