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第二章相互作用 考點5 考點7 考點6 2 考點4彈力胡克定律 高考考法突破 考法1胡克定律的應用 應試基礎必備 考法2平衡中的彈簧及彈簧組合問題 考點4彈力胡克定律 1 基本概念 力 形變 彈力及其產(chǎn)生條件2 彈力有無的判斷方法形變不明顯時 假設法或物體的運動狀態(tài)進行判斷3 胡克定律彈簧發(fā)生彈性形變時 彈簧的彈力F與彈簧形變量x成正比F kx彈力的方向與形變的方向相反 應試基礎必備 考法1胡克定律的應用胡克定律計算公式F kx中k為彈簧的勁度系數(shù)x為彈簧的形變量 伸長量或壓縮量 F k x 彈簧在彈性限度內所受彈力的變化量 F與形變量 x成正比 考法2平衡中的彈簧及彈簧組合問題1 彈力可由壓縮或拉伸形變產(chǎn)生 形變方式不同 彈力方向不同 2 彈力屬于接觸力 彈簧兩端必須都與其他物體接觸才可能有彈力當彈簧與物體分離或一端斷開時 彈簧的彈力大小不會突然改變3 彈簧組合問題處理可以使用 等效思維方法 6 6 考點5摩擦力 高考考法突破 考法3摩擦力的有無及方向的判斷 應試基礎必備 考法4摩擦力的 突變 問題 考法5摩擦力大小的計算 考點5摩擦力 1 基本概念滑動摩擦力 靜摩擦力 最大靜摩擦力等 2 摩擦力的方向滑動摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反靜摩擦力的方向與相對運動趨勢的方向相反3 摩擦力的大小 靜摩擦力隨外力的變化而變化 大小為0 fm 2 滑動摩擦力與正壓力成正比 f滑 N 1 根據(jù) 靜摩擦力與物體相對運動的趨勢方向相反 來判斷2 根據(jù)摩擦力的效果來判斷3 根據(jù)牛頓運動定律來判斷 考法3摩擦力的有無及方向的判斷相對運動和相對運動趨勢是判斷摩擦力方向的基本依據(jù)判斷物體間有無靜摩擦力及確定靜摩擦力的方向時常用的方法有三種 如圖甲 乙所示 傾角為 的斜面上放置一滑塊M 在滑塊M上放置一個質量為m的物塊 M和m相對靜止 一起沿斜面勻速下滑 分別分析物塊m可能受到的摩擦力及其方向 考法例 考法4摩擦力的 突變 問題1 靜 靜 突變 2 靜 動 突變 3 動 動 突變 將力傳感器A固定在光滑水平桌面上 測力端通過輕質水平細繩與滑塊相連 滑塊放在較長的小車上 如圖甲所示 傳感器與計算機相連接 可獲得力隨時間變化的規(guī)律 一水平輕質細繩跨過光滑的定滑輪 一端連接小車 另一端系砂桶 整個裝置開始處于靜止狀態(tài) 在滑塊與小車分離前緩慢向砂桶里倒入細砂 力傳感器采集的F t圖像如圖乙所示 據(jù)圖分析小車的受力情況及運動情況 解析 由圖乙可知 在F的變化階段 砂桶質量在由小變大 滑塊與小車之間沒有相對滑動 屬于靜摩擦力 所以2 5s前 小車 滑塊均靜止 2 5s后小車受恒定大小的滑動摩擦力 所受拉力大小恒定 因此做勻加速直線運動 考法例 11 11 考點6受力分析力的合成與分解 高考考法突破 考法6受力分析 應試基礎必備 考法7合力與分力的關系 考點6受力分析力的合成與分解 3 力的合成與分解 1 兩分力夾角90 合力大小 2 夾角為 的大小相同的兩力合成 采用 菱形四分法 1 受力分析所有外力用力的示意圖畫出忌漏力 多力2 合力與分力合力與分力之間是一種等效替代的關系合力與分力不是同時作用在物體上 考法6受力分析1 定義指定物體在特定環(huán)境中受到的所有外力 畫出受力示意圖2 受力分析的一般順序先重力 再接觸力 彈力 摩擦力 最后分析其他力3 受力分析的步驟注意 確保受力分析時不漏力 不添力 不錯力4 物體受力情況分析的依據(jù)從力的概念判斷尋找對應的施力物體從力的性質判斷尋找產(chǎn)生的原因從力的效果判斷尋找是否發(fā)生形變或改變物體的運動狀態(tài) L形木板P 上表面光滑 放在固定斜面上 輕質彈簧一端固定在木板上 另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連 如圖所示 若P Q一起沿斜面勻速下滑 不計空氣阻力 則木板P共受幾個力 考法例 考法7合力與分力關系1 合力F可能大于或等于兩分力的大小之差可能小于或等于兩分力的大小之和2 掌握幾類合力與分力關系的規(guī)律 1 當兩等大分力夾角為120 時 合力的大小與分力的大小相等 方向與F1 F2 夾角為60 2 兩個分力一定 夾角 越大 合力越小 3 合力一定時 兩等大分力夾角越大 兩分力越大 已知兩個共點力的合力為50N 分力F1的方向與合力F的方向成30 角 分力F2的大小為30N 則 A F1的大小是唯一的B F2的方向是唯一的C F2有兩個可能的方向D F2可取任意方向 考法例 16 考點7共點力的平衡 高考考法突破 考法8靜態(tài)平衡問題 應試基礎必備 考法9動態(tài)平衡問題 考法10平衡問題中的臨界極值問題 考點7共點力的平衡 考法8靜態(tài)平衡問題1 物體受三個力平衡任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等 方向相反2 物體受到三個以上的力 采用正交分解法分析靜止物體受力 1 建直角坐標系 少分解和容易分解力為原則 不分解未知力 2 力分解成沿x軸和沿y軸方向的分力 3 列x軸和y軸方向方程Fx 0 Fy 0 如圖所示 位于斜面上的物塊的質量為m 在沿斜面向上的力F作用下 處于靜止狀態(tài) 斜面作用于物塊的靜摩擦力的 A 方向可能沿斜面向上B 方向可能沿斜面向下C 大小可能等于零D 大小可能等于F 考法例 考法9動態(tài)平衡問題1 動態(tài)平衡 控制某些物理量使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化2 動態(tài)平衡特征 三力作用一個大小和方向均不變化 一個大小變化 方向不變 一個大小和方向均變化3 物體動態(tài)平衡問題分析方法解析法 圖解法和相似三角形法 1 解析法對研究對象的任一狀態(tài)進行受力分析 建立平衡方程求出應變物理量與自變物理量的一般函數(shù)關系式根據(jù)自變量的變化情況及變化區(qū)間確定應變物理量的變化情況 2 圖解法 動態(tài)三角形法不變力F為一系列可能的閉合三角形的公共邊不變力箭頭起按方向確定力的方向作射線不變力起點畫第三個力的有向線段將圖形封閉成三角形 3 相似三角形法三個力構成的力的三角形不是直角三角形 可考慮用相似三角形法 解析 將重力按效果分解為拉緊繩子的力F和壓緊球面的力FN 如圖乙所示 由 ABO BCD得解得 關鍵點撥 應用幾何三角形與矢量三角形相似的方法的場合 在題目材料中研究對象受幾何約束 解析 由于B點始終處于平衡狀態(tài) 故B點受到的力的大小為各力的合力 故B點在變化過程中受到的力始終為0 大小不變 考法例 如圖所示 AC是上端帶定滑輪的固定豎直桿 質量不計的輕桿AB一端通過鉸鏈固定在A點 另一端B懸掛一重為G的物體 且B端系有一根輕繩并繞過定滑輪C 用力F拉繩 開始時 BAC 90 現(xiàn)使 BAC緩慢變小 直到桿AB接近豎直桿AC 此過程中 輕桿B端所受的力 A 逐漸減小B 逐漸增大C 大小不變D 先減小后增大 如圖甲所示 繩子一端系于天花板上A點 另一端系住可視為質點的小球置于光滑的半球面上B點 懸點A和球心O在同一豎直線上 已知小球質量為m 繩子長為L A到球面的距離為h 半球面的半徑為R 求小球對繩子的拉力和對球面的壓力 考法例 考法10平衡問題中的臨界極值問題 恰好出現(xiàn) 或 恰好不出現(xiàn) 某種現(xiàn)象的狀態(tài) 主要有兩類 一 與最大靜摩擦力相關的臨界平衡問題1 注意最大靜摩擦力的值2 注意靜摩擦力方向二 與繩 桿最大承受力相關的臨界平衡問題 用極值假設法 1 解析法列平衡方程 解方程求極值 2 圖解法作力的平衡矢量圖 進行動態(tài)分析 3 極限法恰當選取某個變化的物理量將問題推向極端