教科版高中物理必修第一册第3章相互作用整合课件

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第三章内容索引知识网络·系统构建重点题型·归纳剖析知识网络·系统构建重点题型·归纳剖析1.杆的弹力自由转动的杆:弹力一定沿杆方向,可提供拉力,也可提供推力。固定不动的杆:弹力不一定沿杆方向,由物体所处的状态决定。2.绳的弹力(1)“死结”绳:可理解为把绳子分成两段,结点不可沿绳滑动,两侧看成两根独立的绳子,弹力大小不一定相等。(2)“活结”绳:一般是由绳跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩,实际上是同一根绳子。结点可沿绳滑动,两侧绳上的弹力大小相等。【例题1】 如图(a)所示,轻绳AD跨过固定的水平横梁BC右端的轴光滑的定滑轮挂住一个质量为m1的物体,∠ACB=30°;图(b)中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为m2的物体。求:(1)轻绳AC段的拉力TAC与细绳EG的拉力TEG之比;(2)轻杆BC对C端的支持力;(3)轻杆HG对G端的支持力。解析:题图(a)和(b)中的两个物体都处于平衡状态,根据平衡条件,首先判断与物体相连的细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C点和G点为研究对象,进行受力分析,如图(c)和(d)所示,根据平衡规律可求解。【变式训练1】下图所示为三种形式的吊车示意图,OA为重力不计的杆,其O端固定,A端带有一轴光滑的小滑轮,AB为重力不计的缆绳。当它们吊起相同重物时,缆绳对滑轮作用力的大小关系是(　　)A.Na>Nb>Nc B.Na>Nb=NcC.Na=Nb>Nc D.Na=Nb=Nc答案:B 摩擦力突变的常见情况 【例题2】 把一重为G的物体,用一个水平的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙面上,如图所示,从t=0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图中的哪一个(　　)答案:B 解析:由于物体受的水平推力为F=kt,由二力平衡得,墙与物体间的压力N=kt。当F比较小时,物体受到的摩擦力f小于物体的重力G,物体将沿墙壁下滑,此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力。由f=μN得,滑动摩擦力f=μkt。当摩擦力f大小等于重力G时,由于惯性作用,物体不能立即停止运动,物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力。随着摩擦力的增大,摩擦力将大于重力,物体做减速运动直至静止,摩擦力将变为静摩擦力,静摩擦力与正压力无关,跟重力始终平衡。【变式训练2】如图所示,质量为1 kg的物块在水平地面上以6 m/s的初速度向右滑行,物块与地面间的动摩擦因μ=0.2;从t=0时刻开始,物块受到一水平向左的恒力F=1 N的作用,以大小为3 m/s2的加速度做匀减速运动。则反映物块所受摩擦力f随时间t变化的图像是(取向右为正方向,g取10 m/s2)(　　)答案:A 解析:从t=0开始物块以一定初速度6 m/s向右滑行时,物块受到水平向左的滑动摩擦力,由公式f=μN得摩擦力为f1=-μN=-μmg=-0.2×1×10=-2 N。物体的最大静摩擦力f静max≤μmg=0.2×1×10=2 N,由于FG,物体会受到挡板MN的弹力F和摩擦力f,受力分析如图: 故P可能受4个力的作用。综上所述,P可能的受力个数是2个或4个,故B正确,A、C、D错误。1.临界问题(1)临界状态:物体的平衡状态将要发生变化的状态。(2)当某物理量发生变化时,会引起其他物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”,这类问题的描述中经常出现“刚好”“恰好”等词语。(3)处理这类问题的最有效方法是假设推理法,也就是先假设,再根据平衡条件及有关知识列平衡方程,最后求解。(4)常见的临界状态 2.极值问题极值问题也就是指平衡问题中,力在变化过程中的最大值和最小值问题。解决这类问题常用以下三种方法:【例题4】 如图所示,物体的质量为2 kg,两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施加一个方向与水平线成θ=60°的拉力F,若要使两绳都能伸直,求拉力F的大小范围(g取10 m/s2)。解析:设绳AB弹力为F1,绳AC弹力为F2,A的受力情况如图,由平衡条件得Fsinθ+F1sinθ-mg=0Fcosθ-F2-F1cosθ=0【变式训练4】如图所示,一根轻绳跨过轴光滑的定滑轮,连接着质量分别为m'和m的两个物体,滑轮左侧的绳和斜面平行,两物体都保持静止不动。已知斜面倾角为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),质量为m'的物体和静止斜面间的动摩擦因数为0.125,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则m'与m的比值范围是(　　)答案:A 解析:依题意,对质量为m的物体受力分析,根据平衡条件,绳子的拉力F=mg …①若F较小,质量为m'的物体有沿着斜面向下滑的趋势,对该物体受力分析,如图所示。由力的平衡条件得N=m'gcos37° …②F+f=m'gsin37° …③f≤μN …④若F较大,质量为m'的物体有沿着斜面向上滑动的趋势,对该物体受力分析,如图所示。由平衡条件得N=m'gcos37° …⑤F=f+m'gsin37° …⑥f≤μN…⑦