《高考風(fēng)向標(biāo)》高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題二 第1講 力

專題二力物體的平衡考綱考點(diǎn)要求熱點(diǎn)考向

1.滑動(dòng)摩擦力、靜摩 擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)Ⅰ1.三種常見力：重力、彈力和摩擦力，都是高考?？純?nèi)容．物體的受力分析法是物理學(xué)重要的分析方法，是高考的必考內(nèi)容．2.本專題的高考熱點(diǎn)主要由兩個(gè)：一是有關(guān)摩擦力的問題，二是共點(diǎn)的兩個(gè)力的合成問題．3.本專題知識(shí)經(jīng)常與牛頓定律、功和能、電磁場(chǎng)等內(nèi)容綜合考查．單純考查本專題的題型多以選擇題為主，難度不大．

4.近年來，本專題命題多與體育運(yùn)動(dòng)、生活生產(chǎn)相聯(lián)系．5.本專題備考策略：受力分析是整個(gè)物理學(xué)的基礎(chǔ)，把專題內(nèi)容與其他知識(shí)綜合命題，主要涉及彈簧彈力、摩擦力、共點(diǎn)力的合成與分解、物體的平衡等，復(fù)習(xí)時(shí)要加大對(duì)受力分析的訓(xùn)練．摩擦力是高考考查的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，一定要搞清楚產(chǎn)生的條件從而牢固掌握好；力的合成與分解是力學(xué)的基礎(chǔ)，應(yīng)熟練掌握平行四邊形定則和三角形定則，明確力的各種分解方法.

2.形變、彈性、胡克定律Ⅰ

3.矢量和標(biāo)量Ⅰ

4.力的合成與分解Ⅱ

5.共點(diǎn)力的平衡Ⅱ

6.實(shí)驗(yàn)：探究彈力和 彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系

7.實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則第1講力考點(diǎn)1形變和彈力1．彈性形變：撤去外力后物體能夠完全恢復(fù)原狀的形變，叫彈性形變．接觸并擠壓2．彈力：由于彈性形變而產(chǎn)生的力．彈性形變3．彈力的產(chǎn)生條件：兩物體___________；發(fā)生__________．4．彈力方向的判斷(1)細(xì)繩的拉力一定指向繩收縮的方向．(2)彈力垂直于接觸面指向受力物體形變的方向．5．彈簧的彈力大小kx

彈簧在彈性限度內(nèi)彈力的大小遵循胡克定律：F＝____.式中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，并非原長(zhǎng)或總長(zhǎng)． 6．輕繩、輕桿、輕彈簧三個(gè)模型彈力的特點(diǎn) (1)輕繩：繩對(duì)物體的拉力沿著繩收縮的方向．同一根繩上各點(diǎn)所受拉力大小都相等． (2)輕桿：桿對(duì)物體的彈力不一定沿桿的方向，如果輕直桿只有兩端受力而處于平衡狀態(tài)，則輕桿兩端對(duì)物體的彈力方向一定沿桿方向． (3)輕彈簧：彈簧對(duì)物體的力的方向一定沿彈簧軸線方向．1．(單選)有關(guān)彈力的說法中正確的是()D

A．彈力的大小總是與形變成正比 B．彈力的反作用力不一定是彈力 C．彈力的平衡力一定是彈力D．桌子上的鉛筆給桌子的壓力是由于鉛筆發(fā)生形變而產(chǎn)生的

2．(雙選)圖中

a、b、c為三個(gè)物塊，M、N為兩個(gè)輕質(zhì)彈簧R為跨過定滑輪的輕繩，它們連接如圖2－1－1并處于平衡狀態(tài)()ADA．有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài)B．有可能N處于壓縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)圖2－1－1C．有可能N處于不伸不縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)D．有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于不伸不縮狀態(tài)

解析：由于R只能拉而不能壓縮彈簧，故N不能處于壓縮狀態(tài)，只能處于拉伸或不伸不縮狀態(tài)，則B選項(xiàng)錯(cuò)誤．若N處于拉伸狀態(tài)，則輕繩對(duì)N的拉力必不為零，因而繩子R對(duì)物體塊a的拉力也不必不零，即a必受R作用于它的向上拉力T作用，對(duì)a受力分析得T＋F－mag＝0，彈簧對(duì)a的作用力F＝mag－T，F(xiàn)>0表示豎直向上，F(xiàn)<0表示豎直向下，F(xiàn)＝0表示彈簧M不伸不縮狀態(tài)．綜合上述分析可知A、D選項(xiàng)正確．

【教師參考·備選題】原長(zhǎng)為16cm的輕質(zhì)彈簧，當(dāng)甲、乙兩人同時(shí)用100N的力由兩端反向拉時(shí)，彈簧長(zhǎng)度變?yōu)?8cm；若將彈簧一端固定在墻上，另一端由甲一人用200N的拉，求： (1)這時(shí)彈簧的長(zhǎng)度； (2)此彈簧的勁度系數(shù)．

解：(1)由胡克定律可知100∶200＝(18－16)∶(l－16)， 解得l＝20cm. (2)由胡克定律可得彈簧勁度系數(shù)考點(diǎn)2靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力1．滑動(dòng)摩擦力(1)滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生①產(chǎn)生：兩個(gè)相互接觸的物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力．相互接觸并擠壓接觸面粗糙②產(chǎn)生條件：___________________；________________；_______________．有相對(duì)滑動(dòng)(2)大小：與正壓力成正比，即：f＝_____.μN(yùn)(3)方向：跟接觸面相切，并跟物體的____________相反．相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向2．靜摩擦力(1)靜摩擦力的產(chǎn)生①產(chǎn)生：兩個(gè)相互接觸的物體，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力．有相對(duì)運(yùn)動(dòng)

②產(chǎn)生條件：相互接觸且擠壓；接觸面粗糙；________________． (2)大?。弘S外力的變化而變化，有最大值．最大靜摩擦力與物體間的正壓力成正比，還與接觸面有關(guān)．實(shí)際中最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力，但在一般計(jì)算中，若無特別說明，認(rèn)為二者相等．相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向(3)方向：跟接觸面相切，并跟物體的_________________相反．的趨勢(shì)滑動(dòng)摩擦力靜摩擦力大小f＝μN(yùn)0＜f靜≤fmax方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反作用點(diǎn)接觸面3．滑動(dòng)摩擦力與靜摩擦力的比較CD3．(雙選)下列關(guān)于摩擦力的說法中，正確的是()

A．阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力稱為摩擦力 B．滑動(dòng)摩擦力的方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反 C．靜摩擦力的方向可能與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直 D．接觸面上的摩擦力總是與接觸面平行

解析：摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的，而不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤．摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤．當(dāng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)，靜摩擦力的方向就與運(yùn)動(dòng)方向垂直，故C正確．摩擦力是切向力，故與接觸面平行，D正確．

4．(單選)如圖2－1－2是主動(dòng)輪P通過皮帶帶動(dòng)從動(dòng)輪Q的示意圖，A與B、C與D分別是皮帶與輪緣相互接觸的點(diǎn)，如果皮帶不打滑，當(dāng)主動(dòng)輪P沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，A、B、C、D各點(diǎn)所受摩擦力的方向()D

圖2－1－2A．向上，向下，向下，向上B．向下，向上，向下，向上C．向下，向上，向上，向下D．向上，向下，向上，向下

解析：設(shè)主動(dòng)輪P與皮帶間無摩擦力，則當(dāng)P順時(shí)針起動(dòng)時(shí)，P與皮帶間將打滑，此時(shí)B點(diǎn)將相對(duì)于A點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)．實(shí)際上，P與皮帶間沒有打滑，可見B點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)有向上運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，反之A點(diǎn)相對(duì)于B點(diǎn)有向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以A、B兩點(diǎn)受到的摩擦力的方向分別為向上、向下．同理，可得C、D兩點(diǎn)受到的摩擦力的方向?yàn)橄蛏?、向下．本題選D.熱點(diǎn)1彈簧的彈力問題

【例1】(雙選)(2009

年廣東卷)某緩沖裝置可抽象成圖

2－1－3所示的簡(jiǎn)單模型．圖中K1、K2

為原長(zhǎng)相等、勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧．下列表述正確的是()BD圖2－1－3A.緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)B.墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等C.墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧的長(zhǎng)度保持相等D.墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧的彈性勢(shì)能發(fā)生改變

解析：不同彈簧的緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，A錯(cuò)誤；在墊片向右運(yùn)動(dòng)的過程中，由于兩個(gè)彈簧相連，則它們之間的作用力等大，B正確；由于兩彈簧的勁度系數(shù)不同，由胡克定律F=kΔx可知，兩彈簧的形變量不同，則兩彈簧的長(zhǎng)度不相等，C錯(cuò)誤；在墊片向右運(yùn)動(dòng)的過程中，由于彈簧的彈力做功，則彈性勢(shì)能將發(fā)生變化，D正確.對(duì)于彈簧的彈力關(guān)鍵在于理解F＝kΔx中Δx的含義，同時(shí)要清楚一根彈簧的勁度系數(shù)只與彈簧本身的材料和做工有關(guān)，與彈簧的伸長(zhǎng)量和承受的力是無關(guān)的．

高中物理中的彈簧是一種模型，沒有質(zhì)量．因此這種模型無論處于什么狀態(tài)，所受合外力都為零，即彈簧兩端彈力永遠(yuǎn)等大反向，且形變量越大，具有的彈性勢(shì)能就越大．

1．(雙選)(2010年廣州調(diào)研)用一根輕質(zhì)彈簧豎直懸掛一小球，小球和彈簧的受力如圖2－1－4所示，下列說法正確的是()BCA．F1

的施力者是彈簧B．F2

的反作用力是F3C．F3

的施力者是小球D．F4

的反作用力是F1圖2－1－4

解析：F1就是物體所受重力，其施力物體是地球，故A錯(cuò)；F2是彈簧對(duì)小球的彈力，F(xiàn)3

是小球?qū)椈傻膹椓?施力物體是小球)，它們是一對(duì)作用力與反作用力，故B、C對(duì)；F1是地球?qū)π∏虻闹亓?，F(xiàn)4

是天花板對(duì)彈簧的拉力，它們不是相互作用力，故D錯(cuò)．熱點(diǎn)2摩擦力問題

【例2】(單選)(2009

年天津卷)物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上．B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍然靜止，則物塊所受的靜摩擦力增大的是()D

解析：四個(gè)圖中都是靜摩擦．A圖中fA＝Gsinθ；B圖中fB=Gsinθ；C圖中fC＝(G－F)sinθ；D圖中fD＝(G＋F)sinθ.摩擦力問題主要應(yīng)用在分析物體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況，所謂運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，一般被解釋為物體要?jiǎng)舆€未動(dòng)這樣的狀態(tài)．沒動(dòng)是因?yàn)橛徐o摩擦力存在，阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，使物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為一種趨勢(shì)．由此可以確定運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向的方法是假設(shè)靜摩擦力不存在，判斷物體沿哪個(gè)方向產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向就是運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向．如果去掉靜摩擦力無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也就無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，靜摩擦力就不存在．

2．(單選)(2009年韶關(guān)二模)如圖2－1－5，用水平力

F推乙物塊，使甲、乙、丙、丁四個(gè)完全相同的物塊一起沿水平地)C面以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)，各物塊受到摩擦力的情況是(圖2－1－5A．甲物塊受到一個(gè)摩擦力的作用B．乙物塊受到兩個(gè)摩擦力的作用C．丙物塊受到兩個(gè)摩擦力的作用D．丁物塊沒有受到摩擦力的作用

解析：四個(gè)物塊做勻速運(yùn)動(dòng)，故所受F合＝0，所以甲不會(huì)受摩擦力，乙受到丙施加的向左的摩擦力，丙受到乙、地面施加的摩擦力，丁受到地面的摩擦力，故C項(xiàng)正確．

易錯(cuò)點(diǎn)1：摩擦力方向的判斷 【例1】(單選)工人師傅用80N的水平向前的推力，推著一輛小車在水平方向上勻速前進(jìn)，突然他發(fā)現(xiàn)前面不遠(yuǎn)處有一位老人，為了避免相撞，他立即用200N的水平力向后拉車，)A當(dāng)車仍水平向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，車所受的合力大小是( A．280N B．200N C．120N D．80N錯(cuò)解分析：認(rèn)為摩擦力的方向與拉力方向相反，F(xiàn)合＝F拉=200N－80N＝120N．選擇C.

正確解析：水平力為80N時(shí)，小車勻速前進(jìn)，受力平衡，f＝F推＝80N；改用200N的水平力拉車時(shí)，因?qū)Φ氐膲毫徒佑|面的粗糙程度不變，摩擦力的大小仍為80N，此時(shí)小車仍然水平向前運(yùn)動(dòng)，摩擦力方向向后，F(xiàn)合＝F拉＋f＝200N＋80N＝280N.

既然摩擦力是阻礙物體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，摩擦力就與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，而不是與拉力方向相反．

1．(雙選)(2010年江蘇蘇州模擬)如圖2－1－6所示，水平面上復(fù)印機(jī)紙盒里放一疊共計(jì)10張復(fù)印紙，每一張紙的質(zhì)量均為m.用一摩擦輪以豎直向下的力F壓第1張紙，并以一定的角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦輪，確保摩擦輪與第1張紙之間、第1張紙與第2張紙之間均有相對(duì)滑動(dòng)．設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相同，摩擦輪與第1張紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，紙張間的動(dòng))摩擦因數(shù)均為μ2，且有μ1＞μ2.則下列說法正確的是( 圖2－1－6A．第2張紙到第9張紙之間可能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)B．第2張紙到第9張紙之間不可能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)C．第1張紙受到摩擦輪的摩擦力方向向左D．第6張紙受到的合力為零

解析：對(duì)于第2張紙：上表面受到第1張紙向右的滑動(dòng)摩擦力Ff12＝μ2(mg＋F)①；下表面受到第3張紙向左的最大靜摩擦力Ff32＝μ2(2mg＋F)②.由①②可知：Ff12＜Ff32，所以A錯(cuò)誤，B正確；第1張紙受到摩擦輪的摩擦力方向向右，C錯(cuò)誤；因?yàn)榈?張紙不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以它受到第5張紙向右的靜摩擦力與第7張紙向左的靜摩擦力等大反向，D正確．答案：BD

易錯(cuò)點(diǎn)2：摩擦力大小的求解 【例2】(單選)如圖2－1－7所示，質(zhì)量為

M的木板靜止在桌面上，木板上有質(zhì)量為m的滑塊在勻速滑行(受拉力未畫出)，已知滑塊與木板間、木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，M＝3m，)A那么木板所受桌面的摩擦力的大小是( 圖2－1－7 A.μmg

B.2μmg

C.3μmg

D.4μmg錯(cuò)解分析：木板對(duì)桌面的正壓力為4mg，故滑動(dòng)摩擦力大小為f＝4μmg.

正確解析：題目中長(zhǎng)木板始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，故所受合力為零，地面對(duì)木板的摩擦力為靜摩擦力，而非滑動(dòng)摩擦力．由于小物塊在木板上滑動(dòng)，故小物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為μmg，所以小物塊對(duì)長(zhǎng)木板的滑動(dòng)摩擦力亦為μmg.又因?yàn)殚L(zhǎng)木板受力平衡，故地面對(duì)長(zhǎng)木板的摩擦為μmg.故選A．在計(jì)算摩擦力時(shí)，應(yīng)首先判斷該摩擦力是靜摩擦還是動(dòng)摩擦．

2．(單選)如圖2－1－8所示，兩個(gè)等大的水平力F分別作用在B和C上，A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)．各接觸面與水平地面平行，A、C間的摩擦力大小為f1，B、C間的摩擦力大小為)Bf2，C與地面間的摩擦力大小為f3，則(圖2－1－8A.f1＝0，f2＝0，f3＝0B.f1＝0，f2＝F，f3＝0C.f1＝F，f2＝0，f3＝0D.f1＝0，f2＝F，f3＝F

解析：A在水平方向只可能受到C給A的摩擦力，而A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以A、C間沒有摩擦力；B物體平衡，故C對(duì)B的摩擦力向左，大小為F；由相互作用力知識(shí)可知，B對(duì)C的靜摩擦力向右且為F，所以C物體平衡，故地面對(duì)C沒有摩擦力．

易錯(cuò)點(diǎn)3：不理解“輕彈簧”的物理含義 【例3】(單選)如圖2－1－9所示，四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：①中彈簧的左端固定在墻上，②中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用，③中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)，④中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng)．若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以L1、L2、L3

、L4

依次表示四個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量，則有()圖2－1－9A．L2>L1C．L1>