物理《高考风向标》系列教案2.1《力》

1、第二章 力 物体的平衡考纲要求一、考纲要求内 容要 求说 明1滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数2形变、弹力、胡克定律3矢量和标量4力的合成和分解5共点力平衡 力学中的三类常见的力：重力、弹力、摩擦力，特别是静摩擦力，这是高考中常考的内容.由于静摩擦力随物体的相对运动趋势发生变化，在分析中非常容易失误，同学们一定要下功夫把静摩擦力弄清楚.共点力作用下物体的平衡，是高中物理中重要的问题，几乎是年年必考，对共点力平衡的考查不仅在本章可独立出题，也常常与电磁学知识综合考查.另外，本章的知识与数学、生物学科、体育运动等结合形成新颖试题的亮点.力 物体的平衡力力的概念力的定义静力学效果：产生形变动力学效果：产

2、生加速度力的作用效果力的性质：物质性、相互性、矢量性力学中常见的三种力重力：G=mg弹力线性形变：胡克定律F=kx微小形变：拉力、压力、支持力等摩擦力静摩擦力：0ffm滑动摩擦力：f=N力的等效处理力的合成力的分解平行四边形定则共点力的平衡平衡条件：力的合成、分解法处理方法相似三角形法三力平衡图解法正交分解法多力平衡 正交分解法动态平衡解析法知识网络共点力平衡 第1讲 力一、考情直播1考纲解读考纲内容能力要求考向定位1形变和弹力2胡克定律3滑动摩擦力4静摩擦力1了解弹性、弹性形变、和弹性限度.2会应用胡克定律解决弹簧模型.3掌握滑动摩擦力的产生条件及方向判断，会计算其大小.4掌握静摩擦力的产生

3、条件及方向判断，理解其大小的判断方法.对弹簧的弹力的分析应用在高考中出现的频率较高，而摩擦力的大小和方向的分析计算也是高考的必考内容.2考点整合考点一 形变和弹力（1）弹力产生的原因发生 的物体要恢复原状时，会对与之相接触的物体产生力的作用，这个力就是弹力（2）弹力的产生条件两物体 发生 （3）弹力方向的判断细绳的拉力 指向绳收缩的方向点与面、面与面接触处的弹力 指向 （4）弹簧的弹力大小 弹簧在弹性限度内弹力的大小遵循胡克定律：F= 式中k为 x为 ，并非原长或总长.特别提醒:弹力产生的条件是“接触且有弹性形变”.若物体间虽然有接触但无拉伸或挤压，则无弹力产生.在许多情况下由于物体的形变很小

4、，难于观察到，因而判断弹力的产生要用“反证法 ”，即由已知运动状态及有关条件，利用平衡条件或牛顿运动定律进行逆向分析推理.另外，A、B两个物体之间有作用力，B物体所受弹力的直接原因是A物体发生形变，A物体受到弹力的直接原因是B物体发生形变.【例1】.如图所示,一匀质木棒,搁置于台阶上保持静止,下图关于木棒所受的弹力的示意图中正确的是（ ）【解析】 木棒的下端与地面接触，接触面为水平面，故弹力的方向应该与地面垂直，木棒的上端与台阶的一点接触，接触面为木棒一个面，故弹力的方向和木棒垂直. 【答案】D【规律总结】物体的点与面、面与面接触处的弹力总是垂直于面（若是曲面则垂直于切面），且指向受力物体.考

5、点二 轻绳、轻杆、轻弹簧的弹力特别提醒：要区分轻绳、轻杆、轻弹簧三个模型弹力的特点：轻绳：绳对物体的拉力是沿绳收缩的方向.同一根绳上各点受拉力大小都相等.轻杆：杆对物体的弹力不一定沿杆方向，如果轻直杆只有两端受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力方向一定沿杆方向.轻弹簧：弹簧对物体的力可能为支持力，也可能为拉力，但一定沿弹簧轴线方向.【例2】.如图所示，为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系根据图象判断，正确的结论是 ( )A弹簧的劲度系数为1 Nm B弹簧的劲度系数为100 NmC. 弹簧的原长为6 cm D弹簧伸长02 m时，弹力的大小为4 N【解析】由图可知，弹簧的原长为6cm，弹簧的劲

6、度系数为，当弹簧伸长量为0.2m时，弹力的大小为【答案】BC【规律总结】胡克定律的另一种表达式为，其中为弹力的改变量，而为弹簧形变量的变化量.考点三 滑动摩擦力 （1）滑动摩擦力的产生产生：两个相互接触的物体发生 时产生的摩擦力.产生条件：相互接触且 ；有 ； （2）滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小与 成正比，即： （3）动摩擦力的方向：跟接触面相切，并跟物体的 相反.特别提醒：滑动摩擦力的方向不是与物体的运动方向相反，而是与物体的相对运动的方向相反，滑动摩擦力的公式中的N是指物体对接触面的正压力，而物体对接触面的正压力和接触面对物体的支持力的大小是相等的，故N的大小可理解为物体所受的支持力.

7、F【例4】如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用细线与墙连接着，黑毛巾的中部用细线拉住.设细线均水平，欲使黑白毛巾分离开来，若每条毛巾的质量均为m、毛巾之间及其与地面之间的动摩擦因数均为，则将黑毛巾匀速拉出需施加的水平拉力F值为 ( )A. B. C. D.【解析】以黑毛巾为研究对象，其水平受力如图所示：Ff1分f2分f3分f2分其中，故【规律总结】求解滑动摩擦力问题，关键在于理解N的含义考点四：静摩擦力（1）静摩擦力的产生产生：两个相互接触的物体，有 时产生的摩擦力.产生条件：相互接触且 ；有 ； （2静摩擦力的大小静摩擦力的大小随 的变化而变化，有最大值，最大静摩擦力

8、与物体间的 成正比，还与接触面有关，在实际问题中最大静摩擦力 滑动摩擦力，但在一般计算中，若无特别说明，认为二者 .（3）动摩擦力的方向：跟接触面相切，并跟物体的 相反特别提醒：正压力是静摩擦力产生的条件之一，但静摩擦力的大小与正压力无关（最大静摩擦力除外）.当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小由平衡条件来求；而物体处于非平衡态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律求解.【例5】（2006年北京卷）木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动磨擦因数均为0.25；夹在A、B之间轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F=1 N的水平拉力作

9、用在木块B上.如图所示.力F作用后（ ）ABFA.木块A所受摩擦力大小是12.5 NB.木块A所受摩擦力大小是11.5 NC.木块B所受摩擦力大小是9 ND.木块B所受摩擦力大小是7 N【解析】未加F时，木块A在水平面内受弹簧的弹力F1及静摩擦力FA作用，且F1FAkx8N，木块B在水平面内受弹簧弹力F2和静摩擦力FB作用，且F2FBkx8N，在木块B上施加F1N向右拉力后，由于F2FGB，故木块B所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小FF2F9N，木块A的受力情况不变.【答案】C【规律总结】：本题涉及了力的平衡、胡克定律及静摩擦力的知识，求解时应注意静摩擦力的可变性，静摩擦力的大小由物体所受外力和运

10、动状态决定的. 高考重点热点题型探究热点1 弹力大小的计算【真题1】（2008年广东理科基础）如图所示，质量为m的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为.设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2.以下结果正确的是（ ）ABmgF1F2CD【解析】以O点为研究对象，受力如图所示：由平衡条件可得 【答案】D【名师指引】本题关键在于以结点O为研究对象，正确分析O点所受弹力的方向.【真题2】（2008广东理科基础）探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L原和劲度系统k分别为（ ）

11、AL原0.02mk500NmBL原0.10mk500NmCL原0.02mk250NmDL原0.10mk250Nm【解析】根据胡克定律可得.设弹簧的原长为，则有，解得0.10m.【答案】B【名师指引】对于弹簧的弹力关键在于理解中的含义新题导练11甲、乙双方同学在水平地面上进行拔河比赛，正僵持不下，如图所示如果地面对甲方所有队员的总的摩擦力为6 000N，同学甲1和乙1对绳子的水平拉力均为500 N绳上的A、B两点分别位于甲1和乙1、乙1和乙2之间不考虑绳子的质量下面说法正确的是（ ）A地面对乙方队员的总的摩擦力是6 000 NBA处绳上的张力为零CB处绳上的张力为500 NDB处绳上的张力为55

12、00N12（2009年中山一中）如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，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，系统保持平衡，若保持滑轮的位置不变，改变的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化情况是( )A只有角变小，弹力才变小B只有角变大，弹力才变大C不论角变大或变小，弹力都变大D不论角变大或变小，弹力都不变热点2 摩擦力的大小及方向的判断真题3 (2008高考山东卷)用轻弹簧竖直悬挂的质量为m物体，静止时弹簧伸长量为L0现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L0，斜面倾角为图2-1-730，

13、如图2-1-7所示.则物体所受摩擦力（ ）A等于零B大小为,方向沿斜面向下C大于为，方向沿斜面向上D大小为mg,方向沿斜面向上 解析 竖直挂时，当质量为2m放到斜面上时，因两次时长度一样，所以也一样.解这两个方程可得，物体受到的摩擦力为零，A正确.【答案】A名师指引 斜面上物体受力分析是高考的必考内容，本题综合考察了考生对三种性质的力的分析与理解，本题若不注意前题条件，有可能得出B选项图2-1-8【真题4】（2008高考全国卷）如图2-1-8, 一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑, A与B的接触面光滑. 已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍, 斜面倾角为. ，则B与斜面之间的动摩擦因数是（ ）A BCD【解析】设B与斜面之间的动摩擦因数为，则对A、B两物体有，解得【答案】B【名师指引】本题关键在于研究对象的选取，以整体做为研究对象将使问题求解十分简单.新题导练：21（2008年韶关一模）如图所示，两个等大的水平力F分别作用在B和C上A、B、C都处于静止状态各接触面与水平地面平行A、C间的摩擦力大小为f1