第三章 相互作用-力学案-(2019) 新人教版高中物理高一上学期必修一.docx
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1、必修一第三章 相互作用力3.1重力与弹力一、重力1、由于 而使物体受到的力。一切物体都受重力作用,物体所受重力的施力物体是 。2、大小:G= ,单位是牛顿,简称牛,符号用 表示。物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关。3、方向: 。4、重心:等效看成受重力的作用点。定义: 一个物体的各部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点,这一点叫做物体的重心。重心的位置:A:形状规则,质量均匀分布的物体,它的重心在其 处。 B:质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。C:重心的位置是变化的。E:悬挂法(二力平衡)确定薄
2、板重心的位置。D:重心不一定在物体上。5、力可以用 表示。力的图示:用一根带有箭头的线段来表示力。力的示意图:只在图中画出力的作用点和方向,表示物体在这个方向上受到了力。(粗略,常用) 例1如图所示,一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙,底部有一阀门,打开阀门让细沙慢慢流出的过程中,球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会( )A. 一直下降 B. 一直不变C. 先下降后上升 D. 先上升后下降例2下列说法中正确的是( )A. 重力是地球对物体的吸引力 B. 形状规则的物体重心在物体的几何中心C. 相互接触的物体间一定有弹力 D. 静止的物体可能受到滑动摩擦力例3下面关于重力的说法不正确的是(
3、 )A. 物体对悬绳的拉力或对支持面的压力的大小可以不等于重力B. 质量一定的物体,其重心位置不仅与形状有关还与质量分布情况有关C. 赤道上各处的重力加速度都相同D. 某地的重力加速度是9.79m/s2,则此地做是由落体运动的物体速度毎秒增加9.79m/s例4关于物体的重心,下列说法正确的是()A. 重心就是物体内最重的点B. 重心是重力的作用点,所以重心一定在物体上C. 任何有规则形状的物体,它的几何中心必然与重心重合D. 物体的重心在物体中的位置不因物体升高、降低、倾斜而发生改变例5.如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺
4、术的稀世之宝。飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为()A.马跑得快B.马蹄大C.马的重心在飞燕上D.马的重心位置和飞燕(视为质点)在一条竖直线上例6关于重力,下列说法中正确的是( )A物体重力的大小等于它对竖直悬绳拉力的大小或等于它对水平支持面压力的大小B在地球各处的重力方向都是相同的C重心是理想化的物理模型D对某一物体而言,其重力的大小总是一个恒量,不因物体从赤道移到南极而变化例7如果地面上一切物体受到的重力都消失了,则不可能出现的现象是( )A江河的水不会流动B鸡毛和铁球都可以悬浮在空中C天不会下雨D一切物体的质量都变为零例8(多选)已知月球上没有空气,重力加速度为地球的,假
5、如你登上月球,你能够实现的愿望是( )A轻易将100kg物体举过头顶B放飞风筝C做一个同地面上一样的标准篮球场,在此打球,发现自己成为扣篮高手D撇铅球的水平距离变为原来的6倍例9把一个月牙状的薄板悬挂起来,静止时如图所示则薄板的重心可能是图中的( )AA点 BB点 CC点 DD点例10如图所示的ABC是木匠用的曲尺,它是用粗细不同、质量分布均匀、两段质量相等的木料做成的,D是AC边线的中点,F是AB段的中点,G是BC段的中点,E是FG连线的中点,则曲尺的重心在( )AB点 BD点 CE点 DG点例11如图所示,A、B是两个完全相同的长方形木块,长为l,叠放在一起,放在水平桌面上,端面与桌边平行
6、A木块放在B上,右端有伸出,为保证两木块不翻倒,木块B伸出桌边的长度不能超过( )A B C D例12一物体质量为m,在北京地区它的重力为mg假设地球自转略加快,该物体在北京地区的重力为则下列说法正确的是()AmgBmgC和mg的方向都指向地心D和mg的方向都指向北京所在纬线圈的圆心例13以下对地球表面物体所受“重力”的概念,特点和规律的认识,错误的是( )A重力是地球对物体的万有引力和除随地球自转的向心力后剩余的部分B重力的方向总是竖直向下的C重力的方向总是垂直于水平面的D假如地球“停转”,南极点表面上的物体重力也会变大二、弹力1、接触力:物体与物体接触时发生的力。弹力:弹簧弹力、拉力、压力
7、、支持力接触力:2、力 摩擦力:静摩擦力、动摩擦力非接触力:重力、万有引力、磁场力、电场力3、形变:物体在力的作用下的形状或体积会发生改变。任何物体受力时都会产生形变。4、弹力:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用。施力物体是 的物体,受力物体是与它接触的物体。5、注意:弹力不是指“弹簧产生的力”。某一弹力的产生是施力物发生弹性形变产生的。6、弹力的方向:压力(支持力)的方向是跟接触面 。拉力的方向是沿着绳子而指向绳子 的方向。7、物体在发生形变后,如果撤去作用力能够恢复原状,这种形变叫作 。不能够回复原状的叫作 。8、如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后物体不能完
8、全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。9、弹力产生的条件:直接接触挤压,发生 。二、胡克定律 在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即:F = 。 k 称为 ,单位 ,由弹簧的材料,粗细,长度等自身性质决定。既适用于弹簧拉伸,也适用于弹簧压缩, x 是弹簧的 (压缩或伸长)。例14.足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱。如图为三种与足球有关的情景。下列说法正确的是( )A.甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它所受的重力B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C.丙图中,落在球网中的足球受到
9、弹力是由于足球发生了形变D.丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变例15.(多选)玩具汽车停在模型桥面上,如图所示,下列说法正确的是( )A.桥面受向下的弹力,是因为汽车发生了形变B.汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力C.汽车受向上的弹力,是因为桥面发生了弹性形变D.汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了形变例16.如图所示,球A在斜面上,被竖直挡板挡住而处于静止状态,关于球A所受的弹力,以下说法正确的是( )A.球A仅受一个弹力作用,弹力的方向垂直斜面向上B.球A受两个弹力作用,一个水平向左,一个垂直斜面向下C.球A受两个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上D.球A受三个弹力作
10、用,一个水平向右,一个垂直斜面向上,一个竖直向下例17.如图所示是我国的极地考察破冰船“雪龙号”。为满足破冰航行的要求,其船体结构经过特殊设计,船体下部与竖直方向成特殊角度,则船体对冰块的弹力示意图正确的是() 例18.建筑工地上有三根木头堆放在水平地面上,现工人将另一根木头P搁在上面,便于将木头P锯断,关于木头P在支撑点M、N处受到的弹力的方向,下面哪个图是正确的() 例19.如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30的斜面上,杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力()A.大小为2 N,方向平行于斜面向上B.大小为1 N,方向平行于斜面向上C.大小为2 N
11、,方向垂直于斜面向上D.大小为2 N,方向竖直向上例20.(多选)在“探究弹力与弹簧伸长量关系”的实验中,下列说法中错误的是()A.测量弹簧原长时应将弹簧平放于水平桌面B.弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上,刻度尺应竖直固定在弹簧附近C.在弹簧下端挂钩码时,不能挂太多钩码,以保证弹簧处于弹性限度内D.若将弹簧总长作为横坐标,弹力作为纵坐标,得到F-l图像,根据该图像无法得出弹簧的劲度系数例21.(多选)关于胡克定律,下列说法正确的是()A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比B.由可知,劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧形变量x成反比C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身决定的,与弹
12、力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小例22.(多选)如图所示,探究的是某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系,下列说法中正确的是()A.弹簧的劲度系数是2 N/mB.弹簧的劲度系数是2103 N/mC.当弹簧受F2=800 N的拉力作用时,弹簧伸长量x2=40 cmD.当弹簧伸长量x1=20 cm时,拉力F1=200 N例23.(多选)一根轻弹簧一端固定,用大小为F1的力压轻弹簧的另一端,平衡时长度为l1;若改用大小为F2的力拉轻弹簧,则平衡时长度为l2。轻弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,则下列说法正确的是( )A.轻弹簧的劲
13、度系数为 B.轻弹簧的劲度系数为C.轻弹簧的原长为 D.轻弹簧的原长为例24.如图所示,A、B、C三个物体的质量是,A、B两物体通过绳子绕过定滑轮相连,B、C用劲度系数为k2的弹簧相连,弹簧k1一端固定在天花板上,另一端与滑轮相连开始时,A、B两物体在同一水平面上,不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦现用竖直向下的力缓慢拉动A物体,在拉动过程中,弹簧、与A、B相连的绳子始终竖直,到C物体刚要离开地面(A没落地,B没有与滑轮相碰),此时A、B两物体的高度差( )A. B. C. D. 例25.请在图中画出杆或球所受弹力的方向。例26.以下是一位同学做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验。(1)
14、下列的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来: 。A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个、钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式F.解释函数表达式中常数的物理意义(2)如表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据:弹簧的弹
15、力F/N0.51.01.52.02.5弹簧的原长L0/cm1515151515弹簧的长度L/cm16.217.318.519.620.8弹簧的伸长量x/cm写出弹力F关于弹簧伸长量x的函数表达式(x用cm作单位):。函数表达式中常数的物理意义:。例27.用金属丝制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长。17世纪英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内它伸长的长度与拉力成正比,这就是著名的胡克定律,这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础。现有一根用新材料制成的金属杆,长为5 m,横截面积为0.4 cm2,设计要求它受到拉力后伸长的长度不超过原长的1/1000,问最大拉力可为多大?由于这
16、一拉力很大,杆又较长,直接测量有困难,但可以选用同种材料制成的样品进行测试,通过测试取得数据如下:长度拉力伸长量横截面积250 N500 N750 N1 000 N1 m0.05 cm20.04 cm0.08 cm0.12 cm0.16 cm2 m0.05 cm20.08 cm0.16 cm0.24 cm0.32 cm1 m0.10 cm20.02 cm0.04 cm0.06 cm0.08 cm(1)测试结果表明线材受拉力作用后其伸长量与材料的长度成比,与材料的横截面积成 比。(2)上述金属杆能承受的最大拉力为N。例28.如图所示,A、B两根轻质弹簧,它们的劲度系数分别为N/m,N/m,原长分
17、别为cm,cm,在下端挂一重物G,物体受到的重力为10N,平衡时物体下降了 cm。例29.如图所示,两根弹簧原长20cm,劲度系数N/m,小球质量为0.1kg,若不计弹簧的质量和小球的大小,求悬点O到小球之间的距离?(g取10N/kg)例30.如图所示,两物块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态,现缓慢向上提上面的木块,直到他刚离开上面弹簧。在这个过程中,上面木块和下面木块移动的距离各为多少?3.2摩擦力一、滑动摩擦力1、定义:两个相互接触的物体,当它们 时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动
18、摩擦力。2、方向:滑动摩擦力的方向总是沿着 ,并且跟物体相对运动的方向 。注意:不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同。滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反,也可能跟运动方向相同。3、影响摩擦力大小的因素: 大小, 和 。4、大小:滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。Ff= 其中,是比例常数,叫作 。它的值跟接触面有关,接触面材料不同、粗糙程度不同,动摩擦因数也不同。 相互接触,且挤压(有弹力)原因 接触面粗糙 有相对运动 5、滑动摩擦力 作用点:接触面 方向:沿着接触面,与物体相对运动的方向相反。 大小:Ff=F压 二、静摩擦力1、定义:相互接触的两个物体之间只有相对运动的
19、 ,而没有相对运动,所以这时的摩擦力叫作静摩擦力。2、方向:总是跟物体相对运动趋势的方向 。趋势:表示事物发展的动向。相对运动的趋势可以简单理解为:“想动却又没动”或者“可以动,但还没动”。是指物体的位置本来要变化的,但是由于受到了静摩擦力,物体没有运动但假若一旦失去了静摩擦力,物体就会发生运动。3、大小:静摩擦力的大小就随着推力的增大而增大,并与推力保持大小相等。F静=F推。 相互接触,且挤压(有弹力)原因 接触面粗糙 有相对运动趋势 4、静摩擦力 作用点:接触面 方向:沿着接触面,与物体相对运动趋势的方向相反。 大小:F静=F外三、两者的联系:0F静 Fmax例31.关于摩擦力,下列说法正
20、确的是( )A.滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反B.静止的物体不可能受到滑动摩擦力C.滑动摩擦力一定是阻力D.静摩擦力不可能是动力例32.关于动摩擦因数,下列说法正确的是( )A.两接触面间压力越大,动摩擦因数越大B.两物体间滑动摩擦力越大,动摩擦因数越大C.两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与两物体间的压力成反比D.两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定的,与滑动摩擦力和正压力的大小无关例33.如图所示,P是位于水平粗糙桌面上的物块,用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与钩码Q相连,Q的质量为m,在P向右匀速运动的过程中,桌面上的绳子始终是水平的,重力加速度为g。下
21、列说法正确的是( )A.P所受拉力的施力物体是钩码Q,大小等于mgB.P所受拉力的施力物体是绳子,大小等于mgC.P所受摩擦力的方向水平向左,大小一定小于mgD.P所受摩擦力的方向水平向左,大小一定大于mg例34.(多选)如图所示,一木块重为10 N,在F=4 N的水平拉力作用下向右以1 m/s 的速度沿水平面做匀速直线运动,则下列说法中正确的是( )A.木块与水平面间的动摩擦因数为0.4B.当木块以2 m/s的速度向右匀速直线运动时,木块受到的摩擦力大小为4 NC.当木块以6 m/s的速度向右匀速直线运动时,它需要的水平拉力大于12 ND.当用8 N的水平拉力使木块向右运动时,木块受到的摩擦
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