高中物理人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试课文ppt课件

素养提升⑪　物体的动态平衡

1.动态平衡问题的特点：通过控制某一物理量，使其他物理量发生缓慢变化，而变化过程中的任何一个状态都看成是平衡状态．

2．基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”．

3．分析动态平衡问题的方法

【例1】　[解析法]如图所示，一只小鸟沿着较粗的弯曲树枝从右向左缓慢爬行，小鸟从A运动到B的过程中(　　)

A.树枝对小鸟的弹力先减小后增大

B.树枝对小鸟的摩擦力先增大后减小

C.树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大

D.树枝对小鸟的作用力先减小后增大

【例2】　[图解法]如图所示，质量为m的球放在倾角为α的光滑斜面上，在斜面上有一光滑且不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态．今使挡板与斜面的夹角β缓慢增大，在此过程中，斜面对球的支持力FN1和挡板对球的压力FN2的变化情况为(　　)

A.FN1、FN2都是先减小后增大

B.FN1一直减小，FN2先增大后减小

C.FN1先减小后增大，FN2一直减小

D.FN1一直减小，FN2先减小后增大

【例3】　[相似三角形法]如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮．缓慢拉细绳使小球从A点滑向半球顶点B(未到顶点)，则此过程中，小球对半球的压力FN及细绳的拉力FT大小的变化情况              是(　　)

A．FN变大，FT变大B．FN变小，FT变大

C.FN不变，FT变小D．FN变大，FT变小

素养训练

(多选)如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆半径为球B的半径的3倍，

球B的重力为G，整个装置处于静止状态．设墙壁对B的压力为F1，A对B的支持力为F2，若把A向右缓慢移动少许后，它们仍处于静止状态，则F1、F2的变化情况分别是(　　)

A．F1减小B．F1增大

C．F2增大D．F2减小

评价检测·素养达标——突出创新性　素养达标

1．如图所示，一位摄影师拍下了苍鹰的俯冲照片，假设苍鹰正沿直线朝斜向右下方匀速运动．用G表示苍鹰所受的重力，F表示空气对它的作用力，如图所示四幅图中能表示此过程中苍鹰受力情况的是(　　)

2.

屋檐下重为G的风铃被水平风力吹起，在偏离竖直方向θ角的位置保持静止，设风力为F，系风铃的轻绳对风铃的拉力为T，若F恒定，则下列说法正确的是(　　)

A．T和G是一对相互平衡的力

B．T一定小于F

C．T与F合力方向竖直向下

D．轻绳所受拉力的大小为

3．[2022·山东滕州第一中学月考]如图所示，质量为m的木块，被垂直于墙面的推力F紧压在倾角为θ的墙面上并保持静止．下列说法中正确的是(　　)

A．墙面对木块的压力大小可能为零

B．墙面对木块的摩擦力大小可能为零

C．墙面对木块的摩擦力大小一定不为零

D．墙面对木块的摩擦力可能沿墙面向下

4．[2022·山西忻州一中高一期末]如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，小球所受重力为G，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，挡板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是(　　)

A．F1增大，F2减小B．F1增大，F2增大

C．F1减小，F2减小D．F1减小，F2增大

5．如图所示，两根轻质弹簧a、b的原长相同，劲度系数分别为k1、k2，悬挂一个质量为m的重物，弹簧a悬于A点，与竖直方向的夹角θ＝37°，弹簧b处于水平状态，此时两个弹簧的长度仍相同，则两根弹簧的劲度系数之比为(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(　　)

A．　　　B．C．　　　D．1

素养提升⑪

理想模型

【典例1】　【解析】　小鸟的受力情况如图所示，小鸟所受的弹力N＝mgcosθ，从A到B的过程中，θ先减小后增大，则弹力先增大后减小；小鸟所受的摩擦力f＝mg sin θ，从A到B的过程中，θ先减小后增大，则摩擦力先减小后增大；树枝对小鸟的作用力始终与小鸟的重力等大且反向，所以树枝对小鸟的作用力大小不变．

【答案】　C

【典例2】　【解析】　对球受力分析，如图所示．球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，三力构成矢量三角形．挡板与斜面的夹角β缓慢增大，即挡板逆时针转动时，FN2方向也逆时针转动，作出图示的动态矢量三角形．由图可知，FN1随β的增大一直减小，FN2先减小后增大．

【答案】　D

【典例3】　【解析】　如图所示，小球受重力G、轻绳的拉力FT和半球的支持力FN，作出FN、FT的合力F，根据相似三角形法分析FN、FT的变化．对小球进行受力分析，如图所示，力三角形AFFN与几何三角形OCA相似，由相似三角形对应边成比例得＝，所以FN不变，FT变小，选项C正确．

【答案】　C

素养训练

解析：方法一(解析法)　以球B为研究对象，受力分析如图甲所示，根据合成法，可得出F1＝G tan θ，F2＝，当A向右移动少许后，θ减小，则F1减小，F2减小．

方法二(图解法)　先根据平衡条件和平行四边形定则画出如图乙所示的矢量三角形，在θ减小的过程中，从图中可直观地看出，F1、F2都会减小．

答案：AD

评价检测·素养达标

1．解析：苍鹰做匀速直线运动，处于平衡状态，所受合力为零，B正确．

答案：B

2.

解析：以风铃为研究对象受力分析如图所示，根据受力图可知，T与F的合力与重力是一对相互平衡的力，A错误；由图可知，T一定大于F，B错误；T与F的合力与重力是一对相互平衡的力，方向竖直向上，C错误；根据图中几何关系可得轻绳所受拉力的大小为T′＝T＝，D正确．

答案：D

3．解析：对木块受力分析且由平衡条件可知，木块受重力G、推力F、墙面的支持力N、沿墙面向上的静摩擦力f.

答案：C

4．解析：作出小球在某位置时的受力分析图，如图所示

在小球运动的过程中，F1的方向不变，F2与竖直方向的夹角逐渐变大，画力的动态平行四边形，由图可知F1、F2均增大，故B项正确．

答案：B

5．解析：由题意可知，两根弹簧的伸长量相等，设为x，则根据平衡条件可知，水平方向有k1x sin 37°＝k2x，则两根弹簧的劲度系数之比＝，故C项正确．

答案：C