第二章相互作用 高考研究 GA①RA① YANJIILU (教师用书独具) 年高考考点统计与分析 (1)从近三年高考试题考点分布可以看出,高考对本章内容的考查重点有:弹力、摩擦 力的分析与计算,共点力平衡的条件及应用,涉及的解题方法主要有力的合成法、正交分解 法、整体法和隔离法的应用等。 (2)高考对本章内容主要以选择题形式考査,对静摩擦力的分析、物体受力分析及平衡 条件的应用是本章的常考内容。 二、2014年高考考情预测 (1)共点力作用下物体的平衡条件的应用,平衡条件推论的应用;共点力作用下的平衡 又常与牛顿运动定律、动能定理、功能关系相结合,有时还与电场及磁场中的带电体的运动 相结合,是高考命题的热点 (2)以生活中的实际问题为背景考查力学知识是今后高考命题的一大趋势。 [备课札记] 第二章相互作用 学习目标定位] 考纲下载 考情上线 1滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦 高考对本章中知识点考查频率最高的 力(I) 高考地位是摩擦力及物体的平衡,题目常以选择题 2.形变、弹性、胡克定律(I) 的形式出现,对理解能力要求较高 3.矢量和标量(I) 1.弹力、摩擦力的产生条件、方向判断及 4.力的合成和分解(Ⅱ) 大小计算。 5.共点力的平衡(Ⅱ) 考点布设|2.力的合成与分解的方法及平行四边形定 实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系 则的应用。 实验三:验证力的平行四边形定则 3.物体的平衡条件及其应用
1 第二章 相互作用 一、三年高考考点统计与分析 (1)从近三年高考试题考点分布可以看出，高考对本章内容的考查重点有：弹力、摩擦 力的分析与计算，共点力平衡的条件及应用，涉及的解题方法主要有力的合成法、正交分解 法、整体法和隔离法的应用等。 (2)高考对本章内容主要以选择题形式考查，对静摩擦力的分析、物体受力分析及平衡 条件的应用是本章的常考内容。 二、2014 年高考考情预测 (1)共点力作用下物体的平衡条件的应用，平衡条件推论的应用；共点力作用下的平衡 又常与牛顿运动定律、动能定理、功能关系相结合，有时还与电场及磁场中的带电体的运动 相结合，是高考命题的热点。 (2)以生活中的实际问题为背景考查力学知识是今后高考命题的一大趋势。 [备课札记] 第二章 相 互 作 用 [学习目标定位] 考 纲 下 载 考 情 上 线 1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦 力(Ⅰ) 2．形变、弹性、胡克定律(Ⅰ) 3．矢量和标量(Ⅰ) 4．力的合成和分解(Ⅱ) 5．共点力的平衡(Ⅱ) 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系 实验三：验证力的平行四边形定则 高考地位 高考对本章中知识点考查频率最高的 是摩擦力及物体的平衡，题目常以选择题 的形式出现，对理解能力要求较高。 考点布设 1.弹力、摩擦力的产生条件、方向判断及 大小计算。 2．力的合成与分解的方法及平行四边形定 则的应用。 3．物体的平衡条件及其应用
第1单元 弹力摩擦力 必备知识要打牢 抓双基 固本源 F握程度 IBEL ZHISHI YAO DALAO 知识点 弹力 想一想 如图2-1-1所示的甲、乙、丙三个小球均处于静止状态,各接触面均光滑,请思考 个小球各受几个弹力作用?并指出弹力的具体方向。 图2-1-1 提示:甲受一个弹力作用,方向垂直于水平支持面竖直向上;乙受一个弹力作用,方向 垂直于水平面竖直向上;受两个弹力作用,一个水平向左,另一个沿半径方向斜向右上方。 [记一记 弹力 (1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用, 这种力叫做弹力。 (2)产生条件 ①两物体相互接触 ②发生弹性形变 (3)方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反 2.胡克定律 (1)内容:弹簧发生弹性形变时,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:F=kx ①k是弹簧的劲度系数,单位为牛/米;k的大小由弹簧自身性质决定。 ②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度 试一试 1.一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1:改用 大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲 度系数为() Fx F2+F1 l2+l1
2 第 1 单元 弹力__摩擦力 弹 力 [想一想] 如图 2－1－1 所示的甲、乙、丙三个小球均处于静止状态，各接触面均光滑，请思考三 个小球各受几个弹力作用？并指出弹力的具体方向。 图 2－1－1 提示：甲受一个弹力作用，方向垂直于水平支持面竖直向上；乙受一个弹力作用，方向 垂直于水平面竖直向上；丙受两个弹力作用，一个水平向左，另一个沿半径方向斜向右上方。 [记一记] 1．弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用， 这种力叫做弹力。 (2)产生条件： ①两物体相互接触； ②发生弹性形变。 (3)方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。 2．胡克定律 (1)内容：弹簧发生弹性形变时，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：F＝kx。 ①k 是弹簧的劲度系数，单位为牛/米；k 的大小由弹簧自身性质决定。 ②x 是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。 [试一试] 1．一根轻质弹簧一端固定，用大小为 F1 的力压弹簧的另一端，平衡时长度为 l1；改用 大小为 F2 的力拉弹簧，平衡时长度为 l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲 度系数为( ) A. F2－F1 l2－l1 B. F2＋F1 l2＋l1
F2+F1 F2-F1 l2+l1 解析:选C设弹簧的原长为l,劲度系数为k,由胡克定律可得,Fi=k(lo-h),F2= F2+F1 K-b,以上两式联立可得:k=b2-,故C正确 摩擦力的大小和方向 想一想] (1)摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反,这种说法对吗? 2)物体m沿水平面滑动时,受到的滑动摩擦力大小一定等于mg吗? (3)滑动摩擦力是不是一定阻碍物体的运动? 提示:(1)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以相反,还可以与物体的运 动方向成任何角度,但一定与相对运动方向相反。 (2)物体m沿水平面滑动时,对水平面的压力不一定为mg,故大小也不一定为umg (3)滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时,促使物体运动是动力,但滑动摩擦力 一定阻碍物体间的相对运动。 1.静摩擦力与滑动摩擦力 名称 静摩擦力 滑动摩擦力 项目 定义 两相对静止的物体间的摩擦力 两相对滑动的物体间的摩擦力 (1)接触面粗糙 (1)接触面粗糙 产生条件(2)接触处有弹力 (2)接触处有弹力 (3)两物体间有相对运动趋势 (3)两物体间有相对运动 大小:0<F≤Fm 大小:F=丛FEN 大小、方向方向:与受力物体相对运动趋势的方方向:与受力物体相对运动的方向担 向相反 作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势 总是阻碍物体间的相对运动 2摩擦力与弹力的依存关系 两物体间有摩擦力,物体间一定有弹力,两物体间有弹力,物体间不一定有摩擦力 [试一试] 2.用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧的伸长量为L,现用该弹簧沿斜面
3 C. F2＋F1 l2－l1 D. F2－F1 l2＋l1 解析：选 C 设弹簧的原长为 l0，劲度系数为 k，由胡克定律可得，F1＝k(l0－l1)，F2＝ k(l2－l0)，以上两式联立可得：k＝ F2＋F1 l2－l1 ，故 C 正确。 摩擦力的大小和方向 [想一想] (1)摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反，这种说法对吗？ (2)物体 m 沿水平面滑动时，受到的滑动摩擦力大小一定等于 μmg 吗？ (3)滑动摩擦力是不是一定阻碍物体的运动？ 提示：(1)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反，还可以与物体的运 动方向成任何角度，但一定与相对运动方向相反。 (2)物体 m 沿水平面滑动时，对水平面的压力不一定为 mg，故大小也不一定为 μmg。 (3)滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时，促使物体运动是动力，但滑动摩擦力 一定阻碍物体间的相对运动。 [记一记] 1．静摩擦力与滑动摩擦力 名称 项目 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 两相对静止的物体间的摩擦力 两相对滑动的物体间的摩擦力 产生条件 (1)接触面粗糙 (2)接触处有弹力 (3)两物体间有相对运动趋势 (1)接触面粗糙 (2)接触处有弹力 (3)两物体间有相对运动 大小、方向 大小：0<Ff≤Ffm 方向：与受力物体相对运动趋势的方 向相反 大小：Ff＝μFN 方向：与受力物体相对运动的方向相 反 作用效果 总是阻碍物体间的相对运动趋势 总是阻碍物体间的相对运动 2.摩擦力与弹力的依存关系 两物体间有摩擦力，物体间一定有弹力，两物体间有弹力，物体间不一定有摩擦力。 [试一试] 2．用轻弹簧竖直悬挂质量为 m 的物体，静止时弹簧的伸长量为 L，现用该弹簧沿斜面
方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L,斜面倾角为30°,如图2-1-2 所示。则物体所受摩擦力() 图2-1-2 A.等于零 B.大小为mg,方向沿斜面向下 C.大小为mg,方向沿斜面向上 D.大小为mg,方向沿斜面向上 解析:选A对竖直悬挂的物体,因处于静止状态,故有M=mg 对斜面上的物体进行受力分析,建立如图所示的坐标系,并假设摩 擦力方向沿x轴正方向。由平衡条件得 凡+Ft=2 nisin30°② 联立①②两式解得:Ff=0 故选项A正确,B、C、D错误 高频考点要通关 抓考点 攻重点 得拔高分 掌提程度 弹力方向的判断 1根据弹力产生的条件直接判断 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.利用假设法判断 对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,即把与我们所研究的物体相接触 的其他物体去掉,看物体还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,则此处一定存在弹力 3.根据物体的运动状态分析
4 方向拉住质量为 2m 的物体，系统静止时弹簧伸长量也为 L，斜面倾角为 30°，如图 2－1－2 所示。则物体所受摩擦力( ) 图 2－1－2 A．等于零 B．大小为1 2 mg，方向沿斜面向下 C．大小为 3 2 mg，方向沿斜面向上 D．大小为 mg，方向沿斜面向上 解析：选 A 对竖直悬挂的物体，因处于静止状态，故有 kL＝mg ① 对斜面上的物体进行受力分析，建立如图所示的坐标系，并假设摩 擦力方向沿 x 轴正方向。由平衡条件得： kL＋Ff＝2mgsin 30°② 联立①②两式解得：Ff＝0， 故选项 A 正确，B、C、D 错误。 弹力方向的判断 1.根据弹力产生的条件直接判断 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．利用假设法判断 对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，即把与我们所研究的物体相接触 的其他物体去掉，看物体还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，则此处一定存在弹力。 3．根据物体的运动状态分析
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 例如:如图2-1-3所示,小球A在车厢内随车厢一起向右运动,可根据小球的运动 状态分析车厢后壁对球A的弹力的情况。 图 (1)若车厢和小球做匀速直线运动,则小球A受力平衡,所以车厢后壁对小球无弹力。 (2)若车厢和小球向右做加速运动,则由牛顿第二定律可知,车厢后壁对小球的弹力水 平向右。 4.几种接触弹力的方向 弹力 弹力的方向 面与面接触的弹力 垂直于接触面,指向受力物体 点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面,指向受力物体 球与面接触的弹力 在接触点与球心连线上,指向受力物体 球与球接触的弹力 垂直于过接触点的公切面,指向受力物体 5绳和杆的弹力的区别 (1)绳只能产生拉力,不能产生支持力,且绳子弹力的方向一定沿着绳子收缩的方向。 (2)杆既可以产生拉力,也可以产生支持力,弹力的方向可能沿着杆,也可能不沿杆 例1]如图2-1-4所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直 杆的夹角为O,在斜杆的下端固定有质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断 中,正确的是() 图2-1-4 A.小车静止时,F= mosin 6,方向沿杆向上 B.小车静止时,F= mgcos 6,方向垂直于杆向上 C.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上 D.小车向右匀加速运动时,一定有F>mg,方向可能沿杆向上 [审題指导] 小球的运小球所受确定弹力的 状态 的合力 大小和方向 尝试解题]小球受重力和杆的作用力F处于静止或匀速运动,由力的平
5 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。 例如：如图 2－1－3 所示，小球 A 在车厢内随车厢一起向右运动，可根据小球的运动 状态分析车厢后壁对球 A 的弹力的情况。 图 2－1－3 (1)若车厢和小球做匀速直线运动，则小球 A 受力平衡，所以车厢后壁对小球无弹力。 (2)若车厢和小球向右做加速运动，则由牛顿第二定律可知，车厢后壁对小球的弹力水 平向右。 4．几种接触弹力的方向 弹力 弹力的方向 面与面接触的弹力 垂直于接触面，指向受力物体 点与面接触的弹力 过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)，指向受力物体 球与面接触的弹力 在接触点与球心连线上，指向受力物体 球与球接触的弹力 垂直于过接触点的公切面，指向受力物体 5.绳和杆的弹力的区别 (1)绳只能产生拉力，不能产生支持力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子收缩的方向。 (2)杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，弹力的方向可能沿着杆，也可能不沿杆。 [例 1] 如图 2－1－4 所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直 杆的夹角为 θ，在斜杆的下端固定有质量为 m 的小球。下列关于杆对球的作用力 F 的判断 中，正确的是( ) 图 2－1－4 A．小车静止时，F＝mgsin θ，方向沿杆向上 B．小车静止时，F＝mgcos θ，方向垂直于杆向上 C．小车向右匀速运动时，一定有 F＝mg，方向竖直向上 D．小车向右匀加速运动时，一定有 F>mg，方向可能沿杆向上 [审题指导] 小球的运 动状态 ―→ 小球所受 的合力 ―→ 确定弹力的 大小和方向 [尝试解题] 小球受重力和杆的作用力 F 处于静止或匀速运动，由力的平