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2022步步高一輪復習必考內容第二章 相互作用章節講解與訓練測試打包
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第1講 重力 彈力 摩擦力.doc
第2講 力的合成與分解.doc
第3講 共點力的平衡條件和應用.doc
核心素養提升.doc
實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關系.doc
實驗三 驗證力的平行四邊形定則.doc
章末質量檢測（二）.doc
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[高考導航]
考點內容 要求 全國卷三年考情分析
2017 2018 2019
形變、彈性、胡克定律 Ⅰ Ⅰ卷·T21：共點力的動態平衡
Ⅱ卷·T16：摩擦力、共點力的平衡
Ⅲ卷·T17：胡克定律、共點力的平衡 Ⅰ卷·T22：胡克定律、游標卡尺的讀數
Ⅲ卷·T23：彈簧測力計的讀數、圖象法處理數據 Ⅰ卷·T19：共點力的動態平衡
Ⅱ卷·T16：力的分解、平衡條件的應用
Ⅲ卷·T16：受力分析、共點力的平衡
滑動摩擦力、動摩擦因數、靜摩擦力 Ⅰ
矢量和標量 Ⅰ
力的合成和分解 Ⅱ
共點力的平衡 Ⅱ
實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關系
實驗三：驗證力的平行四邊形定則
第1講　重力　彈力　摩擦力

知識要點
一、力
1.定義：力是物體與物體之間的相互作用。
2.作用效果：使物體發生形變或改變物體的運動狀態(即產生加速度)。
3.性質：力具有物質性、相互性、共存性、矢量性、獨立性等特征。
4.基本相互作用
(1)四種基本相互作用：引力相互作用、電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用。
(2)重力屬于引力相互作用，彈力、摩擦力、電場力、磁場力等本質上是電磁相互作用的不同表現。
二、重力
1.定義：由于地球的吸引而使物體受到的力。
2.大小：與物體的質量成正比，即G＝mg。
3.方向：豎直向下。
4.重心：重力宏觀作用效果的等效作用點。
三、彈力
1.彈力
(1)定義：發生彈性形變的物體，由于要恢復原狀，對與它接觸的物體產生的作用力。
(2)產生條件：物體相互接觸且發生彈性形變。
(3)方向：總是與施力物體的形變方向相反。
2.胡克定律
(1)內容：彈簧發生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比。
(2)表達式：F＝kx。
①k是彈簧的勁度系數，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質決定。
②x是彈簧的形變量，但不是彈簧形變以后的長度。
四、摩擦力
1.靜摩擦力與滑動摩擦力對比
比較項 靜摩擦力 滑動摩擦力
定義 兩相對靜止的物體間的摩擦力 兩相對運動的物體間的摩擦力
產生條件 ①接觸面粗糙
②接觸處有彈力
③兩物體間有相對運動趨勢 ①接觸面粗糙
②接觸處有彈力
③兩物體間有相對運動
大小 0＜Ff≤Ffm Ff＝μFN
方向 與受力物體相對運動趨勢的方向相反 與受力物體相對運動的方向相反
作用效果 總是阻礙物體間的相對運動趨勢 總是阻礙物體間的相對運動
2.動摩擦因數
(1)定義：彼此接觸的物體發生相對運動時，摩擦力的大小和壓力的比值，表達式μ＝FfFN。
(2)決定因素：與接觸面的材料和粗糙程度有關。
基礎診斷
1.(多選)關于地球上的物體，下列說法中正確的是(　　)
A.物體只有靜止時才受重力作用
B.地面上的物體受到的重力垂直于水平面
C.重心是物體受到重力的等效作用點，故重心一定在物體上
D.物體所受重力的大小與物體運動狀態無關
答案　BD
2.(2019·西寧模擬)圖中各物體均處于靜止狀態。圖中畫出了小球A所受彈力的情況，其中正確的是(　　)

解析　輕質桿對物體的彈力不一定沿著桿的方向，選項A中小球只受重力和桿的彈力且處于靜止狀態，由二力平衡可得小球受到的彈力應豎直向上，所以A錯誤；選項B中如果左邊的繩有拉力，則豎直向上的那根繩就會發生傾斜，所以左邊的繩沒有拉力，故B錯誤；對于球與面接觸的彈力方向，過接觸點垂直于接觸面(即在接觸點與球心的連線上)，即選項D中大半球對小球的支持力FN2應是沿著過小球與圓弧接觸點的半徑，且指向圓心的彈力，所以D錯誤；球與球相接觸的彈力方向，垂直于過接觸點的公切面(即在兩球心的連線上)，而指向受力物體，由上可知C正確。
答案　C
3.一輕質彈簧原長為8 cm，在4 N的拉力作用下伸長了2 cm，彈簧未超出彈性限度。則該彈簧的勁度系數為(　　)
A.40 m/N B.40 N/m
C.200 m/N D.200 N/m
解析　由胡克定律得勁度系數k＝Fx＝200 N/m，選項D正確。
答案　D
4.(多選)如圖1所示，物塊M在靜止的傳送帶上以速度v勻速下滑時，傳送帶突然啟動，方向如圖中箭頭所示，若傳送帶的速度大小也為v，則傳送帶啟動后(　　)

圖1
A.M靜止在傳送帶上 B.M可能沿斜面向上運動
C.M受到的摩擦力不變 D.M下滑的速度不變
解析　由M勻速下滑可知其處于平衡狀態，受重力、摩擦力和支持力作用，傳送帶啟動以后對M受力沒有影響，不會影響其運動狀態，C、D項正確。
答案　CD
5.(多選)[人教版必修1·P61·T3改編]重量為100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它從原地開始運動。木箱從原地運動以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱繼續做勻速運動。由此可知(　　)
A.木箱與地板間的最大靜摩擦力為35 N
B.木箱所受的滑動摩擦力為30 N
C.木箱與地板間的動摩擦因數為0.35
D.木箱與地板間的動摩擦因數為0.3
答案　ABD

　彈力的分析與計算
1.“三法”研判彈力的有無


2.五種常見模型中彈力的方向
常見的彈力 彈力的方向
彈簧兩端的彈力 與彈簧中心軸線重合，指向彈簧恢復原狀的方向
輕繩的彈力 沿繩指向繩收縮的方向
桿的彈力 可能沿桿，也可能不沿桿，應具體情況具體分析
面與面接觸的彈力 垂直于接觸面指向受力物體
點與面接觸的彈力 過接觸點垂直于接觸面(或接觸面的切面)且指向受力物體
3.彈力大小的計算
彈簧的彈力由胡克定律計算。其他微小形變產生的彈力，要結合運動狀態，根據平衡條件或牛頓第二定律求解。
特別提醒　(1)任何彈力都是由于形變引起的。
(2)胡克定律適用于能發生明顯形變的彈簧、橡皮筋等物體。
考向 　彈力有無的判斷
【例1】 圖中光滑小球都與下表面接觸，則小球一定受支持力的是(　　)

答案　C
考向 　彈力方向的判斷
【例2】 按下列要求畫出圖2中所示物體所受的彈力的示意圖。

圖2
(1)圖甲中斜面對物塊的支持力；
(2)圖乙中用細繩懸掛靠在光滑豎直墻上的小球受到的彈力；
(3)圖丙中大半球面對小球的支持力；
(4)圖丁中光滑但質量分布不均的小球的球心在O點，重心在P點，靜止在豎直墻和桌邊之間，試畫出小球所受彈力；
(5)圖戊中質量分布均勻的桿被細繩拉住而靜止，畫出桿所受的彈力。
答案　各物體所受彈力如圖所示

考向 　彈力大小的計算
【例3】 如圖3所示，與豎直墻壁成53°角的輕桿一端斜插入墻中并固定，另一端固定一個質量為m的小球，水平輕質彈簧處于壓縮狀態，彈力大小為34mg(g表示重力加速度)，則輕桿對小球的彈力大小為(　　)

圖3
A.53mg 　　　 B.35mg
C.45mg 　　　 D.54mg
解析　小球處于靜止狀態，其合力為零，對小球受力分析，如圖所示，由圖中幾何關系可得F＝（mg）2＋（34mg）2＝54mg，選項D正確。

答案　D

1.(多選)如圖4所示是鍛煉身體用的拉力器，并列裝有四根相同的彈簧，每根彈簧的自然長度都是40 cm，某人用600 N的力把它們拉長至1.6 m，則(　　)

圖4
A.人的每只手受到拉力器的拉力為300 N
B.每根彈簧產生的彈力為150 N
C.每根彈簧的勁度系數為125 N/m
D.每根彈簧的勁度系數為500 N/m
解析　每只手的拉力均為600 N，故選項A錯誤；每根彈簧的彈力為F＝6004 N＝150 N，故選項B正確；每根彈簧的勁度系數k＝Fx＝1501.6－0.4 N/m＝125 N/m，故選項C正確，D錯誤。
答案　BC
2.如圖5所示，質量為m的小球套在豎直固定的光滑圓環上，輕繩一端固定在圓環的最高點A，另一端與小球相連。小球靜止時位于環上的B點，此時輕繩與豎直方向的夾角為60°，重力加速度為g，則輕繩對小球的拉力大小為(　　)

圖5
A.2mg 　　　B.3mg
C.mg 　　　D.32mg
解析　對B點處的小球受力分析，
如圖所示，則有
FT sin 60°＝FN sin 60°
FT cos 60°＋FN cos 60°＝mg
解得FT＝FN＝mg，故C正確。
答案　C
　摩擦力的分析與計算
1.明晰“三個方向”
名稱 釋義
運動方向 物體相對某參考系(一般以地面為參考系)的運動方向
相對運
動方向 以其中一個物體為參考系，另一個物體相對該物體的運動方向
相對運動
趨勢方向 兩物體間能發生卻沒有發生的相對運動的方向
2.靜摩擦力的分析與計算
(1)物體處于平衡狀態(靜止或勻速直線運動)，利用力的平衡條件來判斷靜摩擦力的大小。
(2)物體有加速度時，若只受靜摩擦力，則Ff＝ma。若除受靜摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先求合力再求靜摩擦力。
3.滑動摩擦力的分析與計算
(1)滑動摩擦力的大小可以用公式Ff＝μFN來計算，應用此公式時要注意以下幾點：
①μ為動摩擦因數，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關；FN的大小不一定等于物體的重力。
②滑動摩擦力的大小與物體的運動速度和接觸面的大小均無關。
(2)結合研究對象的運動狀態(靜止、勻速運動或變速運動)，利用平衡條件或牛頓運動定律列方程求解。
4.靜摩擦力的有無及方向的判斷方法
(1)假設法

(2)狀態法
先確定物體的運動狀態，再根據平衡條件或牛頓第二定律，判斷靜摩擦力的方向。
(3)牛頓第三定律法
先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。
考向 　摩擦力方向的判斷
【例4】 在國際田聯鉆石聯賽上海站百米大戰中，蘇炳添以10秒09的成績奪冠，成為第一個在鉆石聯賽百米大戰中奪冠的中國人。圖6甲、乙為他奔跑途中的兩個瞬間，其受力可簡化成圖丙、丁。用Ff1、Ff2分別表示他在圖甲、乙兩瞬間所受到的摩擦力，則關于Ff1、Ff2的方向，以下說法正確的是(　　)

圖6
A.Ff1向后，Ff2向后 B.Ff1向前，Ff2向前
C.Ff1向前，Ff2向后 D.Ff1向后；Ff2向前
解析　在蘇炳添奔跑途中，后腳用力向后蹬，他才向前運動，正是由于地面給后腳一個向前的靜摩擦力，才使他能向前運動；而當前腳向前跨出著地時，正是由于地面給前腳一個向后的靜摩擦力，他才不會向前滑動，所以前腳受到地面的向后的靜摩擦力，故選項C正確。
答案　C
考向 　摩擦力大小的計算
【例5】 如圖7所示，物塊A放在傾斜的木板上，已知木板的傾角α分別為30°和45°時物塊所受摩擦力的大小恰好相等，則物塊和木塊間的動摩擦因數為(　　)


圖7
A.12 B.32 C.22 D.52
解析　當α為30°時，靜摩擦力Ff＝mgsin 30°＝12mg；當α為45°時，滑動摩擦力Ff′＝μFN＝μmgcos 45°。由題意知，12mg＝μmgcos 45°，所以μ＝22。故選項C正確。
答案　C

1.下列情景中，物體M所受摩擦力Ff的示意圖正確的是(　　)

解析　物體靜止在水平面上時，不受摩擦力，選項A錯誤；汽車停在斜坡上時，有沿斜坡向下滑動的趨勢，則摩擦力方向沿斜坡向上，選項B正確
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