师:同学们,今天我们进行高一粤教版物理一第三单元的一节单元复习课,巩固加深本阶段所学知识。这一章,我们先学习了力的概念,知道施力物体和受力物体,每个物体既是施力物体也是受力物体,明白力的相互作用,以及二力平衡。接着学习了三种常见的力:重力、弹力和摩擦力,重点研究了弹力和摩擦力的产生条件、方向及大小。之后研究了力的运算,处理力时要用到矢量合成与分解,根据力的作用效果和等效替代进行力的运算,会用到平行四边形法则和正交分解。最后总结出共点力平衡的条件:物体处于静止或匀速直线运动,此时加速度(a = 0),物体所受合力为(0)。这节复习课,我们主要从三个方面加深知识。
首先是加深物体的受力分析,学会画物体的受力分析图。通常画受力分析,先确定研究对象,先画重力,再找接触面,画出每个接触面的弹力和摩擦力。来,同学们动手分析以下两图中(b)物体的受力情况。看第一幅图,(b)会受到向下的重力,对吧?由水平方向平衡条件可知,墙壁对(b)没有弹力。要是有弹力,(b)就不可能处于平衡状态。没有弹力,那马上能知道(b)和墙壁肯定没有摩擦力。研究完墙壁这个接触面,重点分析(AB)这个接触面。感觉(AB)间好像有弹力,又好像没有,大家画的时候可能没把握。
这时可以尝试把(AB)看作一个整体,因为墙对(ab)没有摩擦力,那么(ab)这个整体向下的加速度应该等于(g)。如果(a)对(b)还有附加弹力,(b)的加速度一定会大于(g),这和整体分析不符。所以(b)只受重力。估计很多同学画了(a)对(b)的压力,也有同学可能画了(b)与墙壁间的摩擦力,这是没理解力的产生条件。
再看第二幅图,(b)受到重力、斜面的支持力以及斜面对(b)的摩擦力。那(a)、(b)之间的作用力怎么分析呢?(a)对(b)肯定有压力,这大家应该都清楚。但(a)、(b)之间有没有摩擦力呢?可能又感觉不确定了。这时可以转换研究对象,只考虑(a)。如果(b)对(a)有摩擦力,(a)在水平方向就不能满足二力平衡。所以通过(a)能得出(a)、(b)之间没有摩擦力,进而得出(b)只受重力、斜面支持力、斜面摩擦力以及(a)对(b)的压力。
通过这两个例子,做受力分析要注意以下几点:第一,根据力的产生条件判断,比如图一,墙壁对(b)有没有弹力,要把握产生条件,此时墙壁对(b)有接触无挤压,不满足弹力产生条件。第二,根据运动状态判断,像图二,(b)与(a)之间有没有摩擦力,要看(a)处于什么状态,(a)是匀速直线运动状态,若(b)对(a)有摩擦力,(a)就不可能匀速。第三,灵活运用整体法和隔离法判断,比如第一个图(a)、(b)之间有没有压力,把(a)、(b)看作整体,再隔离(b),就容易得出(a)、(b)之间没有压力。
我们要加深的第二个知识点是平行四边形法则的应用。看第一个图,一个小球放在光滑斜面上,被竖直挡板挡住,求斜面对小球的弹力和挡板对球的弹力。先画受力分析,小球受重力、挡板对球的弹力、斜面对球的支持力。根据三力平衡,挡板的弹力和斜面的弹力合力与重力等大反向。做出平行四边形,发现合力与水平弹力垂直,即平行四边形中有直角三角形。根据三角函数关系,可求出这两个弹力(N1)和(N2)。
