高考物理 研究物体间的相互作用复习课件2.ppt

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1、2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三2(1)形变：物体的形状或体积的改变，叫做形变有两个方面：形状的改变体积的改变(2)弹力的方向：施力物体对受力物体弹力的方向与施力物体形变的方向相反，具体情况如下：压力或支持力的方向总是接触面而指向被压或被支持的物体绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿着绳而指向绳 的方向1弹力：相互接触的物体由于弹力：相互接触的物体由于而产生的力而产生的力形变形变垂直于垂直于发生形变发生形变收缩收缩2021/8/11 星期三3弹簧对所作用的物体的弹力方向与弹簧形变方向两物体接触有三种情形：a.面与面接触b点与面接触c点与点接触两物体接触产生弹性形变时，

2、弹力的方向 于接触面(或切面)，且指向受力物体，与形变方向说明：轻杆既可产生拉力也能产生压力，且方向不一定沿杆弹簧产生的拉力或压力沿弹簧轴线方向相反相反相反相反垂直垂直2021/8/11 星期三4(3)弹力的大小：弹簧在弹性限度内遵循胡克定律,k是劲度系数，表示弹簧本身的一种属性，k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关，而与运动状态、所处位置无关其他物体的弹力应根据运动情况，利用平衡条件或动力学规律计算注意：放在水平支持面上静止的物体，对水平支持面的压力等于物体的重力，但不能说就是物体的重力，因为压力与重力性质是不同的支持面对被支持物的支持力的大小并不总是等于重力的大小Fkx2021/8/11 星期

3、三5一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做 (1)滑动摩擦力的产生条件：相互接触的物体间有；两物体发生了；接触面(2)滑动摩擦力的方向：总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动的方向相反2滑动摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力弹力存在弹力存在相对滑动相对滑动粗糙粗糙2021/8/11 星期三6(3)滑动摩擦力的大小：滑动摩擦力跟正压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比公式：FFNF表示滑动摩擦力大小，FN表示正压力的大小，叫做动摩擦因数2021/8/11 星期三7两相对的互相的物体，由于存在而产生的阻碍相对运动

4、趋势的力(1)静摩擦力的产生条件：a.相互接触的物体间有弹力存在；b.接触面粗糙；c.两物体有相对运动的趋势(2)静摩擦力的方向：总跟接触面相切，并总跟物体的相对运动趋势方向相反3静摩擦力静摩擦力静止静止接触接触相对运动的趋势相对运动的趋势2021/8/11 星期三8(3)静摩擦力的大小：两个物体之间静摩擦力的取值范围 ，其中Fm为两个物体之间的最大静摩擦力静摩擦力可以根据需要取上述范围中的任一值，与正压力无关故静摩擦力的大小不能由公式直接计算，而应根据物体的实际运动情况，利用平衡条件或牛顿定律进行计算 0FFmFFN2021/8/11 星期三94.滑动摩擦力与静摩擦力的对比滑动摩擦力与静摩擦

5、力的对比产生条件大小方向作用点滑动摩擦力接触挤压接触面粗糙有相对运动FFN与研究对象 相对于施力物体的运动方向相反，是切向力(平行于接触面)在接触面上，当研究对象可视为质点时，可平移到物体的重心上静摩擦力接触挤压接触面粗糙有相对运动趋势0FFmax由物体受的其他力和运动状态共同决定与相对运动趋势的方向相反具体求解，可根据假想接触面光滑、判断相对运动趋势求解，或借助牛顿第三定律转化求解在接触面上，当研究对象可视为质点时，可平移到物体的重心上2021/8/11 星期三102021/8/11 星期三11下列各静止物体所受的弹力正确的是(各接触面均光滑见下图)()1弹力有无及方向的判断弹力有无及方向的

6、判断2021/8/11 星期三12解析利用“档板”法，撤走C选项中的左斜板，撤走D选项中的N2对应触点，物体均不动，说明C、D选项中N2不存在A项中若撤走竖直“板”，球沿斜面向下运动，说明N1存在B选项中N1应垂直棒向上选A.答案A2021/8/11 星期三13“假设法”分析物体间的弹力欲分析一物体的某一接触处是否有弹力作用，可先假设没有所接触的物体，看看被研究的物体有怎样的运动趋势：(1)若被研究的物体倒向原接触物的一边，则两者之间有挤压的弹力，它们之间的弹力方向必与接触面(或接触点的切面)垂直，且指向受力物体的内部2021/8/11 星期三14(2)若被研究的物体倒向远离接触物的一边，则两

7、者之间只能产生拉伸的弹力，倘若仅是物体与细绳连接，它们之间的弹力方向必定沿绳指向各自的外部(3)若被研究的物体不动，则两者之间无弹力 2021/8/11 星期三15如图211所示，A、B两均匀直杆上端分别用细线悬挂于天花板上，下端搁置在水平地面上，处于静止状态，悬挂A杆的绳倾斜，悬挂B杆的绳恰好竖直，则关于两杆的受力情况，下列说法中正确的有()2021/8/11 星期三16AA、B杆都受三个力作用BA、B杆都受四个力作用CA杆受三个力，B杆受四个力DA杆受四个力，B杆受三个力答案D2021/8/11 星期三17(2008合肥)如图212所示，将两个相同的条形磁铁吸在一起，置于水平桌面上，下面说

8、法正确的是()AB对桌面的压力的大小等于A、B的重力之和BA对B的压力大于A的重力CA对B的压力的大小等于A的重力DB对桌面的压力小于A、B的重力之和2弹力大小的计算弹力大小的计算2021/8/11 星期三18解析把条形磁铁A和B视为一个系统，在竖直方向上合外力为零，选项A对，D错隔离A，A受到三个力，即A的重力，B对A的支持力(方向向上)，B对A的吸引力(方向向下)，三个力的合力为零；支持力大于重力，A对B的压力大小等于B对A的支持力，大于A的重力，选项B对，C错答案AB2021/8/11 星期三19如图213所示，带斜面的小车在水平地面上，斜面倾角为，紧靠斜面有一质量为m的光滑球，试确定在

9、下列状态下斜面对小球的弹力(1)小车向右匀速运动(2)小车向右以加速度a(agtan)做匀加速直线运动(3)小车向右以加速度agtan做匀加速直线运动2021/8/11 星期三20解析(1)用假设法分析，若球受到斜面的弹力，该弹力过接触点垂直斜面指向球心，则球将产生一个向右的加速度而不能处于平衡状态，因而小车匀速运动时，球只受到重力和水平车板的支持力，如图214(a)所示2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三22当agtan时，N10，即水平车板对球无作用力，如图(c)所示2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三242021/8/11 星期三252021/8/

10、11 星期三26一质量为50 kg的男孩在距离河流40 m高的桥上做“蹦极跳”，原长长度AB为14 m的弹性绳一端缚着他的双脚，另一端则固定在桥上的A点，如图216(a)所示，然后男孩从桥面下坠直至贴近水面的最低点D.男孩的速率v跟下坠的距离h的变化关系如图216(b)所示，假定绳在整个运动过程中遵守胡克定律(不考虑空气阻力、男孩的大小和绳的质量，g取10 m/s2)求：2021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28(1)当男孩在D点时，绳所储存的弹性势能(2)绳的劲度系数是多少？(3)讨论男孩在AB、BC和CD期间运动时作用于男孩的力的情况2021/8/11 星期三29解析(1

11、)男孩在D点时速度为零，绳所储存的弹性势能等于男孩减少的重力势能，则Epmgh501040 J2104 J (2)男孩到C点时的速度最大，此时男孩的加速度为零，绳的拉力和男孩的重力大小相等，则mgkx 此 时 绳 的 伸 长 量 为 x 22 m 14 m 8 m 解得绳的劲度系数为2021/8/11 星期三30(3)由题图(b)可知，AB段是一条倾斜的直线，男孩仅受重力作用；BC段男孩受重力和绳的拉力作用，且重力大于拉力；CD段男孩受重力和绳的拉力作用，且重力小于拉力答案(1)2104 J(2)62.5 N/m(3)见解析2021/8/11 星期三31判断下物体B是否受摩擦力作用(A和B相对

12、静止)()3静摩擦力的有无及方向的判断静摩擦力的有无及方向的判断2021/8/11 星期三32A相对地面静止B一起做匀速运动C一起向右做匀加速直线运动D一起向右做匀加速直线运动2021/8/11 星期三33解析可用假设法判断A、B两种情况物体B都处于平衡状态，故B在水平方向上不受摩擦力，因为如果受摩擦力则B不能平衡；C中B如果不受摩擦力作用，则不能向右做匀加速直线运动；D中如果不存在摩擦力，则A物体不会一起向右做匀加速直线运动，故D情况B受到摩擦力作用所以本题选C、D.2021/8/11 星期三34解法1.判定静摩擦力方向的依据是“静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟相对运动趋势的方向相反”

13、步骤为：选研究对象(受静摩擦力作用的物体)；选跟研究对象接触的物体为参考系；假设接触面光滑，找出研究对象相对参考系的速度方向(即相对运动趋势方向)；静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反2021/8/11 星期三35解法2.根据物体的运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律判断答案CD2021/8/11 星期三36指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向如图217.2021/8/11 星期三37(1)物体A静止于斜面上，如图甲所示(2)物体A受到水平拉力作用而仍静止在水平面上，如图乙所示.(3)物体A放在车上，在刹车过程中A相对于车厢静止，如图丙所示(4)物体A在水平转台上，随转台一起匀速转动，

14、如图丁所示2021/8/11 星期三38解析运用假设法不难判断出图甲斜面上的物体有沿斜面向下滑动的趋势，所受的静摩擦力沿斜面向上；图乙中的物体A有向右滑动的趋势，所受静摩擦力沿水平面向左，判断静摩擦力方向，还可以根据共点力作用下物体的平衡条件或牛顿第二定律判断；图丙中，A物体随车一起向右减速运动，其加速度水平向左，故A物体所受静摩擦力水平向左(与加速度同向)；图丁中，A物体随转台匀速转动，做匀速圆周运动，其加速度总指向圆心，则A受到的静摩擦力也总指向圆心2021/8/11 星期三39答案(1)沿斜面向上(2)水平向左(3)水平向左(4)总指向圆心2021/8/11 星期三40先假设接触面光滑，

15、再分析在假设条件下物体是否发生相对滑动，然后分析在假设条件下物体是否发生相对滑动，若滑动，说明原来物体有相对运动趋势，且相对运动趋势与假设条件下的滑动方向相同；若不滑动，则说明原来物体就没有相对运动的趋势2021/8/11 星期三41(2009北京理综，18)如图218所示，将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上滑块与斜面之间的动摩擦因数为.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则()4滑动摩擦力滑动摩擦力图图2182021/8/11 星期三42A将滑块由静止释放，如果tan，滑块将下滑B给滑块沿斜面向下的初速度，如果tan，滑块将减速下滑C用平行于斜面向上的力拉

16、滑块向上匀速滑动，如果tan，拉力大小应是2 mgsinD用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果tan，拉力大小应是mg sin2021/8/11 星期三43解析由tan条件可知mg cosmg sin，即滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，在沿斜面向上的拉力作用下滑块匀速上滑，滑块沿斜面方向合力为零，即拉力F拉mg sinmg cos2mg sin.答案C2021/8/11 星期三44 (2006浙江杭州质量检测)如图219所示，物体A、B放在物体C上，水平力F作用于A，使A、B、C一起匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是()2021/8/11 星期三45AA对C有向左的摩擦力BC对B

17、有向左的摩擦力C物体C受到三个摩擦力的作用DC对地有向右的摩擦力2021/8/11 星期三46解析以A为研究对象，所受合外力为零，故C对A有向右的摩擦力，A对C有向左的摩擦力，选项A正确对B，因其所受合外力为零，故B、C间没有摩擦力，选项B错误选A、B、C整体为研究对象，在F作用下向左匀速运动，所受合外力为零，故知地面对C有向右的摩擦力，C对地有向左的摩擦力，C受到A、地面给它的两个摩擦力的作用，选项C、D均错误答案为A.答案A2021/8/11 星期三472021/8/11 星期三48【例1】如图2110所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为1，Q

18、与斜面间的动摩擦因数为2.当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为()A0B1mgcosC2mgcos D(12)mgcos2021/8/11 星期三492021/8/11 星期三50错解根据公式fN和Nmgcos求得：P受到的摩擦力大小f1mgcos，故选项B正确分析纠正当物体P和Q一起沿斜面加速下滑时，其加速度为agsin2gcos.因为P和Q相对静止，所以P和Q之间的摩擦力为静摩擦力，不能用公式fN求解对物体P运用牛顿第二定律得：mgsinfma所以求得：f2mgcos.即C选项正确答案C2021/8/11 星期三51如图2111所示，一直角斜槽(两槽面间夹角为90)对水平面的倾角为，一个横截面为正方形的物块恰能沿此斜槽匀速下滑假定两槽面的材料和槽面的情况相同，求物块和槽面之间的动摩擦因数.2021/8/11 星期三522021/8/11 星期三532021/8/11 星期三542021/8/11 星期三55