教科版（2019）高中物理 必修第一册 第三章 相互作用 章末核心素养提升课件

章末核心素养提升
一、重心位置与物体平衡关系的应用
物体的平衡问题是物理学中的常见问题，物体在重力和支持力作用下的平衡又可分为稳定平衡、不稳定平衡和随遇平衡三个类型。物体稍微偏离平衡位置，如果重心升高，就是稳定平衡；如果重心降低，就是不稳定平衡；如果重心的位置不变，就是随遇平衡。
从物理学的角度来看，重心的位置和物体的平衡之间有着密切联系，主要体现在两个方面：物体的重心在竖直方向的投影只有落在物体的支撑面内或支撑点上，物体才可能保持平衡；物体的重心位置越低，物体的稳定程度便越高。
[例1] 如图是位于水平桌面上的玩具“不倒翁”摆动过程的示意图，O点是“不倒翁”的重心。将“不倒翁”扳到位置1后释放，“不倒翁”向右摆动，经过竖直位置2到达另一侧最大摆角的位置3，关于这一现象，下列说法中正确的是(　　)
A.“不倒翁”在位置3时，重力和支持力是一对平衡力
B.只有在位置2，“不倒翁”受到的重力方向才竖直向下
C.“不倒翁”之所以不倒是因为重心很低
D.“不倒翁”从位置2到位置3是受到水平向右的力的作用
解析　重力的方向竖直向下，由于不倒翁在水平面上，因此支持力的方向竖直向上，从图1和3中可以看出，重力和支持力不在一条直线上，因此重力和支持力不是一对平衡力，故A项错误；重力的方向总是竖直向下的，故B项错误；物体的重心越低，稳定性越好，因此“不倒翁”之所以不倒是因为重心很低，故C项正确；“不倒翁”从位置2到位置3，仍只受重力和桌面的支持力，并没受水平方向的力，因为在位置2，不倒翁有水平向右的速度，所以不会停在位置2，故D项错误。
答案　C
[针对训练1] 如图所示，矩形均匀薄板长AC＝60 cm，宽CD＝10 cm，在B点用细线悬挂，板处于平衡状态，AB＝35 cm，则悬线和板边缘CA的夹角α为________。
答案　45°
二、理解摩擦力的七个误区
误区一：摩擦力的方向总与物体的运动方向相反
摩擦力的方向总跟物体的相对运动或相对运动的趋势的方向相反，但静摩擦力的方向与物体运动方向可以相同、相反或成任意夹角；滑动摩擦力的方向与运动方向可以相同，也可以相反。
误区二：摩擦力总是阻力
所谓动力和阻力，是从力的作用效果来命名的，如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相同，则摩擦力为动力，如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相反，则摩擦力为阻力。
误区三：静止物体只能受到静摩擦力，运动物体只能受到滑动摩擦力
摩擦力发生在相互接触并挤压的两个不光滑的物体之间，如果两物体之间存在相对运动，则有相互作用的滑动摩擦力，这两个物体可以都运动，也可以一个运动另一个静止；如果两个物体相对静止，并存在相对运动趋势，则有相互作用的静摩擦力，这两个物体可以都静止，也可以都运动。
误区四：静止的物体不受摩擦力，运动的物体一定受摩擦力
物体是否受摩擦力，与物体处于静止状态或运动状态没有直接的关系，关键是看物体相对于与其接触的物体是否有相对运动或相对运动趋势。
误区五：物体对接触面的压力越大，摩擦力越大
由实验现象可知，接触面的粗糙程度一定时，物体对接触面的压力越大，受到的滑动摩擦力也就越大，但静摩擦力的大小与压力大小无关，应根据物体的实际受力情况和实际运动状态来确定，但最大静摩擦力与压力大小成正比。
误区六：接触面积越大，滑动摩擦力越大
滑动摩擦力只与两个因素有关，即接触面的粗糙程度和物体对接触面的压力大小，而与物体运动状态和接触面积大小无关，滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关是因为接触面积的大小并不能改变接触面的粗糙程度和两个物体间的压力N，故两物体间的滑动摩擦力的大小不随接触面积的大小而改变。
误区七：摩擦力一定越小越好
摩擦力有不利的一面，例如一些转动装置，人们总是希望摩擦力越小越好，为此我们将这些部分做得很光滑，同时加上一些轴承以减小摩擦；但在现实生活中，摩擦力也有有利的一面，例如，汽车轮胎上有许多凸凹的花纹，增大与路面的摩擦力，缩短刹车距离；没有鞋子和地面的摩擦力，我们就无法行走。
[例2] 下列关于摩擦力的说法正确的是(　　)
A.相对运动的两物体间一定存在摩擦力
B.摩擦力总是阻碍物体的运动
C.运动物体受到的摩擦力的方向总是与运动方向相反
D.相对静止的两个物体之间也可能有摩擦力
解析　要有摩擦力产生，两个物体必须接触，有弹力的相互作用，接触面粗糙，有相对运动(或相对运动趋势)，A错误；摩擦力的方向总是与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，所以，摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反，也不一定总是阻力，B、C错误；相对静止的两个物体间，可能有静摩擦力的相互作用，D正确。
答案　D
[针对训练2] 如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动。车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是(　　)
A.若v1B.若v1C.若v1>v2，货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力
D.若v1>v2，汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力
解析　若v1v2时，货物A相对汽车B向左滑动，受到汽车B所施加的向右的滑动摩擦力，汽车B受到货物A所施加的向左的滑动摩擦力，故选项C、D错误。
答案　B
三、等效替代法
等效替代法是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为简单的、易于研究的物理问题和物理过程，来研究和处理问题的方法。等效替代的物理方法既是科学家研究问题的方法，也是同学们在学习物理中常用的方法。
[例3] (多选)生活中拉链在很多衣服上得到应用，右图是衣服上拉链的一部分，当我们把拉链拉开的时候，拉头与拉链接触处呈三角形，使很难直接分开的拉链很容易被拉开，关于其中的物理原理，以下说法正确的是(　　)
A.拉开拉链的时候，三角形的物体增大了拉拉链的拉力
B.拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为两个较大的分力
C.拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为方向不同的两个分力
D.以上说法都不正确
解析　拉头与拉链的接触处呈三角形，拉力分解为两个分力，如图所示，分力的大小大于拉力，且两分力的方向不相同，所以选项B、C正确，A、D错误。
答案　BC
[针对训练3] 射箭是奥运会上一个观赏性很强的运动项目，中国队有较强的实力。如图甲所示，射箭时，刚释放的瞬间若弓弦的拉力为100 N，对箭产生的作用力为120 N，其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示，对箭产生的作用力如图中F所示，则弓弦的夹角α应为(cos 53°＝0.6)(　　)
A.53° B.127°
C.143° D.106°
解析　弓弦拉力的合成如图所示，
由于F1＝F2，由几何知识得
答案　D