鲁科版高中物理必修第一册第3章相互作用章末总结学案

章末总结

提升一　对物体的受力分析

　　例1　如图所示,一人通过滑轮组用绳拉起了一个质量比较大的摩托车,且人和摩托车均处于静止状态,关于人的受力情况,下列说法中正确的是              (　　)

A.人一定受到四个力作用

B.人可能不受地面的支持力作用

C.人可能不受地面的静摩擦力作用

D.人可能受三个力,也可能受四个力

答案　A　因为绳作用在人上的力不为零,所以绳对人的拉力在水平方向向右的分力不为零,而人又处于静止状态,根据二力平衡可知,地面对人一定有向左的静摩擦力。由于摩擦力的存在,地面对人一定有支持力,综上所述:人一定会受到四个力的作用(重力、绳子的拉力、地面的支持力和摩擦力),选项A正确。

1.受力分析应遵循以下原则

顺口溜:一重二弹三摩擦,分析过程顾其他,场力一定有,弹力看四周,分析摩擦力。

受力分析时既“施力”又“受力”,易造成“漏力”或“多力”。

2.受力分析的三个判断依据

(1)从力的概念判断,寻找对应的施力物体;

(2)从力的性质判断,寻找产生原因;

(3)从力的效果判断:寻找是否发生形变或改变运动状态(是静止、匀速还是加速)。

3.受力分析的基本思路

4.受力分析常用的科学方法

(1)假设法、状态法:物体的受力情况与物体的运动状态密切相关,分析物体的受力时,要让“受力”符合“状态”,如用假设法判断弹力、静摩擦力的有无等;

(2)转换法:当某个力不易直接确定时,可根据牛顿第三定律转换研究对象,通过分析这个力的反作用力从而间接确定该力(后边会学到);

(3)整体法:若物体受到的力可以看作系统整体受到的外力,则采用整体法分析该力的有无、方向和大小较为简捷。

1.(多选)如图甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B的上、下表面均水平,A物体与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和A物体的细绳保持水平,从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在B物体上,拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,已知k、t1、t2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求              (　　)

A.A、B之间的最大静摩擦力

B.水平面与B之间的滑动摩擦力

C.A、B之间的动摩擦因数μAB

D.B与水平面间的动摩擦因数μ

答案　AB　当B被拉动后,拉力传感器才有示数,地面对B的最大静摩擦力为Ffm=kt1,A、B相对滑动后,拉力传感器的示数保持不变,则FfAB=kt2-Ffm=k(t2-t1),A、B两项正确;由于A、B的质量未知,则μAB和μ不能求出,C、D两项错误。

2.如图所示,一同学站在木板上用力向右推木箱,该同学的脚与地面之间没有相对运动,若地面与木板、木箱之间的接触面均是粗糙的,下列说法正确的是              (　　)

A.若木箱静止,木板向左运动,则地面对木板的摩擦力方向向右,对木箱没有摩擦力

B.若木板静止,木箱向右运动,则地面对木板的摩擦力方向向右,对木箱的摩擦力方向向左

C.若木板、木箱均静止,地面对木箱和木板均没有摩擦力

D.若木箱向右运动,木板向左运动,则地面对木板的摩擦力方向向左,对木箱的摩擦力方向向右

答案　B　若木箱静止,木板向左运动,则地面对木板的是滑动摩擦力,其方向向右,对木箱是静摩擦力,其方向向左,故A项错误;若木板静止,木箱向右运动,依据摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反,则地面对木板的摩擦力方向向右,对木箱的摩擦力方向向左,故B项正确;若木板、木箱均静止,地面对木箱和木板是静摩擦力,一定有摩擦力,故C项错误;由上述分析可知,若木箱向右运动木板向左运动,则地面对木板的摩擦力方向向右,对木箱的摩擦力方向向左,故D项错误。

提升二　整体法与隔离法

　　例2　如图所示,A和B两物块的接触面是水平的,A与B保持相对静止,一起沿固定斜面匀速下滑。在下滑过程中B的受力个数为              (　　)

A.3个　　　B.4个

C.5个　　　D.6

答案　B　分析物块A给B的力可先分析A的受力——转换研究对象;斜面给物块B的力即斜面给A、B整体的力——整体法。物块B一定受到重力作用;从物块A与B整体看,A与B一起沿斜面匀速下滑,受力平衡,所以斜面一定给B支持力和摩擦力作用;物块A受力也平衡,且物块A、B的接触面水平,所以物块B只能给A一个竖直向上的支持力,由力的作用是相互的可知A一定给B一个竖直向下的压力。综上可知,物块B受到4个力作用,选项B正确。

1.分析多物体之间的相互作用问题,关键是研究对象的选取,若一个系统中涉及两个或两个以上的物体,在选取研究对象时,要灵活运用整体法和隔离法。

(1)整体法:将相互关联的几个物体视为一个整体的分析方法;

(2)隔离法:将某个物体从整体中分隔出来单独研究的方法。

2.选取原则

(1)研究外界物体与系统整体的作用力时,优先考虑整体法,利用整体法时不需再考虑系统内物体间的相互作用;

(2)研究系统内部物体之间的作用力时,优先考虑隔离法,利用隔离法时一般隔离受力较少的物体;

(3)整体法和隔离法在解决多物体的平衡问题时常交替使用。

3.注意问题

采用整体法分析整体周围其他物体对整体的作用,不需要画整体内部物体间的相互作用。

1.如图所示,在斜面上木块A与B的接触面是水平的,绳子呈水平状态,两木块均保持静止,则关于木块A和木块B受力的个数不可能为              (　　)

A.2个和4个　　　

B.3个和4个

C.4个和4个　　　

D.4个和5个

答案　B　假设绳对A没有拉力作用,它就只受重力和支持力两个力,对应的B受重力、A对B的压力、斜面对B的支持力和摩擦力共四个力,选项A可能;如果绳对A有拉力,它还一定受到B对它的摩擦力,即此时A受到四个力,A对B的作用力又增加了一个水平向左的摩擦力,但此时斜面对B可能没有摩擦力作用,也可能对B有沿斜面向上的摩擦力,还可能对B有沿斜面向下的摩擦力,总之,当A受四个力的作用时,B既可能受四个力作用,也可能受五个力作用,故选项C、D都可能,只有选项B不可能。

2.(多选)如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上,关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是              (　　)

A.A一定受到四个力

B.B可能受到四个力

C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力

D.A与B之间一定有摩擦力

答案　AD　对A、B整体受力分析,如图甲所示,受到向下的重力和向上的推力F,由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力,因此也不可能有摩擦力,C错误;对B受力分析如图乙所示,其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态,故B只能受到三个力,B错误;对A受力分析,如图丙所示,受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力,共四个力,A、D正确。