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精选推荐018_2019高中物理第3章力与相互作用章末总结学案沪科版必修1

学习 K12 教育资料 第 3 章 力与相互作用 章末总结 一、摩擦力的分析和计算 1.对摩擦力的认识 (1)摩擦力不一定是阻力,也可以是动力. (2)静摩擦力的方向不一定与运动方向共线,但一定沿接触面的切线方向.如图 1 所示,A、 学习 K12 教育资料 学习 K12 教育资料 B 一起向右做匀加速运动,则 A 所受静摩擦力方向与运动方向不一致. 图1 2.摩擦力的计算 摩擦力大小的计算,应先分析是静摩擦力还是滑动摩擦力. (1)静摩擦力:静摩擦力在 0~fmax 内随外力的变化而变化,一般根据平衡条件求解. (2)滑动摩擦力:①根据 f=μ N 进行计算,其中 N 为接触面受到的正压力,不一定等于物体 所受的重力,而且要注意滑动摩擦力的大小与运动速度和接触面积无关. ②根据平衡条件. 例1 如图 2 所示,质量为 m 的木块 P 在质量为 M 的长木板 ab 上滑行,长木板放在水平地 面上一直处于静止状态.若长木板 ab 与地面间的动摩擦因数为 μ 1,木块 P 与长木板 ab 间 的动摩擦因数为 μ 2,则长木板 ab 受到地面的摩擦力大小为( ) 图2 A.μ 1Mg C.μ 2mg B.μ 1(m+M)g D.μ 1Mg+μ 2mg 解析 长木板 ab 未动即地面对长木板 ab 的摩擦力为静摩擦力, 由于 P 在长木板 ab 上滑动, 即 P 对长木板 ab 的摩擦力大小为 μ 2mg.由平衡条件可知地面对 ab 的静摩擦力大小为 μ 2mg, C 正确. 答案 C 例2 如图 3 所示,用水平力 F 将木块压在竖直墙壁上,已知木块重力 G=6 N,木块与墙 壁间的动摩擦因数 μ =0.25,求: 图3 (1)当 F=25 N 时,木块不动,木块受到的摩擦力为多大? (2)当 F 增大为 30 N 时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大? (3)当 F=10 N 时木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大? (4)当 F=6 N 时,木块受到的摩擦力为多大? 解析 分析木块的受力情况,如图所示. 学习 K12 教育资料 学习 K12 教育资料 (1)、(2)问中木块静止,根据二力平衡,竖直方向上的静摩擦力等于重力,f1=f2=G=6 N, 与压力大小无关. (3)木块沿墙面下滑时,木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力,f3=μ N N=F,所以 f3=μ F=0.25×10 N=2.5 N. (4)当 F=6 N 时, 木块与墙壁间的摩擦力也为滑动摩擦力, 所以 f4=μ F=0.25×6 N=1.5 N. 答案 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N 二、弹力和摩擦力是否存在的判断依据 进行受力分析时,有些力要判断是否存在,可以从以下三个方面进行. 1.“条件判断法”:即根据是否满足力的产生条件来判断物体是否受到某个力的作用. 例如: (1)弹力产生的条件是相互接触并且发生了弹性形变; (2)摩擦力产生的条件是物体间 存在弹力、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势. 2. “效果判断法”: 即根据力的作用效果是否得以体现来判断物体是否受到某个力的作用. 例如:可根据力产生的“拉、压、支持、推动、阻碍、吸引、排斥”等效果对它们作出存在 或不存在的假设,然后再从该力是否对物体的运动状态产生影响来判断该力是否存在. 3.“相互作用判断法”:根据牛顿第三定律,从一个物体是否受到某个力的作用来判断另 一个物体是否受到相应的反作用力. 例3 (多选)如图 4 所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体 P 连接, P 的斜面与固定挡板 MN 接触且处于静止状态,则斜面体 P 此时所受的外力个数有可能为 ( ) 图4 A.2 个 B.3 个 C.4 个 D.5 个 解析 若斜面体 P 受到的弹簧弹力 F 等于其重力 mg, 则 MN 对 P 没有力的作用, 如图甲所示, 此时 P 受到 2 个力,A 对;若弹簧弹力大于 P 的重力,则 MN 对 P 有压力 N,若只有压力 N, 则 P 不能平衡,故一定存在向右的力,只能是 MN 对 P 的摩擦力 f,因此 P 此时受到 4 个力, 学习 K12 教育资料 学习 K12 教育资料 如图乙所示,C 对. 答案 AC 三、整体法和隔离法在受力分析中的应用 1.隔离法:把某个物体(或物体的一部分)与周围的物体分隔出来,单独分析它的受力情况 的方法. 2.整体法:将几个物体作为一个整体从周围环境中隔离出来分析其受力的方法. 3.选取原则 (1)当所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不 必考虑内力的作用. (2)当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时系统中物体间的相互作 用的内力就会变为各个独立于物体的外力. 注意 在很多时候,隔离法和整体法需交替使用,才会更方便地解决问题. 例4 如图 5 所示,物体 a、b 叠放在水平桌面上,水平力 F=3 N 作用于物体 b 上,a 与 b 保持静止,则: 图5 (1)a 与 b 之间的摩擦力大小为多少? (2)a 与桌面间的摩擦力大小为多少? 解析 把 b 隔离出来,选 b 为研究对象,b 处于静止状态,则 b 受到的重力与 a 对 b 的支持 力是一对平衡力, 力 F 必定与 a 对 b 的静摩擦力是一对平衡力, 则 a 对 b 的摩擦力大小等于 F,即 a 与 b 之间的摩擦力大小为 3 N; 把 a、b 作为整体研究,ab 整体处于静止状态,所以桌面必定对 a 施加向右的大小为 3 N 的 摩擦力,即摩擦力与 F 是一对平衡力. 答案 (1)3 N (2)3 N 针对训练 如图 6 所示, 直角三棱柱 A 放在水平地面上, 光滑球 B 放在三棱柱和光滑竖直墙 壁之间,A 和 B 都处于静止状态,试分别画出 A 和 B 的受力示意图. 图6 学习 K12 教育资料 学习 K12

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