高中物理力复习与巩固基础知识讲解

PAGE/r/n力复习与巩固/r/n编稿：周军审稿：/r/n吴楠楠/r/n【知识网络】/r/n力/r/n力/r/n重力/r/n弹力/r/n摩擦力/r/n力/r/n力的合成与分解/r/n相互作用/r/n力的合成/r/n力的分解/r/n相互作用/r/n力的合成与分解/r/n相互作用/r/n力的合成与分解/r/n基本规则：平行四边形定则，/r/n一个常用方法：正交分解法/r/n重力/r/n大小/r/n：/r/nG=mg/r/n，/r/ng/r/n=9.8N/kg/r/n方向：竖直向下/r/n等效作用点：重心/r/n摩擦力/r/n滑动摩擦力：大小：/r/n；方向：与物体相对运动方向相反/r/n静摩擦力：大小：/r/n；方向：与物体相对运动趋势方向相反/r/n三种性质力/r/n弹力/r/n大小：由物体所处的状态、所受其它外力、形变程度来决定/r/n方向：总是跟形变的方向相反，与物体恢复形变的方向一致/r/n胡克定律：F=-kx/r/n1、理解重力产生的条件，清楚重心采用了等效的方法。/r/n2、知道弹力与摩擦力产生的条件。理解弹力与摩擦力之间的关系。会求静摩擦力和滑动摩擦力。/r/n3、理解力的合成满足平行四边形定则。知道两个力合力的范围，会求三个或多个力的合力。/r/n4、理解力的分解是合成的逆运算，注意分解时力的作用点不能变。清楚合成与分解只是研究问题的方法，不能说物体同时受到合力与分力。/r/n【考点梳理】/r/n知识点一、力的概念/r/n（1）力是物体之间的相互作用。力不能脱离物体而存在。/r/n“/r/n物体/r/n”/r/n同时指施力物体和受力物体。/r/n（2）力的作用效果：使物体发生/r/n形变或使物体的运动状态发生变化。/r/n（3）力的三要素：大小、方向、作用点。力的三要素决定了力/r/n的作用效果。/r/n（4）力是矢量，既有大小，又有方向。力的单位：N/r/n（5）力的分类：/r/n按力的性质分：可分为重力、/r/n弹力、摩擦力等。/r/n按力的效果分：可分为压力、/r/n支持力、动力、阻力等。/r/n知识点二、重力/r/n（1）重力不是万有引力，重力是由于万有引力产生的。/r/n（2）重力的大小/r/nG=mg/r/n，在同一地点，物体的重力与质量成正比。/r/n（3）重力的方向竖直向下或与水平面垂直。但不能说重力的方向一定指向地心。/r/n（4）物体的重心位置与物体的形状以及质量分布有关。重心可以在物体上，也可以不在物体上。/r/n知识点三、弹力/r/n（1）产生条件：直接接触、弹性形变/r/n（2）确定弹力的方向:在硬接触中（除绳子和弹簧外），一定先找接触面，弹力的方向一定与接触面是垂直的。/r/n（3）绳子、弹簧的弹力的方向一定沿绳子或弹簧。轻杆所受力的方向不一定沿杆。/r/n（4）胡克定律/r/nF＝/r/n-/r/nkx/r/n，指的是在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量成正比。/r/n（5）同一根张紧的轻绳上拉力/r/n处处相等。/r/n知识点四、摩擦力/r/n（1）产生条件：a：相互接触且发生弹性形变b：有相对运动或相对运动趋势c:接触面粗糙/r/n（2）求摩擦力一定要首先清楚是静摩擦力还是滑动摩擦力。/r/n滑动摩擦力的大小才可以用/r/n求解，/r/n指正压力，不一定等于物体的重力；/r/nμ/r/n是动摩擦因数，与相互接触的两个物体的材料有关，还跟粗糙程度有关。/r/n（3）摩擦力的方向可以和运动方向相同也可以相反，但一定与相对运动或相对运动趋势的方向相反。/r/n（4）摩擦力的方向一定与接触面平行，一定与弹力的方向垂直。/r/n（5）摩擦力可以作为动力，也可以作为阻力。/r/n知识点五、力的合成/r/n（1）力的合成满足平行四边形定则，不是代数加减。/r/n（2）两个力合力的范围/r/n，/r/n在这之间的所有的力都有可能，这是由这两个力的夹角大小来确定的。/r/n（3）合力可以和分力一样大，可以比分力小，也可以比分力大。/r/n（4）求三个力合力的范围，最大为三个力相加。最小值可以先将两个力合成，如果第三个力在这个范围，合力最小就是零。若不在这个范围，相减的最小值就为这三个力的最小值。/r/n知识点六、力的分解/r/n（1）力的分解是合成的逆运算，同样满足平行四边形定则。/r/n（2）将一个力进行分解时，力的作用点不能变。一般依据力的作用效果分解。/r/n【典型例题】/r/n类型/r/n―/r/n、有关重力的理解/r/n例/r/n1、/r/n（2016宁夏期末考）下列关于重力的说法中正确的是（）/r/n只有静止的物体才受到重力作用/r/n一个挂在绳子上的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力/r/n重力没有施力物体/r/n在地面上同一点，质量大的物体受到的重力大/r/n答案/r/n：/r/nD/r/n解析/r/n：/r/n地球表面上的任何物体均会受到重力的作用，不论是静止还是运动，A错；拉力是弹力，和重力性质不同，重力是由于地球的吸引而产生的，B错；重力是由于地球的吸引而产生的，故重力的施力物体是地球，C错误；同一点重力加速度相同，故质量大的物体重力越大，D正确。/r/n总结升华/r/n：/r/n重力是由于地球的吸引而产生的，其实是地球对物体引力的一个分力，重力的大小为G=mg，方向总是竖直向下，注意重力和拉力是不同性质的力。/r/n举一反三/r/n【变式1】/r/n一个物体的重力G，在下列哪些情形下要发生变化/r/n：（）/r/nA．从赤道拿到两极去/r/n /r/n /r/nB．把它送到月球上去/r/nC．把它放到水里/r/n /r/n /r/n /r/nD．减少它的质量/r/n解析：/r/n要清楚重力的大小/r/nG/r/n=mg，即物体的重力大小既与物体的质量有关，又与物体所处的位置有关。/r/n答案：/r/nABD/r/n例2、/r/n关于物体的重心，以下说法中正确的是/r/n：（）/r/nA．物体所受重力的作用点，叫物体的重心/r/nB．重心一定在物体的内部/r/nC．用线悬挂物体，当物体静止不动时，悬线的方向一定/r/n过/r/n物体的重心/r/nD．花样滑冰运动员在冰上做各种动作时，他（她）们的重心位置不变/r/n解析/r/n：/r/n物体所受重力的作用点，叫物体的重心/r/n，A正确。重心不一定在物体上，B错。/r/n用线悬挂物体，当物体静止不动时，悬线的方向一定通物体的重心/r/n，这可以根据二力平衡得知，C对。重心的位置与物体的形状有关，D错。/r/n答案：/r/nAC/r/n总结升华：/r/n物体的重心采用了等效的方法，物体的重心不一定在物体上，物体重心的位置与物体的形状以及质量分布有关。/r/n举一反三/r/n【变式】/r/n对于运动着的体操运动员来说，其重心位置的正确说法是/r/n：（）/r/nA．重心的位置总不变/r/nB．重心的位置总在身体内部/r/nC．运动员的体姿改变，重心的位置可能改变/r/nD．运动员在运动中，某瞬间重心可能在身体以外/r/n解析：/r/n物体重心的位置与物体的形状以及质量分布有关。/r/n答案：/r/nCD/r/n类型二、有关弹力/r/n例3/r/n、对于弹力产生的条件和方向，下列说法正确的是/r/n：（）/r/nA．/r/n弹力产生的条件是接触还要有形变/r/nB/r/n．/r/n只要两个物体接触也就有了形变，当然也就有了弹力/r/nC/r/n．/r/n弹力的方向一定与接触面平行/r/nD/r/n．/r/n弹力的方向一定与接触面垂直/r/n解析/r/n：/r/n两个物体接触不一定发生形变，比如刚好接触但没有挤压；/r/n弹力的方向一定与接触面垂直。/r/n答案：/r/nAD/r/n总结升华：/r/n弹力的产生需要接触和形变,弹力的方向一定与接触面垂直。/r/n举一反三/r/n【变式】/r/n一辆拖拉机停放在水平地面上，下列说法正确的是：（）/r/nA/r/n．拖拉机和地面之间有弹力作用，其原因是地面发生了形变，拖拉机并未发生形变/r/nB/r/n．地面受到向下的弹力，是由于拖拉机发生了形变/r/nC/r/n．地面受到向下的弹力，是由于地面发生了形变/r/nD/r/n．拖拉机受到向上的弹力，是由于拖拉机发生了形变/r/n解析：/r/n弹力产生时两个物体同时发生形变，形变物体是施力物体，而与形变物体接触的另一物体是受力物体。/r/n答案：/r/nB/r/n类型三、弹簧弹力/r/n例/r/n4/r/n、/r/n量得一只弹簧测力计3N和5N两刻度线之间的距离为2.5cm。求：/r/n（1）此弹簧测力计3N、5N刻度线与零刻度线之间的距离/r/n（2）此弹簧测力计所用弹簧的劲度系数/r/n思路点拨：/r/n此题考察弹簧的弹力，可用胡克定律求解。/r/n解析：/r/n（1）/r/n设3N、5N刻度线与零刻度线之间的距离分别为x/r/n1/r/n、x/r/n2/r/n，劲度系数为/r/nk/r/n根据胡克定律/r/nF=kx/r/n得：/r/n，/r/n解得：/r/n，/r/n（/r/n2/r/n）/r/n由/r/nF=kx/r/n，/r/n答案：/r/n（1）3.75cm、6.25cm（2）80N/m/r/n总结升华：/r/n弹簧的弹力与形变量之间满足/r/nF=kx/r/n，/r/nk/r/n为弹簧的劲度系数，它由弹簧本身确定/r/n。/r/n举一反三/r/n【变式】/r/n一根轻弹簧，在300N的拉力作用下，总长度为0/r/n./r/n65m，若拉力减小为100N，总长度为0/r/n./r/n55m，则该弹簧的自由长度为________m，弹簧的劲度系数为________N/m。/r/n解析：/r/n设弹簧的自由长度为x/r/n0/r/n，根据胡克定律/r/nF=kx/r/n，/r/n；/r/n/r/n两式联立解得x/r/n0/r/n=0.5m，k=2000N/m/r/n答案：/r/n0.5m、2000N/m/r/n类型四/r/n――/r/n静摩擦力/r/n例/r/n5/r/n、/r/n如图所示，水平面上叠放着两个物体A、B，若用力F拉B物体，但拉不动，试判断/r/n（1）A、B之间有无摩擦力/r/n（2）B与地面之间有无摩擦力/r/nA/r/nA/r/nB/r/nF/r/n思路点拨：/r/n静摩擦力有无判断经常采用假设法/r/n解析：/r/n（1）假设法。假设/r/nA、B之间有静摩擦力，A一定会运动。因此A、B之间没有摩擦力。/r/n（2）由于物体A、B都静止，可以把二者看成一个物体，假设B与地面之间有摩擦力，根据二力平衡，物体才能静止，因此，B与地面之间有摩擦力。/r/n答案：/r/n（1）无摩擦力（2）有摩擦力/r/n总结升华：/r/n静摩擦力作用于有相对运动趋势的两物体之间，与物体间相对运动的趋势方向相反。/r/n相对运动趋势具有很强的隐蔽性，所以静摩擦力的/r/n有无和/r/n方向判/r/n断/r/n较困难，常用假设法判断：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/r/n。/r/n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/r/n。/r/n举一反三/r/n【变式】/r/n（2015山东滨州北镇中学期末考）/r/n如图所示，质量为m的木块被水平推力F压着，静止在竖直墙面上，当推力F的大小增加到2F时，则（）/r/n /r/nA．/r/n /r/n木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍/r/n /r/nB．/r/n /r/n木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍/r/n /r/nC．/r/n /r/n木块所受墙面的弹力不变/r/n /r/nD．/r/n /r/n木块所受墙面的摩擦力不变/r/n【答案】AD/r/n【解析】木块处于静止，推力和墙壁的弹力平衡，重力和静摩擦力平衡．当推力增大为原来的2倍，则木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍．但摩擦力始终等于重力，保持不变．故A、D正确，B、C错/r/n误．故选AD．/r/n类型五、滑动摩擦力/r/n例/r/n6/r/n、/r/n用劲度系数/r/nk=490N/m/r/n的弹簧沿水平方向拉一木板，在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧的长度为12cm。若在木板上放一个质量为5kg的物体，仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板，弹簧的长度变为14cm。试求木板与水平桌面间的动摩擦因数/r/n思路点拨：/r/n滑动摩擦力的大小/r/n，其中/r/n表示两物体之间的压力。/r/n解析：/r/n当只有木板在水平桌面上做匀速直线运动时，滑动摩擦力等于弹簧的拉力，有/r/n，木板与桌面间的弹力/r/n，则/r/n（1）/r/n木板上放质量为/r/n的物体时，木板与桌面间弹力/r/n，则/r/n（2）/r/n由（1）（2）解得：/r/n答案：/r/n0.2/r/n总结升华：/r/n（1）/r/n滑动摩擦力作用于有相对运动的两物体之间，与物体间相对运动的方向相反，/r/n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/r/n。（2）/r/n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/r/n求解/r/n，/r/n是两个物体接触面间的压力，称为正压力（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。滑动摩擦力/r/nF/r/n的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关。/r/n举一反三/r/n【变式】/r/n（2015海南中学期末考）关于滑动摩擦力的说法中正确的是（/r/n）/r/n滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反/r/n运动着的物体不可能受静摩擦力作用，只能受滑动摩擦力的作用/r/n滑动摩擦力的方向总与物体相对运动的方向相反/r/n滑动摩擦力的大小与相应的正压力成正比/r/n【答案】D/r/n【解析】滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反.因此滑动摩擦力可能与物体的运动方向相反，也可能与物体的运动方向相同，故A错误，C正确。运动着的物体可能受静摩擦力作用，比如正在传送带上血向上运动的物体，故B错误。两物体之间有滑动摩擦力时，滑动摩擦力与正压力成正比，故D正确。/r/n类型六/r/n――/r/n力的合成/r/n例/r/n7/r/n、有5个力作用于一点O，这5个力构成一个正六边形/r/n的两邻边和三条对角线，如图所示，设/r/n，则这5个力合力的大小为多大？/r/n思路点拨：/r/n清楚力的合成满足平行四边形定则或三角形法则。/r/n解析：/r/n如果将F/r/n1/r/n和F/r/n4/r/n合成，合力大小为F/r/n3/r/n；F/r/n2/r/n和F/r/n5/r/n合成，合力大小为F/r/n3/r/n；因此这5个力的合力大小就是3个F/r/n3/r/n；因此这5个力合力的大小为/r/n答案：/r/n30N/r/n总结升华：/r/n力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用。这个力就是那几个力的/r/n“/r/n等效力/r/n”/r/n（合力）。力的平行四边形定则是运用/r/n“/r/n等效/r/n”/r/n观点，通过实验总结出来的共点力的合成法则，它给出了寻求这种/r/n“/r/n等效代换/r/n”/r/n所遵循的规律，作图法和计算法是运用这一规律进行共点力合成的具体方法。/r/n当然我们要巧用物理概念、物理规律和物理方法做出平行四边形去分析、研究、推理和论证，合理地选择合成的顺序，可使解题思路和过程变得简单明了、巧妙而富有创意。/r/n举一反三/r/n【变式】/r/n两个大小相等的共点力/r/nF/r/n1/r/n和F/r/n2/r/n，它们之间的夹角为90/r/n0/r/n时，合力大小为20N，则当它们之间的夹角为120/r/n0/r/n时，合力大小为多少？/r/n解析：/r/n由于F/r/n1/r/n和F/r/n2/r/n大小相等，夹角/r/n90/r/n0/r/n时，合力大小为20N，因此F/r/n1/r/n=F/r/n2/r/n=/r/nN，当它们之间的夹角为120/r/n0/r/n时，F/r/n合/r/n=F/r/n1/r/n=F/r/n2/r/n=/r/nN/r/n类型七、力的分解/r/n例/r/n8/r/n、/r/n已知力F的一个分力F/r/n1/r/n跟F成30/r/n0/r/n角，大小未知，另一个分力F/r/n2/r/n大小为/r/n，方向未知，则F/r/n1/r/n的大小可能是：（）/r/nA．/r/nB．/r/nC．/r/nD．/r/n思路点拨：/r/n力的分解满足平行/r/n四边形定则或矢量三角形法则。/r/n解析：/r/n画出矢量三角形，如图所示：/r/nF/r/nF/r/nF/r/n1/r/nB/r/nA/r/nC/r/nO/r/n30/r/n0/r/nD/r/nF/r/n2/r/n因为/r/n，从图上可以看出，/r/nF/r/n1/r/n的大小有两个可能值/r/n由直角三角形OAD，可知/r/n，/r/n由直角三角形ABD，可知/r/n，/r/n由图的对称性，/r/n，/r/n则分力/r/n，/r/n答案：AC/r/n总结升华：/r/n将一个力/r/nF/r/n分解为两个分力，根据力的平行四