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2019-2020年人教版高中物理必修1 第3章《第三章 相互作用》章末總結(jié)（教案） 【教學(xué)過程】 ★重難點(diǎn)一、彈力與摩擦力的分析與計(jì)算★ 1.彈力有無的判斷方法 (1)直接法 對(duì)于物體形狀變化明顯的情況，可由形變情況直接判斷彈力是否存在，如彈簧、橡皮筋產(chǎn)生彈力的情況． (2)假設(shè)法 假設(shè)與研究對(duì)象相接觸的物體施加了彈力，畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力分析圖，判斷受力情況與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否矛盾，若矛盾，說明二者之間沒有彈力，若不矛盾，說明二者之間有彈力． (3)狀態(tài)法 將與研究對(duì)象相接觸的物體撤離，看研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變，若沒有改變，則無彈力作用，若發(fā)生改變，則有彈力存在． 2．摩擦力 (1)對(duì)摩擦力的進(jìn)一步理解． ①摩擦力的方向與“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”或“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”方向相反，但并不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反． ②摩擦力阻礙的是物體的“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”或“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”，并不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，摩擦力并不都是阻力． (2)摩擦力有無的判斷方法. 滑動(dòng)摩擦力 條件判斷法：接觸面之間有壓力，接觸面粗糙且有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 靜摩擦力 (1)條件判斷法：接觸面之間有壓力，接觸面粗糙且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) (2)假設(shè)法：假設(shè)接觸面光滑，不存在摩擦力，如果物體改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則存在摩擦力 (3)摩擦力的計(jì)算方法． ①靜摩擦力：根據(jù)平衡知識(shí)求解． ②滑動(dòng)摩擦力：用公式F＝μFN求解． 3．彈力和摩擦力的對(duì)比 特別提醒 1.彈力或摩擦力的有無及方向判斷的特殊方法 (1)假設(shè)法;(2)結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷; (3)效果法;(4)相互作用法． 2．摩擦力的“四個(gè)不一定” (1)受靜摩擦力的物體不一定靜止，受滑動(dòng)摩擦力的物體不一定運(yùn)動(dòng)． (2)靜摩擦力不一定比滑動(dòng)摩擦力小． (3)摩擦力不一定與運(yùn)動(dòng)方向相反，還可以與運(yùn)動(dòng)方向相同，甚至可以與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角． (4)摩擦力不一定是阻力，還可以是動(dòng)力． 【典型例題】如圖所示，在傾角為37的固定斜面上靜置一個(gè)質(zhì)量為5 kg的物體，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8.求： (1)物體所受的摩擦力；(sin 37＝0.6，cos 37＝0.8) (2)若用原長(zhǎng)為10 cm，勁度系數(shù)為3.1103 N/m的彈簧沿斜面向上拉物體，使之向上勻速運(yùn)動(dòng)，則彈簧的最終長(zhǎng)度是多少？(取g＝10 m/s2) 【答案】（1）30N；方向沿斜面向上（2）12cm。 【解析】（1）物體受到的摩擦力為靜摩擦力，方向沿斜面向上。 （2）因?yàn)槲矬w向上勻速運(yùn)動(dòng)，故在斜面方向上的力相平衡 故F=f2+mgsin37，而物體受到的滑動(dòng)摩擦力f2=μN(yùn)=μmgcos37 又因?yàn)镕=k(L－L0)，聯(lián)立以上各式，解之得L=12cm。 ★重難點(diǎn)二、物體受力分析★ 1．受力分析 把指定物體(研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有力找出來，并畫出受力示意圖，這就是受力分析． 對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析是分析、求解力學(xué)問題的關(guān)鍵，要注意的是只分析它受到的力，而不分析它對(duì)別的物體施加的力． 2．受力分析的方法——整體法和隔離法 (1)整體法：以系統(tǒng)整體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析的方法一般用來研究不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某物體的力和運(yùn)動(dòng)． (2)隔離法：將所確定的研究對(duì)象從周圍物體中隔離出來進(jìn)行分析的方法，來研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用及運(yùn)動(dòng)情況． 3．物體受力分析的一般思路 (1)明確研究對(duì)象，將它從周圍物體中隔離出來，研究對(duì)象可以是質(zhì)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)、物體、物體系． (2)按順序分析物體所受的力，根據(jù)不同力產(chǎn)生條件的不同，一般按照已知力、重力，對(duì)物體產(chǎn)生的效果確定與它接觸的物體之間是否有相互作用的彈力，最后再由已知力、重力、彈力共同的作用效果確定接觸面上的摩擦力，故稱之為順次效果法． (3)正確畫出物體受力示意圖，畫每個(gè)力時(shí)不要求嚴(yán)格按比例畫出每個(gè)力的大小，但方向必須正確，另外注意同題中有多個(gè)研究對(duì)象時(shí)，一定要采用隔離法分別畫出它們的受力示意圖． (4)檢查防止錯(cuò)畫力、多畫力和漏畫力 4．受力分析的步驟 受力分析時(shí)要注意的問題 （1）只分析研究對(duì)象所受的力，不分析研究對(duì)象對(duì)其他物體施加的力．不要把作用在其他物體上的力錯(cuò)誤地通過“力的傳遞”作用在研究對(duì)象上． （2）每分析一個(gè)力，都應(yīng)該找到施力物體，這是防止“多力”的有效措施之一． （3）如果一個(gè)力的方向難以確定，可以用假設(shè)法分析． （4）合力和分力不能重復(fù)地列為物體所受的力．因?yàn)楹狭εc分力是等效替代關(guān)系． (5)不要把“效果力”和“性質(zhì)力”混淆重復(fù)分析，通常只分析“性質(zhì)力”，不分析“效果力”． (6)受力分析一定要結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、利用力作用的相互性進(jìn)行分析也是確保受力分析正確的有效途徑．特別是物體處于臨界狀態(tài)的受力分析． 【典型例題】如圖所示，用水平力F推乙物塊，使甲、乙、丙、丁四個(gè)完全相同的物塊一起沿水平地面以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)，各接觸面均粗糙，關(guān)于各物塊受到摩擦力，下列說法錯(cuò)誤的是（ ） A、甲物塊沒有受摩擦力的作用 B、乙物體受到一個(gè)摩擦力的作用 C、丙物體受到兩個(gè)摩擦力的作用 D、丁物體沒有受到摩擦力的作用 【答案】D ★重難點(diǎn)三、力的正交分解法★ (1)定義：將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法。 (2)建立坐標(biāo)軸的原則：一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)，以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標(biāo)軸上)； (3)方法：物體受到多個(gè)力作用F1、F2、F3…求合力F時(shí)，可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解。 x軸上的合力：Fx＝Fx1＋Fx2＋Fx3＋… y軸上的合力：Fy＝Fy1＋Fy2＋Fy3＋… (4)合力大?。? (5)合力方向：與x軸夾角設(shè)為θ， 則tanθ＝。 【典型例題】如圖所示，質(zhì)量為m=4.0kg的物體P靜止在粗糙水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)用與水平面成=370、大小為20N的恒力F拉該物體，求物體P此時(shí)所受的支持力和摩擦力的大小。 【答案】見解析。 【解析】物體在豎直方向上合力為零，有： 解得： 則滑動(dòng)摩擦力的大小為： 因?yàn)?，知物體不動(dòng)，受到的摩擦力為靜摩擦力。 則 ★重難點(diǎn)四、平衡中的臨界和極值問題★ 1.臨界問題： (1)臨界狀態(tài)：物體的平衡狀態(tài)將要發(fā)生變化的狀態(tài)． (2)當(dāng)某物理量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起其他物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，這類問題的描述中經(jīng)常出現(xiàn)“剛好”“恰好”等詞語(yǔ)． (3)處理這類問題的最有效方法是假設(shè)推理法，也就是先假設(shè)，再根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)列平衡方程，最后求解． 2．極值問題：也就是指平衡問題中，力在變化過程中的最大值和最小值問題． 解決這類問題常用以下兩種方法： (1)解析法：根據(jù)物體的平衡條件列方程，在解方程時(shí)，采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值 (2)圖解法：根據(jù)物體的平衡條件作出物體的受力分析圖，畫出平行四邊形或矢量三角形進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，確定最大值或最小值． ★圖解法分析動(dòng)態(tài)平衡問題 1．動(dòng)態(tài)平衡問題的特點(diǎn) 通過控制某一物理量，使其他物理量發(fā)生緩慢變化，而變化過程中的任何一個(gè)狀態(tài)都看成是平衡狀態(tài)，物體所受合力為零． 2．圖解法分析三力動(dòng)態(tài)平衡問題的思路 (1)確定研究對(duì)象，作出受力分析圖． (2)明確三力的特點(diǎn)，哪個(gè)力不變，哪個(gè)力變化． (3)將三力的示意圖首尾連接，構(gòu)造出矢量三角形；或?qū)⒛沉Ω鶕?jù)其效果進(jìn)行分解，畫出平行四邊形． (4)根據(jù)已知量的變化情況，確定有向線段(表示力)的長(zhǎng)度變化，從而判斷各個(gè)力的變化情況． ★平衡問題的常用處理方法 ★應(yīng)用平衡條件解題的步驟 (1)選取研究對(duì)象：根據(jù)題目要求，選取一個(gè)平衡體(單個(gè)物體或系統(tǒng)，也可以是結(jié)點(diǎn))作為研究對(duì)象. (2)畫受力示意圖：對(duì)研究對(duì)象按受力分析的順序進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖. (3)建立坐標(biāo)系：選取合適的方向建立直角坐標(biāo)系. (4)列方程求解：根據(jù)平衡條件列出平衡方程，解平衡方程，對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論. 【典型例題】（多選）如圖所示，將兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b用細(xì)線相連懸掛于O點(diǎn)，用力F拉小球a，使整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)，且懸線Oa與豎直方向的夾角為θ＝30，則F的大小 （　 　）． A．可能為mg B．可能為mg C．可能為mg D．可能為mg 【答案】CD