专题03 力、力的合成与分解【考点清单】（原卷版）

第页专题03力、力的合成与分解清单01力的定义和特点1.定义：力是物体间的相互作用。2.三要素：大小、方向、作用点3.性质，①物质性：力是物体对物体的作用，一个物体受到力的作用，一定有另一个物体对它施加这种作用（即同时存在施力物体和受力物体）。力不能脱离物体而单独存在。‌②相互性：任何两个物体之间的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体。只要一个物体对另一个物体施加了力，受力物体反过来也肯定会给施力物体增加一个力。这种相互作用力必然是同时产生，同时消失的。‌③矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。这意味着力的效果不仅取决于其大小，还取决于其方向。④同时性：力同时产生，同时消失。这意味着力的作用不会随着时间的推移而改变，除非有其他因素介入。⑤独立性：一个力的作用并不影响另一个力的作用。这意味着在一个力的作用下，另一个力的作用效果不会受到影响。清单02重心的概念和物理意义1.概念：一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看，我们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．2.性质：重心不是真实存在的，是假象的一个点。3.思想方法：重心概念的提出用到了等效替代法。4.重心是重力的等效作用点，所以只要物体有重力就一定会有重心，但是重心却不一定在物体的几何中心，甚至不一定在物体上。清单03弹性形变和塑性形变1．弹性形变定义：物体在外力的作用下会发生形变，当外力撤销后有些物体可以恢复到原来的形状．物体这种能消除由外力引起的形变的性能，称为弹性（elasticity），外力去除后，形变完全消失的现象叫弹性形变（elasticdeformation）．2．范性形变定义：有些情况下当外力去除后，物体不能恢复原来的形状．外力去除后，物体遗留下来的形变称为范性形变（plasticdeformation）或塑性形变．材料的这种能产生范性形变的性能称为范性（plasticity）或塑性．3．弹性形变和范性形变的区别：两者的主要区别在于变形是否可恢复：弹性变形是可以完全恢复的，即弹性变形过程是一个可逆的过程；塑性变形则是不可恢复的，塑性变形过程是一个不可逆的过程．拓展延伸塑性成型定义：金属塑性成型是利用金属材料的塑性，使其在外力作用下改变形状、尺寸和改善性能．获得具有一定形状和尺寸精度的产品的加工方法．由于这种外力在多数情况下是以压力的形式出现的，因此也称为压力加工．材料在弹性范围内的形变小，而塑性形变时，形变十分显著，常常会使工件不能正常工作．所以，工程中一般都把物体形变限制在弹性范围内，要求材料有较高的强度．但是，在材料加工时，又要求材料有一定的塑性．除金属材料外，还有很多材料具有塑性形变的性质．某些在常温下难以发生塑性形变的脆性材料，在高温下则表现出良好的塑性．与非金属材料相比，金属材料的塑性形变能力都比较强，因而更广泛地用于塑性成型．塑性成型是金属加工的一种重要工艺方法，它不仅生活效率高、原材料消耗少，而且可以有效地改善金属材料的力学性质和组织．因此，塑性成型作为制造业的一个重要分支，广泛地用于工业制造中．据统计，全世界75%的钢材经过塑性成型；在汽车行业，生活锻件和冲压件的数量占零件总数的60%以上；在冶金、航空、船舶和军工等行业，塑性成型也都占有相当比重．清单04弹力的概念及其产生条件1．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的力叫弹力．（2）弹力的产生条件：①弹力的产生条件是两个物体直接接触，②并发生弹性形变．（3）弹力的方向：力垂直于两物体的接触面．①支撑面的弹力：支持力的方向总是垂直于支撑面，指向被支持的物体；压力总是垂直于支撑面指向被压的物体．点与面接触时弹力的方向：过接触点垂直于接触面．球与面接触时弹力的方向：在接触点与球心的连线上．球与球相接触的弹力方向：垂直于过接触点的公切面．②弹簧两端的弹力方向：与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状的方向．其弹力可为拉力，可为压力．③轻绳对物体的弹力方向：沿绳指向绳收缩的方向，即只为拉力．（4）弹力的大小：对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算．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．①胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F＝kx，还可以表示成△F＝k△x，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比．式中k叫弹簧的劲度系数，单位：N/m．k由弹簧本身的性质决定（与弹簧的材料、粗细、直径及原长都有关系）．②“硬”弹簧，是指弹簧的k值较大．（同样的力F作用下形变量△x较小）③几种典型物体模型的弹力特点如下表．项目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或施出拉力能受拉或受压，可施出拉力或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同绳只能发生渐变清单05胡克定律弹簧受到外力作用发生弹性形变，从而产生弹力．在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比．即F＝kx，其中，劲度系数k的意义是弹簧每伸长（或缩短）单位长度产生的弹力，其单位为N/m．它的大小由制作弹簧的材料、弹簧的长短和弹簧丝的粗细决定．x则是指形变量，应为形变（包括拉伸形变和压缩形变）后弹簧的长度与弹簧原长的差值．注意：胡克定律在弹簧的弹性限度内适用．胡克定律的应用（1）胡克定律推论：在弹性限度内，由F＝kx，得F1＝kx1，F2＝kx2，即F2﹣F1＝k（x2﹣x1），即：△F＝k△x即：弹簧弹力的变化量与弹簧形变量的变化量（即长度的变化量）成正比．（2）确定弹簧状态：对于弹簧问题首先应明确弹簧处于“拉伸”、“压缩”还是“原长”状态，并且确定形变量的大小，从而确定弹簧弹力的方向和大小．如果只告诉弹簧弹力的大小，必须全面分析问题，可能是拉伸产生的，也可能是压缩产生的，通常有两个解．（3）利用胡克定律的推论确定弹簧的长度变化和物体位移的关系：如果涉及弹簧由拉伸（压缩）形变到压缩（拉伸）形变的转化，运用胡克定律的推论△F＝k△x可直接求出弹簧长度的改变量△x的大小，从而确定物体的位移，再由运动学公式和动力学公式求相关量．清单06静摩擦力的概念及其产生条件1.定义：互相接触的两物体存在相对运动的趋势而又保持相对静止时，在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力，叫静摩擦力．2.产生条件：a：相互接触且发生弹性形变；b：有相对运动趋势；c：接触面粗糙。清单07最大静摩擦力的性质和应用1.如果用一个平行于地面的力推沙发，沙发没有被推动，此时沙发必然受到一个与之相反的力来平衡这个力，这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。2.像这样如果相互接触的两个物体之间没有发生相对运动，而只有相对运动的趋势，此时两个物体间的摩擦力叫作静摩擦力。3.如果推力增大，该静摩擦力也会增大，但是静摩擦力的增大有一个限度。当大于这个最大限度时，沙发被推动，沙发与地面之间的摩擦力变成滑动摩擦力。我们把这个最大限度叫作最大静摩擦力。清单08判断是否存在摩擦力1.考点意义：有很多题目会综合考查摩擦力的相关知识，不区分静摩擦力和滑动摩擦力，所以设置本考点。2.对于是否存在摩擦力可以按以下几个方法判断：①条件法：根据摩擦力的产生条件进行判断。a、接触面粗糙；b、两物体间存在弹力；c、有相对运动或相对运动的趋势。②假设法：假设有或者没有摩擦力，判断物体运动状态是否会改变。清单09合力与分力的定义及关系1．合力与分力（1）定义：一个力（F）作用的效果跟几个力（F1、F2…）共同作用的效果相同，这个力（F）叫做那几个力的合力．那几个力叫做这个力的分力．（2）关系：等效替代关系（注意不是物体又多受了一个合力）．清单10力的平行四边形定则1.力的合成（1）定义：求几个力的合力的过程叫做力的合成．（2）力的合成的依据作用效果相同（等效）（3）求合力的方法（实验探索） 思想：等效代换 结论：平行四边形定则以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个力邻边的对角线就代表合力的大小和方向．2．平行四边形定则（1）定义：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． （2）方法：①作图法：根据相同的标度，以共点的两个力为邻边作平行四边形，这两力所夹的对角线表示合力的大小和方向，如图所示．注意：作图时合力与分力的比例应相同．虚、实线应分清．作图法简便、直观、实用，但不够精确．②解析法：F＝，tanα＝；当θ＝0°时，同向的两力的合力大小F＝F1+F2；θ＝90°时，互相垂直的两力的合力大小F＝；θ＝180°时，反向的两力的合力大小F＝|F1﹣F2|．由此可知两共点力的合力F的范围为：|F1﹣F2|≤F≤F1+F2，合力随夹角θ的增大而减小．合力可以大于、等于或小于分力，甚至为零．若F1＝F2且θ＝120°时，有合力F＝F1＝F2．（3）多力合成如果需要求三个或三个以上共点力的合力，可先求其中任意两个力的合力F12，再求F12与第三个力的合力F合，依此类推．清单11合力的取值范围合力大小的计算公式为：F＝其中F1和F2表示两个分力的大小，F表示合力的大小，θ表示两个分力之间的夹角。θ的取值范围是0～180°。由此可知F的取值范围是：①当θ＝0°时，两个分力方向相同，合力大小F＝F1+F2；②θ＝180°时，两个分力方向相反，合力大小F＝|F1﹣F2|。③所以合力大小的取值范围为|F1﹣F2|≤F≤F1+F2。【练习1】（多选）关于力的说法中正确的是（）A、力是物体对物体的作用B、力不能离开受力物和施力物而单独存在C、只有直接接触的物体才有力的作用D、力是矢量，其大小可用弹簧秤测量【练习2】关于重心的说法中，正确的是（）A、重心是物体所受重力的等效作用点B、重心是物体上最重的一点C、重心的位置一定在物体上D、质量不均匀但形状规则的物体的重心在它的几何中心【练习3】关于弹力，下列说法中正确的是（）A．相互接触的物体之间一定有弹力作用 B．不接触的物体之间也可能有弹力作用C．压力和支持力的方向都垂直物体的接触面 D．压力和支持力的方向都平行于物体的接触面【练习4】如图，球A放在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，正确的（）A．球A仅受一个弹力作用，弹力方向垂直斜面向上B．球A受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下C．球A受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上D．球A受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下【练习5】一个弹簧挂30N的重物时，弹簧伸长1.2cm，若改挂100N的重物时，弹簧总长为20cm，则弹簧的原长为（）A．12cm B．14cm C．15cm D．16cm【练习6】如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一个质量为m0的平盘，盘中有一物体，质量为m，当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了l，今向下拉盘，使弹簧再伸长△l后停止，然后松手，设弹簧总处在弹性限度内，则刚松手时盘对物体的支持力等于（）A. B. C. D.【练习7】关于静摩擦力，下列说法正确的是（）A、只有静止的物体才可能受静摩擦力 B、有弹力一定有摩擦力C、产生静摩擦力的两个物体间一定相对静止 D、两个相对静止的物体间一定有静摩擦力产生【练习8】重量为100N的木箱放在水平地板上，至少要用40N的水平推力，才能使它从原地开始运动，则木箱与地面间的最大静摩擦力为N．若用35N的水平推力推木箱，木箱所受的摩擦力是N．【练习9】（多选）如图，长方体甲乙叠放在水平地面上．水平力F作用在甲上，使甲乙一起向右做匀速直线运动（）A、甲、乙之间一定有摩擦力 B、水平地面对乙没有摩擦力C、甲对乙的摩擦力大小为F，方向水平向右 D、水平地面对乙的摩擦力大小为F．方向水平向右【练习10】（多选）关于合力和分力的大小关系，下列说法正确的是（）A.合力必比分力大 B.合力至少比某一个分力大C.合力可以比任意分力都小 D.合力可以和两个分力的大小相等【练习11】如果两个共点力之间的夹角保持不变，当其中一个力增大时，这两个力的合力F的大小（）A、可以不变B、一定增大C、一定减小D、以上说法都不对【练习12】已知两个力的合力大小为18N，则这两个力不可能是（）A．10N，20NB．18N，18NC．8N，7ND．20N，28N【练习13】假期里，一位同学在厨房里协助妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣．他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大（如图所示），下列有关刀刃的说法合理的是（）A、刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关B、在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C、在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大D、在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大1．关于弹力，下列说法错误的是（）A．拉力、压力、支持力在性质上均为弹力 B．物体由于发生了弹性形变，会对使其发生弹性形变的物体施加弹力作用 C．对于同一根弹簧，弹性形变越大，弹力越大 D．许多物体可以在不发生形变的条件下对物体施以弹力作用2．下列各力中属于弹力的是（）A．摩擦力 B．重力 C．支持力 D．磁场力3．如图所示，北京首钢自由式滑雪大跳台由助滑道、起跳台、着陆坡、停止坡组成。运动员在完成一次跳台的过程中，下列说法正确的是（）A．助滑时运动员两腿尽量深蹲是为了降低重心 B．起跳时跳台对运动员的支持力是运动员形变产生的 C．起跳后运动员在完成空中动作时运动员可看作质点 D．停止蹬地运动员就会缓慢停下，在缓慢停下的过程中运动员与滑雪板间的摩擦力是滑动摩擦力4．如图，一位同学握住保温杯竖直向上匀速移动，保温杯受到摩擦力的方向是（选填“竖直向上”或“竖直向下”），如果手对保温杯的握力增大，则保温杯受到的摩擦力大小将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。5．如图所示，5个力同时作用于一点，5个力大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线，已知F1＝10N，则这5个力的合力的大小为（）A．30N B．40N C．50N D．60N6．下列几组共点力作用在物体上，使物体有可能平衡的是（）A．3N、4N、8N B．10N、30N、50N C．7N、7N、15N D．10N、10N、10N7．大小为3N和4N的两个力的合力大小不可能是（）A．1N B．7N C．5N D．10N8．三个共点力F1＝1N、F2＝3N、F3＝5N的合力大小不可能是（）A．0N B．1N C．6N D．9N9．两个大小均为F，互相垂直的共点力的作用效果（选填：“能”或“不能”）能用一个大小也为F的力来替代，理由是。10．如图所示，m＝60kg的同学悬挂在单杠上，两臂间夹角为120°，则他单臂的拉力大小为N。若增大两手间的距离，双臂拉力的合力（填“增大”、“减小”或“不变”）（g＝10m/s2）。11．如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从b点爬到a点。下列说法正确的是（）A．蚂蚁受到的弹力逐渐变大 B．蚂蚁受到的摩擦力逐渐变小 C．地面对碗的支持力保持不变 D．地面对碗的摩擦力逐渐变大12．如图物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上，则关于A受力的个数，下列说法中正确的是（）A．A一定是受两个力作用 B．A一定是受四个力作用 C．A可能受三个力作用 D．A不是受两个力作用就是受四个力作用13．倾角为