专题二　相互作用(讲解部分)-精品文档资料整理.pptx

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1、考点清单知能拓展实践探究栏目索引专题二相互作用高考物理高考物理考点清单知能拓展实践探究栏目索引考点一常见的三种力、力的合成与分解考点一常见的三种力、力的合成与分解考点考点清单清单一、力一、力1.定义:力是物体与物体间的相互作用。2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)。3.性质:力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征。4.四种基本相互作用:引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。考点清单知能拓展实践探究栏目索引二、常见的三种力二、常见的三种力1.重力(1)产生:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。(2)大小:G=mg,与物体的运动状态无关,与物

2、体所在的纬度、高度有关。(3)方向:竖直向下。2.弹力(1)产生的条件:两物体相互接触;发生弹性形变。(2)常见弹力的方向弹力弹力的方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向弹簧两端的弹力沿弹簧指向弹簧恢复原状的方向面(或点)与面(或点)接触垂直于接触面(或切面),指向受力物体杆的弹力可能沿杆,也可能不沿杆,应具体情况具体分析考点清单知能拓展实践探究栏目索引注意弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。(3)弹力的大小.弹簧类胡克定律内容:实验表明,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=kx。k称为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号用N/m表示。.非

3、弹簧类依据物体所处的状态求解。考点清单知能拓展实践探究栏目索引静摩擦力滑动摩擦力定义两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力两个具有相对运动的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动的力产生条件(必要条件)(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有相对运动趋势(仍保持相对静止)(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有相对运动大小(1)静摩擦力为被动力,与正压力无关,满足0m2,如图所示,若三角形木块和两物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块()A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向

4、不能确定,因m1、m2、1、2的数值均未给出D.以上结论都不对考点清单知能拓展实践探究栏目索引解析解法一(隔离法)把三角形木块隔离出来,它的两个斜面上分别受到两物体对它的压力FN1、FN2,摩擦力F1、F2。由两物体的平衡条件知,这四个力的大小分别为FN1=m1gcos1FN2=m2gcos2F1=m1gsin1F2=m2gsin2它们的水平分力的大小(如图所示)分别为FN1x=FN1sin1=m1gcos1sin1FN2x=FN2sin2=m2gcos2sin2考点清单知能拓展实践探究栏目索引F1x=F1cos1=m1gcos1sin1F2x=F2cos2=m2gcos2sin2其中FN1x

5、=F1x,FN2x=F2x,即它们的水平分力互相平衡,木块在水平方向无滑动趋势,因此不受水平面的摩擦力作用。解法二(整体法)由于三角形木块和斜面上的两物体都静止,可以把它们看成一个整体,受力如图所示。设三角形木块质量为M,则竖直方向受到重力(m1+m2+M)g和支持力FN作用处于平衡状态,水平方向无任何滑动趋势,因此不受水平面的摩擦力作用。答案D考点清单知能拓展实践探究栏目索引1.临界问题当某个物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”,在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述。2.极值问题平衡物体的极值,一般指在力的变化过程中的

6、最大值和最小值问题。3.解决极值问题和临界问题的方法(1)极限法:首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,找出平衡的临界点和极值点;临界条件必须在变化中去寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而要把某个物理量推向极端,即极大或极小。应用二探究平衡问题中的临界与极值问题应用二探究平衡问题中的临界与极值问题考点清单知能拓展实践探究栏目索引(2)数学分析法:通过对问题的分析,依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(画出函数图像),用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)。(3)物理分析方法:根据物体的平衡条件,作出力的矢量图,通过对物理过程的分析,利用平行四边形定则进行动态

7、分析,确定最大值与最小值。考点清单知能拓展实践探究栏目索引例2如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一大小为F的水平向右的恒力,物体可沿斜面匀速向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当斜面倾角增大并超过某一临界角0时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,试求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数;(2)这一临界角0的大小。考点清单知能拓展实践探究栏目索引解析(1)斜面倾角为30时,物体恰能匀速下滑,满足mgsin30=mgcos30解得=(2)设斜面倾角为,受力情况如图,由平衡条件知:Fcos=mgsin+fN=mgcos+Fsin

8、f=N考点清单知能拓展实践探究栏目索引解得:F=当cos-sin=0,即=时,F。即“不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行”。此时,临界角0=60答案(1)(2)60考点清单知能拓展实践探究栏目索引所谓动态平衡问题,是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态。常利用图解法解决此类问题:对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析,依据某一参量的变化,在同一图中作出物体在若干状态下的平衡受力图,再由动态的力的平行四边形或力的三角形各边长度变化及角度变化,确定力的大小及方向的变化情况。应用三应用图解分析法探究动态平衡应用三应用图解分

9、析法探究动态平衡考点清单知能拓展实践探究栏目索引例3(2019河北五校联考,6)(多选)如图所示,形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b,靠在一起,表面光滑,重力为G,其中b的下半部分刚好固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a静止在水平面上,现过a的轴心施加一水平作用力F,可缓慢地将a拉离水平面一直滑到b的顶端,对该过程分析,则应有()A.拉力F先增大后减小,最大值是GB.开始时拉力F最大为G,以后逐渐减小为0C.a、b间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到GD.a、b间的压力由0逐渐增大,最大为G考点清单知能拓展实践探究栏目索引解析要把a拉离水平面,在刚拉离时水平面MN对a的支持力应为零,

10、因此对a受力分析如图甲所示,则sin=,所以=30,拉力F=G;当a逐渐上移时用图解法分析可知F逐渐减小至零(如图乙所示);在开始时,a、b间的压力FN=2G,以后逐渐减小至G。因此选项B、C正确,A、D错误。图甲图乙答案BC考点清单知能拓展实践探究栏目索引斧头劈木柴类问题和拖把拖地类问题,主要应用力的合成与分解的知识,结合平衡问题的处理方法,根据角度的变化,展开分析。找到要分解的力,找准分解的方向,通常按照力的实际作用效果来分解。应用四应用力的分解探究斧头劈木柴类问题、拖把拖地类问题应用四应用力的分解探究斧头劈木柴类问题、拖把拖地类问题考点清单知能拓展实践探究栏目索引例4(2018天津理综,

11、7,6分)(多选)明朝谢肇淛的五杂组中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则()A.若F一定,大时FN大B.若F一定,小时FN大C.若一定,F大时FN大D.若一定,F小时FN大考点清单知能拓展实践探究栏目索引解析本题考查力的分解。如图所示,把力F分解在垂直于木楔两侧的方向上,根据力的作用效果可知,F1=F2=FN=,由此式可见,B、C项正确,A、D项错。答案BC考点清单知能拓展实践探究栏

12、目索引例5拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数,重力加速度为g。某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为。(1)若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小。(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为。已知存在一临界角0,若0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tan0。考点清单知能拓展实践探究栏目索引解析(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把,将推拖把的力沿竖直和水平方向分解,按平衡条件有F

13、cos+mg=NFsin=f式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。又知f=N联立式得F=mg(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动,应有FsinN考点清单知能拓展实践探究栏目索引现考查使上式成立的角的取值范围。注意到上式右边总是大于零,且当F无限大时极限为零,有sin-cos0使上式成立的角满足0,这里0是题中所定义的临界角,即当0时,不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。临界角的正切为tan0=这时,式仍满足,联立式解得sin-cos答案(1)(2)tan0=考点清单知能拓展实践探究栏目索引如果在对力利用平行四边形定则(或三角形定则)运算的过程中,力三角形与几何三角

14、形相似,则可根据相似三角形对应边成比例等性质求解。应用五应用相似三角形法探究平衡问题应用五应用相似三角形法探究平衡问题考点清单知能拓展实践探究栏目索引例6光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的绳用力F由底端缓慢拉到顶端的过程中,试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力FN的变化情况(如图所示)。解题导引考点清单知能拓展实践探究栏目索引解析如图所示,作出小球的受力示意图,注意支持力FN总与半球面垂直,从图中可得到相似三角形。设半球面半径为R,定滑轮到半球面的距离为h,定滑轮左侧绳长为L,根据三角形相似得=,=由以上两式得绳的拉力F=mg半球面对小球的支持力FN=mg由于在拉动过程中h、R不变,L变小,故F减小、FN不变。考点清单知能拓展实践探究栏目索引答案见解析名师点拨用相似三角形法解这类问题很方便，但应用这种方法时，要求所研究物体处于平衡状态。