2014广东高考物理复习第二章 研究物体间的相互作用

第二章研究物体间的相互作用考点内容要求形变、弹性、胡克定律Ⅰ滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ矢量和标量Ⅰ力的合成与分解Ⅱ共点力的平衡Ⅱ实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系实验：验证力的平行四边形定则（2010年广东高考）16.（2012年广东高考）如图3所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45°，日光灯保持水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为A.G和GB.和C.和D.和22G22G2G32G2G2G35.（18分）（2012年广东高考）如图17所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。（1）调节Rx=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v。（2）改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。20．（2013广东高考）如图8，物体P静止于固定的鞋面上，P的上表面水平。现把物体Q轻轻地叠放在P上，则A．P向下滑动B．P静止不动C．P所受的合外力增大D．P与斜面间的静摩擦力增大静力学力常见的力力的合成与分解共点力的平衡力的概念力力的效果力的分类物质性相互性矢量性独立性三要素图示及示意图使物体发生形变使物体的运动状态发生改变::,,,,,,按性质分重力,弹力,摩擦力,万有引力,库仑力,安培力,洛伦兹力按效果分动力阻力拉力压力支持力浮力向心力回复力等概念重力产生条件常见的力弹力大小方向摩擦力注意事项合力与分力的关系:运算法则:力的合成合力范围:分解方法:实验:验证力的平行四边形定则平衡条件及应用合成法效果分解法分解法正交分解法共点力的平衡图解法常用的分析方法三角形法相似三角形法正弦定理法整体与隔离法:::Gmg产生由于地球吸引而使物体受到的力大小方向:竖直向下或垂直水平面向下等效作用点重心注意事项:重力与万有引力的区别重力:(1)(2):产生条件接触弹性形变方向与施力物体形变方向相反大小:注意事项弹力绳子拉力:沿绳子指向绳子收缩的方向支持力:垂直接触面指向被支持的物体压力:垂直接触面指向被压的物体::Fkx弹簧弹力其他弹力由平衡条件或牛顿第二定律计算弹力的方向绳模型杆模型弹簧模型3－1.(单选)玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是()A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力C．汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变弹力1、弹力有无的判断（1）根据弹力的产生条件判断：弹力的产生条件：①接触②有弹性形变（2）假设法：假设与之接触的物体不存在，看物体的运动状态能否保持不变，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力（3）替代法在某些物体（如杆）形变不明显时，若用弹簧或绳子代替，观察弹簧或绳子是否有明显的形变，若有明显形变，则有弹力，若无明显形变，则无弹力。（4）根据物体的运动状态分析2、弹力方向的判断（1）根据物体产生形变的方向判断（2）根据物体的运动状态判断（3）几种接触弹力的方向弹力弹力的方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向接触面间的弹力面与面接触垂直于接触面指向受力物体点与面接触过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体球与面接触在接触点与球心的连线上，指向受力物体球与球接触在两球心的连线上杆的弹力可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析典例剖析例1画出下列物体A受力的示意图．答案跟踪训练1画出下图中物体A所受弹力的示意图．(所有接触面均光滑)答案考点二弹力大小的计算考点解读1．分析判断弹力的方向是计算弹力大小的基础．2．处于平衡状态的物体所受弹力大小根据平衡方程计算．3．有加速度的物体所受弹力大小根据牛顿第二定律计算．典例剖析例2如图3所示，用轻质细杆连接的A、B两物体正沿着倾角为θ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．图3解析由题意知，系统整体做匀速运动，即(mA＋mB)gsinθ＝μ(mA＋mB)gcosθ得μ＝tanθ假设细杆对A、B有弹力．对A进行受力分析，如图甲所示，有mAgsinθ＝fA＋FTmAgcosθ＝FNA又fA＝μFNA，μ＝tanθ由以上各式解得FT＝mAgsinθ－μmAgcosθ＝0对B进行受力分析，如图乙所示，有mBgsinθ＋FT′＝fBmBgcosθ＝FNB又fB＝μFNB，μ＝tanθ由以上各式解得FT′＝μmBgcosθ－mBgsinθ＝0故可知细杆没有弹力．答案无弹力，理由见解析思维突破本例是一道通过计算判断弹力有无的题目，涉及三种重要的物理思维方法：一种是假设法；一种是整体法和隔离法．本例中先用整体法求出动摩擦因数，再用隔离法计算弹力大小；另一种是正交分解法．在垂直斜面和沿斜面两个方向上列方程，从而解出杆的拉力．跟踪训练2两个完全相同的小球A和B，质量均为m，用长度相同的两根细线悬挂在水平天花板上的同一点O，再用长度相同的细线连接A、B两小球,如图4所示．然后用一水平向右的力F拉小球A，使三线均处于直线状态，此时OB线恰好位于竖直方向，且两小球都静止，小球可视为质点，则拉力F的大小为()A．0B．3mgC．33mgD．mg图4解析OB恰好竖直，说明AB绳无弹力，对A进行受力分析如图：由图知，F＝mgtan60°＝3mg.答案B例1考点1弹力的分析与计算(单选)如图所示，一重为10N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力()A．大小为7.5NB．大小为10NC．方向与水平方向成53°角斜向右下方D．方向与水平方向成53°角斜向左上方【解析】对小球进行受力分析可得，AB杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球重力等值反向，令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α，可得：tanα＝GF拉＝43，α＝53°，故D项正确．【答案】D【题后反思】杆产生的弹力方向可能沿杆，也可能不沿杆，需结合物体受其他力的情况、运动情况，由平衡条件或F合＝ma确定．跟踪训练1(单选)(2013·佛山一中摸底考试)如图所示，倾角为30°、重为80N的斜面体静止在水平面上．一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2N的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是()A．斜面体有向左运动的趋势B．地面对斜面体的支持力为80NC．小球对弹性轻杆的作用力为2N，方向竖直向下D．弹性轻杆对小球的作用力为2N，方向垂直斜面向上解析：选C.由整体法和平衡条件可知，A、B错误；对小球由平衡条件知，小球受到杆的弹力大小为2N，方向竖直向上，D错；由牛顿第三定律知C对．绳模型1、考虑质量的绳当考虑绳子的质量时，绳子的重力也要考虑，这时的绳子可以看作是由无数个小物体所组成，绳子的内部张力不再处处相等例1、长为L质量均匀的绳子质量为m，绳子两端点为AB，用水平恒力F拉绳子的A端，使绳子在光滑水平地面上运动，求绳子内部张力与距A端的距离的关系例2、如图所示，重为G的均匀绳挂在等高的两钩上，绳子悬挂处与水平方向成θ角，试求：(1)绳子两端的张力大小；(2)绳子最低处的张力大小．2、理想的轻质绳子我们所讨论的绳子一般是理想的绳子，不考虑绳子的质量，它有以下特点：（1）绳子只有拉力，没有支持力（2）绳子的拉力沿绳子（3）绳子的形变很微小，可以瞬间恢复原状（4）同一根绳子的内部张力处处相等在解题时，要注意绳子拉力的变化及是否是同一根绳子例1、如图所示，在剪断OB绳子的瞬间，绳子OA及弹簧的拉力各是多小？小球的加速度各是多少？（小球的质量为m，绳子或弹簧与竖直方向的夹角为θ）例2、如图所示，在水平地面上竖直插有两根杆，两杆间的距离为4m，长为5m的轻质绳子的两端分别固定于杆的两顶点上。轻质的挂钩悬挂质量为m的物体后挂于绳上，不考虑绳子的摩擦力，求绳子所受的拉力大小。1.在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色．如图14所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)．则绳中拉力大小变化的情况是A．先变小后变大B．先变小后不变C．先变大后不变D．先变大后变小图14C例：计算图甲、乙中杆所受绳子的作用力ABBA（（0300303FmgFmg弹簧模型弹簧题型是一个综合性的题型，可考的知识点非常多，如力、能、动量方向都可以考到，其主要的受力特点有以下方面：（1）弹簧弹力沿弹簧，可压可拉。（2）弹簧弹力大小为F=kx，由弹簧的形变量决定，与物体的运动状态无关，但要注意弹簧弹力的变化（3）弹簧须两端受力才有形变量，而且F=kx中的F为一端的受力（4）弹簧弹力不能突变以上所说的弹簧是理想的轻弹簧，不考虑弹簧的质量。有关弹簧的问题有以下几类：1．如图1所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端皆受到大小为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动．若认为弹簧的质量都为零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有()A．L2L1B．L4L3C．L1L3D．L2＝L4一、有关F=kx的问题D2、如图所示，静止在水平地面上的弹簧秤两端的拉力分别为5N和6N，则甲、乙弹簧秤的读数为多少？答案：甲：6N，乙：5N3.一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.2米，它们的一端平齐并固定，另一端自由如图所示，当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间关系如图所示，求这两根弹簧的劲度系数.答案：10N/m，20N/m二、有关弹簧的平衡受力问题例3、如图5所示，斜面倾角为60°，10kg的物体通过弹簧与斜面上的固定板相连，已知弹簧的劲度系数k＝100N/m，当弹簧长度为22cm和8cm时，物体分别位于A点和B点，且此两点是物体刚好可以平衡的点，试求斜面与物体间的动摩擦因数．4．如图7所示，完全相同的质量为m的A、B两球，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止不动时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为θ，则弹簧的长度被压缩了()A.B.C.D.图7tanmgk2tanmgktan2mgk2tan2mgkC5.如图9中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们的连接如图并处于平衡状态，则()A．有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B．有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C．有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D．有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态AD6.如图10所示，A、B两物体的重力分别是GA＝3N、GB＝4N，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＝2N，则绳中张力F1和B对地面的压力F2的可能值分别为()A．7N和10NB．5N和2NC．1N和6ND．2N和5NBC三、有关弹簧的瞬间问题1、如图所示，A、B两小球的质量都是m，用轻质弹簧连接A与B、A与天花板，整系统处于静止状态。（1）剪断a点的瞬间，两球的加速度各是多少？方向如何？（2）剪断b点的瞬间，两球的加速度各是多