相互作用与共点力的平衡专题复习

1、学习必备欢迎下载高考综合复习一一相互作用与共点力的平衡专题复习总体感知知识网络力的概念、力的三要素r力是矢量、力的图示及示意图力的分类J按性质分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等 按效果分；拉力、推力、支持力、压力、动力' 阻力、向心力等快，卜 Gf= n|g(g = 95bl/l£g)重力方向士竖直向下作用点；物体重心注意；重心不一定在物体上)产生条件j两物体接触并发生弹性形变 大小，由物体所处的密件决定 方向：支持力和压力都垂直于接触面力力学中管见的三种力胡克定律：弹簧发生弹性形变时，9=屣滑动摩擦力方向；与物体楣对滑动方向相反与接触面相切)仄小：f 闽力的分解；接力

2、的实际效果分解方向：与物体相对运动趋势方向相反 翻摩擦力j大小,由物体的运动状态决定0 <F<FW 力的合成和分解产守平行四边球定则*一同,七国+闯其点力作用下物体的平衡|£；闻=° 实瞌：探究弹力和弹簧伸长的关系I卖骗，验证力的平行四边形定则考纲要求滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数 形变、弹性、胡克定律 矢量和标量 力的合成和分解 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 实验：验证力的平行四边形定则命题规律1 .有关弹力、摩擦力问题。其中对弹簧的弹力的分析应用、“弹簧模型”在不同物理情景下的综合应用 在高考中出现的频率很高；静摩擦力大小和方向的分析计算也是必考内容。2 .

3、共点力作用下物体的平衡，一直是高考热点。常考查重力、弹力、摩擦力三力平衡问题；或与电场力、 磁场力等综合的平衡问题。3 .合力与分力问题，共点力的合成问题，常结合实例分析合力与分力的等效替代特征，如交通运输、体 育竞技、人体骨骼等。预计这部分内容在今后的高考中随着高考题的难度、区分度的稳定，将保持现有水平，常见题型为选择 题。复习策略1 .解决力学问题的关键是对物体进行正确的受力分析。能够对物体进行受力分析的基础是正确而深刻地理解力的概念。对物体进行受力分析，一般有两种途径：其一是从力的概念出发，根据力的产生条件，判断力是否存在 以及力的方向等；其二是根据物体的运动状态来判断物体的受力情况。2

4、 .三种常见的力中，较难分析的是摩擦力，尤其是静摩擦力。滑动摩擦力的大小可由F二曲w求出。在复习过程中要注意理解正压力 是两接触面之间的弹力， 由于平时做多了在水平面上的 6=mg的题目，可能 产生了 F二四那g的误解，有这种情况的同学可以将水平面上滑动的物体、斜面上滑动的物体、沿竖直墙下滑 的物体及沿竖直圆轨道内侧做圆周运动的物体等几种情况放在一起考虑，通过自己的分析、对比，体会压力 与运动状态有关，以便建立起正确的认识。静摩擦力分析较为困难的原因是它的大小在一定数值范围内变化， 方向与相对运动的趋势方向相反。而相对运动的趋势又必须通过物体所受其他外力的状况或物体的运动状态 来判定。因此从物

5、体的运动状态和牛顿运动定律来分析静摩擦力更容易些，即从物体的运动情况去分析物体 受力或根据物体的受力去分析物体的运动状态，这就是动力学的基本思路，也是对“力是使物体运动状态改 变的原因”这句话的深刻理解。学生在日常生活中形成的前概念“力是维持物体运动的原因”（亚里士多德 的观点）严重地阻碍着学生建立正确的力的概念。而这个错误的认识又是根深蒂固的，即使在你熟记了力是 使物体运动状态改变的原因后，也会以不同的形式干扰你进行正确的受力分析。因此，要通过一定量的具体 实例的分析、练习，让自己建立起正确的力的概念，这是正确进行受力分析的保证。3 . 一谈到摩擦力，有些同学觉得摩擦力总是阻碍物体的运动，是

6、阻力，这种看法是错误的。 原因是把“阻碍物体的运动”和“阻碍物体间的相对运动”混淆了。摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，而不一定是阻碍 物体的运动，摩擦力既可以是动力，也可以是阻力，摩擦力的方向与相对运动和相对运动趋势方向相反，而 与运动方向则可能相同、相反，可能垂直，也可能是任意夹角。4 .力的合成与分解均满足平行四边形定则，在分析、判断和计算有关问题时，一定要注意矢量运算和代 数运算的区别。有关该内容的题目经常涉及数学中的几何知识，如三角形相似，两边之和大于第三边等等。只有把这些知识都能有机联系起来，才能够熟练、准确地解决有关问题。力的合成与分解是根据等效原理进 行的，实际上在合成过程中的合

7、力和分解过程中的分力不是真实存在的力，在分析和解决具体问题时，一定 要注意它们与真实力的区别和联系。第一部分常见的三种力知识要点梳理知识点一一一力的基本概念知识梳理1 .力的概念力是物体与物体的作用。2 .力的单位N3 .力的表示方法（1）力的图示；（2）物体受力的示意图。力的图示：用线段来表示力，线的长短表示力的大小，线的指向表示力的方向。箭尾（或箭头）表示力 的作用点，线段所在的直线叫做力的作用线。4 .力的三要素（1）大小；（2）方向；（3）作用点。5 .力的作用效果（1）使物体发生形变；（2）改变物体的）运动状态，使物体产生加速度。6 .力的分类按性质分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电

8、磁力、核力。按效果分：动力、阻力、压力、支持力、向心力。；场力:万有引力、电磁力按作用方式分匚牢二一 一按研究对象分：内力、外力。7 .四种基本相互作用万有引力、电磁作用、强相互作里、弱相互作用。疑难导析力的基本特性1 .物质性：由于力是物体对物体的作用，所以力是不能脱离物体而独立存在的，任意一个力必然与两个 物体密切相关，一个是其施力物体，另一个是其受力物体。2 .矢量性：力不仅有大小，而且有方向，在相关的运算中所遵从的是平行四边形定则。3 .瞬时性：所谓的力的瞬时性特征，指的是力与其作用效果是在同一瞬间产生的。4 .独立性：力的独立性特征指的是某个力的作用效果与其它力是否存在毫无关系，只由

9、该力的三要素来 决定。5 .相互性：力的作用总是相互的，物体 A施力于物体B的同时，物体 B也必将施力于物体 A而两个物 体间相互作用的这一对力总是满足大小相等，方向相反，作用线共线，分别作用于两个物体上，同时产生， 同种性质等关系。:关于力的下述说法中正确的是()A.力是物体对物体的作用，总是成对出现的B.只有直接接触的物体间才有力的作用C.由有一定距离的磁铁间有相互作用力可知：力可以离开物体而独立存在D.举重运动员是“大力士”，他的身上存在着很大的力答案：A解析：力是物体间的相互作用，施力物体同时也是受力物体，力必定是成对出现的，故A正确。有力作用的两物体不一定直接接触，物体是否接触并不是

10、所有的力产生的必要条件，如相隔一定距离的两个磁体间 便有相互作用，故 B错。磁体间有相互作用时虽没有直接接触，但力依然通过磁场(磁铁产生的特殊物质) 而产生，故C错误。举重运动员是“大力士”，的确不错，但若没有受力物体，他也空有一身本领，是不可 能产生任何力的，故 D错。知识点二 重力知识梳理重力的广生由于地球对物体的吸引而使物体受到的力注意：在地球表面附近可近似认为等于万有引力重力的大小可用弹簧秤测量注息：(1)物体的质量不会变(2) G的变化是由在地球上不向位置处g的变化引起的重力的方向总是竖直向下的注意：竖直向下是和水平囿垂直，不一定和接触回垂直重心因为物体各部分都受重力 作用，可认为重

11、力作用集中 一点即为物体的重心(1)影响重心位置的因素：物体的形状；物体的质量分布(2)确定方法：悬挂法注思：重心的位直小,定在物体上疑难导析一、重心1 .重心概念的实质是从作用效果上命名的，是一种等效的处理方法。2 .测量：物体的重心可用悬挂法测出(二力平衡原理)，但也不是说，所有物体的重心都可用悬挂法测 出，一般适用于薄板等。3 .几种情况的重心位置：(1)质量分布均匀，有规则形状的物体的重心即几何中心。(2)均匀杆或链的重心，随其形状变化而变化。(3)重心不一定在物体上，如匀质环。(4)质量分布不均匀的物体，重心位置除跟物体的形状有关外，还与物体的质量分布情况有关.例载重 汽车的重心，随

12、所装货物多少和装载位置的变化而变化。4.几何上所讲的重心，是三条中线的交点，不是物理概念中的重心。同时注意“重心”也不能认为是“中 心”。二、重力与万有引力的区别与联系重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，但不能认为重力就是地球对物体的吸引力。因为此引 力除产生重力外，还要提供物体随地球自转所需的向心力，如图所示。因物体在地球上不同的纬度处随地球自转所需的向心力大小不同，不过由于此原因引起的重力变化不大，尸%附加g二G不-一般情况下，可不考虑地球的自转效应，近似地认为人曲。重力的方向竖直向下，垂直于水平面，不受其他作用力的影响，与物体的运动状态也没有关系，而万有引力的方向永远指向地心。命

13、斗” :关于重力的产生，下列说法中正确的是()A.只有静止的物体才受重力B.只有在空中运动的物体才受重力C.绕地球运动的人造卫星不受重力D.地球本身不受重力答案：D解析：重力是由于地球对物体的吸引而产生的，地球周围的物体都要受到地球的吸引。因此，物体所受 到的重力的作用，与这个物体的运动状态无关，与物体是否接触地面也无关。人造卫星绕地球飞行，仍然受 到地球的吸引作用，即仍然受到重力作用。力是物体对物体的作用，由于地球吸引而使物体受到的力叫重力。 而物体对地球的吸引作用，不是地球的重力，地球也不能对自己产生重力作用。点评：重力的施力物体是地球，受力物体是地球上的一切物体，不管物体处于何种状态，物

14、体都要受到 重力的作用。知识点三弹力知识梳理1 .弹性形变和弹力(1)形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变，叫做形变。(2)弹性形变：有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。(3)弹力：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，这种力叫做弹力。(4)弹力产生条件：物体直接相互接触；物体发生弹性形变。(5)弹性限度：物体如果形变过大，超过一定限度，撤去作用力后，物体就不能完全回到原来的形状。 这个限度叫做弹性限度。2 .弹力的大小(1)胡克定律：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x成正比，即F=kx,这个规律叫做胡克定律。其中k称为

15、弹簧的劲度系数。(2) 一般情况下应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿第二定律来计算。疑难导析一、关于弹力有无的判定相互接触的物体不一定发生形变，因此不一定产生弹力，那么如何判断有无弹力呢？通常有两种方法。持原来的状态，从而判断物体在接触处是否受到弹力作用。(1)利用“假设法”判断要判断物体在某一接触处是否受到弹力作用，可假设在该处将与物体接触的另一物体去掉，看物体是否能够保例如，如图所示，有一球放在光滑水平面AC上，并和光滑斜面 AB接触，球静止，分析球所受的弹力。可用“假设法”，即假设去掉 AB面，因球仍然能够保持原来的静止态，则可以判断出在球与AB面的接触处没有弹力；假设去掉 AC面

16、，则球将向下运动，故在与 AC面的接触处球受到弹力，其方向垂直于AC面竖直向上。(2)根据物体所处的状态判断静止(或匀速直线运动)的物体都处于受力平衡状态，这可以作为判断某个接触面上弹力是否存在的依 据。例如：如图所示，光滑球静止在水平面AC上且和AB面接触，球静止，分析球所受的弹力。由于离开AC面上的弹力球将无法静止，故 AC面上弹力是存在白AB但是如果 AB面上有弹力，球就不能保 持静止状态，与实际情况不符，故AB面对球的弹力是不存在的。二、关于弹力方向的判定弹力是接触力，不同的物体接触，弹力方向的判断方法不同：例如，绳子只能产生拉力，物体受绳子拉 力的方向总是沿绳子指向其收缩的方向。桌面

17、产生的支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体。杆 的弹力比较复杂，不一定沿杆也不一定垂直于杆，需根据受力情况或物体运动状态而定。除绳和杆所受弹力之外，还时常遇到以下三种情况：1 .面面接触：弹力的方向垂直于接触面。2 .点面接触：弹力的方向通过点且垂直于接触面。3 .点点接触：弹力的方向垂直于公切面。总之：弹力方向垂直“面”，没有面的画“切面”。 :在半球形光滑容器内， 放置一细杆，如图所示，细杆与容器的接触点分别为 A B点，则容器上A B两点对细杆的作用力方向分别为()A,均竖直向上B.均指向球心C. A点处指向球心，B点处竖直向上D. A点处指向球心，B点处垂直细杆向上答案：DA点

18、弹力方向指向球心；而 B解析：对A点是点点接触，应过 A点做圆的切面，其弹力垂直于切面，因此点属于点面接触，其弹力必垂直于AB杆向上。故D正确。知识点四一一探究弹力与弹簧伸长的关系内容展示实验目的1 .探索弹力与弹簧伸长的定量关系；2 .学习所用的科学方法实验器材弹簧、直尺、钩码一盒、铁架台实验原理弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关。沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产 生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。用悬挂法测量弹簧的弹力运用的正是弹簧的弹力与挂在 弹簧下面的祛码的重力相等。弹簧的长度可以用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来 的长度进行计算。

19、数据处理可以由列表、图象两种办法进行处理。实验步骤1 .把弹簧悬吊在铁架台上，让弹簧自然下垂，在弹簧不挂钩码时测量弹簧的原长2.将已知质量的祛码挂在弹簧的下端，在平衡时测量弹簧的总长并计算祛码的重力，填写在记录表格里上。5 .作图得到的是如图甲所示的图象。尽管是直线，也就是一次函数，但不够简洁，即不是刚好反映函数 间的正比关系。处理的办法是将坐标轴平移，就可以得到一个从原点出发的函数图象（图乙）.这个平移的 意义正是弹簧的长度之差，与所要考虑的伸长多少相关。平移后将横坐标由弹簧的长度改为弹簧的伸长量。甲乙6 .进而找到弹簧的伸长量为自变量，写出实验得到的曲线所代表的函数即弹力与弹簧伸长量的关系

20、。7 .当函数表达式中出现常数时，试解释这个常数的物理意义。8 .运用表中的数据计算验证所得的函数关系。方法攻略 注意事项1 .悬吊弹簧时要让它自然下垂，别忘了测量弹簧的原长 4。2 .每改变一次拉力的大小就要做一次测量记录。为了探索弹力和弹簧伸长的关系，要尽可能多测几组数 据，以便在坐标纸上能描出更多的点。3 .实验时拉力不要太大（即钩码不能过多），以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度。要注意观察， 适可而止。4 .在坐标纸上尝试描画一条平滑曲线（包括直线）时，要顺着各点的走向来描，描出的点可以不一定正 好在曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。5 .写出曲线所代表的函数时，建议首先尝试

21、用一次函数，如果不行再考虑其他函数。误差分析1 .本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差。2 .弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响。3 .为了减小误差，要尽量多测几组数据。:某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻 度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作4 ；弹赞下端一个50 g的祛码时，指针指示的刻度数值记作4;弹簧下端挂两个 50 g的祛码时，指针指示的刻度数值记作 % ;；挂七个50 g的祛码时，指 针指示的刻度数值记作 Ao .

22、（1）下表记录的是该同学已测出的 6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是 和 测量记录表：代表符号5Li口Lt国度敷值/cm1. 70*4。& 108.6010.312.1(2)实验中，G和匕两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。(3)为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值:£ 二。一。 = 6.90 cm ,“广 4 .。= 6.90 cm , & = % - A 7 7.00 cm 。请你给出第四个差值：&二 =cm。(4)根据以上差值，可以求出每增加50g祛码的弹簧平均伸长量

23、 AZ。AZ用& %/4表示的式 子为:AZ =。代入数据解得 AZ = cm。(5)计算弹簧的劲度系数k=N/m。 ( g取9.8 m/J )答案:(1) 4、4(2) 6.85 (6.84 6.86) ; 14.05 (14.04 14.06 )d、+跖 + & +&(3)7.20 (7.18 7.22) (4)4x4； 1.75(5) 28解析：(1)有效数字的读数不符合要求。(2)由图中箭头指示的数看出结果，注意估读。(3)由第二问中的数据直接求得结果。-4+各 + & + 4A -A -A -d 二必£ « =;(4)由题中原理有

24、必一出一的一出 一一口L ,而4,因而有T6.90 + 6.90+7,00+7.204x44x4.mg 50x10-3x9.8(5)由加g =,得一皿一 L乃xio" N/m=28 N/m。知识点五一一摩擦力知识梳理1 .摩擦力两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。2 .产生条件(1)相互接触的物体间有弹力；(2)接触面粗糙；(3)接触面间有相对运动或相对运动趋势。这三个 条件缺一不可。3 .静摩擦力(1)定义：两个相互接触的物体间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，这时的摩擦力叫做静摩擦力。(2)静摩擦力的

25、方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。(3)静摩擦力的特点：静摩擦力与外力有关，在两物体接触面上的弹力一定的情况下，静摩擦力有一个最大值，叫做最大静摩擦力，两物体间实际的静摩擦力f在零与最大静摩擦力之间，即4 .滑动摩擦力(1)定义：当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。(2)滑动摩擦力的方向：总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反。(3)滑动摩擦力的大小跟正压力成正比。用国表示正压力的大小，则有 F二岛 ,其中以是比例常数(没有单位)，叫做动摩擦因数。疑难导析一、常见三种性质的力的比较产生条件大小力向作用点联系由于地

26、球的吸引与物体的质量成正比G-mg总是竖直向卜在物体的重心弹力是摩 擦力产生 的必要条 件之一弹力物体之间接触并发生弹性形变对弹簧：由弹性形变的大小决定弹簧的弹力F-h与物体的形艾方向相反在接触面上摩擦力接触物体间相互挤压并发生相对静摩擦力由外力或运动状态确定。滑动摩擦力与相对运动或相对运动趋势力向相反在接触面上运动或用相对运动趋势至-注意：压力与重力易混淆，误认为压力就是重力，或者知道压力和重力不是同一个力，但误认为二者总是等大，至少水平支撑面的压力与重力等大。其实这些认识都是错的，压力与重力等大的条件是物体要静止 放在水平支撑面上（或与水平支撑面一起做匀速直线运动），并且不能受到在竖直方向

27、有分力的其他力的作用。分清压力和重力十分重要，例如：滑动摩擦力公式中的斗是正压力，不是重力。又如用弹簧秤测量物体的重力，弹簧秤反映的是其产生的弹力大小，欲让弹簧秤能测出重力，物体必须静止竖直悬挂在弹簧秤下。二、静摩擦力的有无及方向的确定方法判断物体间有无静摩擦力及确定静摩擦力的方向时常用的方法有三种：1 .根据“静摩擦力与物体相对运动的趋势方向相反”来判断。关键是搞清“相对”的含义。在具体应用 时，可先假定接触面光滑，如果这时物体与接触面发生相对滑动，可知物体与接触面有相对运动趋势。而相 对运动趋势方向即为假定光滑时物体相对接触面运动的方向。2 .根据摩擦力的效果来判断：如平衡其他力、做动力、

28、做阻力、提供向心力等来判断其方向；再根据平 衡条件或牛顿运动定律来计算大小。用牛顿第二定律判断，关键是先判断物体的运动状态（即加速度方向）， 再利用牛顿第二定律（F-ma）确定合力的方向，然后受力分析判定静摩擦力的方向。如图中物块 A和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做匀加速直线运动时，摩擦力使 A物体产生加速度，大小为 ma,方向水平向右。3 .利用牛顿第三定律来判断.此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的 摩擦力方向，再确定另一物体受到的摩擦力方向。三、静摩擦力大小的确定静摩擦力大小与压力无关，但其最大值与压力有关，静摩擦力可以在一定范围内调整大小使物体

29、保持相 对静止。其大小可以用下面两种方法判断：1 .物体处于平衡状态时利用力的平衡条件来判断其大小；即静摩擦力的大小等于与之平衡的外力大小。2 .物体有加速度时，若只有摩擦力，则 F-ma.例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生P向心加速度。若还受其他力，则 含 ，先求合力再求摩擦力。这种与运动状态有关的特点，与滑动摩擦 力不同。 四、对滑动摩擦力公式 F = % 的进一步理解片、 1. 叫动摩擦因数，它与接触面的材料、表面的粗糙程度有关，无单位。2 .滑动摩擦力F的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关。3 .公式 F二阳T中的&是两个物体接触面间的压力，称为正压力(

30、垂直于接触面的力)，性质上属于弹力，它不是物体的重力，大小也不一定等于物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件加 以确定。五、受静摩擦力的物体一定静止吗？摩擦力一定与运动方向相反吗？物体是否受到静摩擦力与物体处于静止还是运动状态没有关系，关键是物体相对于其接触的物体是否静 止，像皮带传送机把货物运往高处，物体是运动的，但物体相对于皮带没有滑动，受到的是静摩擦力。其实， 生活中很多运动的物体都受到静摩擦力的作用，如一个人端着一杯水走路，杯子受到手的摩擦力；人走路时 受地面的摩擦力；站在启动的火车上的人受到车厢底板的摩擦力；拔河比赛时人受绳子的摩擦力等都是静摩 擦力。因此受静摩擦力的物体可以是静

31、止的，也可以是运动的。一谈到摩擦力，有人觉得摩擦力总是在阻碍物体的运动，是阻力。其实不然，原因是他把“阻碍物体的 运动”和“阻碍物体间的相对运动”混淆了，摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，而不一定 阻碍物体的运动。滑动摩擦力的方向与物体间相对运动的方向相反。因此，判断摩擦力方向时一定明确“相对”的含义， “相对”既不是“对地”，也不是“对观察者”。“相对”的是跟它接触的物体，所以滑动摩擦力的方向可 能与物体运动方向相反，也可能相同，也可能与物体运动方向成一定的夹角。 :如图所示，匀质球被一轻质细绳斜拉着靠在墙上保持静止，则关于墙对球的摩擦力的正确说法是()A.没有摩擦力B.有向上的

32、摩擦力C.有向下的摩擦力D.不能确定答案：B解析：匀质球处于静止状态，取 O为转动轴，对球有转动贡献的只有绳AC的拉力T和墙给球的静摩擦力f , T使球有逆时针的转动效果。由平衡条件可知f使球应有顺时针的转动效果，才能使球处于平衡状态。故f的方向应向上，选项 B正确。典型例题透析类型一一一对力、重力、重心概念的理解1 .力是物体间的相互作用(1)力不能离开物体而单独存在，谈到一个力时，一定有“施力”和“受力”两个物体，施力物体和受 力物体是同时存在的。所以力总是对应一对物体。(2)力的作用是相互的，物体甲对物体乙施加受力的同时，必然受到乙对甲的作用力，因此说施力物体 同时也是受力物体。例如人站

33、在地面上，人对地面施加了压力，人是施力物体，地面是受力物体，而地面同 时对人施加支持力的作用，地面是施力物体，人是受力物体。所以力总是成对出现。但对某一物体而言，可能有多个施力物体，寻找施力物体是我们在对物体进行受力分析，判断物体是否 受多个力的一种好方法。2 .重力的方向是竖直向下的，也可以说成是垂直于水平面向下，但不是垂直向下。重力的大小仅与物体 的质量m及当地的重力加速度 g有关，与物体本身的形状和运动状态等其他因素无关。3 .对重心的理解(1)重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。(2)质量分布均匀的物体，重心的位置只跟物体的形状有关。有规则几何形状的均匀物体，它的重心的 位

34、置在它的几何中心，如实心铅球的重心在球心。(3)质量分布不均匀的物体，重心的位置与物体的形状有关，还跟物体质量的分布情况有关。悬挂物静 止时，悬线所在直线必过重心，两次悬挂找交点，交点即为重心位置。(4)物体重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，例如一个平板的重心在板上，而一个铁环的重心 就不在铁环上。(5)重心的位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关，但一个物体的质量分布发生变化时，其重心 的位置也发生变化。例如一个充气的篮球，其重心在几何中心处，若将篮球内充入一定量的水，则充水的球 相对于原球重心将下移。 1、质量为2 kg的物体被一根乡田绳悬吊在天花板下静止( g取9.8 N/ kg

35、),则以下说法正确的是 ()A.物体重力大小等于 19.6 NB.物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同，所以它们是同一个力C.剪断细绳后，物体不受任何力的作用D.物体的各部分中，只有重心处受重力思路点拨：由重力和质量的关系可知 仔二超=2X9.8N=19.6 N , A选项正确；判断两个力是否是同一个力不能仅看大小、方向是否相同，还要看作用点、性质等因素。物体对绳的拉力，施力物体是该物体，受力物体是绳，作用点在绳上，属于弹力，而重力的施力物体是地球，受力物体是该物体，作用点在物体上，它们不是同一个力，B选项不正确；剪断细绳后，物体仍受重力作用，C选项不正确；物体的各部分都受重力,从“效果

36、”上看跟重力作用在重心一样，D选项错。答案：A总结升华：理解重力的关键：（1）方向竖直向下。（2）重力的大小与物体的运动状态无关，但随高度 和纬度的不同而不同。（3）拉力或压力不一定等于重力。举一反三【变式】关于重力的大小，下列说法中正确的是（）A.物体的重力大小总是恒定的B.同一地点，物体的重力与物体的质量成正比C.物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受到的重力D.物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力答案：B解析：物体重力的计算式为 仃二加g,物体的质量m是恒定的，但g的取值与地理位置有关。对同一地点g的取值相同，随着物体所处的地理位置纬度的升高，g值将增大；随高度的增加 g值将减小。

37、因此，不能认为物体的重力是恒定的，故选项A错，选项B正确。由公式可知，物体所受的重力与物体的质量和g值有关,与物体是否受其他力及运动状态均无关，故选项C错误。用测力计竖直悬挂重物只有静止时，物体对测力计的拉力才等于物体的重力，故选项D错误。类型二弹力的产生及方向1 .接触且有弹性形变是弹力产生的充分条件，判断弹力的有无常用的方法是假设法：假设没有弹力，看 物体的运动状态是否改变。弹力的方向总是与恢复形变的方向相同。2 .弹力的方向（1）有明显形变的情况下，依据物体的形变方向来判断：弹力的方向与物体形变的方向相反。如：弹簧的弹力方向：伸长时与伸长方向相反，压缩时与压缩的方向相反。绳的拉力方向沿绳

38、与绳形变方向相反或与绳收缩方向相同。（2）微小形变时，形变方向不易观察，应依据物体间的接触面特点进行分析，可分为下面三种情形：面面接触，弹力方向垂直于接触面。点面接触：弹力的方向通过点且垂直于接触面。点点接触：弹力的方向垂直于公切面。(3)根据物体的受力情况，利用平衡条件或动力学规律判断。这种情况常见于杆发生拉伸形变和弯曲形变，也就是说杆的弹力方向不一定沿杆。2、如图所示，小车上固定着一根弯成 &角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球。试分析下列两种情况下杆对球的弹力方向:(1)小车处于静止状态；(2)小车以加速度 a水平向右运动。思路点拨：对于杆或硬质支撑物的弹力，有时无法直接判断

39、弹力方向，可根据物体所处运动状态，由平 衡条件和牛顿定律分析求得。【解析】(1)根据物体平衡条件可知，杆对球的弹力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg(2)选小球为研究对象，假设小球所受杆的弹力方向与竖直方向的夹角为9,如图所示，根据牛顿第二定律有：二,；' 摩两式相除得S。总结升华：杆对球的弹力方向与球的运动状态有关，并不一定沿杆的方向，这与轻绳所产生的弹力方向 是有区别的。举一反三【变式】在如图所示装置中分析 AB AC刊A点的弹力方向，不计 AB AC的重力。【答案】如图所示。【解析】用绳替换 AR原装置状态不变，说明 AB对A施加的是拉力；用绳替换 AC原状态不能维持, 说明A

40、C对A施加的是支持力。类型三胡克定律的探究与应用1 .胡克定律 二b中，k为弹簧的劲度系数，它由弹簧本身确定，当弹簧串接或并接时，组成的新弹簧的劲度系数的求解，要针对串接或并接后的新弹簧，利用此求解，而不能凭猜想解答。2 .在物理学中经常用图象处理物理问题，应用图象的好处是：直观、方便，根据已有数据选择坐标的标 度是作好图象的关健。作图象的方法是：用平滑的曲线(或直线)将坐标纸上的各点连接起来，若是直线， 应使各点均匀分布于直线两侧，偏离直线太大的点应舍弃，有时可以通过改变物理量的方法，把曲线变为直 线，使图象更直观。0i.ee2 0。3.CG* 001000M7 00标只知展x/10 -3m

41、抒则31&236 7830 6634 60心DOX SOOs、某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验。他先测出不挂祛码时弹簧下端指针 所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上祛码，并逐个增加祛码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如 下：(重力加速度g=9.8 m/s )(1)根据所测数据，在答题卡的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度底与祛码质量的关系曲线。I *14 »A-l，«», I，- nlrBiB Il *' 1中 ,1/rK-»* '*T=«黑 *-1 工«:Ih«:<:n

42、， *，&才* zi修.(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在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/mi思路点拨：题目要求学生知道用平滑的曲线连接，不要画成折线，并能够将曲线中的直线部分与胡克定 律联系起来，将曲线与弹性限度相联系，从而加深对物理规律的理解。答案:(1)如图:(2) 04.9; 25.8解析：(1)从表中所给的数据中计算出弹簧伸长与祛码质量的对应数值，在坐标图上描出各点，用平滑的曲线连接各点即可。注意不要画成折线。(2)符合胡克定律的部分是曲线的直线部分，直线在质量为500g处结束，所对应的弹力等于祛码的重力，F=mg=4.9 N

43、 ,故在04.9N范围内满足胡克定律4.9 N时对应的弹簧伸长量为 0. 34 m.F工二=25,8由胡克定律F=kx得上N/m。总结升华：本题取材于考试大纲要求的探索性实验"探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系”，重点考查考生 的实验能力和处理实验数据并得出正确结论的能力。举一反三【变式】用金属制成的线材(如纲丝、钢筋)受到的拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律。这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆，长为 4m横截面积为0. 8cl，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1 00

44、0,由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行 测试，通过测试取得数据如下：长度250 N300 X750 N1 000 NFD0,05 cm:0.04 cm0.08 cm0. 12 cm0.16 cm2nl0.05 cm10. OS cm0r 16 cm0.24 ctt)0. 32 cm1 m0. 10 cm1Q. 02 cm0.04 rm0,06 cm0. 08 E(1)测试结果表明线材受拉力作用后其伸长与材料的长度成 比，与材料的截面积成 比;(2)上述金属细杆承受的最大拉力为No怎/>4铲> 解析"盾一 u,田的 芸中甘(1)从原长分别

45、为1 m和2m时在相同力作用下的伸长量，可以看出其 伸长量与原长成正比；比较相同长度，横截面积分别为0.05。/和0.10。/ 的情况下，受到相同作用力时的伸长量，可以看出伸长量与横截面积成反比。4mx-1= 0.4cm2(2)长度为4m的金属杆最大伸长量为1000，从表中可以看出长1m,横截面积为0.10 Cffl的金属杆受1000 N的拉力时伸长量为 0.08 cm,则由(1)推出的关系可以看出长 1m,横截面积为0.8 CQ1的 金属卞f受1000 N的拉力时伸长量为 0.01 cm ,那么长4m横截面积为0.8 CO?的金属杆受1000 N的拉力时伸 长量为0.04 cm ,而在长度和

46、横截面积一定的情况下，受到的拉力与伸长量成正比，所以长4m,横截面积为0.8的金属杆伸长量最大为 0.4cm时，所受到的拉力应为10000 No类型四一一滑动摩擦力的计算及方向判断1 .滑动摩擦力的方向与物体间相对运动方向相反，而不是与物体的运动方向相反，有时滑动摩擦力的方 向也可与物体运动方向相同。2 .此类问题最容易犯的错误就是不分静摩擦力还是滑动摩擦力，一律用 F二叭进行求解。应当明确求摩擦力时首先要判断相互作用的两物体是相对运动还是相对静止，若相对静止，则要根据物体的运动状态求静摩擦力；若相对运动，则用 F二叫求解。4lr 4、如图所示，在倾角8二30°的粗糙斜面上放一物体，

47、重力为g现在用与斜面底边平行的力2推物体，物体恰能在斜面上斜向下匀速直线运动，则物体与斜面之间的动摩擦因数是多少？思路点拨：在垂直于斜面的方向上，利用平衡条件求出正压力力；在斜面内，利用平衡条件求出摩擦力弓；最后利用 马="时求动摩擦因数以。% = Geos 0= G解析：在垂直于斜面的方向上，物体受力平衡，即2,在斜面内，物体所受的推力F、摩擦力弓及重力的分力 Gsifl5 平衡，如图所示。由平衡条件得% = JW + (Gsin0y 二2以-% .而X -则物体与斜面间的动摩擦因数是为即 3 。总结升华：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

48、反”。2 .其步骤为：(1)选研究对象(即受摩擦力作用的物体)；(2)选跟研究对象接触的物体为参考系；(3)找出研究对象相对参考系的速度方向；(4)滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。举一反三【变式】在粗糙的水平面上放一物体 A A上再放一质量为 m的物体B, A B间的动摩擦因数为 口 (如图 所示)。施加一水平力 F于A计算下列情况下 A对B的摩擦力的大小。(1)当A、B一起做匀速运动时；(2)当A、B一起以加速度a向右匀加速运动时；(3)当力F足够大而使A、B发生相对滑动时。解析：胎叫来计(1)因A、B向右匀速运动，B物体受到的合力为零，所以 B物体受到的摩擦力为零。(2)因A、B无相

49、对滑动，所以 B受到的摩擦力是静摩擦力，此时不能用滑动摩擦力公式 算，用牛顿第二定律对B物体分析有Q二摘得弓二湘口。(3)因A、B发生了相对滑动，所以 B受到摩擦力是滑动摩擦力，即类型五静摩擦力的大小与方向相对运动趋势不如相对运动直观，具有很强的隐蔽性，所以静摩擦力的方向判断较困难，为此常用下面 几种方法判断：1 . “假设法”和“反推法”假设法：即先假定没有摩擦力(即光滑)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，方向与相对运动方向相反；若不能，则没有静摩擦力，换句话说，静摩擦力的存在是为了使两物体相对静止，若没有它，两物体也相对静止，就没有静摩擦力。分析组成反推法：是从

50、研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件, 条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就容易判断摩擦力的方向了。F-ma）确定合力，然后2 .根据物体的运动状态，用牛顿第二定律来判断此法关键是先判明物体的运动状态（即加速度方向），再利用牛顿第二定律（ 受力分析确定静摩擦力的大小及方向。3 .利用牛顿第三定律（即作用力与反作用力的关系）来判断此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确 定受力较少的物体受到的静摩擦力方向，再确定另一物体受到的静摩擦力。e5、如图所示，物体 m静止于倾角为6的斜面上，现用垂直于斜面的推力F=kt （k为比例常量、tASCD为时间）作用在物体上。从 t=0开始，物体

51、所受摩擦力/随时间t的变化的关系是图中的哪一个（）Cifaf思路点拨：物体原来就静止在斜面上，所受合力为零，施加推力F,使物体对斜面的压力增大，沿斜面方向上的力没有变化，合力仍为零，即静摩擦力等于物体的重力沿斜面向下的分力，D正确。答案：D点评：考查考生对静摩擦力特性的理解和掌握程度，如果学生认为静摩擦力与物体对斜面的压力成正比， 则会错选R举一反三【变式】指明物体A在图所示四种情况下所受的静摩擦力的方向:（1）物体A静止于斜面上，如图甲所示；（2）物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上，如图乙所示；（3）物体A放在车上，当车在刹车过程中，随车一起停止运动，如图丙所示;（4）物体A在水平转

52、台上，随转台一起匀速转动，如图丁所示。【解析】静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，判断相对运动趋势方向可来用“假设法”，即 先假设接触面光滑，然后分析在假设条件下物体是否发生相对滑动。若滑动，说明原来物体有相对运动趋势, 且相对运动趋势方向与假设条件下的滑动方向相同；若不滑动，则说明原来物体没有相对运动的趋势。运用假设法不难判断出图甲中物体有沿斜面向下滑动的趋势，所受的静摩擦力沿斜面向上。图乙中的物体A有向右滑动的趋势，所受静摩擦力沿水平面向左。判断静摩擦力方向，还可以根据共点力平衡条件以及牛顿第二定律判断。图丙中，A物体随车一起向右减速运动，其加速度方向水平向左， 故A物体所受静摩擦力

53、方向水平向左（与加速度同向）。图丁中，A物体随转台匀速转动，做匀速圆周运动，其加速度总指向圆心，则A受到的静摩擦力也总指向圆心。第二部分力的合成与分解知识要点梳理知识点- 力的合成知识梳理1 .合力与分力当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力 的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。2 .力的合成求几个力的合力的过程或求合力的方法，叫做力的合成。3 .平行四边形定则两个力合成时，以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代表合力的大 小和方向，这个法则叫做平行四边形定则。4 .共点力如果一个物体

54、受到两个或更多力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一个点上，或者虽不作用在同 一个点上，但它们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。5 .合力与分力的关系合力与分力是等效替代关系。疑难导析一、合力与分力合力和它的分力是力的效果上的一种等效替代关系，而不是力的本质上的替代。一个力若分解为两个分 力，在分析和计算时，若考虑了两个分力的作用，就不可考虑这个力的作用效果了；反过来，若考虑了合力两个分力之间的夹角 g,合力F会发生改变。(1)当g角减小时，合力F增大。当g二。, 时，f最大,F = F+%(3)当g角增大时，合力F减小。(4)当 心1腑时，合力最小，'一|4一片1,方向与较

55、大的分力方向相同。总结以上几点，得出二力合成的合力大小的取值范围是? g值越小合力的值越大。如果是三个力合成，片、耳和片同向共线时合力最大，当任意两者之和大于第三者时，合力最小为零。二、求两个共点力的合力的两种解法共点力是各个力的作用点在同一点上或各个力的作用线延长后交于一点，在共点力作用下的物体仅能发生平动，不会产生转动。对两个共点力的合成一般采用如下两种方法：(1)作图法：就是根据两个分力的大小和方向，用力的图示法，从力的作用点起，按同一标度作出两个分力耳网,再以耳 弓为邻边作出平行四边形，从而得到 年鸟之间的对角线，根据表示分力的标度去度量该对角线，对角线的长度就代表了合力的大小，对角线与某一分力的夹角就可以代表合力的方向，如图所 示。4=45 N,瓦=60 N, %75 N, &二530 .即合力大小为75 N ,与耳的夹角为53°。(2)计算法可以根据平行四边形定则作出示意图，然后根据几何知识求解平行四边形的对角线，即为合力.以下是 合力计算的几种特殊情况。相互垂直的两个力的合成，如图所示：产二庐# 讪