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人教版物理必修一第三章人教版物理必修一第三章-复习课件复习课件物体对物体的作用物体对物体的作用 方向方向 形变形变 运动状态运动状态 mgmg 竖直向下竖直向下 重心重心 相互接触相互接触 发生弹性形变发生弹性形变 接触面接触面 绳子收缩绳子收缩 F=kx F=kx 接触且挤压接触且挤压 相对运动相对运动 相对运相对运 动趋势动趋势 粗糙粗糙 相对运动相对运动 相对运相对运 动趋势动趋势 0 0 F Fmaxmax 作用效果作用效果 平行四边形平行四边形三角形三角形|F|F1 1-F-F2 2|F|F1 1+F+F2 2|实际效果实际效果 大小大小 正交正交弹簧伸长弹簧伸长 平行四边形平行四边形一、一、弹弹力与摩擦力的力与摩擦力的对对比理解比理解1.1.弹弹力和摩擦力的力和摩擦力的对对比比 项项目目比比较较弹弹力力摩擦力摩擦力产产生条件生条件相互接触并相互接触并发发生生弹弹性形性形变变(1)(1)相互接触、相互相互接触、相互挤压挤压(2)(2)接触面粗糙接触面粗糙(3)(3)两物体有相两物体有相对对运运动动或相或相对对运运动动的的趋势趋势方向方向与物体与物体发发生形生形变变的的方向相反方向相反与相与相对对运运动动或相或相对对运运动趋势动趋势的方向相反的方向相反2.2.弹弹力或摩擦力的有无及方向判断的特殊方法力或摩擦力的有无及方向判断的特殊方法(1)(1)假假设设法。法。(2)(2)结结合物体运合物体运动动状状态态判断。判断。(3)(3)效果法。效果法。(4)(4)相互作用法。相互作用法。项项目目比比较较弹弹力力摩擦力摩擦力大小大小计计算方法算方法(1)(1)弹弹簧簧弹弹力力:胡克定律胡克定律(2)(2)发发生微小形生微小形变变物体物体的的弹弹力力:二力平衡二力平衡(1)(1)静摩擦力静摩擦力:二力平衡二力平衡(2)(2)滑滑动动摩擦力摩擦力:F:Ff f=F=FN N3.3.摩擦力的摩擦力的“四个不一定四个不一定”(1)(1)受静摩擦力的物体不一定静止受静摩擦力的物体不一定静止,受滑受滑动动摩擦力的物体不一定摩擦力的物体不一定运运动动。(2)(2)静摩擦力不一定比滑静摩擦力不一定比滑动动摩擦力小。摩擦力小。(3)(3)摩擦力不一定与运摩擦力不一定与运动动方向相反方向相反,还还可以与运可以与运动动方向相同方向相同,甚甚至可以与运至可以与运动动方向成一定方向成一定夹夹角。角。(4)(4)摩擦力不一定是阻力摩擦力不一定是阻力,还还可以是可以是动动力。力。【典例【典例1 1】(2013(2013苏苏州高一州高一检测检测)长长直直木板的上表面的一端放置一个木板的上表面的一端放置一个铁块铁块,木木板放置在水平面上板放置在水平面上,将放置将放置铁块铁块的一端的一端由水平位置由水平位置缓缓慢地向上抬起慢地向上抬起,木板另一端相木板另一端相对对水平面的位置保水平面的位置保持不持不变变,如如图图所示。所示。铁块铁块受到的摩擦力受到的摩擦力F Ff f随木板随木板倾倾角角变变化的化的图图线线在在图图中正确的是中正确的是(设设最大静摩擦力的大小等于滑最大静摩擦力的大小等于滑动动摩擦力大摩擦力大小小)()()【标准解答】【标准解答】选选C C。(1)(1)当当=0=0时时,F,Ff f=0;=0;当当较小时较小时,铁块相对铁块相对木板处于静止状态木板处于静止状态,铁块受静摩擦力作用铁块受静摩擦力作用,其大小与重力沿木板其大小与重力沿木板(斜面斜面)方向分力大小相等方向分力大小相等,即即F Ff f=mgsin,F=mgsin,Ff f随随的增大按正弦的增大按正弦规律增大。规律增大。(2)(2)当当tan=tan=时处于临界状态时处于临界状态,此时摩擦力达到最此时摩擦力达到最大静摩擦力大静摩擦力,由题设条件可知其等于滑动摩擦力大小。由题设条件可知其等于滑动摩擦力大小。(3)(3)当当tantan时时,铁块相对木板向下滑动铁块相对木板向下滑动,铁块受到滑动摩擦力的作铁块受到滑动摩擦力的作用用,可知可知F Ff f=F=FN N=mgcos,F=mgcos,Ff f随随的增大按余弦规律减小。当的增大按余弦规律减小。当=90=90时时,F,Ff f=0,=0,故故C C正确。正确。【变变式式训练训练】如如图图所示所示,质质量量为为m m的木的木块块P P在在质质量量为为M M的的长长木板木板abab上滑行上滑行,长长木板木板放在水平地面上一直放在水平地面上一直处处于静止状于静止状态态。若。若长长木板木板abab与地面与地面间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为1 1,木木块块P P与与长长木板木板abab间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为2 2,则长则长木板木板abab受到地面的摩擦力大小受到地面的摩擦力大小为为()A.A.1 1MgMgB.B.1 1(m+M)g(m+M)gC.C.2 2mgmgD.D.1 1Mg+Mg+2 2mgmg【解析】【解析】选选C C。长木板。长木板abab未动即地面对长木板未动即地面对长木板abab的摩擦力为静的摩擦力为静摩擦力摩擦力,由于由于P P在长木板在长木板abab上滑动上滑动,即即P P对长木板对长木板abab的摩擦力大小的摩擦力大小为为2 2mgmg。由平衡条件可知地面对。由平衡条件可知地面对abab的静摩擦力大小为的静摩擦力大小为2 2mgmg。即只有即只有C C正确。正确。二、力的合成法、效果分解法及正交分解法二、力的合成法、效果分解法及正交分解法处处理共点力平衡理共点力平衡问问题题物体在三个力或多个力的作用下物体在三个力或多个力的作用下处处于平衡状于平衡状态态,根据已知力分根据已知力分析、析、计计算未知力的大小算未知力的大小,是本章的常是本章的常见问题见问题,其求解步其求解步骤骤如下如下:1.1.确定研究确定研究对对象。象。2.2.对对研究研究对对象象进进行受力分析。行受力分析。3.3.选择选择合适的合适的处处理方法理方法,确定各力确定各力间间的关系并列式求解。的关系并列式求解。(1)(1)力的合成法力的合成法(一般用于受力个数一般用于受力个数为为三个三个时时)确定要合成的两个力确定要合成的两个力;根据平行四根据平行四边边形定形定则则作出作出这这两个力的合力两个力的合力;根据数学知根据数学知识计识计算合力算合力;根据平衡条件确定合力的平衡力的大小。根据平衡条件确定合力的平衡力的大小。(2)(2)力的效果分解法力的效果分解法(一般用于受力个数一般用于受力个数为为三个三个时时)确定要分解的力确定要分解的力;按按实际实际作用效果确定两分力的方向作用效果确定两分力的方向;沿两分力方向作平行四沿两分力方向作平行四边边形形;根据数学知根据数学知识识求分力求分力;根据平衡条件确定分力的平衡力的大小。根据平衡条件确定分力的平衡力的大小。(3)(3)正交分解法正交分解法(一般用于受力个数一般用于受力个数较较多多时时)建立坐建立坐标标系系;正交分解各力正交分解各力;沿沿x x轴轴、y y轴轴方向根据平衡条件列式求解。方向根据平衡条件列式求解。【典例【典例2 2】如图所示，一只质量为如图所示，一只质量为m m的的蚂蚁在半径为蚂蚁在半径为R R的半球形碗内爬行，的半球形碗内爬行，在距碗底高在距碗底高 的的P P点停下来，若重力点停下来，若重力加速度为加速度为g g，则它在，则它在P P点受到的摩擦力点受到的摩擦力大小为大小为()()A.A.B.B.C.C.D.mgD.mg 【标准解答】【标准解答】选选C C。过。过P P点作半球形面的点作半球形面的切面，该切面相当于倾角为切面，该切面相当于倾角为的斜面，的斜面，由几何知识知由几何知识知cos=cos=。用一方块形物。用一方块形物体表示蚂蚁，故蚂蚁在体表示蚂蚁，故蚂蚁在P P点受到的摩擦点受到的摩擦力大小力大小F Ff f=F=F1 1=mgsin=mgsin=，C C正确。正确。【变式训练】【变式训练】(2013(2013潮州高一检测潮州高一检测)如图所示，一条细绳跨过如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体定滑轮连接物体A A、B B，A A悬挂起来，悬挂起来，B B穿在一根竖直杆上，两物穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、体均保持静止，不计绳与滑轮、B B与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角为与竖直杆间的夹角为，则物体，则物体A A、B B的质量之比的质量之比m mA AmmB B等于等于 ()()A.cos1A.cos1B.1cosB.1cosC.tan1C.tan1D.1sinD.1sin【解析】【解析】选选B B。对。对A A、B B受力分析可知受力分析可知m mA Agcosgcosm mB Bg g，则有，则有m mA AmmB B1cos1cos，B B项正确。项正确。三、物体平衡中的三、物体平衡中的临临界和极界和极值问题值问题1.1.临临界界问题问题(1)(1)临临界状界状态态:物体的平衡状物体的平衡状态态将要将要变变化的状化的状态态。物理系。物理系统统由于由于某些原因而某些原因而发发生突生突变变(从一种物理从一种物理现现象象转变为转变为另一种物理另一种物理现现象象,或从一种物理或从一种物理过过程程转转入到另一种物理入到另一种物理过过程的状程的状态态)时时所所处处的状的状态态,叫叫临临界状界状态态。临临界状界状态态也可理解也可理解为为“恰好出恰好出现现”和和“恰好恰好不出不出现现”某种某种现现象的状象的状态态。(2)(2)临临界条件界条件:临临界状界状态对应态对应的条件的条件,从受力的角度看通常是物从受力的角度看通常是物体所受合外力体所受合外力为为零零,但要注意相但要注意相应应因素再因素再变变化一点化一点,临临界条件将界条件将不再具不再具备备,临临界的平衡状界的平衡状态态将被打破将被打破,如外力再大一点如外力再大一点,物体将物体将由静止开始运由静止开始运动动或由匀速或由匀速变为变为加速加速(或减速或减速)。(3)(3)处处理方法理方法:平衡物体的平衡物体的临临界界问题问题的求解方法一般是采用假的求解方法一般是采用假设设推理法确定推理法确定临临界状界状态态及及临临界条件界条件,然后再根据平衡条件及有关然后再根据平衡条件及有关知知识识列方程求解或判定。列方程求解或判定。2.2.极极值问题值问题极极值值是指平衡是指平衡问题问题中某些物理量中某些物理量变变化化时时出出现现最大最大值值或最小或最小值值。平衡平衡问题问题中的极中的极值值,一般指在力的一般指在力的变变化化过过程中的最大程中的最大值值和最小和最小值值。【典例【典例3 3】如如图图所示所示,物体的物体的质质量量为为2kg,2kg,两根两根轻绳轻绳ABAB和和ACAC的一端的一端连连接于接于竖竖直直墙墙上上,另一端系于物体上另一端系于物体上,在物体上另施加一个方向在物体上另施加一个方向与水平与水平线线成成=60=60的拉力的拉力F,F,若要使两若要使两绳绳都能伸直都能伸直,求拉力求拉力F F的的大小范大小范围围(g(g取取10m/s10m/s2 2)。【标准解答】【标准解答】解法一解法一:数学解析法数学解析法A A的受力情况如图，由平衡条件得的受力情况如图，由平衡条件得FsinFsin+F+F1 1sin-mg=0sin-mg=0Fcos-FFcos-F2 2-F-F1 1cos=0cos=0由上述两式得由上述两式得F=-FF=-F1 1F=F=令令F F1 1=0,=0,得得F F最大值最大值F Fmaxmax=令令F F2 2=0,=0,得得F F最小值最小值F Fminmin=综合得综合得F F的取值范围的取值范围解法二解法二:物理分析法物理分析法(1)(1)假设假设ACAC绳刚好伸直且绳刚好伸直且F FACAC=0,=0,则则Fsin=Fsin=F=F=若力若力F F小于上述值小于上述值,则则ACAC绳弯曲绳弯曲,所以所以F F(2)(2)假设假设ABAB绳刚好伸直且绳刚好伸直且F FABAB=0,=0,则则Fsin=mgFsin=mg F=F=,若力若力F F大于上述值大于上述值,则则ABAB绳弯曲绳弯曲,所以所以F F ,因此力因此力F F的取值范围是的取值范围是答案：答案：【变式训练】【变式训练】(2013(2013无锡高一检测无锡高一检测)如图如图所示，质量均为所示，质量均为m m的小球的小球A A、B B用两根不可用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于伸长的轻绳连接后悬挂于O O点，在外力点，在外力F F的的作用下，小球作用下，小球A A、B B处于静止状态。若要使处于静止状态。若要使两小球处于静止状态且悬线两小球处于静止状态且悬线OAOA与竖直方向与竖直方向的夹角的夹角保持保持3030不变，则外力不变，则外力F F的大小的大小 ()()A.A.可能为可能为B.B.可能为可能为C.C.可能为可能为D.D.可能为可能为mgmg【解析】【解析】选选B B、C C、D D。本题相当于一悬线吊一质量为。本题相当于一悬线吊一质量为2m2m的物体，的物体，悬线悬线OAOA与竖直方向夹角为与竖直方向夹角为3030，与悬线，与悬线OAOA垂直时外力垂直时外力F F最小，最小，大小为大小为mgmg，所以外力，所以外力F F大于或等于大于或等于mgmg，故，故B B、C C、D D正确。正确。1.(20121.(2012山山东东高考高考)如如图图所示所示,两相同两相同轻质轻质硬杆硬杆OOOO1 1、OOOO2 2可可绕绕其其两端垂直两端垂直纸纸面的水平面的水平轴轴O O、O O1 1、O O2 2转动转动,在在O O点点悬悬挂一重物挂一重物M,M,将两将两相同木相同木块块m m紧压紧压在在竖竖直直挡挡板上板上,此此时时整个系整个系统统保持静止。保持静止。F Ff f表示表示木木块块与与挡挡板板间间摩擦力的大小摩擦力的大小,F,FN N表示木表示木块块与与挡挡板板间间正正压压力的大小。力的大小。若若挡挡板板间间的距离稍的距离稍许许增大后增大后,系系统统仍静止仍静止,且且O O1 1、O O2 2始始终终等高等高,则则()A.FA.Ff f变小变小B.FB.Ff f不变不变C.FC.FN N变小变小D.FD.FN N变大变大【解析】【解析】选选B B、D D。以两个木块。以两个木块m m和重物和重物M M整体作为研究对象，在整体作为研究对象，在竖直方向上，竖直方向上，F Ff f=，与挡板间的距离无关，与挡板间的距离无关，A A错误，错误，B B正确；如图所示，以轴正确；如图所示，以轴O O点为研究对象，杆对轴点为研究对象，杆对轴O O的作用力为的作用力为F=F=，再以木块，再以木块m m为研究对象，挡板对木块的正压力为研究对象，挡板对木块的正压力F FN N=Fsin=Fsin=Fsin=Fsin=，当挡板间的距离稍许增大时，当挡板间的距离稍许增大时，增大，增大，F FN N增大，增大，C C错误，错误，D D正确。正确。2.(20112.(2011山山东东高考高考)如如图图所示所示,将两相同的木将两相同的木块块a a、b b置于粗糙置于粗糙的水平地面上的水平地面上,中中间间用一用一轻弹轻弹簧簧连连接接,两两侧侧用用细绳细绳固定于固定于墙墙壁上。壁上。开始开始时时a a、b b均静止。均静止。弹弹簧簧处处于伸于伸长长状状态态,两两细绳细绳均有拉力均有拉力,a,a所所受摩擦力受摩擦力F Ffafa0,b0,b所受摩擦力所受摩擦力F Ffbfb=0,=0,现现将右将右侧细绳侧细绳剪断剪断,则则剪断剪断瞬瞬间间()A.FA.Ffafa大小不大小不变变B.FB.Ffafa方向改方向改变变C.FC.Ffbfb仍然仍然为为零零D.FD.Ffbfb方向向右方向向右【解析】【解析】选选A A、D D。弹簧处于伸长状态。弹簧处于伸长状态,弹簧对物体施加的是拉弹簧对物体施加的是拉力。先对物体力。先对物体b b进行受力分析进行受力分析,在细绳未剪断时在细绳未剪断时,b,b在水平方向上在水平方向上受到两个力的作用受到两个力的作用,向左的弹簧的拉力和向右的绳的拉力向左的弹簧的拉力和向右的绳的拉力,在突在突然剪断细绳时然剪断细绳时,弹簧的拉力还没有发生变化弹簧的拉力还没有发生变化,即弹簧的长度没有即弹簧的长度没有变化变化,物体物体b b具有向左运动的趋势具有向左运动的趋势,所以要受到一个与弹簧拉力所以要受到一个与弹簧拉力方向相反的摩擦力方向相反的摩擦力,C,C错误错误,D,D正确。对物体正确。对物体a a受力分析受力分析,在剪断细在剪断细绳前后绳前后,物体物体a a的位置没有发生变化的位置没有发生变化,受到的弹簧拉力和细绳拉受到的弹簧拉力和细绳拉力没有发生变化力没有发生变化,故它所受到的摩擦力没有发生变化故它所受到的摩擦力没有发生变化,A,A正确正确,B,B错误。错误。3.(20113.(2011江苏高考江苏高考)如图所示，石如图所示，石拱桥的正中央有一质量为拱桥的正中央有一质量为m m的对称的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为为,重力加速度为重力加速度为g g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为侧面所受弹力的大小为()()A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】【解析】选选A A。石块受力如图所示，由力的平衡条件可知。石块受力如图所示，由力的平衡条件可知2Fsin=mg2Fsin=mg，所以有，所以有F=F=，A A正确。正确。4.(20114.(2011广广东东高考高考)如如图图所示的水所示的水平面上平面上,橡皮橡皮绳绳一端固定一端固定,另一端另一端连连接两根接两根弹弹簧簧,连连接点接点P P在在F F1 1、F F2 2和和F F3 3三力作用下保持静止三力作用下保持静止,下列判断正下列判断正确的是确的是()A.FA.F1 1FF2 2FF3 3B.FB.F3 3FF1 1FF2 2C.FC.F2 2FF3 3FF1 1D.FD.F3 3FF2 2FF1 1【解析】【解析】选选B B。P P点受力如图所示点受力如图所示:由几何知识得由几何知识得F F3 3FF1 1FF2 2,所以所以B B正确正确,A,A、C C、D D错误。错误。5.(20105.(2010新新课标课标全国卷全国卷)如如图图所示所示,一物一物块块置于水平地面上。置于水平地面上。当用与水平方向成当用与水平方向成6060角的力角的力F F1 1拉物拉物块时块时,物物块块做匀速直做匀速直线线运运动动;当改用与水平方向成当改用与水平方向成3030角的力角的力F F2 2推物推物块时块时,物物块块仍做匀速仍做匀速直直线线运运动动。若。若F F1 1和和F F2 2的大小相等的大小相等,则则物物块块与地面之与地面之间间的的动动摩擦摩擦因数因数为为()A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】【解析】选选B B。物块受重力。物块受重力mgmg、支持力、支持力F FN N、摩擦力、摩擦力F Ff f、已知拉、已知拉力，物块处于平衡状态，根据平衡条件得力，物块处于平衡状态，根据平衡条件得:力力F F1 1作用在物块上时：作用在物块上时：F F1 1cos60=(mg-Fcos60=(mg-F1 1sin60)sin60)力力F F2 2作用在物块上时：作用在物块上时：F F2 2cos30=(mg+Fcos30=(mg+F2 2sin30)sin30)又已知又已知F F1 1=F=F2 2，联立，联立式解得：式解得：=,=,故故B B正确，正确，A A、C C、D D错误。错误。6.(20106.(2010山山东东高考高考)如如图图所示所示,质质量量分分别为别为m m1 1、m m2 2的两个物体通的两个物体通过轻弹过轻弹簧簧连连接接,在力在力F F的作用下一起沿水平方的作用下一起沿水平方向做匀速直向做匀速直线线运运动动(m(m1 1在地面在地面,m,m2 2在空在空中中),),力力F F与水平方向成与水平方向成角。角。则则m m1 1所受支持力所受支持力F FN N和摩擦力和摩擦力F Ff f正确正确的是的是()A.FA.FN N=m=m1 1g+mg+m2 2g-Fsing-FsinB.FB.FN N=m=m1 1g+mg+m2 2g-Fcosg-FcosC.FC.Ff f=Fcos=FcosD.FD.Ff f=Fsin=Fsin【解析】【解析】选选A A、C C。把。把m m1 1、m m2 2两个物体看成一个整体进行研究两个物体看成一个整体进行研究,进进行受力分析行受力分析,水平方向上水平方向上:F:Ff f=Fcos,C=Fcos,C正确正确,D,D错误错误;竖直方向上竖直方向上:F:FN N+Fsin=m+Fsin=m1 1g+mg+m2 2g,g,解得解得:F:FN N=m=m1 1g+mg+m2 2g-Fsin,Ag-Fsin,A正确正确,B,B错误。错误。结束结束