高中物理《竞赛辅导》教材必修一.pdf

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1、第一讲：力学中的三种力【知识要点】4、摩擦角将摩擦力f和接触面对物体的正压力N合成一个力F，合力F称为全反力。在滑动摩擦情况下定义tgφ=μ=f/N，则角φ为滑动摩擦角；在静摩擦力达到临界状态时，定义tgφ=μ=f/N，则称φ为静摩擦角。由于静摩擦力f属于范围0＜0sm00Ff≤f，故接触面作用于物体的全反力F同接触面法线的夹角FNmftg10≤φ，这就是判断物体不发生滑动的条件。换句话说，φ0Nαff0只要全反力F的作用线落在（0，φ）范围时，无穷大的力也不能m0推动木块，这种现象称为自锁。3【例题1】如图所示，一质量为m的小木块静

2、止在滑动摩擦因数为μ=的水平面上，3用一个与水平方向成θ角度的力F拉着小木块做匀速直线运动，当θ角为多大时力F最小？Fθ【例题2】如图所示，有四块相同的滑块叠放起来置于水平桌面上，通过细绳和定滑轮相互联接起来.如果所有的接触面间的摩擦系数均为μ，每一滑块的质量均为m，不计滑轮的摩擦.那么要拉动最上面一块滑块至少需要多大的水平拉力?如果有n块这样的滑块叠放起来，那么要拉动最上面的滑块，至少需多大的拉力?【例题3】如图所示，一质量为m=1㎏的小物块P静止在倾角为θ=30°的斜面上，用平行于斜面底边的力F=5N推小物块，使小物块恰好在斜面上匀速运动，试求小物块与斜

3、面间的滑动摩擦因数（g取10m/s2）。FPθ【练习】1、如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物块A和B以相同的速度作匀速直线运动，由此可知，A、B间的滑动摩擦因数AFBCμ和B、C间滑动摩擦因数μ有可能是：（）12A、μ=0，μ=0；B、μ=0，μ≠0；1212C、μ≠0，μ=0；D、μ≠0，μ≠0；12122、如图所示，水平面上固定着带孔的两个挡板，一平板穿过挡板的孔匀速向右运动，槽中间有一木块置于平板上，质量为m，已知木板左、右两侧面光滑，底面与平板之间摩擦因数为μ，当用力F沿槽方向匀速拉动0物体时，拉力F

4、与摩擦力μmg大小关系是（）V0A、F＞μmgB、F=μmgC、F＜μmgD、无法确F定3、每根橡皮条长均为l=3m，劲度系数为k=100N/m，现将三根橡皮条首尾相连成如图所示的正三角形，并用同样大小的对称力拉它，现欲使橡皮条所围成的面积增大一倍，则拉力F应为多大？FFF4、两本书A、B交叉叠放在一起，放在光滑水平桌面上，设每页书的质量为5克，两本书均为200页，纸与纸之间的摩擦因数为0.3，A固定不动，用水平力把B抽出来，求水平力F的最小值。BAF5、（90国际奥赛题）（哥伦比亚）一个弹簧垫，如图所示，由成对的弹簧组成。所有的弹簧具有相同的劲度系数10N

5、/m，一个重为100N的重物置于垫上致使该垫的表面位置下降了10cm，此弹簧垫共有多少根弹簧？（假设当重物放上后所有的弹簧均压缩相同的长度）。第二讲：共点力作用下物体的平衡（一）力的运算法则（二）平行力的合成与分解同向平行力的合成：两个平行力F和F相距AB，则合力ΣF的大小为F+F，作用ABAB点C满足F×AC=F×BC的关系。ABFBACBCABFBFAFΣFΣFA图1-1-3图1-1-4反向平行力的合成：两个大小不同的反向平行力F和F（F＞F）相距AB，则合力ABABΣF的大小为F－F同向，作用点C满足F×AC=F×BC的关系。ABAB（三）共点力作用下

6、物体平衡条件：这些力的合力为零，即ΣF=0。（四）三力汇交原理若一个物体受三个非平行力作用而处于平衡状态，则这三个力必为共点力。本节内容重点是充分运用共点力平衡条件及推论分析和计算处于平衡态下物体受力问题，竞赛中还应掌握如下内容和方法：①力的矢量三角形法：物体受三个共点力作用而平衡时，这三力线相交，构成首尾相连封闭的三角形，问题化为解三角形，从而使问题得以简化；②摩擦平衡问题，由临界状态寻求突破口；③竞赛中物体受力由一维向二维或三维拓展，空间力系平衡问题转化为平面力系平衡问题求解。【例题1】如右图所示，匀质球质量为M、半径为R；匀质棒B质量为m、长度为l。求

7、它的重心。RBA【解】第一种方法是：将它分隔成球和棒两部分，然后用同向平行力合成的方法找出重心C。C在AB连线上，且AC·M=BC·m；AR+l/2B第二种方法是：将棒锤看成一个对称的“哑铃”和一个质量为-M的球A的合C成，用反向平行力合成的方法找出重心C，C在AB连线上，且BC·（2M+m）mgMglMR（M+m）g2Mg=AC·M。不难看出两种方法的结果都是BC。MmCB【例题2】如图所示，一轻绳跨过两个等高的轻定滑轮（不计大小和AA摩擦），两端分别挂上质量为m=4kg和m=2kg的物体，如图，在滑轮间ΣFC12绳上悬挂物体m为了

8、使三个物体能保持平衡，则m的取值范围多大？（2M+m