1、相互作用复习导航浙江省缙云中学 潜松水 321400国家级 考试报浙江版 2009.7.14一、考点分析主题 内容 要求 说明滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数 I形变、 弹 性、胡克定律 I矢量和标量 I力的合成和分解 牛顿运动定律、牛 顿运动定律的应 用 相互作用与牛顿运动定律超重和失重 I包括共点力的平衡。【解读】摩擦力尤其是静摩擦力、力的合成与分解是高考考查的热点、难点.牛顿运动定律更是历年高考重点考查的内容之一，其中用整体法和隔离法处理牛顿第二定律、牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题、物体的平衡条件、超重失重等都是高考热点.对这部分内容的考查非常灵活，选择、填空、实验、计算等题型均可以
2、考查.特别提醒：共点力的平衡是高考必考的内容，每年都会出现，新考纲把共点力的平衡以较高要求单独列出，其重要性可见一斑。 二、考点透视1力是物体间的相互作用，力是矢量，力的合成和分解。【例题 1】 (06 广东模拟)如图 1-2 所示是山区村民用斧头劈柴的剖面图，图中 BC 边为斧头背，AB、AC 边是斧头的刃面。要使斧头容易劈开木柴，则（ ）ABC 边短一些，AB 边也短一些BBC 边长一些，AB 边短一些CBC 边短一些，AB 边长一些DBC 边长一些，AB 边也长一些解析：设斧头所受的重力与向下的压力的合力为F，按照力的作用效果将力 F 分解为 F1和 F2如图 1-3所示。由几何关系可知
3、： ，所以 。BCA1BCA显然 BC 边越短，AB 边越长，越容易劈开木柴。答案：C。点拨：将一个已知力进行分解，从理论上讲可以有无数个解，但实际求解时常用两种方法：正交分解和将力按照效果进行分解。2形变和弹力、胡克定律【例题 2】(05 全国卷)如图 1-4 所示，在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块 A、B 。它们的质量分别为 mA、 mB，弹簧的劲度系数为 k , C 为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力 F 沿斜面方向拉物块 A 使之向上运动，求从开始到物块 B 刚要离开 C 时物块 A 的位移 d。(重力加速度为 g)。解析：用 x1表示未加 F 时弹簧的压
4、缩量，由胡克定律和牛顿定律可知用 x2表示 B 刚要离开 C 时弹簧的伸长量，则：sinkgmA由题意得： d=x1 + x2 解得： d= 2ixB kgmBAsin)(点拨：两个用弹簧相连的物体，在相对运动过程中，发生的相对位移大小等于弹簧形变量的变化。因此求出初末两个状态时弹簧的形变量是解决这类问题的关键。3静摩擦 最大静摩擦 滑动摩擦 滑动摩擦定律【例题 3】(06 全国卷)如图 1-5 所示，位于水平桌面上的物块 P，由跨过定滑轮的轻绳与物块 Q 相连，从滑轮到 P和到 Q 的两段绳都是水平的。已知 Q 与 P 之间以及 P 与桌面之间的动摩擦因数都是 ，两物块的质量都是 m，滑轮的
5、质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力 F 拉P 使它做匀速运动，则 F 的大小为（ ）A 4mg B 3mg C 2mg D mg解析：设绳中张力为 T，对物块 Q 和 P分别受力分析如图 1-6 所示。因为它都做匀速运动，所以所受合外力均为零。对 Q 有： T=f1=mg对 P 有 ： f2=2mg F= f2+T+ f1解得： F=4mg答案：A点拨：当两物体间相对滑动时产生的摩擦为滑动摩擦，其方向与两者间的相对运动方向相反，大小与该接触面的正压力成正比。4. 滑动摩擦定律和多物体参与平衡问题【例题 2】 （08 全国卷 II）如图 1-7 所示, 一固定斜面上两个质量相同的小物
6、块 A 和 B 紧挨着匀速下滑, A 与 B 的接触面光滑. 已知 A 与斜面之间的动摩擦因数是 B 与斜面之间动摩擦因数的 2 倍, 斜面倾角为 . B 与斜面之间的动摩擦因数是A. B. C. D. tan3cot3tancot解析：对 AB 这一系统受力分析，如图 1-8 所示，若设 B 与斜面之间动摩擦因数为 ，它们的质量为 m，对该系统受力分析，由摩擦定律与平衡条件得：si2cs2cosgmg由此可得： tan3答案：B图 1-7图 1-8点拨：把小物块 A 和 B 看做整体，进行受力分析，然后抓住整体受力特点，根据滑动摩擦定律写出 AB 整体受到的摩擦力大小，列平衡方程，是突破多物
7、体参与的平衡问题的关键，这类题能考查考生基础知识的掌握与基本能力，复习时应引起注意。5共点力作用下物体的平衡【例题 5】(07 广东)如图 1-9 所示，在倾角为 的固定光滑斜面上，质量为 m 的物体受外力 F1和 F2的作用，F 1方向水平向右，F 2方向竖直向上。若物体静止在斜面上，则下列关系正确的是( )A F1sin F2cos mg sin ， F2 mgB F1cos F2sin mg sin ， F2 mgC F1sin F2cos mg sin ， F2 mgD F1cos F2sin mg sin ， F2 mg解析：物体受力分析如图 1-10 所示，以斜面方向和垂直于斜面方
8、向建立直角坐标系，将这些力正交分解。由物体平衡条件可知： F1cos F2sin mg sin ，而物体要静止在斜面上，必须满足 F2 mg答案：B点拨：当物体受力个数较多时，可根据具体情况合理地建立坐标系（让尽量多的力在坐标轴上），将物体所受的所有外力进行正交分解，然后对两个方向分别列式求解。这是解与力学相关问题的基本方法。应熟练掌握。6.平衡问题中的临界问题例题 6.在机械设计中常用到下面的力学原理，如图 1-9 所示，只要使连杆AB 与滑块 m 所在平面间的夹角 大于某个值，那么，无论连杆AB 对滑块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆 AB 对滑块施加的作用力越大，滑块就越稳定，
9、工程力学上称这为“自锁”现象。为使滑块能“自锁” 应满足什么条件？（设滑块与所在平面间的动摩擦因数为 ）解析：滑块 m 的受力如图 1-10 所示，建立直角坐标系，将力 F 正交分解，由物体平衡条件可知：在竖直方向上： FN mg Fsin 在水平方向上： Fcos =Ff FN由以上两式解得： Fcos mg+ Fsin因为力 F 很大，所以上式可以写成： Fcos Fsin故应满足的条件为 arccot答案： arccot点拨：解决平衡物体中的临界问题常用的方法是假设法，其解题步骤是一是明确研究对象，二是画出研究对象的受力图，三是假设可发生的临界条件，四是列出满足所发生的临界现象的平衡方程
10、。三、规律总结1胡克定律的应用弹簧的弹力的特点是不产生突变，利用这个特点可以求解在其它外力发生变化时物体的瞬时加速度。而与弹簧相连的物体的位移总是与弹簧的形变量的变化有关，这是解决这种问题的突破口。图 111图 1122摩擦力、滑动摩擦定律要计算一个物体受到摩擦力的大小必须首先判断出该物体与接触面之间的摩擦是属于静摩擦还是滑动摩擦。一般可先假设物体与接触面之间相对静止，由物体的状态，根据牛顿第二定律可求出为了使物体能相对静止所需的摩擦力的大小，如果该力小于等于最大静摩擦，则能相对静止，否则就相对滑动。静摩擦的计算可根据牛顿第二定律求解，滑动摩擦力的计算直接利用滑动摩擦定律。3共点力作用下物体平衡物体的平衡有两种情况：质点静止或做匀速直线运动。其条件是物体所受的合外力为零。当物体受三个力而处于平衡时，一般用力的合成：即将其中任意两个力合成，让三个力构成一个三角形；当物体受力的个数较多时，一般用正交分解法。4整体法与隔离法的应用若研究对象由多个物体组成，首先考虑运用整体法，这样受力情况比较简单。如果还要求系统内物体间的相互作用力，再用隔离法。所以整体法和隔离法常常交替使用。5动态平衡类问题的分析方法解析法和图解法是解动态平衡的问题常用的两种方法。运用图解法处理问题，显得直观、简捷。用相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法，解题的关键是正确的受力分析，寻找力三角形和结构三角形相似。
