2020-2021学年高三物理一轮复习知识点专题04 相互作用(2)
【名师讲解】高三物理一轮复习：二 相互作用(62张PPT)
第二节 一、知识要点
力的合成与分解
1、合力与分力：一个力如果它产生的效果跟几 个力共同作用所产生的效果相同，这个力就叫做 那几个力的合力，那几个力叫做这个力的分力。 2、力的合成与分解：求几个力的合力叫做力的 合成；求一个力的分力叫做力的分解。 3、共点力：物体同时受到几个力作用时，如果 这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用 线交于同一点，这几个力叫做共点力。
Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ
三、考纲解读： 本部分内容在高考中分值占10%左右，高考命 题的热点集中在共点力的平衡问题及摩擦力问题， 常以生活实际及科普知识为背景，结合牛顿运动定 律、功能关系及电磁学相关知识考查。
四、高考命题趋向
力学是物理学的基础，是高考必考内容。弹力、 摩擦力是高考的热点，其中弹力大小和方向的判断，
(1) f=0 (3) f= mg (4) f= mg (2) f=ma
B
B
A
F
A
【练习6】 ：如图所示，两木块的质量分别为m1和 m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和 k2上面木块 压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平 衡状态，现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开 上面弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为（ C ） m2 g m1 g A、 B、 k1 k1
30N
【练习10】（资料第23页例题3）
D
第三节
一、知识要点
受力分析
பைடு நூலகம்
要根据力的概念，从物体所处的环境(与多少个物 体接触)和运动状态着手，其步骤如下： 1.确定研究对象.以整体为研究对象或从整体中 隔离出某一物体为研究对象. 2.按“性质力”的顺序分析，即按一重、二弹、 三摩擦、四其他的顺序进行分析，并同时画出受力 示意图. 说明：(1)分析研究对象受到的力，不要分析 研究对象对周围物体的力；
高中物理知识点总结：相互作用
高中物理知识点总结：相互作用在我们生活的世界有形形色色的物体，他们之间不是孤立存在的，各种物体之间都存在着各式各样的相互作用。
由于这些相互作用的存在，物体的运动状态，以及存在形态等都随时在发生变化。
物理学中把这种相互作用称之为：力。
力学是物理学的基础部分，本章又是力学部分的基础。
本章的重点在于学习几种非常典型的力，重力、弹力、摩擦力，难点在于力的合成与分解。
●力：力是物体间的相互作用1、力的物质性：力是物对物的作用。
2、力的相互性：受力物体同时也是施力物体。
3、物体间发生相互作用的方式有两种：①直接接触②不直接接触4、力不但有大小，而且有方向，力具有矢量性。
力的大小用测力计来测量。
在国际单位制中，力的单位是N。
5、力的三要素：通常把力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。
力的三要素决定了力的作用效果。
若其中一个要素发生变化，则力的作用效果也将变化。
●力的作用效果①使受力物体发生形变；②使受力物体的运动状态发生改变。
力的作用效果是由力的大小、方向和作用点共同决定的。
例如用脚踢足球时，用力的大小不同，足球飞出的远近不同；用力的方向不同，足球飞出的方向不同；击球的部位不同，球的旋转方向不同。
●力的示意图力可以用一根带箭头的线段来表示。
它的长短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点，力的方向所沿的直线叫力的作用线。
这种表示力的方法，叫做力的图示。
这是把抽象的力直观而形象地表示出来的一种方法。
●力的分类1、按力的性质和力的效果分类①性质力：重力、弹力、摩擦力、电磁力、分子力等。
②效果力：支持力、压力、拉力、动力、阻力、向心力等。
2、按作用方式可分为接触力和场力。
3、按研究对象可分为内力和外力。
4、按力的关系可分为：共点力、共面力、平行力、平衡力、作用力与反作用力等。
●重力1、重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，重力也叫重量，常用符号G表示。
①重力的施力物体是地球，其本质是地球对物体的吸引力，但不能说重力就是地球对物体的吸引力。
高三物理第二章 相互作用
准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第二章相互作用【本讲信息】一. 教学内容：必修1第二章相互作用二. 高考及分析〔一〕高考滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数〔I〕形变，弹性，胡克律〔I〕矢量和标量〔I〕力的合成和分解〔Ⅱ〕：探究弹力和弹簧伸长的关系：验证力的平行四边形那么〔二〕分析1. 本章主要涉及力的概念、重力、弹力、摩擦力的概念及其分析，力的合成与分解及物体的平衡知识点。
高考热点有四个：一是力的概念和受力分析；二是有关摩擦力的问题；三是物体平衡问题；四是力的合成与分解问题。
本章单独出题往往以摩擦力、力的平衡为主，题目难度适中，突出本章知识的根底性。
2. 本章知识还常与牛顿运动律、功和能、电磁学内容综合考查，。
今。
三知识要点第一单元常见几种性质的力〔一〕力1. 义：力是物体对物体的作用说明：义中的物体是指施力物体和受力物体，义中的作用是指作用力与反作用力。
2. 力的性质①力的物质性：力不能离开物体单独存在。
②力的相互性：力的作用是相互的。
③力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向。
④力的性：一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。
3. 力的分类①按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力②按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力③按研究对象分类：内力和外力。
④按作用方式分类：重力、电场力、磁场力为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。
说明：性质不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的。
4. 力的作用效果：是使物体发生形变或改变物体的运动状态。
5. 力的三要素是：大小、方向、作用点。
6. 力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。
7. 力的单位：是牛顿，使质量为1千克的物体产生1米／秒2加速度力的大小为 1牛顿。
二. 重力1. 产生：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫重力。
说明：重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不就于地球时物体的引力。
高中物理备考知识清单--相互作用
高中物理备考知识清单--相互作用【思维导图】【知识清单】一、重力与弹力（一）力1.定义：一个物体对另一个物体的作用。
2.力的三要素：大小、方向和作用点。
3.单位：牛顿，简称牛，符号：N。
（二）重力1.定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。
2.方向：竖直向下。
3.大小：G=mg，g是自由落体加速度。
4.作用点——重心（1）重心：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。
（2）决定因素：①物体的形状；②物体的质量分布。
（3）重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用。
（2）重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关，如图甲所示。
质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心，如图乙所示。
（三）力的表示方法1.力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点。
2.力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小。
（四）弹力1.形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化。
2.弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。
3.弹力的产生必须同时具备两个条件（1）两物体直接接触；（2）两物体接触处发生弹性形变。
4.常见的弹力：压力和支持力都是弹力，方向跟接触面垂直；绳子的拉力也是弹力，方向沿着绳子而指向绳子收缩的方向。
几种常见弹力的方向二、摩擦力（一）滑动摩擦力1.定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。
2.方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反，与物体的运动方向可能相同，也可能相反。
3.大小（1）滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比，还跟接触面的粗糙程度、材质等有关。
（2）公式：F f=μF压。
正压力F N是物体与接触面间的压力，不一定（选填“一定”或“不一定”）等于物体的重力，F N的大小根据物体的受力情况确定。
高三第一轮复习《物体的相互作用》知识点归纳
物体的相互作用一、力(一)力的基本特性1、物质性：力是物体对物体的互相作用，力不可能离开物体而独立存在。
2、矢量性：力有大小和方向，是适量，力的运算符合平行四边形法则。
3、瞬时性：力及其作用效果是在瞬间产生的。
4、独立性：某个力的作用效果与其他力是否存在毫无关系。
5、相互性：力的作用总是相互的。
(二)力的作用效果：力使物体产生加速度或使物体产生形变。
二、力学中常见的三种力：(一)重力：1、重力的产生：由于地球的吸引而产生。
2、重力的方向：总是竖直向下。
3、注意：(1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的，但不能说重力就是地球对物体的吸引力。
重力只是地球对物体的万有引力中的一个分力，另一个分力用于提供物体随地球自转所需的向心力。
但一般情况下，近似地认为重力等于万有引力。
(2)同一物体的重力的大小随纬度的不同而不同。
(二)弹力1、弹力的产生：由于物体发生弹性形变而产生。
2、弹力产生的条件：物体直接接触；物体产生形变。
3、弹力的方向：与受力物体形变的方向相反。
4、胡克定律：F=-kx5、注意：(1)中间没有打结的轻绳上各处的张力大小都是一样的,如果绳子打结,则以结点为界,不同位置上的张力大小可能是不一样的。
(2)杆可分为固定杆和活动杆,固定杆的弹力方向不一定沿杆,弹力方向视具体情况而定,活动杆只能起到“拉”和“推”的作用。
(三)摩擦力：1、滑动摩擦力：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力。
(1)作用效果：总是阻碍物体间的相对滑动。
(2)产生条件：a、相互接触且挤压;b、有相对运动；c、接触面粗糙。
(3)大小：f=μN(4)方向：跟接触面相切,并跟物体相对运动方向相反。
滑动摩擦力方向的判定：①其依据是“滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反”。
②其步骤为：a、选研究对象（即受摩擦力作用的物体）。
b、选跟研究对象接触的物体为参考系。
c、找出研究对象相对参考系的速度方向。
d、滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。
高考物理新力学知识点之相互作用知识点复习
高考物理新力学知识点之相互作用知识点复习一、选择题1．把一个重为G 的物体，用一个水平力F =kt (k 为恒量，t 为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如下图所示，从t =0开始物体所受的摩擦力F f 随t 的变化关系是（ ）A ．B ．C ．D ．2．一质量为中的均匀环状弹性链条水平套在半径为R 的刚性球体上，已知不发生形变时环状链条的半径为R/2，套在球体上时链条发生形变如图所示，假设弹性链条满足胡克定律，不计一切摩擦，并保持静止．此弹性链条的弹性系数k 为A ．3(31)mg +B ．3(31)mg -C ．23(31)4mg R π+D ．23(31)2mg Rπ+ 3．重为10N 的物体放在水平地面上，今用8N 的力竖直向上提物体，则物体所受到的合力为（ ）A ．2N 向下B ．2N 向上C ．18N 向上D ．04．如图所示，细绳MO 与NO 所能承受的最大拉力相同，长度MO ＞NO ，则在不断增加重物G 的重力过程中（绳OC 不会断）（ ）A ．绳ON 先被拉断B．绳OM先被拉断C．绳ON和绳OM同时被拉断D．条件不足，无法判断5．如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点，现用水平F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N，以及绳对小球的拉力F T的变化情况是（）A．F N保持不变，F T不断增大B．F N不断增大，F T不断减小C．F N保持不变，F T先增大后减小D．F N不断增大，F T先减小后增大6．磁力棒是可拆卸类拼搭玩具。
如图所示为一磁力棒吸着一颗钢球，下列说法正确的是（）A．磁力棒对刚球弹力是由于钢球发生形变产生的B．钢球受到磁力棒的磁力等于钢球的重力C．钢球受到磁力棒的作用力方向竖直向上D．钢球和磁力棒整体一起白由下落，则磁力棒对钢球弹力等于零7．叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，则：A．上方球与下方3个球间均没有弹力B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C．水平地面对下方三个球的支持力均为43 mgD．水平地面对下方三个球的摩擦力均为43mg8．一物体m受到一个撞击力后沿不光滑斜面向上滑动，如图所示，在滑动过程中，物体m受到的力是（）A．重力、沿斜面向上的冲力、斜面的支持力B．重力、沿斜面向下的滑动摩擦力、斜面的支持力C．重力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的滑动摩擦力D．重力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的摩擦力、斜面的支持力9．如图所示，一质量为M的圆环套在一根粗糙的水平横杆上，圆环通过轻绳和质量为m 的物块相连，物块在水平向右的风力作用下偏离竖直方向一定的角度（如图中虚线位置所示）。
高三物理一轮复习相互作用课件
理解牛顿第一定律的内容，掌握惯性、平衡状态等概念。
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
总结词
内容
理解要点
应用
掌握牛顿第二定律的内容，理解加速度与力的关系。
物体的加速度与所受的合力成正比，与物体的质量成反比。
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高三物理一轮复习相互作用课件
目录
力的基本概念牛顿运动定律力的合成与分解平衡状态与平衡条件动量定理与动量守恒定律摩擦力与机械能守恒定律
01
力的基本概念
力的定义是物体之间的相互作用，是改变物体运动状态的原因。
总结词
力是一个物体对另一个物体的作用，这种作用可以改变物体的运动状态，如加速、减速或改变方向。力不能离开物体而独立存在，它总是存在于两个物体之间的相互作用。
详细描述
平行四边形定则是一种基本的几何法则，用于确定两个力合成或分解后的合力或分力的大小和方向。具体操作是作出的两个力和合力的平行四边形，其中合力方向沿平行四边形的对角线，合力的大小等于相邻两边之和。
总结词
正交分解法是一种将力分解到相互垂直的两个方向上的方法，通过将力分解为水平和垂直方向的分力，可以简化问题的分析。
总结词
根据性质，力可以分为重力、弹力、摩擦力、电磁力、强力和弱力等。这些不同类型的力在日常生活和科学实验中都有广泛的应用。例如，重力是地球对物体的吸引力，弹力是物体发生形变后恢复原状所产生的力，摩擦力则是阻碍物体相对运动的力。
详细描述
02
牛顿运动定律
总结词
内容
理解要点
应用
惯性是物体的固有属性，只与质量有关；平衡状态是指物体不受力或所受合力为零的状态。
2020年高考物理一轮复习知识考点专题02《相互作用》
2020 年高考一轮复习知识考点专题02 《相互作用》第一节重力弹力摩擦力【基本概念、规律】一、重力1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．2 .大小：G= mg.3．方向：总是竖直向下．4.重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心.二、弹力1.定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用.2.产生的条件(1)两物体相互接触；(2)发生弹性形变.3.方向：与物体形变方向相反.三、胡克定律1.内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧的弹力的大小 F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成正比.2.表达式：F = kx.(1)k 是弹簧的劲度系数，单位为N/m ；k 的大小由弹簧自身性质决定.(2)x 是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度.四、摩擦力1.产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件：接触面粗糙；接触面间有弹力；物体间有相对运动或相对运动趋势.3.大小：滑动摩擦力F f= 讣，静摩擦力：0寸f^fmax.4.方向：与相对运动或相对运动趋势方向相反.5.作用效果：阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.【重要考点归纳】考点一弹力的分析与计算1.弹力有无的判断方法(1)条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力.(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断. ⑵根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向. 3•计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解.(2)根据力的平衡条件进行求解.(3)根据牛顿第二定律进行求解.考点二摩擦力的分析与计算1•静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法：禾U用假设法判断的思维程序如下：不发唯相_无棚对运_无静方向瓯相对运动巴野前方向⑵状态法：先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F = ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(3)牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.2.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动)，利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时，若只有静摩擦力，则F f = ma•若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.3.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f=卩入来计算，应用此公式时要注意以下几点：(1)卩为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；F N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.方法技巧：(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析.(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的.(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但摩擦力不一定阻碍物体的运动，即摩擦力不一定是阻力.考点三摩擦力突变问题的分析1•当物体受力或运动发生变化时，摩擦力常发生突变，摩擦力的突变，又会导致物体的受力情况和运动性质的突变，其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性•对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点.2•常见类型(1)静摩擦力因其他外力的突变而突变.(2)静摩擦力突变为滑动摩擦力.(3)滑动摩擦力突变为静摩擦力.【思想方法与技巧】弹簧与橡皮筋的弹力特点：(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律 F = kx.⑵橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等.(3)弹簧既能受拉力，也能受压力(沿弹簧轴线)，而橡皮筋只能受拉力作用.(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变，但当将弹簧或橡皮筋剪断时，其弹力立即消失.第二节力的合成与分解【基本概念、规律】一、力的合成1.合力与分力(1)定义：如果一个力产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，这一个力就叫那几个力的合力，那几个力就叫这个力的分力.(2)关系：合力和分力是一种等效替代关系.2•力的合成：求几个力的合力的过程.3•力的运算法则(1)三角形定则：把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法. (如图所示)(2)平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.二、力的分解1•概念：求一个力的分力的过程.2•遵循的法则：平行四边形定则或三角形定则.3.分解的方法(1)按力产生的实际效果进行分解.(2)正交分解.、矢量和标量1 .矢量既有大小又有方向的物理量，相加时遵循平行四边形定则.2.标量只有大小没有方向的物理量，求和时按算术法则相加.【重要考点归纳】考点一共点力的合成1.共点力合成的方法(1)作图法(2)计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出合力，是解题的常用方法.2.重要结论(1)二个分力一定时，夹角B越大，合力越小.(2)合力一定，二等大分力的夹角越大，二分力越大.(3) 合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力.3 •几种特殊情况下力的合成F 合=\/F 1+ F ；, tan 0=茫 莒 F i⑵两分力大小相等时，即 F i = F 2= F 时(如图乙所示):F 合=2Fcos⑶两分力大小相等，夹角为120。
高三物理一轮复习必备精品：相互作用
课标导航课程内容标准： 复习导航1. 对于弹力，主要针对轻细绳、轻杆、支持面（平面或曲面）、轻弹簧等结合实例进行分析。
掌握它们对物体的弹力的判断方法；对于轻弹簧的弹力，尊从胡克定律，要会定量计算。
2. 要特别重视对游标卡尺、弹簧秤等基本仪器的使用与读数方法的训练，重视实验的复习，理解实验原理，会处理实验数据。
第1课时 常见的三种力、受力分析1、高考解读真题品析 知识：受力分析例1. （09年北京卷）18．如图所示，将质量为m 的滑块放在倾角为的固定斜面上 滑块与斜面之间的动摩擦因数为。
若滑块与斜面之间的最大静摩擦力合滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g ，则A ．将滑块由静止释放，如果＞tan ，滑块将下滑B ．给滑块沿斜面向下的初速度，如果＜tan ，滑块将减速下滑C ．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果=tan ，拉力大小应是2mgsinD ．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果=tan ，拉力大小应是mgsin 答案：C 热点关注知识：受力分析中整体法的应用A ．B ．θμμθμθμθθμθθ()a b 12 F m m g f f =+=()a 12 b F m m g f f =+≠C ．D ． 解析：对ab 整体分析有平衡条件就可以得到答案 答案：A点评：受力分析的步骤：1. 明确研究对象（选整体或者隔离）2. 受力分析（顺序：重力、弹力、摩擦力、其他力）3. 列举方程求解2、知识网络考点1.力1. 概念：力是物体之间的相互作用。
2. 力的性质⑴ 物质性：力不能脱离物体而存在。
“物体”同时指施力物体和受力物体。
⑵ 相互性：力的作用是相互的。
⑶ 矢量性：力是矢量，即有大小，又有方向。
3. 力的单位：N 4. 力的分类：6.力的三要素：大小、方向、作用点。
⑵表示力的方法：力的图示。
考点2.重力1. 定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
2. 大小：)/8.9(2向赤道越小。
高考物理复习资料《相互作用》
第二章相互作用本章为力学乃至物理学的基础，力的分析又是力学的基础．常见的三种性质的力中，弹力、摩擦力属于高考热点，其中对弹力大小和方向的判断，尤其是“弹簧模型”在不同物理情景下的综合运用在高考中出现的频率较高，应引起足够的重视．摩擦力的存在与否，静摩擦力的方向的判断也是常见考点；力的合成与分解、共点力作用下的物体的平衡，尤其是三个共点力的平衡，一直是高考的热点，要注意它们可以单独出现或与动力学、功能关系、电磁学等知识进行综合考查．纯考查本章内容的题型常以选择题为主，综合其它内容考查的试题常在解答题中出现．第1课时力、重力、弹力基础知识回顾1．力的概念〔1〕力是物体对物体的作用①力的物质性：力不能脱离物体独立存在．②力的相互性：力的作用是相互的．③力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向．④力的独立性：一个力作用于某一物体上产生的效果，与这个物体是否同时受到其他力的作用无关．〔2〕力的作用效果：使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变〔3〕力的三要素：大小、方向、作用点．〔4〕力的图示：用一个带箭头的线段表示力的大小、方向、作用点的方法，叫做力的图示．〔5〕力的单位为牛顿〔N〕，即使质量1㎏的物体产生1m/s2加速度的力为1N，力的大小可用弹簧测力计测量．〔6〕力的分类①按性质分：重力〔万有引力〕、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等〔按现代物理学理论，物体间的相互作用分四种：万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用．宏观物体间只存在前两种相互作用．〕．②按效果分：压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等．③按作用方式分：场力〔如万有引力、电磁力等〕和接触力〔如弹力、摩擦力等〕．④按研究对象分：内力和外力．2．重力〔1〕产生原因：重力是由于地球的吸引而产生的．地球周围的物体，无论与地球接触与否，运动状态如何，都要受到地球的吸引力，因此任何物体都要受到重力的作用．说明：重力是万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力．一般情况下在地球表面附近近似认为重力等于万有引力．〔2〕方向：总是竖直向下，并不严格指向地心〔赤道、两极除外〕，不可理解为跟支持面垂直．〔3〕大小：G＝mgg 为重力加速度．重力的大小可用弹簧秤测量．当物体在竖直方向静止或匀速运动时，物体对弹簧测力计的拉力或压力，大小等于物体受到的重力． 〔4〕重心：重力的等效作用点．重心的位置与物体的形状和质量的分布有关．重心不一定在物体上．质量分布均匀、形状规则的物体的重心在几何中心上．薄板类物体的重心可用悬挂法确定．3．弹力〔1〕定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力． 〔2〕产生条件：两物体直接接触、接触处有弹性形变．〔3〕方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反．①压力、支持力的方向总是垂直于接触面或接触面的切面，总指向被压、被支持的物体． ②绳的拉力总是沿绳指向绳收缩的方向．③杆的弹力不一定沿杆的方向．如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向．④轻弹簧的拉力或压力沿弹簧的轴线方向． 〔4〕弹力的大小①对弹簧，在弹性限度内弹力的大小可以由胡克定律F=kx计算，其中k表示弹簧的劲度系数，由弹簧本身的性质决定，x 表示弹簧的形变量〔即伸长或缩小的长度〕． ②对没有明显形变的物体〔如桌面、绳子等物体〕，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定，一般由力学规律〔如平衡条件、牛顿运动定律、动能定理、动量定理等〕求出．③一根张紧的轻绳上的拉力大小处处相等．重点难点例析一、弹力的分析与计算1．弹力有无的判断对于形变明显的情况，由形变情况直接判断．对于形变不明显的情况通常用以下一些方法来判断． 〔1〕消除法将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变．若运动改变则存在弹力，否则不存在弹力．如图2-1-1所示，斜面光滑，a 中的细线竖直，小球处于静止状态．假设将斜面取走，这时a 中小球的运动状态不变，故a 中小球与斜面间无弹力．b 中的细线倾斜，小球处于静止状态，假设将斜面取走，b 中小球的运动状态改变，故b 中小球与斜面接触间有弹力． 〔2〕假设法其基本思路是：假设接触处存在弹力，作出物体的受力图，再根据物理的平衡条件判断是否存在弹力．如要判断图2-1-2中静止在光 滑水平面上的球是否受到斜面对 它的弹力作用，可先假设有弹力 FN2存在，则此球在水平方向所 受合力不为零，必加速运动，与 所给静止状态矛盾，说明此球与斜面间虽接触，但并不挤压，故不存在弹力FN2．〔3〕根据“物体的运动状态分析”分析弹力． 由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡或牛顿运动定律等，求解物体间的弹力 2．弹力方向的判断弹力的方向与物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上．弹力垂直于两物接触面，具体分析弹力时，应利用到弹力的以下特点： 〔1〕弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状方向．〔2〕轻绳〔或橡皮条〕对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向．〔3〕点与面接触时的弹力方向，过接触点垂直于接触面〔或接触面切线方向〕而指向受力物体． 〔4〕面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指向受力物体．〔5〕球与面接触时弹力的方向，在接触点与球心的连线上而指向受力物体．〔6〕球与球相接触时弹力的方向，垂直过接触点的分切面，通过两球球心而指向受力物体．〔7〕轻杆可沿杆也可不沿杆，弹力的方向应视题意而定，常利用平衡条件或动力学规律来判断． 【例1】画出图2-1-2中小球或杆受到的弹力．除〔2〕中的地面外，其他各接触面均光滑，O 为圆心．F αa mg 图2-1-6（1）mamgFα图2-1-6（2）图2－1－4【解析】根据不同接触面上弹力的特点，作图如图2-1-3所示．【答案】如图2-1-3所示．【点拨】准确掌握不同接触面上弹力方向的特点，是解决这类题的关键．拓展三个质量和直径都相等的光滑圆球a 、b 、c 分别放在三个相同的支座上，支点P 、Q 在同一水平面上，a 球的重心Oa 位于球心，b 球的重心Ob 位于球心的正上方，C 球的重心Oc 位于球心的正下方．三个球都处于平衡状态．支点P 对a 球、b 球、c 球的弹力分别为Fa 、Fb 、Fc ，则〔 〕A ．Fa ＝Fb ＝FcB ．Fb ＞Fa ＞FcC ．Fb ＜Fa ＜FcD ．Fa ＞Fb ＝Fc 【解析】三种情况下，支点P 、Q 作用于球的弹力均应指向球心而不是重心，球的重力的作用线也通过球心，球所受的三个力为共点力．由于三球质量和直径都相等，所以三球受力情况完全相同，因此P 点对三球的弹力相同．故选项A 正确． 【答案】A3．几种典型物体模型的弹力特点比较模型轻绳轻杆弹簧形变情况 伸长忽略不计 认为长度不变 可伸长可缩短 施力与受力情况 只能受拉力即能受拉力又能受压力 同杆 力的方向始终沿绳不一定沿杆沿弹簧轴向 力的变化 可发生突变 可发生突变只能发生渐变【例2】如图2-1-5所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m 的小球，下列关于杆对球的作用力F 的判断中，正确的是〔 〕A ．小车静止时，F=mgsinθ，方向沿杆向上B ．小车静止时，F=mgcosθ，方向垂直杆向上C ．小车向右以加速度a 运动时，一定有F=ma/sinθD ．小车向左以加速度a 运动时，，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为α=arctan 〔a/g 〕【解析】小车静止时，由物体的平衡条件知杆对球的作用力方向竖直向上，且大小等于球 的重力mg ．小车向右以加速度a 运 动，设小球受杆的作用力方向与竖直 方向的夹角为α，如图2-1-6〔1〕所示． 根据牛顿第二定律有Fsinα=ma ， Fcosα=mg ，两式相除得tanα=a/g ．只有当球的加速度a=gtanθ时， 杆对球的作用力才沿杆的方向，此时才有F=ma/sinθ．小车向左以加速度 a 运动，根据牛顿第二定律知小球所 受重力mg 和杆对球的作用力F 的合 力大小为ma ，方向水平向左．根据力的合成知三力构成图2-1-6〔2〕所示的矢量三角形，图2-1-3F 1F 2F 1F 2 F 1F 2F 1F 2图2-1-7图2-1-8图2-1-9，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为α=arctan〔a/ g〕．【答案】D【点拨】杆对物体的弹力方向与物体的运动状态有关，并不一定沿杆的方向，在本题中只有小球的加速度a=gtanθ时，杆对球的作用力才沿杆的方向，这点同学们在解题时一定要注意．●拓展如图2-1-7所示，甲、乙球通过弹簧连接后用绳悬挂于天花板，丙、丁球通过细绳连接后也用绳悬挂天花板．若都在A处剪断细绳，在剪断瞬间，关于球的受力情况，下面说法中正确的是〔〕A．甲球只受重力作用B．乙球只受重力作用C．丙球受重力和绳的拉力作用D．丁球只受重力作用【解析】剪断A处绳的瞬间，因为弹簧的形变较大，所以在极短的时间内，形变不发生变化，弹力仍和剪断前相同，甲球受重力和向上的弹力作用，其合力为零，乙球受重力和向下的弹力作用；而由于丙、丁的细绳的形变很小，形变发生变化，弹力和剪断前不同，丙、丁只受重力作用．故选项D正确．【答案】D二、探究弹力与弹簧的伸长的关系【例3】某同学用如图2-1-8所示的装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所纸的标尺刻度，所得数据列表如下：〔重力加速度g=9.8m/s2〕〔1〕根据所测数据，在图2-1-9的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线．〔2〕根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在___ ___N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律．这种规格弹簧的劲度系数为______N/m．【解析】〔1〕根据表格中所测数据，在坐标系中的描点如图2-1-10所示〔2〕从x与钩码质量m的关系曲线可以看出，在0~4.9N范围内弹力大小与弹簧伸长是一条直线，这说明这一范围内满足胡克定律，由曲线斜率的倒数可求得弹簧的劲度系数为24.9N/m=25.0N/m(34.615)10Fkx-∆==∆-⨯【答案】〔1〕如图2-1-10所示〔2〕0~4.9 25.0【点拨】根据所给坐标纸合理选取x、F两轴标度，使得所得图象尽量分布在较大空间上，以便减小误差，这是作图的基本要求．据所给实验数据描点，然后作出平滑曲线〔或直线〕，注意所画直线不一定过所有点，原则是尽量使各点均匀分布在曲线〔或直线〕的两侧．●拓展在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F ， 实验过程是在弹簧的弹性限度 内进行的．用记录的外力F 与 弹簧的形变量x 作出的F-x 图线 如图2-1-11所示．由图求出弹簧的劲度系数k= ；图线不过原点的原因 ． 【解析】弹簧的劲度系数等于F-x 图线，即N/cm=200N/m ，因弹簧因弹簧自身有重量，水平放置测量的自然长度与弹簧自然下垂时的自然长度是不同的． 804.50.5F k x ∆-==∆-【答案】200N/m 弹簧自身有重量三、弹簧弹力的分析与计算要领〔1〕轻质弹簧两端的弹力大小相等，方向相反． 〔2〕弹簧的弹力〔或弹簧测力计的示数〕并非弹簧所受的合外力．〔3〕弹簧的弹力不可突变．〔4〕弹簧状态不确定时要分情形讨论〔压缩和伸长〕．易错门诊【例4】如图2-1-12所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F 的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动．若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有 〔 〕A ．l2＞l1B ．l4＞l3C ．l1＞l3D ．l2＝l4【错解】选A 或B 或C ．【错因】造成错误的原因是不清楚轻质弹簧两端的弹力大小相等，与物体的运动状态无关．对图②，易误认为弹簧受2F 的拉力，得出形变量是图①的2倍，而错选A ；对图③易错误理解为物体在光滑面上，弹力小于F ，而错选C ；比较③④易错误认为④中拉力大于③中拉力而错选B ．【正解】由于弹簧质量不计，无论弹簧的运动状态如何所受合力均为零，又因弹簧右端受力相同，则四种情形下弹簧的弹力都相同，故四种情形下弹簧的形变相同，即l1=l2=l3=l4．因此只有D 正确．【点悟】轻质弹簧两端的弹力大小相等，与物体的运动状态无关.课堂自主训练1．图2-1-13中a 、b 、c 为三个物块，M 、N 为两个轻质弹簧，R 为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们的连接如图并处于平衡状态．下列说法正确的是〔 〕 A ．有可能N 处于拉伸状态而M 处于压缩状态 B ．有可能N 处于压缩状态而M 处于拉伸状态 C ．有可能N 处于不伸不缩状态而M 处于拉伸状态 D ．有可能N 处于拉伸状态而M 处于不伸不缩状态 【解析】绳R 对弹簧N 只能向上拉不能向下压，所以绳R 受到拉力或处于不受拉力两种状态．弹簧N 可能处于拉伸或原长状态．而对于弹簧M ，它所处状态是由弹簧N 所处的状态来决定．当弹簧N 处于原长时，弹簧M 一定处于压缩状态；当弹簧N 处于拉伸时，对物体a 进行受力分析，由平衡条件可知弹簧M 可能处于拉伸、缩短、原长三种状态．故选项A 、D 正确．图2-1-12【答案】AD2．如图2-1-14所示，弹簧测力计和细线的重力不计，一切摩擦不计，重物的重力G=10N ，则弹簧测力计A 、B 的示数分别是〔 〕A ．10N ，0B ．0，10NC ．20N ，10ND ．10N ，10N 【解析】弹簧测力计示数等于外力对弹簧测力计的拉力，不是弹簧测力计受力的合力，也不是两边拉力和． 【答案】D课后创新演练1．关于弹力，下列说法中正确的是 〔BD 〕 A ．弹力的大小总是与形变成正比B ．拉力、压力、支持力在性质上均为弹力C ．支持力一定等于重力D ．桌子上的铅笔给桌子的压力是由于铅笔发生形变而产生的2．如图2-1-15所示，一容器内盛有水，容器下方有一阀门k ，打开阀门让水从小孔慢慢流出，在水流出过程中，系统〔水和容器〕重心将〔 D 〕 A ．一直下降 B ．一直上升C ．先上升，后下降D ．先下降，后上升3．如图2-1-16所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为k=4×102N/m ，悬挂的重物的质量分别为m1=2 kg 和m2=4 kg ．若不计弹簧质量，取g=10m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为〔 C 〕 A ．5 cm ，10 cm B ．10 cm ，5 cm C ．15 cm ，10 cm D ．10 cm ，15 cm4．在图2-1-17中，a 、b 〔a 、b 均处于静止状态〕间一定有弹力的是〔B 〕5．如图2-1-18所示，A 、B 是两个物块的重力分别为3N 、4N ，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直向方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F = 2N ，则天花板受到的拉力F1和地板受到的压力F2有可能是〔AD 〕A ．F1=1N ，F2=6NB ．F1=5N ，F2=6NC ．F1=1N ，F2=2ND ．F1=5N ，F2=2N 【解析】弹簧的弹力为2N ，有两种可能：一是弹簧处于拉伸状态，由A 、B 受力平衡可知D 正确；二是弹簧处于压缩状态，同理可知A正确． 【答案】AD6．如图2-1-19所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O 安装在一根轻木杆B 上，一根轻绳AC 绕过滑轮，绳与滑轮间的摩擦不计，A 端固定在墙上，且绳保持水平，C 端下面挂一个重物，BO 与竖直方向夹角θ=45°，系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变，改变θ的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化的情况是〔D 〕A ．只有角θ变小，弹力才变小B ．只有角θ变大，弹力才变大C ．不论角θ变大或变小，弹力都变大D ．不论角θ变大或变小，弹力都不变【解析】绳A 与绳C 的拉力大小与方向均不变，所以其合力不变，对滑轮而言，杆的作用力必与两绳拉力的合力平衡，所以杆的弹力大小与方向均不变．解决这类问题关键是区别杆、绳对物体的作用力，绳对物体的作用力一定沿绳，但杆对物体作用力不一定沿杆． 【答案】D7．如图2-1-20所示，两木块的质量分别为m1和m2，CA OB θ图2-1-1912m 1m 2两轻质弹簧的轻度系数分别为k1和k2，上面的木块压在上面的弹簧上〔但不拴接〕，整个系统处于平衡状态．现缓慢地向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，求这个过程中下面木块移动的距离．【解析】设整个系统处于平衡时，下面弹簧压缩量为x2，则由平衡条件有〔m1+m2〕g = k2x2；设上面弹簧的压缩量为x1，则同理可有m1g= k1x1．现缓慢向上提m1至它刚离开弹簧时x1消失，对下面木块而言，又处于新的平衡，形变量为x3，则m2g= k2x3，则其上移的距离为= x2—x3 = ．【答案】第2课时摩擦力基础知识回顾1．摩擦力当一个物体在另一个物体的表面上相对运动或有相对运动趋势时，受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫做摩擦力．摩擦力可分为滑动摩擦力和静摩擦力．2．摩擦力产生条件〔1〕相互接触的物体间有弹力存在．〔2〕接触面粗糙．〔3〕接触面间有相对运动或相对运动的趋势．3．摩擦力的大小〔1〕滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即F=μFN，F N指接触面的压力，不一定等于重力G．μ是动摩擦因数，与接触面的两个物体的材料、接触面的情况〔如粗糙程度〕有关，与接触面积、接触面上受力情况和物体运动状态无关．〔2〕静摩擦力大小不能用动摩擦力公式F=μFN计算，要根据物体的受力情况和运动情况共同决定．静摩擦力的大小可以在0与最大静摩擦力Fm之间变化，即0＜F≤F m．静摩擦力的大小与物体间的压力无关，只与外力有关，但物体间的最大静摩擦力与物体间的压力有关．4．摩擦力的方向跟接触面相切，并跟物体相对运动或相对运动趋势方向相反．重点难点例析一、静摩擦力是否存在及其方向的判断方法相对运动趋势具有很强的隐蔽性，所以静摩擦力是否存在及其方向的确定，通常采用以下方法．〔1〕假设法：假设接触面滑〔即无摩擦力〕时，看相对静止的物体间能否发生相对运动．若能，则有静摩擦力，方向与相对运动的方向相反；若不能，则没有静摩擦力．〔2〕由运动状态判断当物体处于平衡状态〔匀速运动或静止〕时，由平衡的观点确定静摩擦力的大小和方向；当物体处于非平衡状态时，可通过牛顿运动定律和受力分析确定静摩擦力大小和方向．【例1】如图2-2-1所示，A、B两物体叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使两者一起向右作匀速直线运动，下列判断正确的是〔〕A．A、B间无摩擦力B．A对B的静摩擦力大小为F，方向向右C．B对地面的动摩擦力的大小为F，方向向右D．B受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力【解析】A做匀速运动，故A的合力为零．由于它受到一个向右的拉力，因此它一定还要受到一个向左的水平力与力F平衡，所以B对A一个水平向左的静摩擦力为F平衡，由牛顿第三定律可知，A一定要对B 施加一个向右的静摩擦力；B做匀速直线运动，它在水平方向上一定要受到一个向左的力与A对B的静摩擦力平衡；B是在水平面上运动，显然地面对B有一个向左的滑动摩擦力，那么B对地面施加一个向右的滑动摩擦力．因此选项BCD正确．【点拨】判断物体物体是否受静摩擦力的作用，常采BAABFF甲 乙 图2-2-2用假设法、运动状态和受力情况来分析判断，而滑动摩擦力则可以直接由其相对运动的情况来判断．● 拓展如图2-2-2示，物体A 、B 在力F 作用下一起以相同速率沿F方向匀速运动，关于物体A 所受的摩擦力，下列说法中正确的是〔 〕A ．甲、乙两图中A 均受摩擦力，且方向均与F 相同B ．甲、乙两图中A 均受摩擦力，且方向均与F 相反C ．甲、乙两图中A 均不受摩擦力D ．甲图中A 不受摩擦力，乙图中A 受摩擦力，方向均与F 相同【解析】用假设法分析：甲图中，假设A 受摩擦力，其合力不为零，与A 作匀速运动在水平方向受力为零不符，所以A 不受摩擦力．乙图中，假设A 不受摩擦力，A 将相对B 沿斜面向下运动，从而A 受沿沿斜面向上方向的摩擦力．故D 为正确选项．【答案】D二、摩擦力大小的计算1．先分清摩擦性质：是静摩擦力还是滑动摩擦力． 2．滑动摩擦力由公式F=μFN 计算．计算中关键的是对压力FN 的分析，它跟研究物在垂直于接触面方向的受力密切相关，也跟研究物体在该方向的运动状态有关，特别是后者，最容易被人忽视．注意FN 变引起F 变的动态关系．3．对静摩擦力，区分最大值与非最大值．最大静摩擦力Fm 与正压力成正比，非最大静摩擦力与正压力无关，其大小可以在0＜F≤Fm 范围内变化，常通过平衡关系或牛顿运动定律来求其大小．【例2】如图2-2-3所示，物体A 、B 的质量mA=mB=6kg ，A 和B 、B 和水平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，水平力F=30N ．那么，B 对A 的摩擦力和水平桌面对B 的摩擦力各为多大?【解析】假设A 相对于B 、B 相对于桌面均不发生滑动，则绳对A 、B 的拉力大小均为N=15N ．2302==F F T A 、B 间的最大静摩擦力F Am=μFNA=μmAg=0.3×6×9.8N=17.64N ＞FT ，B 与桌面间的最大静摩擦力FBm=μFNB =μ〔mA+mB〕g=0.3×〔6+6〕×9.8N=35.28N ＞F ，可见以上假设成立．对A 应用二力平衡条件，可得B 对A 的摩擦力FBA= FT=15N ．对A 、B 和滑轮整体应用二力平衡条件，可得桌面对B 的摩擦力 F 桌B=F=30N ．【点拨】本题在A 、B 运动状态不明确的情况下，需先加以讨论．若不假思索即采用公式F=μFN 求解，必然会导致错误结果．本题求解过程中隔离法和整体法的交叉应用，对培养思维的灵活性很有帮助．● 拓展长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如图2-2-4所示．铁块受到摩擦力f 随木板倾角α变化的图线可能正确的是〔设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小〕〔 〕FA B 图2-2-3【解析】本题应分三种情况进行分析：【解析】〔1〕当0≤α＜arctanμ〔μ为铁块与木板间的动摩擦因数〕时，铁块相对木板处于静止状态，铁块受静摩擦力作用其大小与重力沿木板面方向分力大小相等，即f = mgsinα， f随α增大按正弦规律增大．〔2〕当α=arctanμ时处于临界状态，此时摩擦力达到最大静摩擦，由题设条件可知其等于滑动摩擦力大小．〔3〕当arctanμ＜α≤90°时，铁块相对木板向下滑动，铁块受到滑动摩擦力的作用，根据摩擦定律可知f = μFN=μmgcosα，f随α增大按余弦规律减小，当α＝90°时，f ＝0．综合上述分析可知C图可能正确地表示了f随α变化的图线．【答案】C三、传送带上摩擦力的分析传送带上的物体与传送带的摩擦力方向，与物体与传送带之间速度有关，要根据它们的相对速度方向确定它们间的相对运动或相对运动趋势．易错门诊【例题3】水平传送带的装置如图2-2-6所示，O1为主动轮，O2为从动轮．当主动轮顺时针匀速转动时，物体被轻轻地放在A端皮带上．开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，之后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端．在传送的过程中，若皮带和轮不打滑，则物体受到的摩擦力和皮带上P、Q两处〔在O1O2连线上〕所受摩擦力情况正确的是〔〕A．在AC段物体受水平向左的滑动摩擦力，P处受向上的滑动摩擦力B．在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力，P处受向上的滑动摩擦力C．在CB段物体不受静摩擦力，Q处受向下的静摩擦力D．在CB段物体受水平向右的静摩擦力，P、Q两处始终受向下的静摩擦力【错解】选A或B或D【错因】不能正确理解“相对运动”和“相对运动趋势”的含义．【正解】当物体被轻轻放在皮带A端时，其初速度为零，物体相对皮带向左运动，物体受到水平向右的滑动摩擦力，使物体相对地面向右加速；当物体与皮带等速时，两者无相对运动趋势，两者之间无摩擦力作用，物体在重力和皮带的支持力作用下匀速运动．假设主动轮O1与皮带间无摩擦力作用，则当O1顺时针转动时，O1与皮带间将会打滑，此时P点将相对于O1轮向上运动，因此，P点受向下的静摩擦力作用．同理，当皮带顺时针转动时，Q点相对轮有向上运动趋势，因此Q点受向下的静摩擦力作用因此选项C正确．【答案】C【点悟】〔1〕对传送带上物体的摩擦力的分析，关键抓住物体相对传送带的运动或运动趋势方向，而对传送带上的点〔通常是传送带与轮子接触点〕，要确定哪是主动轮，还要清楚传送带与轮子是否打滑等．〔2〕主动轮、从动轮、皮带之间的转动关系：主动轮→皮带→从动轮，即主动轮先转，带动皮带运转，皮带又带动从动轮运转．课堂自主训练1．如图2-2-7所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受到三个力即F1、F2和摩擦力，木块处于静止状态，其中F1＝10 N，F2＝2 N．若撤去F1，则木块在水平方向上受到的合力为〔〕A．10 N，方向向左B．6 N，方向向右。
2021届高三物理第一轮复习第二章 相互作用
2021届高三物理第一轮复习第二章相互作用第 1 页共 87 页第二章 ? 相互作用 [全国卷考情分析] 基础考点常考考点(2021－2021考情统计) '16乙卷T19(6分)，'15Ⅰ卷T20(6分)，'13Ⅱ卷T15(6分) '16丙卷T17(6分) '16丙卷T17(6分)，共点力的平衡(Ⅱ) '14Ⅱ卷T17(6分)，'13Ⅱ卷T15(6分) 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平行四边形定则'14Ⅱ卷T23(9分) 命题概率独立命题概率30% 综合命题概率70% 综合命题概率100% 综合命题概率70% 综合命题概率30% 综合命题概率20% 常考角度 (1)结合物体的平衡条件考查弹力、摩擦力 (2)静摩擦力和滑动摩擦力转换过程中摩擦力的变化 (3)力的合成与分解 (4)静态平衡和动态平衡问题 ??滑动摩擦力、动摩擦形变、弹性、胡克定律(Ⅰ) 矢量和标量(Ⅰ) 以上2个考点未曾独立命题力的合成和分解(Ⅱ) 因数、静摩擦力(Ⅰ) ― 第1节重力__弹力第 2 页共 87 页(1)自由下落的物体所受重力为零。
(×) (2)重力的方向不一定指向地心。
(√) (3)弹力一定产生在相互接触的物体之间。
(√) (4)相互接触的物体间一定有弹力。
(×)(5)F＝kx中“x”表示弹簧形变后的长度。
(×) (6)弹簧的形变量越大，劲度系数越大。
(×) (7)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定。
(√)胡克定律是英国科学家胡克发现的。
突破点(一) 弹力的有无及方向判断1．弹力有无的判断“三法”(1)条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。
多用来判断形变较明显的情况。
(2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力。
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专题4 相互作用（2）—【讲】考点一、整体法与隔离法在静力学问题中的应用考点二、活结死结，动杆和定杆考点三、磨擦角与摩擦自锁考点四、实验——验证力的平行四边形法则考点五、实验——测量弹簧劲度系数什么是整体法隔离法：引入的背景：当所给题目中出现了多体问题，这时在关于研究对象的选取方面就需要因题而定。
准确的选择研究对是解决此类题型的关键。
整体法的适用范围：当问题只涉及研究系统的而不涉及内部某些物体的受力和运动时，一般可采用整体法。
隔离法的适用范围：为了弄清系统内部的几个物体之间的相互关系时，一般可用隔离法。
典例（考查整体法的应用）如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A 与竖直方向的夹角为30o，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为122:1322:3：：：：：：D C B A【答案】D【解析】根据题意A 、C 两根弹簧劲度系数相同，所以弹力大小之比就等于其伸长量之比，选择两个小球整体受力分析，假设每个小球的质量为m ，整体受到水平向右的弹簧弹力T C ，斜向左上方的弹力T A ，弹簧B 的作用力属于ab 整体的内力不用考虑：结合矢量三角形法可得： 2130sin ==A C T T 故本题的正确选项为D 反思：如果两小球之间的弹簧与竖直方向的夹角是60°，本题中能否计算出弹簧BC 的伸长量之比或弹簧AB 的伸长量之比？提示：对下边的小球受力分析，如图丙所示：结合矢量三角形法可得：2360sin ==B C T T 故32=C B T T ;方法总结：对于多体系统来说，如果问题中不涉及各组员之间的内力，只是让计算系统外力的大小关系时，可以将系统中各组员看成一个整体来进行处理，此时各组员之间的关系属于系统内力，在受力分析时不用考虑，这样可以明显简化受力分析过程，降低题目难度；典例（考查隔离法的应用）一串小灯笼（五只）彼此用轻绳连接，并悬挂在空中。
在稳定水平风力作用下发生倾斜，悬绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示.设每个红灯笼的质量均为 m.则自上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为： mg A 32: mg B 23: mg C 338: mg D 8:【答案】C【解析】本题考查整体法与隔离法的综合使用，本题的关键点是要从5个小球组成的大整体中将后四个小球隔离出来，即将灯笼2、3、4、5当作一个整体；假设灯笼1、2之间的拉力大小为T ，对这个整体受力分析；如图所示，结合矢量三角形法即可求得：在右图的红色三角形中，利用矢量三角形法得:338......430cos ==T T mg深刻反思：1、本题中如果要求的是第三个灯笼和第四个灯笼之间细绳的拉力，又该如何选择研究对象；2、本题中研究对象的选择不同风力F的大小是否相同？提示：1、本题中如果要求的是第三个灯笼和第四个灯笼之间细绳的拉力，可以选择第四个灯笼与第五个灯笼组成的小整体作为研究对象；2、研究对象的选择不同，风力的大小是不同的；可以通过计算确定；方法总结：1、计算多体中各组员之间的内力的大小需要用到隔离法；2、隔离法在使用时要注意两个重要的原则；①通过隔离要使的被求的力成为隔离组员的外力；②在选择组员进行隔离时，一定要选择受力最简单的组员进行隔离；这样被隔离的组员就不一定是一个物体，有可能是大整体中的一个小整体，在本题中选择后4个灯笼作为研究对象正是这个道理；易错点提示：隔离不一定是一个物体，有可能是大整体中的一个小整体；典例（整体法与隔离法的配合使用）如图所示，有5000个质量均为m的小球，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将其左端用细绳固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球静止．若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45°，则第2011个小球与2012个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于；【答案】A【解析】要求得第2011个小球与2012个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值要先求得2011与2012两个小球之间的拉力T 的大小；选择第2012-第5000个（2989个）小球作为研究对象，假设每个小球的质量为m ，这2089个小球的总质量为2089m ，受力分析可知：受到重力2089mg 、受到水平向右的拉力F 、以及第2011与2012个小球之间的拉力T 大小。
如图所示在红色的矢量三角相中可得，）（1...2089tan F mg =α如图所示选择全部5000个小球作为研究对象，小球受到重力5000mg ，水平向右的拉力F ，以及轻绳的拉力T ，方法总结：整体与隔离法的引入主要是为了研究多体中各组员内力的大小关系；但是很多题目的问法非常隐蔽，像本题问的是轻绳与水平方向夹角的正切值，但是本质还是考查内力的计算问题，所以在审题时一定要准确挖掘出题目的考点是处理此类问题的关键；典例（整体法与隔离法的配合使用）如图所示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球a 、b ，悬挂于 O 点．现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在 b 球上的力大小为 F 、作用在 a 球上的力大小为 2F ，则此装平衡时的位置可能是下列哪幅图（）【答案】C 【解析】本题的考点依然是多体问题中内力的计算，但是难点在于审题时要抓住题目涉及的隐含条件； 提示：本题的四幅区别在于细线oa 与细线ab 与竖直方向的夹角不同，要想比较二者的夹角大小就需要分别选择不同的研究对象进行处理；假设细线ab 的与竖直方向夹角的大小为θ1，对小球b 受力分析如图所示:结合矢量三角形法可得：mgF =1tan θ； 假设细线oa 与竖直方向的夹角大小为θ2，拉力大小为T/选择小球ab 整体进行受力分析：结合矢量三角形法可得：mgF 2tan 2=θ 因为2121.....tan tan θθθθ>⇒>，所以线绳ab 与竖直方向的夹角更大，故C 选项正确；反思：本题能否根据已知条件比较T 与T/的大小关系？方法总结：（1）当研究系统中只有两个组员时，题目的问题往往会针对两个组员之间的内力来发问；但是发问的方式通常比较隐蔽；像例5这样的题目就是这样的；（2）一般情况下处理多体问题时，不可能通过一步整体法或一步隔离法就能够求出结果，绝大多数的题目在处理时往往需要整体法和隔离法相互配合才能解出结果；模型一 “死结”模型“死结”可理解为把绳子分成两段，且不可以沿绳子移动的结点。
“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳，因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等。
考点二、活结死结、动杆和定杆典例如图所示，电灯的重力G＝10 N，AO绳与顶板间的夹角为45°，BO绳水平，AO绳的拉力为F A，BO绳的拉力为F B，则()A．F A＝10 2 N B．F A＝10 N C．F B＝10 2 N D．F B＝10 N【解析】：结点O处电灯的重力产生了两个效果，一是沿OA向下的拉紧AO的分力F1，二是沿BO向左的拉紧BO绳的分力F2，画出平行四边形如图所示。
由几何关系得F1＝Gsin 45°＝10 2 N，F2＝Gtan 45°＝10 N，故F A＝F1＝10 2 N，F B＝F2＝10 N，故A、D正确。
【答案】：AD模型二“活结”模型“活结”可理解为把绳子分成两段，且可以沿绳子移动的结点。
“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。
绳子虽然因“活结”而弯曲，但实际上是同一根绳子。
【典例】(2017·天津理综·8)(多选)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。
如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是()A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移【解析】：本题考查物体受力分析、物体的平衡。
衣架挂钩为“活结”模型，oa、ob为一根绳，两端拉力相等，设绳aob 长为L，M、N的水平距离为d，bo延长线交M于a′，由几何知识知a′o＝ao，sin θ＝L(d)，由平衡条件有2Fcos θ＝mg，则F＝2cos θ(mg)，当b上移到b′时，d、L不变，θ不变，故F不变，选项A正确，C错误。
将杆N向右移一些，L不变，d变大，θ变大，cos θ变小，则F变大，选项B正确。
只改变m，其他条件不变，则sin θ不变，θ不变，衣架悬挂点不变，选项D错误。
方法总结：研究显示活结在进行动态变化时有三个特点：1、结点的位置发生改变。
2、线与水平方向的夹角大小不变。
3、细线的拉力大小也不变。
4、细线的总长度与合外力大小都不变。
简称：活结三不变、一变。
模型三“动杆”模型【典例】如图所示，一根质量不计的横梁A端用铰链固定在墙壁上，B端用细绳悬挂在墙壁上的C点，使得横梁保持水平状态。
已知细绳与竖直墙壁之间的夹角为60°，当用另一段细绳在B点悬挂一个质量为M ＝6 kg的重物时，求横梁对B点的弹力和绳BC的拉力各为多大？(g取10 m/s2)[错解]设横梁对B点的弹力为F1，根据平行四边形定则作F2、G的合力F3，则F1与F3为平衡力，两者大小相等、方向相反，如图甲所示。
因为∠F2BG＝120°，所以F1＝F2＝F3＝G＝60 N[错因分析](1)绳的拉力特点没有掌握好，认为两段细绳在B点相连,其拉力大小相等,所以绳BC的拉力F2等于重物的重力Mg。
(2)横梁对B点的弹力方向可不沿杆BC。
[正解]设横梁对B点的弹力为F1，因横梁A端用铰链固定，故F1的方向沿横梁方向，绳BC对B点的拉力为F2，由于B点静止，B点所受的向下的拉力大小恒定为重物的重力，根据受力平衡的特点，横梁的弹力F1与绳BC对B点的拉力F2的合力一定竖直向上，大小为G＝Mg，如图乙所示。
根据以上分析可知弹力F1与拉力F2的合力大小F＝G＝Mg＝60 N由几何知识可知F1＝F tan 60°＝60 3 NF 2＝F cos 60°＝120 N 即横梁对B 点的弹力为60 3 N ，绳BC 的拉力为120 N方法总结1.杆的弹力可以沿杆的方向，也可以不沿杆的方向。
对于一端有铰链的轻杆，其提供的弹力方向一定是沿着轻杆的方向；对于一端“插入”墙壁或固定的轻杆，只能根据具体情况进行受力分析，根据平衡条件或牛顿第二定律来确定杆中的弹力的大小和方向。
2.一根轻绳上各处的张力均相等，分析时关键要判断是否是一根轻绳，如对于“活结”(结点可以自由移动)就属于一根绳子；对于“死结”(即结点不可自由移动)，结点两端就属于两根绳子，绳两端的拉力就不相等。