高考物理专题复习课件大全：摩擦力,洛伦兹力和洛伦兹力作用下的圆周运动专题练习.ppt

摩擦力,要点疑点考点,课 前 热 身,能力思维方法,延伸拓展,要点疑点考点,一、摩擦力,1产生条件（1）接触面粗糙；（2）两物体直接接触并相互挤压（有弹力）；（3）物体间有相对运动或有相对运动的趋势.,要点疑点考点,2摩擦力的方向（1）滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，故其方向与相对运动的方向相反.（2）静摩擦力的方向是与物体相对运动趋势的方向相反.物体相对运动趋势的方向通常可以用“假设法”来判断.假设没有摩擦力，看物体相对运动的方向如何，它就是相对运动趋势的方向.如例题2.,要点疑点考点,3摩擦力的大小（1）滑动摩擦力的大小可由公式F=FN来计算，式中FN是物体与接触面间的压力：是动摩擦因数，数值由材料和接触面的情况来决定.【注意】上式中的FN要根据具体情况来确定，有些同学会习惯地把水平面上物体受摩擦力写成mg，把斜面上的物体受的摩擦力写成mgcos,这是造成错误的常见原因.（2）静摩擦力的大小一般可由平衡条件或牛顿定律求解，其大小介于0到最大静摩擦力Fm之间.,要点疑点考点,二、受力分析,1.受力分析的一般步骤：（1）首先要明确研究对象（特别是对有多个物体组成的系统，正确选择研究对象往往起着决定作用）.,要点疑点考点,（2）按照一定顺序进行受力分析.一般可先分析场力，如重力、电场力、磁场力等；然后分析接触力，分析接触力时，要先分析弹力，在有弹力的接触面上，再判断是否存在摩擦力.在受力分析的过程中，要边分析边画受力图（养成画受力图的好习惯）.,要点疑点考点,（3）受力分析完后，应仔细检查分析结果与物体所处状态是否相符.另外，检查时要能找出每个力的施力物体，这样做看似费时，但只要能养成好习惯，分析受力时，就会自觉地运用了.,要点疑点考点,2.受力分析时应注意：（1）不要把研究对象的受力与其他物体的受力混淆.（2）对物体所受的力，必须明确它的来源，不可无中生有.（3）“向心力”、“回复力”等效果力，并不是物体实际受到的力，分析受力时应注意.,课 前 热 身,1.判断图1-2-1各物体受到的摩擦力的方向,课 前 热 身,2.下列说法正确的是(D)A.摩擦力总阻碍物体的运动.B.摩擦力的方向总是与物体运动方向相反.C.静摩擦力只能发生在静止的物体之间D.摩擦力的方向与物体运动方向有时是一致的,能力思维方法,【例1】如图1-2-2所示，一木块放在水平面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10N、F2=2N.若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为（D）A.10N，方向向左 B.6N，方向向右C.2N，方向向左 D.0,能力思维方法,【解析】本题中最大静摩擦力是不变的，静摩擦力可变.F1、F2同时作用在物体上时，根据平衡条件知静摩擦力F=F1-F2=8N，方向向左，物体静止说明最大静摩擦力Fm8N；若撤去F1，只有F2作用在物体上，F2=2N8N，物体不会被推动，此时静摩擦力应变为大小等于F2的大小，方向与F2方向相反，故物体所受合外力为0，答案选D.,能力思维方法,【例2】如图1-2-3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，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数1和B、C间的动摩擦因数2有可能是（BD）A.1=0,2=0 B.1=0,2 0C.1 0,2=0 D.1 0,2 0,能力思维方法,【解析】由于A、B共同向右匀速运动，可把A、B看作一个整体.在水平方向上，整体受合外力为0，则除F以外，C（地面）对B应有一水平向左的摩擦力，即B、C之间存在摩擦力，故2一定不为0.而物块A在水平方向上不受任何外力作用.即A、B之间没有摩擦力，则1可以为0，也可以不为0.故答案选B、D.,能力思维方法,【解题回顾】本题的关键在于弄清A、B及B、C之间是否存在摩擦力，而A、B之间是否存在摩擦力是不少同学拿不准的，这也是导致错误的主要原因.对于A、B之间是否存在摩擦力，我们可以采用假设法.若设B对A有向右的摩擦力，则A在水平方向必有加速度，这与题设矛盾，故得A、B之间无摩擦力作用.“假设法”是分析物体受力时常用的方法，请同学们注意多体会.,能力思维方法,【例3】用水平力F将木块压在竖直墙上，如图1-2-4，已知木块重G=6N，木块与墙壁之间的动摩擦因数=0.25，问：（1）当F=25N时，木块没有动，木块受到的摩擦力为多大？（2）当F=10N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？（3）当F=6N时，木块受到的摩擦力又为多大？,能力思维方法,【解析】（1）木块没动，受到的是静摩擦力.分析木块受力，竖直方向上受重力和竖直墙壁的摩擦力，由平衡条件可得f1=G=6N，方向竖直向上.（2）当F=10N，木块沿墙面下滑，木块受到的是滑动摩擦力，大小应由f=N求解.木块在水平方向上受水平力F和墙对它的支持力FN，FN=F，故f2=F=2.5N.（3）当F=6N时，与第（2）问情况相似，可得f3=F=1.5N.,能力思维方法,【解题回顾】在求解摩擦力时，应首先弄清楚物体受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力.对于静摩擦力，一般应从平衡条件或牛顿定律求解；而滑动摩擦力，则要先求出物体接触面间的正压力FN，然后再由f=FN求出.,能力思维方法,【例4】如图1-2-5所示，质量为m1的木块在质量为m2的长木板上向右滑行，木块同时受到向右的拉力F的作用，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数为2，则(AD),能力思维方法,A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是1m1gB.木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(m1+m2)gC.当F 2(m1+m2)g时，木板便会开始运动D.无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动,能力思维方法,【解析】因木板与地面保持相对静止，故m2受到的摩擦力是静摩擦力.分析m2的受力，竖直方向上，受到重力、m1的压力、地面的支持力，而水平方向上，受到m1对它的摩擦力和地面对它的摩擦力，木板在水平方向上处于平衡状态，地面对它的摩擦力大小与m1对它的摩擦力大小相等，要求地面对它的摩擦力，只要求出m1对它的摩擦力即可.分析m1的受力，竖直方向上，受重力、支持力，水平方向上受拉力F和m2对它的摩擦力，因m1在m2上滑动，它受的滑动摩擦力f1=m1g，故木板受地面的摩擦力大小f2=m1g.由以上分析可见，地面对木板的摩擦力大小与F的大小及m1的运动速度无关，故无论怎样改变F的大小，木板都不会运动.答案选A、D.,延伸拓展,【例5】如图1-2-6所示，光滑斜面上有两个叠放在一起的物体A、B，A跟光滑竖直墙壁接触，B跟墙壁不接触，两物体均处于静止状态，试画出A、B两物体的受力图.,延伸拓展,【解析】分析A的受力，重力GA、B对A的支持力FBA，墙壁对A的弹力FA（水平向右）这三个力可以确定，但B对A是否还有摩擦力呢？仅从A的已知受力及状态显然无法确定.再分析B的受力，重力GB、A对B的压力FAB、斜面的支持力FB，若B只受此三个力的作用，不可能静止，B有沿斜面下滑趋势，故B还受到A的静摩擦力fAB，其受力如图1-2-8所示，由此可知A也要受到B对它的静摩擦力fBA，A的受力如图1-2-7所示.,延伸拓展,延伸拓展,【解题回顾】分析多个物体组成的系统中物体受力时，往往需要借助于系统中别的物体受力，才能全面分析，本例中A物体受力就要通过B的受力才能确定是否受B对它的摩擦力.,延伸拓展,【例6】如图1-2-9所示，物体A、B的质量为mA=mB=6kg，A和B、B与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当用水平力F=30N向右拉轻滑轮时，B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大？g=10m/s2.,延伸拓展,【解析】本题应先判断A、B处于何种状态，F=30N，滑轮为轻质滑轮，则细绳对A及B向右的拉力大小均为15N.A与B之间最大静摩擦力fmA=mAg=18N15N，故A与B应保持相对静止.B与桌面间的最大摩擦力fmB=(mA+mB)g=36N30N，则AB相对桌面也静止，故不难求出B对A摩擦力大小为15N，桌面对B的摩擦力大小为30N.,要点疑点考点,能力思维方法,洛伦兹力作用下的圆周运动专题练习,要点疑点考点,本专题的基本知识和基本方法已在前面内容中有较详细的介绍，这里不再作过多的缀述，只是简单的强调一下，主要目的是通过大量的练习和训练，加强熟练度，得以提高学生的能力.因为洛伦兹力F始终与速度v垂直，即F只改变速度方向而不改变速度的大小，所以运动电荷垂直磁感线进入匀强磁场且仅受洛伦兹力作用时，一定做匀速圆周运动，该类问题大致可分两种：一、完整的圆周运动；二、一段圆弧运动，即不完整的圆周运动；,要点疑点考点,无论何种问题，其重点均在圆心、半径的确定上，而绝大多数的问题不是一个循环就能够得出结果的，需要有一个从定性到定量的过程.具体的解题思路再重复一篇：(1)用几何知识确定圆心并求半径；因为F方向指向圆心，根据F一定垂直v，画出粒子运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点)的F或半径方向，其延长线的交点即为圆心，再用几何知识(三角函数、勾股定理等)求其半径.,要点疑点考点,(2)确定轨迹所对应的圆心角，求运动时间；先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360(或2)计算出圆心角的大小，再由公式t=T/3600(或T/2)可求出运动时间.准确点来讲，该内容的可演绎性、复杂性、难度均不是太大的，可以这样认为，这部分题目的解题方法和思路是简单的、清晰的，对学生来说就是一个熟练程度的问题.,能力思维方法,【例1】如图11-4-1所示，一束电子以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30，则电子的质量是2Bde/v；穿过磁场的时间是d/3v.,能力思维方法,【解析】电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为F垂直v，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点，如图所示的O点，由几何知识知，AB间圆心角=300，OB为半径.所以得：r=d/sin30=2d,又由r=mv/Be得m=2dBe/v;又因为AB圆心角是30，所以穿越时间t=T/12,故t=1/122m/Be=d/3v.,能力思维方法,【解题回顾】本题的难点并非圆周运动的半径和周期是如何求解的，而是如何确定带电粒子的运动轨迹，反而数学知识的运用显得尤为突出.,能力思维方法,【例2】长为l的水平板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图11-4-2所示，磁感应强度为B，板间距离也为l，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：(AB),能力思维方法,A.使粒子的速度vBql/4m；B.使粒子的速度v5Bql/4m；C.使粒子的速度vBqlm；D.使粒子的速度Bql/4mv5Bql/4m；,能力思维方法,【解析】由左手定则判定粒子在磁场中向上偏，而做匀速圆周运动.很明显，圆周运动的半径越大越能够满足要求，反之半径很小也可满足要求，而现有问题是定性的知道了这两种极值状态，剩下的就是几何知识的运用.从右边穿出，圆心在O点，有r21=l2+(r1-l/2)2；可得r1=5L/4，即mv/Bq5L/4，v5Bql/4m.从左边穿出，圆心在O点，有：r2=l/4;可得mv/BqL/4，有vBqL/4m,能力思维方法,【延伸】两极板M、N相距为d，板长为5d，两板未带电，板间有垂直于纸面的匀强磁场，如图11-4-3所示，一大群电子沿平行于板的方向从各个位置以速度v射入板间，为了使电子都不从板间穿出，磁感应强度B的范围是什么(电子电量为e、质量为m)?,能力思维方法,【答案】Bed/2mv3Bed/m.,图11-4-3,要点疑点考点,能力思维方法,洛伦兹力作用下的圆周运动专题练习,要点疑点考点,本专题的基本知识和基本方法已在前面内容中有较详细的介绍，这里不再作过多的缀述，只是简单的强调一下，主要目的是通过大量的练习和训练，加强熟练度，得以提高学生的能力.因为洛伦兹力F始终与速度v垂直，即F只改变速度方向而不改变速度的大小，所以运动电荷垂直磁感线进入匀强磁场且仅受洛伦兹力作用时，一定做匀速圆周运动，该类问题大致可分两种：一、完整的圆周运动；二、一段圆弧运动，即不完整的圆周运动；,要点疑点考点,无论何种问题，其重点均在圆心、半径的确定上，而绝大多数的问题不是一个循环就能够得出结果的，需要有一个从定性到定量的过程.具体的解题思路再重复一篇：(1)用几何知识确定圆心并求半径；因为F方向指向圆心，根据F一定垂直v，画出粒子运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点)的F或半径方向，其延长线的交点即为圆心，再用几何知识(三角函数、勾股定理等)求其半径.,要点疑点考点,(2)确定轨迹所对应的圆心角，求运动时间；先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360(或2)计算出圆心角的大小，再由公式t=T/3600(或T/2)可求出运动时间.准确点来讲，该内容的可演绎性、复杂性、难度均不是太大的，可以这样认为，这部分题目的解题方法和思路是简单的、清晰的，对学生来说就是一个熟练程度的问题.,能力思维方法,【例1】如图11-4-1所示，一束电子以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30，则电子的质量是2Bde/v；穿过磁场的时间是d/3v.,能力思维方法,【解析】电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为F垂直v，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点，如图所示的O点，由几何知识知，AB间圆心角=300，OB为半径.所以得：r=d/sin30=2d,又由r=mv/Be得m=2dBe/v;又因为AB圆心角是30，所以穿越时间t=T/12,故t=1/122m/Be=d/3v.,能力思维方法,【解题回顾】本题的难点并非圆周运动的半径和周期是如何求解的，而是如何确定带电粒子的运动轨迹，反而数学知识的运用显得尤为突出.,能力思维方法,【例2】长为l的水平板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图11-4-2所示，磁感应强度为B，板间距离也为l，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：(AB),能力思维方法,A.使粒子的速度vBql/4m；B.使粒子的速度v5Bql/4m；C.使粒子的速度vBqlm；D.使粒子的速度Bql/4mv5Bql/4m；,能力思维方法,【解析】由左手定则判定粒子在磁场中向上偏，而做匀速圆周运动.很明显，圆周运动的半径越大越能够满足要求，反之半径很小也可满足要求，而现有问题是定性的知道了这两种极值状态，剩下的就是几何知识的运用.从右边穿出，圆心在O点，有r21=l2+(r1-l/2)2；可得r1=5L/4，即mv/Bq5L/4，v5Bql/4m.从左边穿出，圆心在O点，有：r2=l/4;可得mv/BqL/4，有vBqL/4m,能力思维方法,【延伸】两极板M、N相距为d，板长为5d，两板未带电，板间有垂直于纸面的匀强磁场，如图11-4-3所示，一大群电子沿平行于板的方向从各个位置以速度v射入板间，为了使电子都不从板间穿出，磁感应强度B的范围是什么(电子电量为e、质量为m)?,能力思维方法,【答案】Bed/2mv3Bed/m.,图11-4-3,