2020届一轮复习人教版 相互作用 学案 联系客服

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2020年高考一轮复习知识考点专题02 《相互作用》

第一节 重力 弹力 摩擦力

【基本概念、规律】 一、重力

1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力. 2.大小:G=mg. 3.方向:总是竖直向下.

4.重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.

二、弹力

1.定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用. 2.产生的条件 (1)两物体相互接触; (2)发生弹性形变.

3.方向:与物体形变方向相反. 三、胡克定律

1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.

2.表达式:F=kx.

(1)k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定. (2)x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度. 四、摩擦力

1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.

2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势. 3.大小:滑动摩擦力Ff=μFN,静摩擦力:0≤Ff≤Ffmax. 4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反. 5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势. 【重要考点归纳】

考点一 弹力的分析与计算 1.弹力有无的判断方法

(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.

(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原

有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力.

(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.

2.弹力方向的判断方法

(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断. (2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向. 3.计算弹力大小的三种方法 (1)根据胡克定律进行求解. (2)根据力的平衡条件进行求解. (3)根据牛顿第二定律进行求解. 考点二 摩擦力的分析与计算 1.静摩擦力的有无和方向的判断方法 (1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下:

(2)状态法:先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.

(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.

2.静摩擦力大小的计算

(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小.

(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则Ff=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.

3.滑动摩擦力的计算

滑动摩擦力的大小用公式Ff=μFN来计算,应用此公式时要注意以下几点:

(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;FN为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.

(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关. 方法技巧:

(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析. (2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的. (3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运

动,即摩擦力不一定是阻力.

考点三 摩擦力突变问题的分析

1.当物体受力或运动发生变化时,摩擦力常发生突变,摩擦力的突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性.对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点.

2.常见类型

(1)静摩擦力因其他外力的突变而突变. (2)静摩擦力突变为滑动摩擦力. (3)滑动摩擦力突变为静摩擦力. 【思想方法与技巧】

物理模型——轻杆、轻绳、轻弹簧模型

三种模型 轻杆 轻绳 轻弹簧 模型图示 形变特点 模 型 特 点 作用效果特点 大小突变特点 弹簧与橡皮筋的弹力特点:

(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F=kx.

只能发生微小形变 不一定沿杆,可以是任意方向 可提供拉力、推力 柔软,只能发生微小形变,各处张力大小相等 只能沿绳,指向绳收缩的方向 只能提供拉力 既可伸长,也可压缩,各处弹力大小相等 一定沿弹簧轴线,与形变方向相反 可以提供拉力、推力 方向特点 可以发生突变 可以发生突变 一般不能发生突变 (2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等.

(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),而橡皮筋只能受拉力作用.

(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧或橡皮筋剪断时,其弹力立即消失.

第二节 力的合成与分解

【基本概念、规律】 一、力的合成 1.合力与分力

(1)定义:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,这一个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力.

(2)关系:合力和分力是一种等效替代关系. 2.力的合成:求几个力的合力的过程. 3.力的运算法则

(1)三角形定则:把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法.(如图所示)

(2)平行四边形定则:求互成角度的两个力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.

二、力的分解

1.概念:求一个力的分力的过程.

2.遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则. 3.分解的方法

(1)按力产生的实际效果进行分解. (2)正交分解. 三、矢量和标量 1.矢量

既有大小又有方向的物理量,相加时遵循平行四边形定则. 2.标量

只有大小没有方向的物理量,求和时按算术法则相加.

【重要考点归纳】

考点一 共点力的合成 1.共点力合成的方法 (1)作图法

(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法.

2.重要结论

(1)二个分力一定时,夹角θ越大,合力越小. (2)合力一定,二等大分力的夹角越大,二分力越大.