高三物理总复习 2.1力　常见三种性质的力 鲁科

第一节力常见三种性质的力.基础知识梳理一、力1．力的概念(1)力是物体间的______作用，任何一个力都对应两个物体，分别为施力物体和受力物体．(2)力的三要素：大小、方向、作用点，可用力的图示表示．2．力的基本特征(1)物质性：力不能脱离________而独立存在．相互物体.(2)相互性：物体间力的作用是相互的，只要有作用力，就一定有对应的反作用力．(3)独立性：一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受到其他力的作用_______．(4)矢量性：力既有大小，又有方向，力的运算遵循__________________．(5)同时性：物体间的相互作用总是同时产生，同时变化，同时消失的．二、常见三种性质的力1．重力无关平行四边形定则.(1)产生：重力是由于地球的吸引而产生的．(2)大小：G＝mg(3)方向：_______向下2．弹力(1)产生条件：相互接触且发生_____________的两物体间．(2)方向：与施力物体的形变方向______，与自身(受力物体)的形变方向_________．弹性形变相反相同竖直.(3)胡克定律：①内容：在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧伸长或压缩的长度成_____．②公式：F＝kx，其中k是弹簧的劲度系数，由弹簧本身决定．思考感悟1．轻绳和轻弹簧都可产生拉力，这两种拉力的变化有何不同？提示：1.轻绳上的力可忽略绳的形变量，故是瞬变；轻弹簧上的力与弹簧形变量有关，故是渐变．正比.3．摩擦力(1)定义：两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们发生_____________或有_______________时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫摩擦力．(2)两种摩擦力的比较相对运动相对运动趋势.摩擦力滑动摩擦力静摩擦力定义两发生相对运动的物体间的摩擦力两有相对运动趋势物体间的摩擦力产生条件物体与接触面接触②发生相对运动③存在压力物体与接触面接触②有相对运动趋势③存在压力大小滑动摩擦力跟_____成正比，公式为_________静摩擦力随着两物体间相对运动趋势的强弱变化而在0～fm之间变化方向总是沿着接触面，并且与物体相对运动方向相反总是沿着接触面，并且与物体相对运动趋势方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动，但并不是阻碍物体的运动，对物体的运动，可以作动力，也可以作阻力总是阻碍物体间的相对运动趋势，但并不是阻碍物体的运动，对物体的运动，可以作动力，也可以作阻力压力f＝μN.思考感悟2.摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，摩擦力一定是阻力吗？提示：2.不一定．阻碍的是相对运动而不是运动．.课堂互动讲练

一、重力和重心的理解1．重力和万有引力的区别与联系(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．由于地球的自转，地球对物体的引力除产生重力之外，还要提供物体随地球自转所需要的向心力，如图2－1－1所示，因此，重力是万有引力的一个分力．.图2－1－1.(2)重力的大小①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，重力大小也不同．两极处，物体所受重力最大，大小等于万有引力；赤道上，物体所受重力最小，重力的大小等于万有引力与物体随地球自转所需向心力之差．②一般情况下，可不考虑地球的自转效应，近似地认为重力等于万有引力．2．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，悬线所在的直线必过重心，两次悬挂找交点，交点即为重心的位置．如图2－1－2所示中的O点，即为木板的重心．.图2－1－2.(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、旋转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．.即时应用1．(2011年泉州模拟)如图2－1－3所示，两辆车以不同的速度v1、v2做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论不正确的是(

)图2－1－3.A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B．重力的方向总是竖直向下的C．物体重心的位置与物体形状或质量分布有关D．重心的位置和物体运动的速度有关解析：选D.由重力的特点及重心位置的影响因素可知，物体的重心与运动状态无关，故选项D说法错误．.二、弹力的方向及弹力有无的判定1．几种常见模型中弹力的方向弹力弹力的方向弹簧两端的弹力与弹簧测力计中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或者接触面的切面)指向受力物体球与面接触的弹力在接触点与球心连线上，指向受力物体球与球接触的弹力垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体杆的弹力可能沿杆，也可能不沿杆，必须具体情况具体分析.名师点睛：(1)绳只能产生拉力，不能产生支持力，且轻绳弹力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向．(2)杆既能产生拉力，也能产生支持力，弹力的方向可能沿杆，也可能不沿杆．2．弹力有无的判断方法(1)根据弹力产生的条件直接判断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)利用假设法判断对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体还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．(3)根据物体的运动状态分析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．例如：如图2－1－4所示，小球A在车厢内随车厢一起向右运动，可根据球的运动状态分析车厢后壁对小球A的弹力的情况．.图2－1－4.①若车厢和小球做匀速直线运动，则小球A受力平衡，所以车厢后壁对小球无弹力．②若车厢和小球向右做加速运动，则由牛顿第二定律可知，车厢后壁对小球的弹力方向水平向右．.即时应用2.(2011年陕西汉中模拟)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连，小球某时刻正处于图2－1－5示状态．设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是(

)图2－1－5.①若小车向左运动，N可能为零②若小车向左运动，T可能为零③若小车向右运动，N不可能为零④若小车向右运动，T不可能为零A．①②B．③④C．①③D．②④.解析：选A.对小球受力分析，当N为零时，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动，①正确③错误；当T为零时，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，②正确④错误．.三、摩擦力有无的判断1．假设法：.2．状态法：根据二力平衡条件、牛顿第二定律或牛顿第三定律，可以判断静摩擦力的方向．假如用一水平力推桌子，若桌子在水平地面上静止不动，这时地面会对桌子施一静摩擦力．根据二力平衡条件可知，该静摩擦力的方向与推力的方向相反，加速状态时物体所受的静摩擦力可由牛顿第二定律确定．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，再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力．.即时应用3．如图2－1－6所示，物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是(

)图2－1－6.A．甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相同B．甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相反C．甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D．甲图中物体A不受摩擦力，乙图中物体A受摩擦力，方向和F相同解析：选D.用假设法分析：甲图中，假设A受摩擦力，与A做匀速运动在水平方向合力为零不符，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F方向的摩擦力．正确选项是D..经典题型探究题型一弹力的分析与计算(2011年三明质检)如图2－1－7所示，将细线的一端系在右手中指上，另一端系上一个重为G的钩码．用一支很轻的铅笔的尾部顶在细线上的某一点，使细线的上段保持水平，笔的尖端置于右手掌心．铅笔与水平细线的夹角为θ，则(

)例1.图2－1－7..【解析】

受力分析如图2－1－8所示．图2－1－8.【答案】

C.题型二摩擦力的分析与计算(满分样板14分)(2011年福建试题调研)如图2－1－9甲所示，质量m0＝1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，在木板的左端放置一个质量m＝1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.4，取g＝10m/s2，试求：例2.甲乙图2－1－9.(1)若在铁块上施加一个水平向右的力F，且F可变化，求铁块与木板不发生滑动时拉力F的范围；(2)若在铁块的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F，通过分析和计算后，请在图乙中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图象(设木板足够长)．.解题样板(1)①当F≤μ1(mg＋m0g)＝2N时，铁块、木板相对静止，且对地静止，f2＝F.(2分)②设F＝F1时，铁块、木板恰保持相对静止，此时以木板为研究对象，根据牛顿第二定律有μ2mg－μ1(m0g＋mg)＝m0a2(2分)故铁块与木板的加速度a2＝2m/s2(1分)以铁块、木板为一整体，根据牛顿第二定律有F1－μ1(mg＋m0g)＝(m0＋m)a2(2分)解得F1＝6N所以F≤6N时，铁块与木板不发生滑动．(1分)...图2－1－10.【答案】见解题样板【误区警示】本题在计算木板与地面的摩擦力作用时，易出现f＝μ1m0g的错误，正确理解摩擦力f＝μN中N的含义是解题的关键．.一个长度为L的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为m的小球时，弹簧的总长度变为2L.现将两个这样的弹簧按如图2－1－11所示方式连接，A、B两小球的质量均为m，则两小球平衡时，B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小)(

)A．3L

B．4LC．5L

D．6L例3题型三“轻弹簧模型”的应用.图2－1－11.【解析】

一根弹簧，挂一个质量为m的小球时，弹簧的总长度变为2L，伸长L，劲度系数k＝mg/L，若两个小球如题图所示悬挂，则下面的弹簧伸长L，上面的弹簧受力2mg，伸长2L，则弹簧的总长为L＋L＋L＋2L＝5L.故C正确．【答案】

C..9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/20231:27:32PM11、以我独沈久，愧君相见频。。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、故人江海别，几度隔山川。。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、他乡生白发，旧国见青山。。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、比不了得就不比，得不到的就不要。。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、行动出成果，工作出财富。。2023/1/102023/1/1010January202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/109、没有失败，只有暂时停止成功！。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/20231:27:32PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、不知香积寺，数里入云峰。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、楚塞三湘接，荆门九派通。。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。2023/1/102023/1/1010January202317、空山新雨后，天气晚来秋。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/109、杨柳散和风，青山澹吾虑。。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,20231