高考物理復(fù)習(xí) 高效學(xué)習(xí)方略 章未總結(jié)2 相互作用課件

相互作用共點(diǎn)力的平衡相互作用共點(diǎn)力的平衡 相互作用共點(diǎn)力的平衡相互作用共點(diǎn)力的平衡 相互作用共點(diǎn)力的平衡相互作用共點(diǎn)力的平衡 相互作用共點(diǎn)力的平衡相互作用共點(diǎn)力的平衡 1基本思維方法整體法與隔離法 整體與部分是相對(duì)的，二者在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化一定層次上的整體是更大系統(tǒng)中的一個(gè)部分，具有部分的功能；一定層次上的部分也是更小層次上的部分所組成的系統(tǒng)，具有整體的功能若一個(gè)系統(tǒng)中涉及兩個(gè)或兩個(gè)以上物體的平衡問(wèn)題，在處理時(shí)確定研究對(duì)象是關(guān)鍵對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的物體隔離進(jìn)行分析的方法稱為隔離法；把整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)對(duì)象進(jìn)行分析的方法稱為整體法 由于整體和部分是辯證的統(tǒng)一，所以解決問(wèn)題時(shí)不能把整體法和隔離法對(duì)立起來(lái)，而應(yīng)靈活地把兩種方法結(jié)合起來(lái)使用在實(shí)際問(wèn)題中，對(duì)于不要求討論系統(tǒng)內(nèi)部情況的題目，首選整體法，但如果要討論系統(tǒng)內(nèi)部情況，必須運(yùn)用隔離法【例1】有一個(gè)直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB豎直向下，表面光滑AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡，如圖所示現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來(lái)的平衡狀態(tài)比較，AO桿對(duì)P環(huán)的支持力FN和摩擦力Ff的變化情況是()AFN不變，F(xiàn)f變大 BFN不變，F(xiàn)f變小CFN變大，F(xiàn)f變大 DFN變大，F(xiàn)f變小解析B以兩環(huán)和細(xì)繩整體為研究對(duì)象，由于豎直桿表面光滑，故整體的總重力只能靠水平豎直方向上的支持力來(lái)平衡，則由平衡條件得：FN2mg. 可見(jiàn)FN與P環(huán)的位置無(wú)關(guān)，總保持不變，C、D項(xiàng)均錯(cuò)誤；以Q環(huán)為研究對(duì)象進(jìn)行隔離分析，受力如圖所示，在重力mg、細(xì)繩拉力F和OB桿支持力FN作用下平衡，設(shè)細(xì)繩和豎直方向的夾角為，則P環(huán)向左移的過(guò)程中將減小，F(xiàn)Nmgtan 也將減小再以整體為對(duì)象，水平方向只有OB桿對(duì)Q的支持力FN和OA桿對(duì)P環(huán)的摩擦力Ff作用，因此FfFN，即Ff也減小，A項(xiàng)錯(cuò)B項(xiàng)正確【例2】如圖所示，物體在沿粗糙斜面向上的拉力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)F逐漸增大到物體即將相對(duì)于斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，斜面對(duì)物體的作用力可能()A逐漸增大 B逐漸減小C先增大后減小 D先減小后增大解析AD因?yàn)槌跏紶顟B(tài)拉力F的大小未知，所以斜面對(duì)物體的摩擦力大小和方向未知，故在F逐漸增大的過(guò)程中，斜面對(duì)物體的作用力的變化存在多種可能斜面對(duì)物體的作用力是斜面對(duì)物體的支持力與摩擦力的斜面對(duì)物體的作用力是斜面對(duì)物體的支持力與摩擦力的合力因?yàn)槲矬w始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，所以斜面對(duì)物體的作用合力因?yàn)槲矬w始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，所以斜面對(duì)物體的作用力和物體重力力和物體重力G與拉力與拉力F的合力是平衡力因此，判斷斜面的合力是平衡力因此，判斷斜面對(duì)物體的作用力的變化就轉(zhuǎn)化為分析物體的重力對(duì)物體的作用力的變化就轉(zhuǎn)化為分析物體的重力G和拉力和拉力F的合力的變化物體的重力的合力的變化物體的重力G和拉力和拉力F的合力的變化如圖所的合力的變化如圖所示示由圖可知，當(dāng)初始狀態(tài)FGsin 時(shí)，隨著拉力F逐漸增大，F(xiàn)合逐漸增大，斜面對(duì)物體的作用力也逐漸增大，選項(xiàng)A正確當(dāng)初始狀態(tài)FGsin 時(shí)，隨著拉力F逐漸增大，F(xiàn)合先減小后增大，斜面對(duì)物體的作用力也先減小后增大，選項(xiàng)D正確 3把某個(gè)力F分解為兩個(gè)力，如果已知兩個(gè)分力F1、F2的方向求F1、F2的大小，或已知分力F1的大小和方向求F2的大小和方向，則易知都有唯一解試探究已知分力F1的方向和分力F2的大小時(shí)，F(xiàn)1的大小和F2的方向一、摩擦力的“突變”問(wèn)題1靜靜“突變”物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時(shí)，如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變【例1】一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)力即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，其中F110 N，F(xiàn)22 N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為()A10 N，方向向左 B6 N，方向向右C2 N，方向向右 D0解析C當(dāng)物體受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時(shí)，由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8 N，可知最大靜摩擦力Ffmax8 N當(dāng)撤去力F1后，F(xiàn)22 NFfmax，物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變，且與作用在物體上的F2等大反向C正確 2靜動(dòng)“突變” 物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)其他力變化時(shí)，如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動(dòng)摩擦力【例2】長(zhǎng)直木板的上表面的一端放有一鐵塊，木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與水平面的夾角變大)，另一端不動(dòng)，如圖所示則鐵塊受到的摩擦力Ff隨角度的變化圖象可能正確的是下圖中的(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()解析C設(shè)木板與水平面間的夾角增大到時(shí)，鐵塊開始滑動(dòng)，顯然當(dāng)時(shí)，鐵塊與木板相對(duì)靜止由力的平衡條件可知，鐵塊受到的靜摩擦力的大小為Ffmgsin ；當(dāng)時(shí)鐵塊與木板間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為，由滑動(dòng)摩擦力公式得，鐵塊受到的滑動(dòng)摩擦力為Ffmgcos .通過(guò)上述分析知道：時(shí)，靜摩擦力隨角增大按正弦函數(shù)增加；當(dāng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力隨角增大按余弦規(guī)律減小，所以正確選項(xiàng)為C. 3動(dòng)靜“突變” 在摩擦力和其他力作用下，做減速運(yùn)動(dòng)的物體突然停止滑行時(shí)，物體將不受摩擦力作用，或滑動(dòng)摩擦力“突變”成靜摩擦力【例3】如圖所示，把一重為G的物體，用一水平方向的推力Fkt(k為恒量，t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的平整墻上，從t0開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關(guān)系是下圖中的()解析B物體在豎直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用由于Ff從零開始均勻增大，開始一段時(shí)間FfG，物體向下做減速運(yùn)動(dòng)，直至減速為零在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，其大小為FfFNFkt，即Ff與t成正比，是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線當(dāng)物體速度減為零后，滑動(dòng)摩擦突變?yōu)殪o摩擦，其大小FfG，所以物體靜止后的圖線為平行于t軸的線段正確答案為B.二、摩擦力的常見(jiàn)誤區(qū)1認(rèn)為靜止的物體只能受到靜摩擦力，運(yùn)動(dòng)的物體只能受到滑動(dòng)摩擦力【例4】在圖甲中，箱子放在汽車上，汽車起動(dòng)時(shí)，箱子隨汽車一起從靜止到運(yùn)動(dòng)在圖乙中，A在拉力F的作用下運(yùn)動(dòng)，B靜止不動(dòng)，試分別分析車中的箱子及物體B所受摩擦力的性質(zhì)與方向解析判斷物體具有“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”或“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”不是以地面為參考系，而是以相互作用的另外一個(gè)物體作為參考系，因此靜止的物體可能受到靜摩擦力，也可能受到滑動(dòng)摩擦力；運(yùn)動(dòng)的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力，也可能受到靜摩擦力在圖甲中，雖然箱子是運(yùn)動(dòng)的，但是卻受到了汽車對(duì)它向右的靜摩擦力作用在圖乙中，雖然B是靜止的，但是卻受到了A對(duì)它的向左滑動(dòng)摩擦力作用2認(rèn)為摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上【例5】如圖所示，M、N為兩塊平行水平固定的光滑夾板，其下方有一木板水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，為使放在木板上方、兩夾板間的小木塊水平勻速抽出，已知小木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)為，小木塊質(zhì)量為m，則所需的水平拉力F為()AFmg BFmgCFmg D無(wú)法判斷解析C有的同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為小木塊相對(duì)木板的運(yùn)動(dòng)是沿力F的方向，即物體相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)方向，所以錯(cuò)選A項(xiàng)其實(shí)小木塊相對(duì)木板的運(yùn)動(dòng)方向是斜向左下方，根據(jù)摩擦力方向總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)可知：摩擦力Ff的方向是斜向右上方，所以摩擦力Ff的一個(gè)分力與水平拉力F相等，即Fmg，故選C項(xiàng)【規(guī)律方法】摩擦力的方向并不總是與“物體的運(yùn)動(dòng)方向”相反，有可能相同、相反或成一定角度實(shí)際上摩擦力的方向是阻礙物體的“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”或“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”的方向3在利用公式FfFN時(shí)，易將FN當(dāng)成重力大小【例6】如圖所示，重為G的物體受到一個(gè)豎直向下的壓力F1作用，在粗糙水平面上滑動(dòng)，已知物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求物體所受到的摩擦力的大??？解析此題易錯(cuò)解認(rèn)為FfG，F(xiàn)N的大小被錯(cuò)認(rèn)為是重力G的大小實(shí)際上，正壓力FN的大小在此處大于G；如果物體在斜面上下滑，正壓力FN小于重力G；物體在水平面上自由滑動(dòng)時(shí)，正壓力FN等于重力G.總之正壓力可以大于、等于或小于重力有時(shí)正壓力大小與重力大小沒(méi)有任何關(guān)系，例如壓在墻上的磚受到墻的壓力物體所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，所以FfFN，又因?yàn)镕NF1G，所以FfFN(F1G)