人教版高中物理必修第一册精品课件 第3章 相互作用——力 本章整合 (2).ppt

2.极值问题(1)问题界定:物体平衡的极值问题,一般指在力的变化过程中涉及力的最大值和最小值的问题。(2)分析方法:①解析法:根据物体的平衡条件列出方程,在解方程时,采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。②图解法:根据物体的平衡条件作出力的矢量图,画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析,确定最大值或最小值。【例题3】如图所示,质量均为m的A、B两滑块放在粗糙水平面上,滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数为μ,两轻杆等长,且杆长为l,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,杆与水平面间的夹角为θ,在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C,整个装置处于静止状态。重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)求地面对物体A的静摩擦力大小。(2)无论物块C的质量多大,都不能使物块A或B沿地面滑动,则μ至少要多大?解析:此题考查平衡中的极值问题,要注重数学知识的应用,提升科学思维。(1)将C的重力按照作用效果分解,如图所示。(2)当A与地面之间的摩擦力达到最大静摩擦力时,Fmax=μ(mg+F1sinθ)由Ff≤Fmax联立解得求解平衡中的临界问题和极值问题时,首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,准确找出临界条件,找出平衡的临界点和极值点。临界条件必须在变化中去寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而是把某个物理量推向极端,即极大或极小,并依此做出科学的推理分析,结合平衡条件列方程求极值。【变式训练3】物体的质量为2kg,两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上(B、C在同一竖直线上),另一端系于物体上,在物体上另施加一个方向与水平线成θ=60°的拉力F,如图所示。要使两绳都能伸直,且伸直时绳AC与墙面垂直,绳AB与绳AC间夹角也为θ=60°,求拉力F的大小范围(g取10m/s2)。解析:物体的受力情况如图所示,由平衡条件得Fsinθ+F1sinθ-mg=0Fcosθ-F2-F1cosθ=0令F2=0,得F最小值*？十年寒窗磨利剑，一朝折桂展宏图！第三章相互作用——力本章整合知识网络系统构建重点题型归纳剖析知识网络系统构建本章知识可分为四个组成部分。第一部分是三种常见的力,即重力、弹力和摩擦力;第二部分是牛顿第三定律;第三部分是力的合成和分解;第四部分是共点力的平衡。一、重力、弹力和摩擦力二、牛顿第三定律三、力的合成和分解力的合成和分解四、共点力的平衡共点力的平衡重点题型归纳剖析一、共点力的平衡问题1.受力平衡的物体处于静止或匀速直线运动状态。2.共点力作用下物体的平衡条件是物体所受的合外力为零;反过来物体受到的合外力为零,它一定处于平衡状态。3.物体运动速度v等于0时,物体所受合外力不一定等于零,物体并不一定保持静止,所以物体并不一定处于平衡状态。4.分析步骤如下:(1)确定研究对象;(2)对研究对象进行受力分析;(3)当物体受到的力不超过三个时,一般采用三角形法;(4)当物体受到的力超过三个时,一般采用正交分解法。【例题1】放风筝是春天时大人、小孩都爱玩的一项有趣的体育活动,手上牵着线拉着风筝迎风向前跑,就可以将风筝放飞到高处。有一小朋友将一只重为7N的风筝放飞到一定的高度后,便拉住线的下端以一定的速度匀速跑动,线恰能与水平面成37°角保持不变,这时小朋友拉住线的力为15N,求此时风筝所受到的风力大小和方向。(sin53°=)答案:20N,方向与水平方向成53°角解析:此题主要考查学生理论联系实际的能力,提升学生的分析应用能力,形成科学思维。设风力为F,方向与水平方向成α角,如图所示建立直角坐标系。则水平方向有Fcosα=FTcos37°竖直方向有Fsinα=FTsin37°+G即α=53°。力的合成与分解都遵从平行四边形定则,计算时要先根据要求按照力的平行四边形定则作出力的合成或力的分解的示意图。再根据数学知识解三角形,主要是求解直角三角形。【变式训练1】如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g。若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为()答案:A二、物体的受力分析1.对物体进行受力分析时,只分析物体所受的力,不考虑它对其他物体的施力。2.按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序分析物体受到的力,以免漏力。3.正确画出物体受力的示意图,画每个力时不要求严格按比例画出每个力的大小,但方向必须准确。4.明确每一个力的施力物体,防止错画力、多画力或漏画力。5.受力分析常用的方法——整体法和隔离法。(1)隔离法:若研究对象处在复杂的环境中,则应将所要研究的物体从复杂的周围环境