备战2020高考物理专题02 相互作用
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1、备战备战 2020 高考物理最全知识点分专题归纳总结高考物理最全知识点分专题归纳总结 专题专题 02 相互作用相互作用 第一节第一节 重力重力 弹力弹力 摩擦力摩擦力 【基本概念、规律】【基本概念、规律】 一、重力 1产生:由于地球的吸引而使物体受到的力 2大小:Gmg. 3方向:总是竖直向下 4重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的 重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心 二、弹力 1 定义: 发生弹性形变的物体由于要恢复原状, 对与它接触的物体产生力的作用 2产生的条件 (1)两物体相互接触; (2)发生弹性形变 3方向:与物体形变方向相反 三、胡克定律 1
2、内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧的弹力的大小 F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x 成正比 2表达式:Fkx. (1)k 是弹簧的劲度系数,单位为 N/m;k 的大小由弹簧自身性质决定 (2)x 是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度 四、摩擦力 1产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在 接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力 2产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势 3大小:滑动摩擦力 FfFN,静摩擦力:0FfFfmax. 4方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反 5作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势 【重要考点归
3、纳】【重要考点归纳】 考点一考点一 弹力的分析与计算弹力的分析与计算 1弹力有无的判断方法 (1)条件法: 根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力 此方法多 用来判断形变较明显的情况 (2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持 原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹 力 (3)状态法: 根据物体的运动状态, 利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是 否存在 2弹力方向的判断方法 (1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断 (2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向 3计算弹力大小的三
4、种方法 (1)根据胡克定律进行求解 (2)根据力的平衡条件进行求解 (3)根据牛顿第二定律进行求解 考点二考点二 摩擦力的分析与计算摩擦力的分析与计算 1静摩擦力的有无和方向的判断方法 (1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下: (2)状态法: 先判明物体的运动状态(即加速度的方向), 再利用牛顿第二定律(Fma) 确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向 (3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的 相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向 2静摩擦力大小的计算 (1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小 (2)物体有加速
5、度时,若只有静摩擦力,则 Ffma.若除静摩擦力外,物体还受其他 力,则 F合ma,先求合力再求静摩擦力 3滑动摩擦力的计算 滑动摩擦力的大小用公式 FfFN来计算,应用此公式时要注意以下几点: (1) 为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;FN为两接触面 间的正压力,其大小不一定等于物体的重力 (2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关 方法技巧: (1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时, 一般采用整体法与隔离法进行分析 (2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的, 受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动 的 (3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋
6、势, 但摩擦力不一定阻碍物体的 运动,即摩擦力不一定是阻力 考点三考点三 摩擦力突变问题的分析摩擦力突变问题的分析 1当物体受力或运动发生变化时,摩擦力常发生突变,摩擦力的突变,又会导致 物体的受力情况和运动性质的突变,其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性对 其突变点的分析与判断是物理问题的切入点 2常见类型 (1)静摩擦力因其他外力的突变而突变 (2)静摩擦力突变为滑动摩擦力 (3)滑动摩擦力突变为静摩擦力 【思想方法与技巧】【思想方法与技巧】 物理模型物理模型轻杆、轻绳、轻弹簧模型轻杆、轻绳、轻弹簧模型 三种模型 轻杆 轻绳 轻弹簧 模型图示 模 型 特 点 形变特点 只能发生微小形
7、变 柔软,只能发生微小形 变,各处张力大小相等 既可伸长,也可压缩, 各处弹力大小相等 方向特点 不一定沿杆,可以 是任意方向 只能沿绳,指向绳收缩 的方向 一定沿弹簧轴线,与形 变方向相反 作用效果 特点 可提供拉力、推力 只能提供拉力 可以提供拉力、推力 大小突变可以发生突变 可以发生突变 一般不能发生突变 特点 弹簧与橡皮筋的弹力特点: (1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律 Fkx. (2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等 (3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),而橡皮筋只能受拉力作用 (4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变, 但当将弹簧或橡皮筋剪断时, 其弹力立即消
8、 失 第二节第二节 力的合成与分解力的合成与分解 【基本概念、规律】【基本概念、规律】 一、力的合成 1合力与分力 (1)定义: 如果一个力产生的效果跟几个力共同作用的效果相同, 这一个力就叫那几 个力的合力,那几个力就叫这个力的分力 (2)关系:合力和分力是一种等效替代关系 2力的合成:求几个力的合力的过程 3力的运算法则 (1)三角形定则:把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法(如图所示) (2)平行四边形定则: 求互成角度的两个力的合力, 可以用表示这两个力的线段为邻 边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向 二、力的分解 1概念:求一个力的分力的过程 2遵循的法则:
9、平行四边形定则或三角形定则 3分解的方法 (1)按力产生的实际效果进行分解 (2)正交分解 三、矢量和标量 1矢量 既有大小又有方向的物理量,相加时遵循平行四边形定则 2标量 只有大小没有方向的物理量,求和时按算术法则相加 【重要考点归纳】【重要考点归纳】 考点一考点一 共点力的合成共点力的合成 1共点力合成的方法 (1)作图法 (2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力, 是解题的常用方法 2重要结论 (1)二个分力一定时,夹角 越大,合力越小 (2)合力一定,二等大分力的夹角越大,二分力越大 (3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力 3几种特殊情况下
10、力的合成 (1)两分力 F1、F2互相垂直时(如图甲所示):F合 F21F22,tan F2 F1. 甲 乙 (2)两分力大小相等时,即 F1F2F 时(如图乙所示): F合2Fcos 2. (3)两分力大小相等,夹角为 120 时,可得 F合F. 解答共点力的合成时应注意的问题 (1)合成力时, 要正确理解合力与分力的大小关系: 合力与分力的大小关系要视情况 而定,不能形成合力总大于分力的思维定势 (2)三个共点力合成时, 其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大的 力之差 考点二考点二 力的两种分解方法力的两种分解方法 1力的效果分解法 (1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力
11、的方向; (2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形; (3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小 2正交分解法 (1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法 (2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和 容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,以加速度方向和垂直加速 度方向为坐标轴建立坐标系 (3)方法: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: FxFx1Fx2Fx3 y 轴上的合力: FyFy1Fy2Fy3 合力大小:F F2xF2y 合力方向:与 x
12、轴夹角为 ,则 tan Fy Fx. 一般情况下,应用正交分解法建立坐标系时,应尽量使所求量(或未知量)“落”在坐 标轴上,这样解方程较简单,但在本题中,由于两个未知量 FAC和 FBC与竖直方向夹角已 知,所以坐标轴选取了沿水平和竖直两个方向 【思想方法与技巧】【思想方法与技巧】 方法技巧方法技巧辅助图法巧解力的合成和分解问题辅助图法巧解力的合成和分解问题 对力分解的唯一性判断、分力最小值的计算以及合力与分力夹角最大值的计算,当 力的大小不变方向改变时,通常采取作图法,优点是直观、简捷 第三节第三节 受力分析受力分析 共点力的平衡共点力的平衡 【基本概念、规律】【基本概念、规律】 一、受力分
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