高三一轮复习学案相互作用力与物体平衡

高三一轮复习学案：——相互作用力与物体平衡

本章知识点：

1、力的概念及合成与分解。

2、重力、弹力、摩擦力。

3、共点力及共点力作用下物体的平衡。

共点力作用下物体的平衡条件：合力为零，即＝合F0.

一、例题：

第一课时

考点一 重力与万有引力的关系

例：一袋密封很好的大米从吉林被运往青海玉树地震灾区，它的质量

（填“变化”或“不变”），但重量却

（填“变化”或“不变”），原因是在地球表面 。

考点二 弹力方向的判断

例：画出下列物体所受的弹力．

二、习题

题型一：运用假设法判断弹力的存在

1、如图所示有一球放在光滑水平面上，并和光滑斜面AB接触，球静止．分析球所受的弹力．

2、如图所示小球A在内壁光滑的车厢内随车厢一起向右运动，试分析车厢后壁对球的弹力情况．

题型二：弹力的方向分析及大小的计算

1、如图所示用轻质细杆连接的A、B两物体正沿着倾角θ为的斜面匀速下滑，已知斜面的粗糙程度是均匀的，A、B两物体与斜面的接触情况相同．试判断A和B之间的细杆上是否有弹力．若有弹力，求出该弹力的大小；若无弹力，请说明理由．

2．如图所示，A、B两物体的重力分别是GA＝3 N、GB＝4 N，A用悬绳挂在

天花板上，B放在水平地面上，A、B间的轻弹簧上的弹力F＝2 N，则绳中

( ) 张力F1和B对地面的压力F2的可能值分别为

A．7 N和10 N B．5 N和2 N

C．1 N和6 N D．2 N和5 N

3、如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心．一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点．设滑块所受支持力为FN．OP与水平方向的夹角为θ．下列关系正确的是( )

A．F＝mgtan θ

B．F＝mgtan θ

C．FN＝mgtan θ

D．FN＝mgtan θ

4．如图所示，倾角为θ的光滑斜面上放置一

重力为G的小球，小球与固定在天花

板上的绳子相连，小球保持静止状

态．绳子与竖直方向的夹角也为θ.若绳子的拉力大小

为F，斜面对小球的支持力大小为F1，则

A．F1＝F B．F1＝Gcos θ

C．F＝Gcos θ D．Fcos θ＝Gsin θ

题型三 弹簧产生的弹力

1、 如图9所示，质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上，且弹簧B分别与地面和物体A相连接．现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接，当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变．已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2，不计定滑轮、细绳的质量和摩擦．将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时，弹簧B的弹力变为原来的23，求a、b两点间的距离．

2、如图所示，原长分别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态．求：

(1)这时两弹簧的总长．

(2)若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力．

第2课时

一、 例题

考点一 静摩擦力

例1．静摩擦力的有无及方向的判断

分析下列各种情况下物体A是否受摩擦力的作用及其方向

例2．静摩擦力大小的计算

用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为x．现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为x．斜面倾角为30°，如图1所示．则物体所受摩擦力( )

A．等于零

B．大小为12mg，方向沿斜面向下

C．大小为32mg，方向沿斜面向上

D．大小为mg，方向沿斜面向上

考点二 对滑动摩擦力Ff＝μFN的理解

例： 如图2所示，一物块置于水平地面上，当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为

( )

A．3－1

B．2－3

C．32－12 D．1－32

二、习题

题型一 应用“假设法”判断静摩擦力的方向

1、 如图3所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A与B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点，则下列判断正确的是( BCD)

A．B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反

B．D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反

C．D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同

D．主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动力

2、指明图4中物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向．

(1)物体A静止于斜面上，如图甲所示；

(2)物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上，如图乙所示；

(3)物体A放在车上，在刹车过程中，A相对于车厢静止，如图丙所示；

(4)物体A在水平转台上,随转台一起匀速转动，如图丁所示

题型二 摩擦力的分析与计算

1、如图5所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m＝2 kg的物体上，另一端施一水平拉力F．(g＝10 m/s2)

(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0．2，当弹簧拉长12 cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？

(2)若将弹簧拉长11 cm时，物体所受到的摩擦力大小为多少？

(3)若将弹簧拉长13 cm时，物体所受的摩擦力大小为多少？(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)

2、在粗糙的水平面上放一物体A，A上再放一质量为m的物体B，A、B间的动摩擦因数为μ，施加一水平力F于A(如图6所示)，计算下列情况下A对B的摩擦力．

(1)当A、B一起做匀速运动时．

(2)当A、B一起以加速度a向右匀加速运动时．

(3)当力F足够大而使A、B发生相对滑动时．

(4)当A、B发生相对滑动，且B物体的15伸到A的外面时．

3、如图9所示，质量为m的物体，在沿斜面向上的拉力F作用下，沿放在水平地面上的质量为M的倾角为θ的粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面保持静止，则地面对斜面( BD )

A．无摩擦力

B．有水平向左的摩擦力

C．支持力为(M＋m)g

D．支持力小于(M＋m)g

4、如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B.A和B之间有一个被压缩的弹簧．A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是

A．B受到向右的摩擦力

B．B对A的摩擦力向右

C．地面对A的摩擦力向右

D．地面对A没有摩擦力

题型三 滑动摩擦力的分析问题

1、 如图7所示，人重600 N，木块A重400 N，人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0．2，现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：

(1)人对绳的拉力；

(2)人脚对A的摩擦力的大小和方向．

2、如图所示，在倾角为θ＝30°的粗糙斜面上放一物体，重力为G，现在用与斜面底边平行的力F＝G2推物体，物体恰能做匀速直线运动，则

(1)物体与斜面之间的动摩擦因数是多少？

(2)物体的运动方向与斜面底边成多大的夹角？

第三课时

一、例题

考点一 合力的范围及共点力合成的方法

例1．合力范围的确定

(1)有两个共点力F1＝8 N，F2＝15 N，则 N≤F合≤ N且随二力夹角的增大，F合逐渐 ．

(2)有三个共点力：F1＝8 N，F2＝15 N，F3＝15 N，则 N≤F合≤ N．

如：F1＝8 N，F2＝15 N，F3＝3 N，则 N≤F合≤ N

例2．共点力的合成

(1)合成法则：平行四边形定则或 定则

(2)求出以下三种特殊情况中二力的合力：

考点二 力的分解的方法

例1．按力的效果分解

找出重力G的两个作用效果，并求它的两个分力．如图3所示

F1＝ ，F2＝ (用G和θ表示)

例2. 关于一个力的分解，下列说法正确的是( )

A．已知两个分力的方向，有唯一解

B．已知两个分力的大小，有唯一解

C．已知一个分力的大小和方向，有唯一解

D．已知一个分力的大小和另一个分力方向，有唯一解

考点三 正交分解法

1．定义：把各个力沿相互垂直的方向分解的方法

用途：求多个共点力的合力时，往往用正交分解法．

2．步骤：如图5所示，(1)建立直角坐标系；通常选择共点力的作用点为坐标原点，建立x、y轴让尽可能多的力落在坐标轴上．

(2)把不在坐标轴上的各力向坐标轴进行正交分解．

(3)沿着坐标轴的方向求合力Fx、Fy．

(4)求Fx、Fy的合力，F与Fx、Fy的关系式为：F＝F2x＋F2y．方向为：tan α＝Fy/Fx

例1．物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是( )