模型一:共点力平衡,模型二 :斜面+滑块模型 讲义 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-09-18
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摘要:
该高中物理单元复习讲义以“模型解析-解题思路-案例分析-总结”为框架构建共点力平衡与斜面滑块模型知识体系,通过步骤框架图呈现“一重二弹三摩擦四其他”受力分析顺序,用正交分解示意图梳理力的分解过程,突出相互作用观念与模型建构逻辑。
讲义亮点在于案例驱动的科学推理训练,如“物体在水平推力作用下沿粗糙斜面匀速上滑”的受力分析实例,结合变式表格归纳不同初速度下的运动情况,帮助分层学生掌握方法,既支持学生自主复习构建物理观念,也为教师精准教学提供系统性资源。
内容正文:
模型一:共点力的平衡
1.模型解析
对单个物体进行受力分析,可根据共点力的平衡(或牛顿第二定律)列出表达式,从而判断力的大小。
(1)知识回顾
①[基础知识]常见力的性质和分析方法
②[基础知识]弹力和摩擦力:弹力、摩擦力的产生条件之一都是接触,因此在分析这两种力时先找接触面,在每个接触面上逐一分析这两种力。
2.解题思路
对单个物体进行受力分析的一般顺序:
有外力时先标注外力,按照顺序"一重二弹三摩擦四其他"
(1)先画出重力(竖直向下)。
(2)其次分析弹力(常见为接触面的弹力或弹簧弹力)。
(3)再分析摩擦力(接触面粗糙、相互挤压且有相对滑动或相对滑动趋势,注意区分静摩擦还是动摩擦)。
(4)最后分析其他力(电场力、洛伦兹力等,根据题目条件)。
注:按"一重二弹三摩擦四其他"的顺序受力分析的原因:
①重力:地球始终对物体施加重力,且大多数情境都涉及这一力,因此首先考虑重力。
②弹力:当物体与其他物体接触时,通常会有弹力,通过找接触面可快速确定弹力。
③摩擦力:有弹力才能有摩擦力,确定弹力存在后再结合整体的平衡条件分析才能不漏力。
④其他力:最后检查是否有其他力遗漏。
3.案例分析
若物体 在水平推力 作用下沿粗糙斜面匀速上滑,斜面固定不动,则对物体 受力分析的顺序为?
[解析]
第一步:先画出重力,竖直向下
第二步:其次分析弹力,垂直于斜面向上
第三步:再分析摩擦力,物体相对斜面向上运动,则摩擦力方向沿斜面向下
第四步:最后分析其他力,即外力 ,水平向右
总结:如图所示:
4.思路总结
受力分析注意明确单个物体,记住口诀:外力+一重二弹三摩擦四其他,再结合正交分解或者矢量合成。
模型二 斜面+滑块模型
1.模型解析
木块无初速度放在粗糙斜面上,根据受力分析判断木块的运动情况(是否下滑?做加速/减速运动?最终情况如何?)
(1)知识回顾
①[基础知识]常见力的性质和分析方法
②[基础知识]滑动摩擦力:滑动摩擦力的方向与相对运动/相对运动趋势方向相反。
③[基础知识]静摩擦力:静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。
2.解题思路
(1)对木块进行受力分析,一重二弹三摩擦,并标注方向。
(2)进行正交分解(建系、分解、列方程)。
(3)判断沿斜面方向木块的受力情况。
3.案例分析
(1)案例一
木块无初速度放在固定的粗糙斜面上,当斜面与木块之间的动摩擦因数 与斜面倾角 满足什么条件时,木块能保持静止?
[解析]
第一步:对木块进行受力分析
第二步:将木块受力正交分解
①建立坐标系:选择沿斜面向上为 x 轴,垂直斜面向上为 y 轴。
②将不在轴线上的力(重力 )分解到 x 轴 和 y 轴上
③由于物块在 y 轴上受力平衡,可得:
第三步:判断沿斜面方向木块的受力情况
分析物体在 x 轴上的受力情况:用最大静摩擦力 与 比较。
由题可知:
①木块下滑⇒
②木块静止⇒
总结:当 时,木块可以在斜面上保持静止。
(2)变式
若木块被放置在固定的粗糙斜面上时有初速度,则初始时木块所受滑动摩擦力大小与运动速度方向相反。
初始状态
静止放在斜面上
匀加速下滑
静止
静止
沿斜面下滑
匀加速下滑
匀速下滑
匀减速至静止
沿斜面上滑
匀减速至下滑
匀减速至静止
匀减速至静止
注:当 ,木块沿斜面上滑时,先匀减速到速度为 0,再匀加速下滑。物体上滑和下滑的过程中加速度大小不一致,匀减速上滑时物体的加速度大小为 ,匀加速下滑时物体的加速度大小为
4.思路总结
对木块进行受力分析和正交分解后,判断沿斜面方向上的力的大小。
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