【物理】2020届二轮复习二、相互作用板块学案（江苏专用）

【物理】2020届二轮复习二、相互作用板块学案（江苏专用）

‎　　　　二、相互作用板块 基础回扣 ‎　　1.常见的三种性质的力 产生原因或条件 方　向 大　小 重 力 由于地球的吸引而产生 总是竖直向下,注意不一定指向地心,不一定垂直地面向下 G重=mg,区分G重与F引=GMmR‎2‎。地球表面附近一切物体都受重力作用 弹 力 ‎①接触 ‎②弹性形变 ‎①支持力的方向总是垂直于接触面而指向被支持的物体;‎ ‎②压力的方向总是垂直于接触面而指向被压的物体;‎ ‎③绳的拉力总是沿着绳而指向绳收缩的方向 弹簧的弹力大小F=kx,‎ 弹力的大小可利用平衡条件和牛顿第二定律求解 摩 擦 力 滑 动 摩 擦 力 ‎①接触,接触面粗糙 ‎②存在正压力 ‎③与接触面有相对运动 与相对运动方向相反 Ff=μFN。与μ、FN有关,与接触面积、相对速度、加速度均无关 静 摩 擦 力 ‎①接触,接触面粗糙 ‎②存在正压力 ‎③与接触面存在相对运动的趋势 与相对运动趋势方向相反 ‎①与产生相对运动趋势的动力大小相等 ‎②存在最大静摩擦力,最大静摩擦力的大小由接触面粗糙程度、正压力决定 ‎2.判断静摩擦力的几种方法:由相对运动趋势直接判断;用假设法判断;根据平衡条件判断;根据牛顿第二定律判断;利用牛顿第三定律判断。‎ ‎【警示】　①误认为杆的弹力方向一定沿杆;②误认为滑动摩擦力的大小与接触面积大小、物体速度大小有关;③误认为物体所受正压力大小等于物体的重力大小。‎ ‎3.力的合成与分解(等效替代关系)‎ ‎(1)遵循平行四边形或三角形定则 ‎(2)几种特殊情况 F=F‎1‎‎2‎‎+‎F‎2‎‎2‎　F=2F1 cos θ‎2‎　F=F1=F2 ‎ ‎(3)两个共点力的合力范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2。两个力的大小不变时,其合力的大小随夹角的增大而减小。‎ ‎(4)正交分解 物体受到多个力作用F1、F2、F3、…,求合力F时,可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。‎ x轴上的合力:Fx=Fx‎1‎+Fx‎2‎+Fx‎3‎+…‎ y轴上的合力:Fy=Fy‎1‎+Fy‎2‎+Fy‎3‎+…‎ 合力大小:F=‎Fx‎2‎‎+‎Fy‎2‎ 合力方向:与x轴夹角为θ,则tan θ=FyFx。‎ ‎4.物体的平衡 ‎(1)平衡状态是指物体处于匀速直线运动状态或静止状态,物体处于平衡状态的动力学条件是:F合=0。‎ ‎(2)处理平衡问题的基本思路 回归小练 ‎1.(多选)(源于人教版必修1第57页“演示实验”)将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块m相连,滑块放在较长的小车上,如图甲所示。传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律。一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系砂桶,整个装置开始处于静止状态。在滑块与小车分离前向砂桶里缓慢倒入细砂,力传感器采集的F-t图像如图乙所示。则(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 ‎ A.2.5 s前小车做变加速运动 B.2.5 s后小车做变加速运动 C.2.5 s前小车所受摩擦力不变 D.2.5 s后小车所受摩擦力不变 答案　BD　由题图乙可知,2.5 s前,随砂桶(含细砂)重力的增大,滑块和小车之间的静摩擦力增大,在2.5 s时,达到最大静摩擦力,所以2.5 s前小车一直静止,A、C项错误;2.5 s后,滑块和小车之间的摩擦力变为滑动摩擦力,且保持不变,随砂桶(含细砂)重力的增大,小车所受合力增大,即加速度增大,B、D项正确。‎ ‎2.(多选)(源于人教版必修1第58页 “说一说”)有一堆砂子在水平面上堆成圆锥形,稳定时底角为α,如图所示。如果视每粒砂子完全相同,砂子与砂子之间、砂子与地面之间的动摩擦因数均为μ,砂子之间的最大静摩擦力可近似认为与滑动摩擦力相等,下列说法正确的是(　　)‎ A.砂堆稳定时,砂堆底面受到地面的摩擦力一定为零 B.砂堆稳定时,只有形成严格规则的圆锥,底面受到地面的摩擦力才为零 C.砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足tan αmax=μ D.砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足cos αmax=μ 答案　AC　对砂堆整体受力分析,受到重力和地面的支持力,水平方向上不受力,不论砂堆的形状是否为规则的圆锥形,整体受力不变,A正确,B错误;对砂堆侧面上的某粒砂子受力分析,如图所示,则FN=mg cos α,Ff=mg sin α,Ff≤μFN,解得 tan αmax=μ,C正确,D错误。‎ ‎3.(2019课标Ⅲ,16,6分)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示,两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则(　　)‎ A.F1=‎3‎‎3‎mg,F2=‎3‎‎2‎mg B.F1=‎3‎‎2‎mg,F2=‎3‎‎3‎mg C.F1=‎1‎‎2‎mg,F2=‎3‎‎2‎mg D.F1=‎3‎‎2‎mg,F2=‎1‎‎2‎mg 答案　D　以工件为研究对象,受力分析如图所示,重力与F1、F2的合力等大反向,根据共点力平衡条件得F‎1‎mg=cos 30°,F‎2‎mg=cos 60°,则F1=‎3‎‎2‎mg,F2=‎1‎‎2‎mg,故D选项正确。‎ ‎4.(多选)(源于人教版必修1第101页课题研究“桥梁的研究”)某兴趣小组在探究石拱桥的力学原理时,做了下面的实验:将四块形状相同、质量均为m的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其中第1、4块固定在地基上,第2、3块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°。假定石块间的摩擦力可以忽略不计,重力加速度为g,则第1、2石块间的作用力F12和第2、3石块间的作用力F23的大小分别为(　　)‎ A.F12=mg B.F12=2mg C.F23=0 D.F23=‎3‎mg 答案　BD　取第2块石块为研究对象,受力分析,如图所示 由受力平衡得 F12=mgsin30°‎=2mg F23=F32=mgtan30°‎=‎3‎mg