2022年高中物理必修一第三章研究物体间的相互作用知识点总结典型例题专题训练模拟试题.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章 力 物体的平稳运算受力分析本章摩擦力的概念二力平稳力的合成和分解矢量和标量及1 专题一力的概念、重力和弹力学问梳理 要对力有深刻的懂得,应从以下几个方面领悟力的概念;1力的本质 1力的物质性:力是物体对物体的作用;提到力必定涉及到两 个物体一 施力物体和受力物体, 力不能离开物体而独立存在; 有力时物体不一 定接触;2力的相互性:力是成对显现的,作用力和反作用力同时存在;作用力和反作用力总是等大、反向、共线,属同性质的力、分别作用在两个物体 上,作用成效不能抵消 . 3力的矢量性:力有大小、方向,对于同始终线上的矢量运算,用正负号表示同
2、始终线上的两个方向,表示力的方向,不代表力的大小;使矢量运算简化为代数运算; 这时符号只4力作用的独立性:几个力作用在同一物体上,每个力对物体 的作用成效均不会因其它力的存在而受到影响,这就是力的独立作用原理;2力的作用成效 力对物体作用有两种成效:一是使物体发生形变_,二是转变物体的运动状态; 这两种成效可各自独立产生,检验力的存在;也可能同时产生; 通过力的成效可3力的三要素:大小、方向、作用点 完整表述一个力时, 三要素缺一不行; 当两个力F1、F2 的大小、方向均相同时, 我们说 F1=F2,但是当他们作用在不同物体上或作用在同一物体 上的不同点时可以产生不同的成效;力的大小可用弹簧秤
3、测量, 也可通过定理、 定律运算, 在国际单位制中,力的单位是 牛顿,符号是 N;4力的图示和力的示意图 1力的图示:用一条有向线段表示力的方法叫力的图示,用带 有标度的线段长短表示大小,用箭头指向表示方向,作用点用线段的起点表示;2力的示意图:不需画出力的标度,只用一带箭头的线段示意 出力的大小和方向;5力的分类1性质力:由力的性质命名的力;如;重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等;2成效力:由力的作用成效命名的力;如:拉力、压力、支持 力、张力、下滑力、分力:合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等;6重力名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 40 页精选学习资料
4、 - - - - - - - - - (1)重力的产生:重力是由于地球的吸取而产生的(2)重力的大小:,重力的施力物体是地球;21 由 G=mg 运算, g 为重力加速度,通常在地球表面邻近,g 取9.8 米秒,表示质量是 1 千克的物体受到的重力是9.8 牛顿;2 由弹簧秤测量: 物体静止时弹簧秤的示数为重力大小;(3)重力的方向:重力的方向总是竖直向下的, 即与水平面垂直, 不肯定指向地心 . 重力是矢量;(4)重力的作用点 重心 1 物体的各部分都受重力作用, 成效上 ,认为各部分受到的重力作 用都集中于一点,这个点就是重力的作用点,叫做物体的重心;2 2 重心跟物体的质量分布、物体的外
5、形有关,重心不肯定在物体 上;质量分布匀称、形状规章的物体其重心在物体的几何中心上;(5)重力和万有引力重力是地球对物体万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力供应物体随地球自转的向心力,同一物体在地球上不同纬度处的向心力大小不同,但由此引起的重力变化不大,一2 般情形可近似认为重力等于万有引力,即:极和赤道外,重力的方向并不mg=GMm/R;除两指向地心;重力的大小及方向与物体的运动状态无关,在加速运动的系统 中,例如:发生超重和失重的现象时,重力的大小仍是 mg 7弹力 1产生条件:1物体间直接接触;2接触处发生形变 挤压或拉伸 ;如下:2弹力的方向:弹力的方向与物体形变的方向相反,详细情
6、形1轻绳只能产生拉力,方向沿绳指向绳收缩的方向. 2弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线;3轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向沿杆;3弹力的大小 弹力的大小跟形变量的大小有关;1 弹簧的弹力,由胡克定律 长度、截面积等打算,F=kx,k 为劲度系数,由本身的材料、名师归纳总结 x 为形变量,即弹簧伸缩后的长度L 与原长 Lo 的差: x=|L-L0| ,第 2 页,共 40 页不能将 x 当作弹簧的长度 L - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 一般物体所受弹力的大小,应依据运动状态,利用平稳条件和牛顿运动定律运算,例 2 小车的例子就说明这一点;
7、例题评析 【例 1】以下关于力的说法中,正确选项A只有相互接触的两物体之间才会产生力的作用有受力物体B力是不能离开物体而独立存在的,一个力既有施力物体,又C一个物体先对别的物体施加力后,才能受到反作用力D物体的施力和受力是同时的【分析与解答】力是物体间的相互作用, 不肯定发生在直接接触的物体间,直接接触而发生的作用叫接触力,如弹力、摩擦力;通过场发生的作用叫场力,如重力、电场力、磁场力等;物体的施力和受力不分先后,总是同时的;正确答案为 B、D 【例 2】关于物体的重心,以下说法正确选项A物体的重心肯定在该物体上心B外形规章的物体,重心就在其中心处薄C用一根悬线挂起的物体静止时,细线方向肯定通
8、过物体的重D重心是物体上最重的一点【分析与解答】重心是物体各部分的重力的合力的作用点,板物体的重心位置可以用悬挂法确定,其他外形的物体重心位置也可以用悬挂法想象的争论; 重心不肯定在物体上, 也当然不是物体中最、 重的一点, 故 AB 错,如一根弯曲的杆,其重心就不在杆上 用悬线挂起物体处于静止时,由二力平稳原理知细线拉力必与重力等大、反向、共线,故 C 正确;3 【例 3】如下列图,小车上固定一根折成 端一固定一质量为 m 的球,就当小车静止时和以加速度球的弹力大小及方向如何 . 角的曲杆,杆的另一 a 向右加速运动时杆对【分析与解答】 当小车静止时, 依据物体平稳条件可知, 杆对球 的弹力
9、方向竖直向上,大小等于 mg;当小车加速运动时, 设小球受的弹力 F 与竖直方向成 角,如图所示,依据牛顿其次定律,有:解得:Fsin =ma Fcos =mg可见,杆对球弹力的方向与加速度大小有关,只有当加速度a=gtan、且方向向右时,杆对球的弹力才沿着杆;否就不沿杆的方向;4面与面、点与面接触的压力或支持力的方向总垂直于接触面,指向被压或被支持的物体, 如下列图,球和杆所受弹力的示意图;【例 4】在一粗糙水平面上有两个质量分别为 m1 和 m2 的木块 1 和 2,中间用一原长为 、劲度系数为 k 的轻弹簧连接起来,如图甲所2,示木块与地面间的动摩擦因数为 ,现用一水平力向右拉木块名师归
10、纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 【分析与解答】 : 方法一选连接体为争论对象, 对它进行受力分析, 其受力如图乙所示 对连接体整体,由三力平稳得F-Fl-F2=0,其中, F1= m1g,F2= m2g选木块2为争论对象,其受力如图丙所示,由三力平稳得 簧的弹力F-F2-F 弹=O,其中, F 弹为弹综合以上各式得, F 弹= m1g设弹簧的伸长长度为 ,由胡克 定律得 F 弹=kx 即 x= m1g/k所以当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离 为 +x= + m1g/k.
11、因而选项 A 正确可以说,这一解法被不少同学所采纳方法二 F 弹 选木块 l 为争论对象,其受力如图丁所示,由二力平稳得-F1=0,而 F1= m1g,由以上两式得F 弹 = mlg参照方法一,所求距离是 + mlg/k明显,这一创新的解法比较简洁,而第一种解法是常规的却是较麻烦 的解法它们是由挑选的争论对象不同而显现的22 才能训练 1 1. 关于力的的概念,正确的说法是:A 一个受力物体可以找到一个或几个以上的施力物体 B 力是使物体增加位移的缘由,C 压弹簧时,手先给弹簧一个压力,而使之压缩,弹簧压缩 后再反过来给手一个弹力D 力可以从一个物体传给另一个物体而不转变其大小;名师归纳总结
12、- - - - - - -第 4 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4 2关于力,以下说法中正确选项:A物体受几个力作用时,运动状态肯定发生转变 B在任何地方 1 千克力均为 9.8 牛顿 C.力学中常见的力有重力、弹力、摩擦力 D按力的性质可分为拉力、支持力、压力等;3足球运动员已将足球踢向空中,如下列图,以下描述足球在 向斜上方飞行过程中某时刻的受力如图,正确选项 G 为重力, F 为脚对球的作 用力, f 为空气阻力 :4关于重力,以下说法正确选项 A重力的方向总是指向地心 B重力的大小可以用弹簧秤和杆秤测量 c重力的方向总是竖直向下的 D物体的重力大小等
13、于压在支持面上的压力 5设想从某一天起,地球的引力减小一半,那么,对漂浮在水 面上的船来说,以下说法中正确选项A船受到的重力将减小,船的吃水深度将不变 B船受到的重力将减小,船的吃水深度将减小 c船受到的重力将不变,船的吃水深度将不变名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - D船受到的重力将不变,船的吃水深度将减小 6一个物体重 2N,那么,在以下情形下物体的重力仍为2N 的有:A将它放在水里,它被浮起 B将它放在高速行驶的列车上 C将它放在月球或木星上 D将它从直升机上抛下 7一个熟鸡蛋很难立于水平桌面上,而一个生鸡蛋能
14、很简洁立 于水平桌面上,这是由于:A熟鸡蛋比生鸡蛋轻 B熟鸡蛋重心位置不变,而生鸡蛋重心位置可以变化 c生鸡蛋的重心和熟鸡蛋重心位置都固定,但直立时高度不同 D熟鸡蛋的重心位置变化,而生鸡蛋的重心位置不变 8.以下说法正确选项 A木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于木块发生 微小的形变而产生的B拿一根竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是由 于竹竿发生形变产生的c绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向的形变而产生的D挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是由于电线发生微小9.三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆 球 a、b、c,支点 P、Q 在同 一水平面上
15、 a 球的重心 01 位于球心, b 球和 c 球 的重心 0a、Ob 分别位于球心的正上方和球5 心的正下方, 如下列图, 三球均处于平稳状态 支点 P 对 a 球的 弹力为 N1,对 b 球和 c 球的弹力分别为 N2 和 N3,就名师归纳总结 10如下列图, OP 为粗糙的水平杆, OQ 为光滑的竖直杆,质a第 6 页,共 40 页量相同的两个小环a,b,通过细线连接套在杆上,a 环在 A 位置时平稳;当- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 环移到 A位置时也恰好平稳,在A 位置水平杆受到的压力为N1,细线的拉力为 T1,在 A位置水平杆受到的压力为
16、N2 , 细 线 的 拉 力 为T2 , 就 下 述 结 论 正 确 的 是ANl>N2 ,T1=T2 BN1=N2,Tl>T2 CN1=N2,T1<T2 DN1>N2 ,T1>T2 劲度系数11如下列图,两木块的质量分别为m1 和 m2,两轻质弹簧的分别为 k1 和 k2,上面木块压在上面的弹簧上,但不拴接 ,整个系统处于平稳状态, 现缓慢向上提上面的木块, 直到它刚离开上面的弹簧, 在 这过程中下面木块移动 的距离为分别为 k1=1 A mlg/k1 Bm2g/k1 Cm1g/k2 Dm2g/k2 12.如右图所示, a、b 为两根相连的轻质弹簧,它们的劲度系
17、数3 3 10N/m,k2=210N/m,原长分别为 La=6cm,LB=4cm在 下端挂一物体 G,物体受到的重力为 10N,平稳时 A弹簧 a 下端受的拉力为 4 N,b 下端受的拉力为 6 N B弹簧 a下端受的拉力为10 N,b 下端受的拉力为 10N C弹簧 a 的长度变为 7cm,b 的长度变为 4.5cm D弹簧 a 的长度变为 6.4cm,b 的长度变为 4.3cm 13下图中, 四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端 受到大小均为 F 的拉力作用, 而左端的情形就各不相同: 如弹簧的质量都可忽视 不计,以 L1、L2、L3、L4 依次表示四条弹簧的伸长量,就AL2>
18、;L1 BL4>L3 CL1>L3 DL2=L4 14由试验测得弹簧的长度 L 与弹力 F 的关系如上图所 示,就弹簧的原长为_cm,劲度系数为 _Nm;15用金属制成的线材 如钢丝、钢筋 受到拉力会伸长; 17 世纪 英国物理学家胡克发觉:金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比,这就是闻名的胡克定律;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 这一发觉为 6 后人对材料的争论奠定了重要基础; 现有一根用新材料制成的金 属杆,长为 4m,横截面积2 为 0.8cm,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1
19、/1000,问最大拉力多大 .由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,选用同种材 料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下:名师归纳总结 1测试结果说明线材受拉力作用后其伸长与材料的求度成_第 8 页,共 40 页比,与材料的截面积成 _比;2上述金属细杆承担的最大拉力为_N;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 专题二摩擦力学问梳理 摩擦力有滑动摩擦力和静摩擦力两种, 它们的产生条件和方向判断是相近的;1产生的条件:1相互接触的物体间存在压力;3接触的物体之间有相对运动2接触面不光滑;滑动摩擦力 或相对运动的趋势静摩擦力 ;留意:不能肯定地说静止物体
20、受到的摩擦力必是静摩擦力,运动的物体受到的摩擦力必是滑动摩擦力;静摩擦力是保持相对静止的两物体之间的摩擦力, 受静摩擦力作用的物体不肯定静止;滑动摩擦力是具有相对滑动的两个物体之间的摩擦力, 受滑动摩擦力作用的两个物体不肯定都滑动;2摩擦力的方向:沿接触面的切线方向 即与引起该摩擦力的弹力的方向垂直 ,与物体相对运动 或相对:运动趋势 的方向相反;例如:静止在斜面上的物体所受静摩擦力的方向沿接触面 斜面 向上;留意:相对运动是以相互作用的另一物体为参考系的运动,与以地面为参考系的运动不同, 故摩擦力是阻碍物体间的相对运动,其方向不肯定与物体的运动方向相反;例如:站在公共汽车上的人,当人随车一起
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