【高一物理】第三章 相互作用章末过关检测卷+章末总结- 章末总结.docx

物理·必修1(人教版)
章末总结

弹力和摩擦力的分析

1．弹力和摩擦力的对比.

弹力
摩擦力
产生条件
相互接触并发生弹性形变
①相互接触、相互挤压
②接触面粗糙
③两物体有相对运动或相对运动的趋势
方向
与物体发生形变的方向相反
与相对运动或相对运动趋势的方向相反
大小计
算方法
①弹簧弹力：胡克定律
②发生微小形变物体的弹力：二力平衡
①静摩擦力：二力平衡
②滑动摩擦力：f＝μFN

2.弹力或摩擦力的有无及方向的判断方法．
(1)假设法．
(2)结合物体运动状态判断．
(3)效果法．

3．认识摩擦力的“四个不一定”．
(1)受静摩擦力的物体不一定静止，受滑动摩擦力的物体不一定运动．
(2)静摩擦力不一定比滑动摩擦力小．
(3)摩擦力不一定与运动方向相反，还可以与运动方向相同，甚至可以与运动方向成一定夹角．
(4)摩擦力不一定是阻力，还可以是动力．

　把一重力为G的物体用一水平推力F＝kt(k为常量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如图所示．从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化关系是图中的(　　)

解析：因物体在水平方向上受力平衡，故墙壁对物体的支持力FN始终等于水平推力F的大小，即FN＝F＝kt.墙壁对物体的摩擦力Ff＝μkt＜G时，物体加速下滑，摩擦力随时间t成正比例增加；Ff＞G后，物体减速下滑，但滑动摩擦力仍会随时间t成正比例增加，且一直增大到物体停止滑行为止；物体速度减小到0时，物体受到的滑动摩擦力突变成静摩擦力，由二力平衡的条件得静摩擦力的大小Ff＝G.综上可知，B正确．
答案：B

►跟踪训练

1．(双选)某缓冲装置可抽象成如右图所示的简单模型．图中k1、k2为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧．下列表述正确的是(　　)

A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等
C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
D．垫片向右移动时，两弹簧的长度不同

答案:BD
正交分解法

将一个力分解为两个相互垂直的分力的方法称为正交分解法．
例如将力F沿x和y两个方向分解，如右图所示，则

Fx＝Fcos θ
Fy＝Fsin θ
力的正交分解的优点在于：其一，借助数学中的直角坐标系对力进行描述；其二，几何图形关系简单，是直角三角形，计算简便，因此很多问题中，常把一个力分解为互相垂直的两个力．特别是物体受多个力作用，求多个力的合力时，把物体受的各力都分解到相互垂直的两个方向上去，然后分别求每个方向上的分力的代数和，这样就把复杂的矢量运算转化为简单的代数运算，再求两个互成90°角的力的合力就简便得多．

多个力合成的正交分解法的步骤如下：
第一步：建立坐标系，以共点力的作用点为坐标原点，直角坐标x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上．
第二步：正交分解各力，即将每一个不在坐标轴上的力分解到x和y坐标轴上，并求出各分力的大小，如右上图所示．
第三步：分别求x轴和y轴上各力的分力的合力，即
Fx＝F1x＋F2x＋…
Fy＝F1y＋F2y＋…
第四步：求Fx与Fy的合力即为共点力合力．
合力大小：F＝，合力的方向由F与x轴间夹角α确定，即α＝arctan .
在运用正交分解法求解时，应注意的几个问题：
(1)正交分解法在求三个以上的力的合力时较为方便．两个力合成时，一般直接进行力的合成，不采用正交分解法．
(2)正交分解法的基本思路是：把矢量运算转化为代数运算，把解斜三角形转化为解直角三角形，正交分解法是在分力与合力等效的原则下进行的．
(3)坐标系的选取要合理．正交分解时坐标系的选取具有任意性，但为了运算简单，一般要使坐标轴上有尽可能多的力，也就是说需要向两坐标轴上投影分解的力少一些．这样一来，计算也就方便一些，可以使问题简单化．

　一个物体受到三个力作用，如右图所示，已知一个力是80 N，指向东偏北30°的方向，一个力是40 N，指向西偏北45°方向，一个力20 N指向正南，求三个力的合力大小．

解析：本题为三个共点力的合成问题，为了准确计算合力的大小，采用正交分解法．
取向东方向为x轴正方向，向北方向为y轴正方向，建立平面直角坐标系，如下图所示，将F1、F2正交分解可知：

F1x＝F1·cos 30°，F1y＝F1·sin 30°.
F2x＝－F2·cos 45°，F2y＝F2·sin 45°，
F3x＝0，F3y＝－F3.
x方向的合力为：Fx＝F1x＋F2x＝F1·cos 30°－F2·cos 45°＝(80×－40×) N＝41 N；
y方向的合力为：Fy＝F1y＋F2y＋F3y＝F1·sin 30°＋F2·sin 45°－F3＝(80×＋40×－20) N＝48.28 N.
最后三个力的合力为：
F＝＝ N＝63.3 N.
答案：63.3 N

►跟踪训练
1．如下图所示，重力为500 N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200 N的物体，当绳与水平面成60°角时，物体静止．不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力．

答案:100(5－)N　100 N

2．如右图所示，物体受到F1＝20 N，F2＝10 N，F3＝10 N三个共点力的作用，其中F1与F2的夹角为30°，F1和F3的夹角为150°，求这三个共点力的合力．

答案:合力大小为10 N，与F1的夹角正切值为.
物理思想方法的应用

1．抽象思维法．
从大量生活事例中抽象出“力是物体间的相互作用”，再把这种抽象具体形象化——用有向线段进行描述，通过这种方法，把对力的运算转化为几何问题来处理．

2．等效替代思想．
等效替代是物理学中研究实际问题时常用的方法．重心的概念、力的合成与分解都是等效替代思想在本章的具体应用，合力与分力可以相互替代而不改变其作用效果．

3．数学转化思想．
(1)数形转化思想：数形转化是把物理问题转化为几何问题，利用几何图形的性质来研究物理问题的一种解题思想．例如，用图解法分析力分解的多种可能性和用相似三角形法求解力等．
(2)函数转化思想：运用数学中的函数知识将物理问题转化为函数问题，然后结合函数所表达的物理意义进行分析，从而达到解决物理问题的目的．这种转化就叫函数转化．

　如图所示，人向右运动的过程中，物体A缓慢地上升．若人对地面的压力为F1、人受到的摩擦力为F2、人拉绳的力为F3，则(　　)

A．F1、F2、F3均增大
B．F1、F2增大，F3不变
C．F1、F2、F3均减小
D．F1增大，F2减小，F3不变

解析：设人和物体A质量分别为m、mA.物体A缓慢上升，即物体A在任何位置都可以认为是处于静止状态，故绳的

张力为mAg，人拉绳的力F3与绳的张力大小相等，故人拉绳的力F3＝mAg不变．对人进行受力分析，并建立直角坐标系如图所示，人始终处于静止状态，可得F2－F3′cos θ＝0，F1′＋F3′sin θ＝mg，由力的相互性知F1′＝F1，F3′＝F3，解得F1＝mg－mAgsin θ，F2＝mAgcos θ，显然，F1、F2是关于自变量θ的函数，当自变量θ减小时，函数F1、F2增大，故B正确．
答案：B