【物理】2011届新课标高中总复习：专题1力与物体平衡.ppt

* * 专题一 力与物体平衡 本专题是力学的基础知识，贯穿整个物理学，这部分知识在高考中常与动力学、电磁学结合，注重对学生思考问题和解决实际问题的能力考核，注重实际问题模型化处理，在平时要加大受力分析训练，本专题的高考热点主要有两个： 一是有关摩擦力的问题； 二是共点的两个力的合成与分解问题．是高考必考内容之一，在高考命题中常以选择、计算题形式出现，有一定的难度． 考前分析与预测 受力分析是整个物理学的基础，是解决力学问题的关键．主要涉及弹簧弹力、摩擦力、共点力的合成与分解、物体的平衡等内容，在平时训练中要抓热点与重点，注重方法，如正交分解法、整体隔离法，注重基础，熟练掌握矢量合成法则，明确力的各种处理方法． 2010年浙江卷14题涉及弹力问题，2011年还要关注弹力大小和方向的判断，尤其注重“弹簧模型”的综合运用，另外要关注与生活实际的联系，静摩擦力的有无、大小、方向也是一热点． 类型1 摩擦力问题 1．弄清滑动摩擦力与静摩擦力大小的计算 【例1】(2009·金华二中月考)如图1-1-1所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为 的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2.当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为( ) A．0 B．Μ1mgcosq C．Μ2mgcosq D．(μ1+μ2)mgcosq 图1-1-1 【分析】本题的关键是判断清楚是静摩擦力还是滑动摩擦力，其求解方法不同． 【解析】当物体P和Q一起沿斜面加速下滑时，其加速度为：a=gsin -μ2gcos .因为P和Q相对静止，所以P和Q之间的摩擦力为静摩擦力，不能用公式f=μN求解．对物体P运用牛顿第二定律得：mgsin -f=ma所以求得：f=μ2mgcos .即C选项正确． 答案：C 【评析】本题考查了不同摩擦力的求解，要注意分辨、求解．当物体间存在滑动摩擦力时，其大小即可由公式f=μN计算，由此可看出它只与接触面间的动摩擦因数μ及正压力N有关，而与相对运动速度大小、接触面积的大小无关．正压力是静摩擦力产生的条件之一，但静摩擦力的大小与正压力无关(最大静摩擦力除外)．当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小由平衡条件∑F=0来求；而物体处于非平衡态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律求解． 【变式题】（2010·新课标)如图1-1-2所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为( ) 图1-1-2 A. - 1 B. 2 - C. - D. 1 - B 【解析】物块受重力mg、支持力N、摩擦力f和外力F.已知物体处于平衡，根据平衡条件，有F1cos60°=μ(mg-F1sin60°)，F2cos30°=μ(mg+F2sin30°)，联立解得：μ=2- . 2．弄清摩擦力的方向是与“相对运动或相对运动趋势的方向相反” 【例2】如图1-1-3所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板的动摩擦因数为μ.由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动．现使钢板以速度v1向右匀速运动，同时用力F拉动物体(方向沿导槽方向)使物体以速度v2沿导槽匀速运动，求拉力F大小． 图1-1-3 【分析】本题求解的关键是寻找“相对运动”的方向，滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运动”的方向相反． 【解析】物体相对钢板具有向左的速度分量v1和侧向的速度分量v2，故相对钢板的合速度v的方向如图所示，滑动摩擦力的方向与v的方向相反．根据平衡条件可得： F=fcosq=μmg 从上式可以看出： 钢板的速度v1越大，拉力F越小． 【评析】滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运动”的方向相反．所谓相对运动方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照物，研究对象相对该参照物运动的方向． 当研究对象参与几种运动时，相对运动方向应是相对接触物体的合运动方向．静摩擦力的方向总是与物体“相对运动趋势”的方向相反．所谓相对运动趋势的方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照物，假若没有摩擦力研究对象相对该参照物可能出现运动的方向． 图1-1-4 【变式题】如图1-1-4所示，质量为m的物块与水平转台之间的最大静摩擦力为物块重力的k倍，物块与转轴OO′相距为R.物块随转台由静止开始加速转动，当物块的线速度增加到v时即将在转台上滑动，则此时物块所受摩擦力