高中静力学辅导讲座

1中学物理竞赛辅导讲义第二部分：静力学第一课时：复习高考（理科综合要求）知识点一、考点内容1．力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态变化的原因。2．重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力，重心。3．形变与弹力，胡克定律。4．静摩擦，最大静摩擦力。5．滑动摩擦，滑动摩擦定律。6．力是矢量，力的合成与分解。7．平衡，共点力作用下物体的平衡。二、知识结构的灵活使用方法：整体法和隔离法产生条件、摩擦力、弹力、重力顺序原则受力分析实效原则图解法（几何法）力的分解式法图解法（几何法）、公力的合成力的等效性使物体产生形变物体产生加速度）改变物体运动状态（使力的效果效果各异作用力与反作用力效果相同平衡力支持力等回复力、浮力、压力、动力、阻力：向心力、效果子力、电场力、磁场力不接触的力：重力、分产生条件、大小、方向力接触的力：弹力、摩擦性质力的种类物体受力物体同时定是施力物体施力物体同时定是受力相互性受力物体施力物体物体间作用物质性力的属性—物体间的相互作用—力的定义力.......321三、复习思路复习是将分散学习的知识进行归纳、整理，使他们系统化、条理化，从而能提纲挈领掌握本单元的知识，并把本单元的重点知识和形成的能力进一步巩固和提高。这一课时是以力的概念和平行四边形定则为核心展开的，研究了三种不同的力及力的合2成、分解的基本法则；为获得上述知识，同学们应按照知识脉络认真复习教材，对一些主要概念、定则、定律有个正确的认识；而平衡状态是物体所处的最简单的状态，在高考中容易与热学、电场、磁场等内容综合起来考查，还要注意平衡条件与生物、化学、人体骨骼、医学等方面的综合。在学习中要注重对共点力、平衡状态的理解，通过例题掌握平衡条件在解题中的应用。认真研究典型例题，来认识知识的系统和重点，在分析中应用所学的概念和定律，从而纠正错误知识、弥补知识缺欠。过去，在初学本单元知识时，同学们由于受到知识结构和认识能力的制约，对它的理解很难到位，现今随着对高中物理内容认识的全面和深入，在复习这一部分时，我们不仅会更深入理解力的概念，理解重力、弹力、摩擦力的产生条件和特性，熟练进行力的合成与分解，还应将力、热、电各部分有关的知识内容加以融会贯通，使我们在复习中不只局限于中学部分“三种力”的分析和计算。在复习力的概念时,同学们应注重回顾学过的各种具体的力,包括电磁学中的各种力,也可以联系牛顿第三定律展开研究力的相互性。对于重力,在复习时可以联系万有引力定律,分清为什么“重力是由于地球的吸引而产生的力”。且通过分析物体随地球自转需向心力,最终认识重力与万有引力之间的差异很小,一般可认为2地RGMmmg。摩擦力是本单元的重点,也是难点，要结合具体的例子，对摩擦力的大小和方向，摩擦力的有无的讨论以及物体在水平面、斜面上、竖直墙上等的滑动摩擦力与弹力的关系等，要分门别类地进行讨论、研究。在复习过程中同学们应逐步掌握解决力学问题的方法，如物体的受力分析、整体法与隔离法、等效法、对称法等，对于快速、准确地解题有很大的帮助。四、配套训练1．下列说法正确的是：A、重力的方向总是垂直向下B、杆产生的弹力总是沿着杆C、柔绳产生的弹力总是沿绳方向指向绳伸长的方向D、摩擦力的方向总是沿着接触面并阻碍相对运动（或相对运动趋势）2．互成角度的两个共点力合成时：A、合力一定大于小的分力而小于大的分力B、合力随着两分力间夹角的增大而增大C、合力一定大于任意一个分力的数值D、合力可以大于大的分力,也可能小于小的分力3．如果一切物体的重力都消失，下列情况中仍然不会发生的有：A、天不会下雨，也不会刮风B、植物的生长失去方向性C、气泡在液体中将不会上浮D、一切物体都没有质量4．（2003年高考理综（新课程卷））如右上图所示,一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为1m和2m的小球，当它们处于平衡状态时，质量为1m的小球与O点的连线与水平线的夹角为a=600。两小球的质量之比12mm为：A、33B、32C、23D、2235．（2005年广州二摸大综合）一块砖放在水平地面的木板上，现缓慢抬起木板的一端，使木板绕另一端缓缓转动，在砖与木板间发生相对滑动前，关于砖受到的摩擦力F，以下叙述中正确的是：A．F随木板倾角的增大而减小B．F随木板倾角的增大而增大C．F的大小不随木板倾角的增大而改变D．无法判断F大小的变化6．如图所示，质量为m的物体用一通过定滑轮的轻绳栓住，在大小为F的拉力作用下匀速运动，物体与竖直墙接触且轻绳平行．．于墙壁，则物体与墙壁之间的摩擦力为：A、大小为mg,方向向上B、大小为F-mg,方向向上C、大小为∣F-mg∣,方向向上D、零7．如图，将质量为m的物体置于固定的光滑斜面上，斜面倾角为，水平力F作用在m上，物体m处于静止状态，关于m对斜面的压力大小表示有以下四式：①cos/mg；②sin/F；③22)(Fmg；④sincosFmg。则以下判断正确的是：A、只有④正确B、只有③和④正确C、只有①与②正确D、①②③④正确8．跳高运动员蹬地后上跳，在起跳过程中：A．运动员蹬地的作用力大于地面对他的支持力B．运动员蹬地的作用力在数值上等于地面对他的支持力C．运动员所受的支持力和重力相平衡D．运动员所受到的合力一定向下9．在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F—x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为。图线不过坐标原点的原因是由于。10．机械设计中常用到下面的力学原理，如右图，只要使连杆AB与滑块m在平面间的夹角大于某个值，那么，无论连杆AB对滑块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，并且连杆AB对滑块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力学上称这为“自锁”现象。为使滑块能“自锁”应满足什么条件？（设滑块与所在平面间的动摩擦因数为）11．下列说法正确的是：A、只有静止的物体才处于平衡状态B、只要物体的速度为零,它就一定处于平衡状态C、只要物体的运动状态不变，它就一定处于平衡状态D、加速度为零的物体可能不处于平衡状态12．下列哪组共点力作用于物体上，不论方向如何都不能使物体处于平衡状态：4A、2N，4N，5NB、3N，4N，10NC、10N，10N，10ND、4N，5N，6N13．（2004年全国春招）图中a、b是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等。F是沿水平方向作用于a上的外力。已知a、b的接触面，a、b与斜面的接触面都是光滑的。正确的说法是：A．a、b一定沿斜面向上运动B．a对b的作用力沿水平方向C．a、b对斜面的正压力相等D．a受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力14．如图所示，某人在岸边用绳牵引小船匀速靠岸的过程，若水对船的阻力不变，则下列说法正确的是：A、绳子拉力不断减小B、绳子拉力始终不变C、船受到的浮力不断减小D、船受到的合力不断减小15．如下图所示，OC为一遵循胡克定律的轻绳,其一端固定于天花板上的O点,另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连,当绳处于竖直位置时滑块A对地面有压力作用,B为紧挨绳的一光滑水平小钉,它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度,现用一水平力F作用于A，使之向右做直线运动,在运动过程中,作用于滑块A的滑动摩擦力（绳一直处于弹性限度以内）将：A、逐渐增大B、逐渐减小C、保持不变D、条件不足，无法判断16．如图所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°，两底角为α和β；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块。已知所有接触面都是光滑的。现发现a、b沿斜面下滑,而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于：A．Mg+mgB．Mg+2mgC．Mg+mg(sinα+sinβ)D．Mg+mg(cosα+cosβ)17．跳伞运动员打开伞后经过一段时间,将在空中保持匀速降落,已知运动员和他身上装备的总重量为G1，圆顶形降落伞伞面的重量为G2，有12条相同的拉线（拉线重量不计）,均匀分布在伞面边缘上,每根拉线和竖直方向都成30°角。则每根拉线上的张力大小为：A、1831GB、18)(321GGC、1221GGD、61G18．设在某次人工降雨中，有一质量恒为m的雨滴从高空由静止开始竖直下落，雨滴下落过程中受到的空气阻力大小与下落速度大小成正比，即F＝kv，其中是为比例系数，则雨滴在刚开始下落的一小段时间内做加速度_____、速度______的直线运动(以上两空选填“增大”、“减小”或“不变”)。雨滴最终做匀速直线运动的速度表达式为mv＝Mαβba5静力学（初赛要求）第二课时：初赛知识要点分析一、力的效应1．内、外效应：力的效应指的是物体被力作用所产生的效果。力的作用效果有两种：一是受力物发生形变；二是使受力物的运动状态发生变化。前者表现为受力物各部分的相对位置发生变化，故称为力的内效应；后者表现为受力物的运动方向或快慢发生变化，故称为力的外效应。众所周知，当物体同时受到两个或多个力作用时，它的运动状态也可能保持不变，这说明力对同一物体的外效应可能相互抵消。2．合力与分力实践指出，几个力对物体共同作用的效果，往往可以用一个适当的力就是那几个力的合力，那几个力的都叫做这一个力的分力。可见合力与它的那组分力之间，在力学效果上必须具有“等效代换”的关系。二、力的作用方式力是物体间的一种相互作用，又是一并具有大小、方向和作用点的一种矢量。根据研究和解决实际问题的需要，可以从不同的角度对力进行区分。1．体力、面力和点力按照力的作用点在受力物上的分布情况，可将力可将力分为体彻力（简称体力）、面分布力（简称面力）和点力三种。外力的作用点连续分布在物体表面和内部的一定（或全部）区域，这种力就是体力。重力就是一种广泛存在的体力。作用点连续分布在物体某一面（或全部表面）上，这种力就是面力。压力和摩擦力就是一种广泛存在的面力。当面力和体力作用的区域远比受力物小,或可以不考虑作用点的分布情况时,就可以把相应的体力或面力当成是集中在物体的某一点上作用的,这种情况下的体力和面力就叫做点力。例如,在通常情况下,我们就是把重力、摩擦力和压力当成点力看待。具体而言,常用物体各部分所受重力的合力来代替该物体受到的总重力；用摩擦面上各部分所受摩擦力之合力来代替这个面上的总摩擦力；对压力也是按照这种方式处理的。当不涉及转动的时候,我们甚至把面力的合力作用点标出在物体的重心上，这就使问题的解决更加便当。但若涉及到物体的转动,就绝对不能把体力和面力（如磁力）的作用点随便地集中到物体的重心上。点力只是在一定条件下对体力和面力的一种适当的简化而已，对此切勿掉以轻心。2．内力和外力按照施力物与被研究物体的所属关系，又常将力分为内力和外力两大类若被研究对象是某一物体，则该物体内部各部分间的作用力叫内力；若被研究对象是两个或多个物体组成的系统，则系统内部各物体间的作用力都叫该系统的内力。外力则是被研究对象以外的其他物体对则该物体（或系统）的作用力。在中学，若无特别说明，一般所谈的受力，都指的是外力。物体内部和相邻部分的拉力或压力都是内力。其中的前者就叫张力。理想的柔绳内部只能有张力，而不可能有相互挤压力。其张力总是与绳的轴线相切（如绕在轮上被拉紧的6绳）。所以柔绳只能对外产生拉力和侧压力，不能产生轴向压力。杆件既能对物体产生拉力，也能对物体产生压力，还能对物体产生侧压力。在中学，未做特别说明，通常把绳和线当成理想的柔绳和柔线，一般还忽略了绳和线的质