2022年高三物理綜合復(fù)習(xí) 相互作用學(xué)案 新人教版

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1、2022年高三物理綜合復(fù)習(xí) 相互作用學(xué)案 新人教版 知識點(diǎn)回顧 1．力的概念：力是物體對物體的作用。 （1）力的物質(zhì)性：力不能離開物體而獨(dú)立存在，有力就一定有“施力”和“受力”兩個(gè)物體。二者缺一不可。 （2）力的相互性：力的作用是相互的，施力物體同時(shí)也一定是受力物體。 （3）力的作用效果：①使受力物體發(fā)生形變形變；②改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。 （4）力的表達(dá)：力的圖示（用一根帶箭頭的線段來描述一個(gè)力，長短表示力的大小，箭頭表示力的方向，箭頭（或箭尾）表示力的作用點(diǎn)，把力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn)表示出來）． 2．力的分類 （1）按性質(zhì)分：重力（萬有引力）、彈力、摩擦力、分子力、電場

2、力、磁場力 ……（按現(xiàn)代物理學(xué)理論，物體間的相互作用分四類：萬有引力、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用和弱相互作用。） （2）按效果分：壓力、支持力、拉力、動力、阻力、向心力、回復(fù)力 …… （3）按產(chǎn)生條件分：場力（非接觸力）、接觸力。 3．重力：由于地球的吸引而使物體受到的力。施力物體是地球。 （1）方向；總是豎直向下 （2）大?。篏＝mg (單位：牛頓 ( N ) ) 注意：重力是萬有引力的一個(gè)分力，另一個(gè)分力提供物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力，在兩極處重力等于萬有引力。由于重力遠(yuǎn)大于向心力，一般情況下近似認(rèn)為重力等于萬有引力。 （3）重心：重力的等效作用點(diǎn)。重心的

3、位置與物體的形狀及質(zhì)量的分布有關(guān)。重心不一定在物體上。質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，重心在幾何中心上．薄板類物體的重心可用懸掛法確定。 4．彈力 （1）彈力的產(chǎn)生條件：彈力的產(chǎn)生條件是兩個(gè)物體直接接觸，并發(fā)生彈性形變。 （2）彈力的方向：與彈性形變的方向相反。 （3）彈力的大?。簩τ忻黠@形變的彈簧，彈力的大小可以由胡克定律計(jì)算。對沒有明顯形變的物體，如桌面、繩子等物體，彈力大小由物體的受力情況和運(yùn)動情況共同決定。 ①胡克定律可表示為（在彈性限度內(nèi)）：F=kx，還可以表示成ΔF=kΔx，即彈簧彈力的改變量和彈簧形變量的改變量成正比。 ②k為勁度系數(shù)（單位：N/m），x為彈簧形變量的大

4、小。 5．摩擦力 （1）摩擦力產(chǎn)生條件：兩物體直接接觸、相互擠壓、接觸面粗糙、有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢。這四個(gè)條件缺一不可。 兩物體間有彈力是這兩物體間有摩擦力的必要條件。（沒有彈力不可能有摩擦力） （2）滑動摩擦力的大小 ①在接觸力中，必須先分析彈力，再分析摩擦力。 ②只有滑動摩擦力才能用公式F=μFN，其中的FN表示正壓力，不一定等于重力G。 （3）靜摩擦力大小 ①必須明確，靜摩擦力大小不能用滑動摩擦定律F=μFN計(jì)算。 ②靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動情況共同確定，其可能的取值范圍：0＜Ff ≤Fm

5、（4）摩擦力方向 ①摩擦力方向總是沿著接觸面，和物體間相對運(yùn)動（或相對運(yùn)動趨勢）的方向相反。 ②摩擦力的方向和物體的運(yùn)動方向可能相同（作為動力），可能相反（作為阻力），可能和物體速度方向垂直（作為勻速圓周運(yùn)動的向心力）。在特殊情況下，可能成任意角度。 6、力的合成與分解 (1)、力的合成：求幾個(gè)已知力的合力叫力的合成。力的合成是唯一的。 ①合力的大小范圍：隨兩個(gè)力夾角θ的變化，合力F的大小和方向都會隨之變化。 │F1-F2│≤F合≤F1+F2。 ②合力可能比分力大，也可能比分力小。 (2)、力的分解：求一個(gè)已知力的分力叫力的分解。 ①分解某個(gè)力時(shí)，要根據(jù)這個(gè)力產(chǎn)生的實(shí)際效果進(jìn)

6、行分解。 ②同一個(gè)力可以分解成無數(shù)對大小、方向不同的分力。下面是有確定解的幾種常見情況： A、已知合力和兩個(gè)分力的方向，求兩個(gè)分力的大?。ㄓ幸唤M解）。 B、已知合力和一個(gè)分力的大小與方向，求另一個(gè)分力的大小和方向（有一組解）。 C、已知合力、一個(gè)分力F1的大小和F2的方向求F1的方向和F2的大小（有一組解或兩組解）。 （3）、力的分解原則。 如果不加限制，從數(shù)學(xué)角度來看，將一個(gè)力分解答案將無窮多。從物理學(xué)角度來看，這樣分解一個(gè)力是沒有意義的。因此我們分解力時(shí)，要遵循以下原則才有意義： ①按照力產(chǎn)生的實(shí)際效果分解。 ②按照題設(shè)條件或解題實(shí)際需要分解。 （4）、正確

7、理解合力、分力及二者的關(guān)系。 合力和分力是一種等效替代關(guān)系，因此在進(jìn)行受力分析時(shí)，要注意以下兩點(diǎn)： ①合力和分力不能同時(shí)共存，不能既考慮了合力，又考慮分力，這樣就增加了力。 ②不要把受力分析與力的分解相混淆，受力分析的對象是某一個(gè)物體，分析的力是實(shí)際受到的性質(zhì)力；而力的分解的對象則是某一個(gè)力，是用分力代替這個(gè)力。 （5）、力的正交分解法。 力的正交分解法是將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法。正交分解的每一個(gè)力不一定按實(shí)際效果進(jìn)行分解，往往按解題需要分解，原則上使更多的力落在互相垂直的坐標(biāo)軸上。 7、受力分析 （1）．明確研究對象 在進(jìn)行受力分析時(shí)，研究對象可以是某一個(gè)物

8、體，也可以是保持相對靜止的若干個(gè)物體。選擇研究對象的原則是使問題的處理盡量簡單。研究對象確定以后，只分析研究對象受到的力，而不分析研究對象對別的物體施加的力。 （2）．按順序找力 一般按照重力、彈力、摩擦力、其它力的順序（只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力）。每分析一個(gè)力，都應(yīng)找到施力物體，這樣分析不易漏掉某個(gè)力。 （3）．受力分析只畫性質(zhì)力，不畫效果力：畫受力圖時(shí)，只能按力的性質(zhì)分類畫力，不能按作用效果（拉力、壓力、向心力等）畫力，否則將出現(xiàn)重復(fù)。 （4）．在解同一個(gè)問題時(shí)，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，千萬不可重復(fù)。 （5）.在不確定力是否存在時(shí)，可

9、用假設(shè)法分析。 典型例題 【例1】（xx春季）在滑冰場上，甲、乙兩小孩分別坐在滑冰板上，原來靜止不動，在相互猛推一下后分別向相反方向運(yùn)動。假定兩板與冰面間的動摩擦因數(shù)相同。已知甲在冰上滑行的距離比乙遠(yuǎn)，這是由于 （ ） A．在推的過程中，甲推乙的力小于乙推甲的力 B．在推的過程中，甲推乙的時(shí)間小于乙推甲的時(shí)間 C．在剛分開時(shí)，甲的初速度大于乙的初速度 D．在分開后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小 解析：根據(jù)相互作用的規(guī)律，在推的過程中，作用力與反作用力大小相等，相互作用的時(shí)間相等，故A、B均錯(cuò)。分離后，兩者所受滑動摩擦力分別為f1=μm1g，f2=μm2g，由牛頓

10、第二定律得，兩者加速度大小相等，均為μg。故D錯(cuò)誤。甲在冰上滑行的距離比乙遠(yuǎn)，由運(yùn)動學(xué)公式v2=2as，可知甲的初速度大于乙的初速度，故C正確。 【例2】（xx春季·上海綜合）“神州”五號的飛行可看成近地運(yùn)行，楊利偉的質(zhì)量是65kg，他在運(yùn)行過程中的向心力可估算為_________N。 解析 本題考查重力與萬有引力的關(guān)系。xx年的《考試大綱》對重力與萬有引力的關(guān)系作了調(diào)整，明確表述為：重力是物體在地球表面附近所受到的地球?qū)λ囊Α?。答案?.3×102～6.5×102 N 【例3】畫出圖中物體A所受的力（P為重心，接觸面均光滑） 解析：判斷彈力的有無，可以采用拆除法：“拆除”與研究對

11、象（受力物體）相接觸的物體（如題中的繩或接觸面），如果研究對象的運(yùn)動狀態(tài)不發(fā)生改變，則不受彈力，否則將受到彈力的作用。各圖受力如下圖所示。 F2 A P O F1 B 【例4】 如圖所示，光滑但質(zhì)量分布不均勻的小球的球心在O點(diǎn)，重心在P點(diǎn)，靜止在豎直墻和桌邊之間。試畫出小球所受彈力。 解析：由于彈力的方向總是垂直于接觸面，在A點(diǎn)，彈力F1應(yīng)該垂直于球面，所以沿半徑方向指向球心O；在B點(diǎn)彈力F2垂直于墻面，因此也沿半徑指向球心O。 點(diǎn)評：注意彈力必須指向球心，而不一定指向重心。又由于F1、F2、G為共點(diǎn)力，重力的作用線必須經(jīng)過O點(diǎn)，因此P和O必在同一豎直線上，P點(diǎn)可能在O的

12、正上方（不穩(wěn)定平衡），也可能在O的正下方（穩(wěn)定平衡）。 【例5】 如圖所示，重力不可忽略的均勻桿被細(xì)繩拉住而靜止，試畫出桿所受的彈力。 F1 F2 A B 解析：A端所受繩的拉力F1沿繩收縮的方向，因此沿繩向斜上方；B端所受的彈力F2垂直于水平面豎直向上。 點(diǎn)評：由于此直桿的重力不可忽略，其兩端受的力可能不沿桿的方向。桿受的水平方向合力應(yīng)該為零。由于桿的重力G豎直向下，因此桿的下端一定還受到向右的摩擦力f作用。 【例6】（xx·全國卷）如圖所示，四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：①中彈簧的左端固定在墻上，②中彈簧的左端受

13、大小也為F的拉力作用，③中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動，④中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動。若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以l1、l2、l3、l4依次表示四個(gè)彈簧的伸長量，則有 （ ） A．l2＞l1 B．l4＞l3 C．l1＞l3 D．l2＝l4 F F F F F ① ② ③ ④ 解析 由于彈簧質(zhì)量不考慮，所以四種情況下彈簧的伸長量只由力F決定，力F相同，則彈簧伸長量相同，所以D選項(xiàng)正確。 練習(xí)（xx·上海）如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為

14、k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧。在這過程中下面木塊移動的距離為 （ C ） A． B．C． D． 【例7】（xx·天津理綜）如圖所示，表面粗糙的固定斜面頂端安有滑輪，兩物塊P、Q用輕繩連接并跨過滑輪（不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦），P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)用水平向左的恒力推Q時(shí)，P、Q仍靜止不動，則 （ ） A．Q受到的摩擦力一定變小B．Q受到的摩擦力一定變大 C．輕繩上拉力一定變小D．輕繩上拉力一定不變 解析 物體P靜止不動，輕繩上拉力和P的重力平衡，

15、故輕繩上拉力一定不變，D項(xiàng)正確。若開始時(shí)，Q有下滑趨勢，靜摩擦力沿斜面向上，用水平恒力向左推Q，則靜摩擦力減??；若開始時(shí)，Q有上滑趨勢，靜摩擦力沿斜面向下，用水平恒力向左推Q，則靜摩擦力增大。因此，Q受到的摩擦力大小不確定。答案：D 【例8】（xx·江蘇）如圖所示，物體疊放在水平桌面上，水平力為Fb=5N、Fc=10N，分別作用于物體B、C上，A、B和C仍保持靜止。以f1、f2、f3分別表示A與B、B與C、C與桌面間的靜摩擦力的大小，則 （ ） A．f1=5N，f2=0，f3=5NB．f1=5N，f2=5N，f3=0 C．f1=0，f2=5N，f3=5ND．f1=0，f2=10N，f3=5N 解析 本題考查摩擦力的產(chǎn)生條件及力的平衡條件。A與B之間無相對滑動趨勢，故f1=0，根據(jù)物塊B的水平方向平衡條件可判定f2=5N，再分析C的平衡條件，則得出f3=5N，即C項(xiàng)正確。答案：C