1、变式训练1在例2的已知条件下，(1)若三段绳的最大承受力均为100 N，且=30，则各段绳均不断时对应的最大悬挂物的重力为多少？(2)若OA段绳的最大承受力为100 N，OB段绳的最大承受力为40 N，且30，则各段绳均不断时对应的最大悬挂物的重力为多少？(设OC绳不会断)答案(1)50 N(2)40 N,三、力的动态问题分析方法例3如图16-5甲所示，半圆形支架BAD，两细绳OA和OB结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，分析OA绳和OB绳所受力的大小如何变化图16-5甲,解析因为绳结点O受重物的拉力F，所以才使OA绳和
2、OB绳受力，因此将拉力F分解为FA、FB(如图16-5乙所示)OA绳固定，则FA的方向不变，在OB向上靠近OC的过程中,在B1、B2、B3三个位置,两绳受的力分别为FA1和FB1、FA2和FB2、FA3和FB3.从图形上看出，FA是一直逐渐变小的，而FB却是先减小后增大，当OB和OA垂直时，FB最小图16-5乙点评在用图示法解决动态平衡问题时，应着重注意的是，在动态平衡过程中哪些物理量不变，哪些物理量是变化的，如何变化，通常是确定不变量，围绕该不变量，根据已知方向的改变，变化平行四边形(或三角形)的边角，以确定对应力的变化,变式训练2如图16-6甲所示，一倾角为的固定斜面上，有一块可绕其下端转
3、动的挡板P，今在挡板与斜面间夹有一重为G的光滑球试求挡板P由图示的竖直位置缓慢地转到水平位置的过程中，球对挡板压力的最小值是多大？图16-6甲,解析球的重力产生两个作用效果：一是使球对挡板产生压力；二是使球对斜面产生压力乙 丙图16-6如图乙所示，球对挡板的压力就等于重力沿垂直于挡板方向上的分力F1，在挡板P缓慢转动的过程中，重力G的大小与方向保持不变，分力F2的方向不变，总与斜面垂直，分力F1的大小和方向都发生变化，所以构成的平行四边形总夹在两条平行线OB和AC之间，如图丙所示由图可知，表示F1的线段中最短的是OD(ODAC)，则分力F1的最小值F1minGsin ，这个值也就等于球对挡板压
4、力的最小值,四、力的正交分解法的应用例4如图16-7甲所示，位于斜面上的物体A在沿斜面向上的力F作用下处于静止状态，则斜面作用于物体A的静摩擦力()图16-7甲A方向不可能沿斜面向上B方向可能沿斜面向下C大小可能等于零D大小不可能等于F,解析物体静止不动，合外力为零，采用正交分解法建立直角坐标系，则在x方向合力为零当F=mgsin 时，物体没有相对运动的趋势，即没有受到静摩擦力，选项C正确；当Fmgsin 时，物体相对斜面有向上运动的趋势，摩擦力方向应向下，选项B正确；当FF，木块向右做加速运动同理，当木块速度为2 m/s及木块越来越慢时，滑动摩擦力的大小仍为8 N故选项A正确答案A,二、受力
5、分析受力分析是整个物理学的基础，它贯穿于力、热、电、光各部分中，正确地对研究对象进行受力分析，相当于成功解决问题的一半，受力分析在高考中单独考查的也有，但更多的是运用于具体的解题过程中在对物体进行受力分析时，一般要把物体隔离出来单独分析其受力，同时要注意分析力的顺序，一般是先重力，后接触力，对接触力要注意判断其是否存在1物体受力分析的一般步骤(1)明确研究对象，并将它从周围的物理环境中隔离开来(2)按一定顺序分析物体受到的力(3)正确画出物体受力示意图(4)结合物体的运动状态来检查受力分析的正确性，防止错画力、多画力和漏画力,2物体受力分析的注意事项(1)不要只分析研究对象所受的力，不分析研究
6、对象对其他物体所施加的力，也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”而作用在研究对象上(2)只分析根据性质命名的力，如重力、弹力、摩擦力等，不分析根据效果命名的力如下滑力、动力、阻力等(3)每分析出一个力，都应找出施力物体，没有施力物体的力是不存在的，这是防止“多力”的有效措施之一(4)合力和分力不能同时作为物体所受的力，如物体沿斜面匀速下滑时，只受到重力、支持力、摩擦力的作用，不能说物体还受到一个下滑力(重力沿斜面向下的分力)作用(5)若某个力的方向难以确定，可以先假设这个力不存在，分析物体发生怎样的运动，然后再确定其方向,例2跨过光滑定滑轮轻绳，两端各拴一个物体，如图192甲所
7、示物体A和B重均为20 N，水平拉力F12 N若物体A和B均处于静止状态，试分析物体A和B的受力情况，画出受力的示意图，并计算各力的大小图19-2甲,解析乙 丙图19-2根据各种力的概念和物体处于平衡状态，全面分析物体受力情况针对静摩擦力是被动力的特点，判断物体A所受静摩擦力的方向物体A、B的受力情况如图192乙、丙所示，物体A和B均处于静止状态，它们所受合力均为零物体B受重力GB和拉力F，GBF20 N物体A受重力GA20 N，水平拉力F12 N，绳子拉力F20 N，水平面的支持力FN=GA-Fsin 30=10 N，F水平分力为Fcos 30=17 N由于方向向左的F水平分力比方向向右的水
8、平拉力F大5 N，所以物体A还受到5 N的静摩擦力作用，其方向应该向右，即图192乙中的f为向右的静摩擦力,课时20牛顿第一定律课前导航图20-1请你思考：1亚里士多德认为力的作用是什么？2伽利略认为“直觉”不可靠，主要忽视了什么？3牛顿认为力的作用又是什么？,基础梳理,知识精析一、力与物体运动状态变化的关系1速度是描述物体运动状态的一个物理量，它是矢量，既有大小又有方向2(1)当物体的速度大小和方向都保持不变时，则这个物体的运动状态保持不变(2)当物体的速度发生变化时，则这个物体的运动状态发生了变化物体的运动状态变化有以下三种情况：速度的方向不变，只有大小改变速度的大小不变，只有方向改变速度
9、的大小和方向都发生改变3力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，物体运动状态发生改变必定受到了不为零的外力作用，反之亦然，力与运动状态没有必然的联系,二、对牛顿第一定律的理解1牛顿第一定律的意义在于正确揭示了力和运动的关系，纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点，明确了力是改变物体运动状态的原因2揭示了物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质惯性3牛顿第一定律是由“理想实验”加以“科学推理”得到的所谓“理想实验”就是在实际实验的基础上，根据实验现象，抓住问题的主要方面，忽略影响实验的次要因素，在理想情况下对实验进行合理外推从而得出结论的实验方法,三、对惯性的理解1概念：惯
10、性是一种性质，保持原有运动状态不变的性质，是物体的固有属性2决定因素：由质量唯一决定，与运动状态无关，与是否受力无关3表现形式：(1)在不受力条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态，有“惰性”的意思(2)在受力条件下，惯性表现运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变,四、惯性参考系和非惯性参考系1惯性参考系：保持静止状态或匀速直线运动状态的参考系2非惯性参考系：做变速运动的参考系3牛顿第一定律仅适用于惯性参考系在研究物体运动时，一般选地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体为参考系例如：(1)火车沿平直轨道匀速运动时，可将火车看做惯性系来研究火车内其他物体的运动(2)
11、火车由静止加速启动时，如果以火车为参考系，原来静止在火车内水平光滑桌面上的物体会相对火车向后加速运动，但物体水平方向上并没有受力因此牛顿第一定律不成立，火车为非惯性系,方法指导一、力和运动状态的关系例1下列对运动的认识不正确的是()A亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动B伽利略认为力不是维持物体速度的原因C牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动D伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去解析运动是物体的自然属性，并不需要力来维持，故选项A错误、B正确；力产生的效果是改变物体的运动状态，
12、即改变速度，故选项C正确；如果物体不受外力，其运动状态不变，即速度不变，故选项D正确答案A,二、对牛顿第一定律的理解和应用例2关于牛顿第一定律，下列说法正确的是()A牛顿第一定律是实验定律B惯性定律与惯性的实质是相同的C在水平面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动D物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用解析牛顿第一定律是牛顿在总结前人经验和结论的基础上得出的，并不是由实验得出的定律，故选项A错误；惯性定律是说物体不受外力作用时所遵循的规律，而惯性是无论物体受不受力，物体总具有的一种性质，它们的实质不相同，故选项B错误；,水平面上滑动的木块最终停下来的原因是木块在运动过程中受到
13、摩擦阻力的作用，如果无摩擦，物体将继续运动，不能说物体的运动必须有力维持，故选项C错误；由牛顿第一定律知，力是改变物体运动状态的原因，故选项D正确答案D点评应用牛顿第一定律解题时，应牢牢抓住两点，一个是力改变物体的运动状态；另一个是惯性维持物体原有运动状态，是物体的固有属性,变式训练116世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是()A四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大B一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来,这说明,静止状态才是物体长时间不受
14、力时的“自然状态”C两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快D一个物体维持匀速直线运动，不需要受力解析亚里士多德认为物体受的力越大，速度就越大，力是维持物体运动的的原因，静止是不受力的自然状态；从同一高度重物下落得较快物体匀速直线运动不需要受力与亚里士多德的观点相反，所以选项D正确答案D,三、惯性概念例3火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为()A人跳起时会受到一个向前的冲力，使他随火车一起向前运动B人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随火车一起向前运动C人跳起后，车继续前进，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离很小
15、，不明显而已D人从跳起到落回地板，由于惯性，在水平方向上人和车始终具有相同的速度解析人跳起后落回原地的现象是由于惯性造成的,人跳起后,在水平方向上合外力为零,由于惯性,人将保持原来和车一样的水平速度,下落时,定会落回原处,故选项D正确答案D,变式训练2若行驶中的火车上的乘客，发现放在桌面上的水杯突然向前滑动了，则说明火车正在加速、减速，还是匀速运动？解析当火车减速时，由于惯性，桌面上的水杯仍具有原来的速度，所以相对桌面向前滑动了，因此，水杯向前滑动，能说明火车做减速运动答案火车正在做减速运动,互动平台育才老师与细心同学关于乘车系安全带的对话育才：我国交通法规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司
16、机)必须系好安全带，你知道为什么要这样规定吗？细心：这是为了保障前排乘坐人的安全因为在行车过程中，若发生意外情况需紧急刹车或车辆发生碰撞时，如果前排乘坐的人没有系好安全带，则由于惯性他们要保持原来的速度与挡风玻璃(或方向盘)相撞，会造成人身伤害倘若系好安全带就可以有效减轻甚至避免人身伤害了,粗心同学与细心同学关于汽车超载现象的对话粗心：昨天傍晚回家路上，又看见交警叔叔在严查车辆超载现象细心：可不是吗，车辆超载后果严重着呢！据有关部门统计表明，30%左右的车祸根源就是超载粗心：我想超载也没关系，只要不超速就行了细心：这你就不懂了，车辆超载后相当于增大了物体的质量，这样其惯性也就增大了，所以超载的
17、车辆其运动状态相对难改变，一旦遇到意外情况时，就很难停下来，后果不堪设想粗心：原来如此，我又长见识了！,课时21实验：探究加速度与力、质量的关系课前导航图21-1所示是超市中常用的手推车我们要用同样大小的力推动它，空车时容易还是装满货物的时候容易？由此，我们能得出什么结论呢？图21-1在水平面上用大小不同的力去推动同一辆小车，用力大，则小车运动的距离就大；用力小，则小车运动的距离就小那么物体被加速与什么因素有关呢？我们又能得出什么结论呢？,基础梳理,知识精析一、控制变量法1加速度是表示物体运动状态变化快慢的物理量根据事实经验，加速度与物体的质量有关物体受力一定时，质量越小，加速度就越大加速度还
18、与物体受力的大小有关，物体质量一定时，受力越大，其加速度越大2控制变量法：加速度a和质量m、受力F都有关系研究它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系，再保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法,三、平衡摩擦力的目的和方法1目的：实验中小车要受到摩擦阻力的作用，增加了实验的难度垫高水平木板不带滑轮的一端，使小车自身重力沿斜面的分力平衡摩擦力，这样小车所受拉力即为合力，提高了实验成功率2方法：不挂托盘，使小车拖着纸带，纸带通过打点计时器，
19、并且使打点计时器处于工作状态，逐渐调节木板的倾角，使打下的纸带点间距相等，则说明小车做匀速直线运动，即平衡了摩擦力,四、实验注意事项1平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力2实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等3各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度4作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑5小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手,五、误差分析1
20、质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差2因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘及砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘及砝码的总重力)，存在系统误差小盘及砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘及砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小3平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上点的距离相等,方法指导一、探究加速度与质量的关系例1某同学在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，
21、如下表所示,请你在图212甲方格纸中建立合适坐标系并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线 图21-2甲解析先确定坐标的含意，再按表格数据描点，最后把各点连成直线,二、探究加速度与力的关系在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，若测得某一物体M一定时，a与F的关系的有关数据资料如下表. (1)根据表中数据，画出aF图象 (2)从图象可以判定：当M一定时，a与F的关系为_若a与F成正比，图象应是一条过原点的直线同时因实验中不可避免地出现误差，描出的点不在一条直线上是很正常的，连线时应使直线过尽量多的点，不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑,(1)aF图象如图所示(2)由图象可知a与F成正比关系答案(1)如图所示(2)正比关系点评因为a与F成正比，所以尽量把图线画成通过原点，直线的斜率表示物体质量的倒数,
