高中物理力學(xué)復(fù)習(xí)（上）包括力的概念、力的分類、力的合成與分解、力的分析方法、共流力作用下的力的平衡等。
1、力的概念：力是一個(gè)物體對另一個(gè)物體的作用。
（1）力不能獨(dú)立于物體而存在（力的性質(zhì)）
（2）力的相互性。受力對象和施力對象總是成對出現(xiàn)，施力對象也是受力對象。
（3）力是矢量，有大小，有方向，可用“力圖”來表示。
（4）力的作用：使物體發(fā)生變形或改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
2.重力
（1）產(chǎn)生：受地球引力作用而產(chǎn)生。
（2）大?。篏=mg，其中g(shù)一般取9.8m/s2，粗略計(jì)算時(shí)可認(rèn)為g為10m/s2。地球上不同位置的g值一般略有不同，一般兩極g值大于赤道，低洼處g值大于高洼處。
（3）方向：垂直向下
3. 彈性
（1）生成條件：“直接接觸”+“彈性變形”
（2）彈力方向：由物體變形的方向決定。沿繩子方向，支撐力和壓力垂直于支撐面（或被壓縮面），若支撐面為曲面，則垂直于切線方向。
根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)知識進(jìn)行判斷。
（3）彈力
一般彈力大小與彈性變形的程度有關(guān)，變形量越大，彈力越大，具體大小要根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況而定。
彈簧力的大?。篺=kx；k為剛度系數(shù)，單位N/m，x為彈簧變形的長度。
4.摩擦
（1）生成條件：“相互接觸且有彈性”+“粗糙的接觸面”+“相運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢”。
（2）摩擦方向
a.滑動(dòng)摩擦方向：沿接觸面，與物體相對滑動(dòng)方向相反?！咀⒁庀鄬\(yùn)動(dòng)（以相互作用的另一個(gè)物體為參考）和運(yùn)動(dòng)（以地面為參考）的區(qū)別】
b.靜摩擦力的方向：與物體沿接觸面相對運(yùn)動(dòng)趨勢相反。
（3）摩擦
a.滑動(dòng)摩擦力的大小f=μN(yùn)，μ為滑動(dòng)摩擦系數(shù)，只與材料、接觸面粗糙度有關(guān)，沒有單位。N為正壓力，不一定等于重力。
b.靜摩擦力的大小為0＜f≤fm，fm與法向壓力成正比，當(dāng)法向壓力一定時(shí)，fm為常數(shù)，大于相同法向壓力下的滑動(dòng)摩擦力，粗略計(jì)算時(shí)可認(rèn)為相等；靜摩擦力的大小可根據(jù)平衡條件或牛頓定律計(jì)算得出。
5.合力與分力
如果一個(gè)力所產(chǎn)生的效果，與幾個(gè)力的聯(lián)合作用所產(chǎn)生的效果相同，則這個(gè)力叫幾個(gè)力的合力，幾個(gè)力叫這個(gè)力的分力。由于合力與分力所產(chǎn)生的效果相同，所以，一般情況下，合力與分力可以互相代替。
6. 力量的組成與分解
求幾種力的合力叫力合成，求一種力的分力叫力分解。
運(yùn)算法則：平行四邊形法則，見圖（A）。以代表兩個(gè)合力F1、F2的線段作為鄰邊，構(gòu)成一個(gè)平行四邊形。則兩條鄰邊之間的對角線代表合力F的大小和方向。
三角法則：要求兩個(gè)相互成一定角度的共同力 F1 和 F2 的合力，可以如圖 (B) 所示，首尾相連地畫出表示 F1 和 F2 的線段。連接 F1 和 F2 的另外兩端，這條線就表示合力 F 的大小和方向。
三角形法則是平行四邊形法則的簡化，本質(zhì)上是相同的。
正交分解法是求多個(gè)力的合力常用的方法，根據(jù)平行四邊形法則，將每個(gè)力分解為兩個(gè)互相垂直的方向，分別計(jì)算這兩個(gè)方向力的代數(shù)和Fx、Fy，進(jìn)而計(jì)算出合力。
7.扭矩
a. 力臂是從旋轉(zhuǎn)軸到力的作用線的垂直距離。
b. 扭矩，力與杠桿臂的乘積，即M=FL。扭矩決定了物體的旋轉(zhuǎn)效果。
8. 共同點(diǎn)力量
a.共匯流力：當(dāng)幾種力作用于同一點(diǎn)，或它們的延長線交于同一點(diǎn)時(shí)，這些力叫做共匯流力。
b.物體在共向力作用下的平衡狀態(tài)：當(dāng)共向力的合力為零時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)（靜止、勻速運(yùn)動(dòng)或勻速旋轉(zhuǎn)）
【例題簡析】
示例 1
如圖1所示，一個(gè)剛度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧垂直放置在工作臺(tái)上，一個(gè)質(zhì)量為m的塊體壓在其上。另一個(gè)剛度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧垂直放置在塊體上，其下端與塊體的上表面相連。當(dāng)塊體靜止時(shí)，為了使下部彈簧承受物體重量的2/3，上部彈簧的上端A應(yīng)垂直升高多少？
分析：解決該問題的關(guān)鍵是明確各個(gè)彈簧的狀態(tài)變化，一個(gè)有效的辦法是明確各個(gè)彈簧的初始狀態(tài)和最終狀態(tài)，必要時(shí)畫出直觀的示意圖。
物體在最終狀態(tài)下的受力分析如圖2所示，其中F1'、F2'分別為彈簧k1、k2所受力。
評論：
（1）復(fù)雜物理過程本質(zhì)上是一些簡單場景的有機(jī)組合。通過分析彈簧的初、終狀態(tài)，可以明確彈簧狀態(tài)（壓縮、原始長度、伸長）的變化，將復(fù)雜過程分解為各個(gè)小過程，找到各個(gè)狀態(tài)或過程遵循的規(guī)律，從而求解問題。這是解決復(fù)雜問題的常用方法。
（2）由于彈簧力F與變形量x成正比，所以，當(dāng)彈簧在原基礎(chǔ)上伸長（或縮短）Δx時(shí)，彈力的變化量ΔF=kΔx。
示例 2
如圖3所示，直路上有一輛車，車上放著一個(gè)木箱，試判斷下列情形下木箱所受摩擦力的方向。
（1）當(dāng)車廂由靜止加速時(shí)（木箱與車廂表面之間無相對滑動(dòng)）；
（2）汽車制動(dòng)時(shí)（二者之間已不發(fā)生相對滑動(dòng)）；
（3）當(dāng)汽車以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)（兩者之間不存在相對滑動(dòng)）；
（4）當(dāng)汽車剎車時(shí)，木箱在汽車上向前滑動(dòng)；
（5）小車在勻速行駛時(shí)突然加速，使木箱在小車上滑動(dòng)。
分析：
（1）當(dāng)木箱隨車從靜止加速到靜止時(shí)，假設(shè)二者接觸面光滑，當(dāng)車加速時(shí)，木箱會(huì)因慣性而保持原有靜止?fàn)顟B(tài)，因此相對于車會(huì)向后滑動(dòng)。但實(shí)際上木箱并沒有滑動(dòng)，也就是說它相對于車只有向后滑動(dòng)的趨勢。因此，木箱受到的是向前的靜摩擦力。
（2）當(dāng)汽車剎車時(shí)，車速減小。假設(shè)木箱與汽車的接觸面是光滑的，木箱會(huì)相對汽車向前滑動(dòng)。但實(shí)際上木箱并不滑動(dòng)，也就是說它相對汽車只有向前滑動(dòng)的趨勢。因此，木箱受到的是向后的靜摩擦力。
（3）木箱隨小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者之間無相對滑動(dòng)。假設(shè)木箱受到水平向左的摩擦力，作用于木箱上的力如圖4所示。與木箱接觸的物體只有小車，小車最多能對木箱施加兩個(gè)力（支撐力F1和摩擦力F2）。由兩力平衡條件可知，F(xiàn)1抵消了G，但沒有力抵消F2，物體不能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。這與問題矛盾，所以假設(shè)錯(cuò)誤，即木箱不受摩擦力。
（4）當(dāng)汽車剎車時(shí)，木箱相對汽車向前滑動(dòng)，顯然木箱受到的是向后的滑動(dòng)摩擦力。
（5）小車在勻速行駛過程中突然加速，木箱相對小車向后滑動(dòng)，明顯地，木箱受到向前的滑動(dòng)摩擦力。
評論：
（1）假設(shè)法是確定相對運(yùn)動(dòng)趨勢方向的有效方法；
（2）摩擦力的方向可以與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同，也可以相反，即摩擦力既可以是驅(qū)動(dòng)力，也可以是阻力。
（3）摩擦力總是阻礙物體之間的相對運(yùn)動(dòng)，但并不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)；
（4）靜摩擦力不僅存在于兩個(gè)靜止物體之間，也存在于兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體之間。
示例 3
將已知力 F 分解為兩個(gè)分量 F1 和 F2。如果已知 F1 的大小以及 F2 與 F 之間的角度為 θ，則
分析：如圖所示，以點(diǎn)A為圓心，以F1的大小為半徑畫一個(gè)圓。
當(dāng)圓與直線OB相切時(shí)，力F、F1、F2組成直角三角形，即力F2有解。此時(shí)，F(xiàn)1=Fsinθ；
當(dāng)圓與直線OB相交時(shí)，力F，F(xiàn)1，F(xiàn)2構(gòu)成兩個(gè)三角形，即力F2有兩個(gè)解，且此時(shí)F>F1>Fsinθ。
回答：
示例 4
如圖5所示，小車M在恒定力的作用下，沿水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，由此可知（ ）
A.如果地面平坦，汽車必須受到三個(gè)力
B.如果地面不平，汽車可能受到三種力
C.如果汽車以恒定的速度行駛，它必須受到四種力的作用：
D.如果汽車加速，可能會(huì)受到三種力的作用：
分析：先分析重力和已知力F；再分析彈力。由于F的垂直分力可能等于重力，地面對物體可能沒有彈力，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。
F垂直力可能小于重力，地面對物體有彈力，如果地面粗糙，車子受摩擦力，一共四個(gè)力。如果F垂直力剛好等于重力，物體就不存在地面彈力，也沒有摩擦力，只有兩個(gè)力作用在物體上。如果F垂直力大于重力，物體就不能在平面上運(yùn)動(dòng)，不符合題目要求。綜上所述，不存在三個(gè)力的情況，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤。
如果小車以恒定速度運(yùn)動(dòng)，那么水平方向的摩擦力必須與分力F平衡。此時(shí)小車必須受到四個(gè)力的作用：重力、恒定力F、地面彈力和摩擦力。選項(xiàng)C正確。
如果汽車加速，且地面光滑，汽車會(huì)受到重力和力 F 或重力、力 F 和地面彈力的影響。選項(xiàng) D 正確。
評論：
（1）在常見的力中，重力是主要力，彈力和摩擦力是被動(dòng)力。彈力的存在是摩擦力存在的前提。因此，在分析力時(shí)，應(yīng)按照重力、彈力、摩擦力的順序進(jìn)行分析。
（2）作用于物體上的力必須與物體的運(yùn)動(dòng)相一致。因此，我們常常從物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)出發(fā)，來分析某種力是否存在，例如本例中對選項(xiàng)CD的分析。
示例 5
一塊重為G的木塊與水平地面之間的動(dòng)摩擦系數(shù)為μ，有人想用最小的力F使木塊勻速移動(dòng)，這個(gè)最小力的大小和方向應(yīng)該是多少？
分析：木塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到摩擦力，為減小摩擦力，力F應(yīng)斜向上，設(shè)向上的F與水平方向的夾角為α?xí)r，F(xiàn)值最小。
（1）正交分解法
木塊受力分析如圖6所示：
該方程基于平衡條件：
（2）三角法
由于f=μN(yùn)，無論N如何變化，f與N的合力方向都不會(huì)改變。如圖7所示，合力F1與垂直方向的夾角必定為j=arctgμ。力F1、G、F三者構(gòu)成一個(gè)三角形。由幾何關(guān)系可知，當(dāng)F與F1方向垂直時(shí)，F(xiàn)有一最小值。由幾何關(guān)系可知：
評論：力的三角法和正交分解法是解決并發(fā)力平衡問題最常見的兩種方法。
前者適用于三力平衡問題，簡單直觀；后者適用于多力平衡問題，是最基本的解法，但有時(shí)計(jì)算過程較長，需靈活選擇求解方法。
示例 6
一個(gè)光滑的半球固定在水平面上，其半徑為R，在中心O的正上方固定一個(gè)小的定滑輪，一根細(xì)鐵絲的一端綁著一個(gè)小球，放在半球上的A點(diǎn)，細(xì)鐵絲的另一端繞過定滑輪，如圖8所示。現(xiàn)在把小球從A點(diǎn)慢慢拉到B點(diǎn)，在這個(gè)過程中，小球?qū)Π肭虻膲毫和細(xì)鐵絲的拉力T的變化情況如下（ ）
A. N增加，T保持不變 B. N減少，T增加
C. N不變，T減小 D. N增加，T減小
分析：
（1）三角法
小球緩慢運(yùn)動(dòng)，所受凈力為零。由于重力G、半球彈力N、繩子拉力T的方向始終沿著垂直方向、徑向、繩子收縮方向，G、N、T構(gòu)成的力三角形與長度三角形ΔAOC相似，因此有
在拉動(dòng)過程中，AC變小，OC、R保持不變，故N保持不變，T變小。
（2）正交分解法
【模擬試題】
1.如圖9所示，桌子上堆放著三件物體A、B、C，物體A受到力F，則物體C除受到自身重力外，還受到垂直向下的力（ ）
A. 1 種力 B. 2 種力 C. 3 種力 D. 4 種力
2、如圖10所示，一質(zhì)量為m的小物體P，位于一傾斜角為的粗糙斜面上，斜面固定在水平面上，物體P受到水平力F，F(xiàn)的大小等于mg，物體P靜止不動(dòng)。下列關(guān)于物體P所受力的表述中，正確的是（ ）
A、P受到四個(gè)力的作用，P上支撐力N、F的合力方向垂直于斜面，且向上。
B. P受到4個(gè)力的作用，N和F的合力方向垂直于水平面，向上
C.P受到三個(gè)力的作用，N和F的合力方向垂直于斜面且向上
d.P受到三個(gè)力的作用，N和F的合力方向垂直于水平面且向上
3、同一平面上三個(gè)大小不同的共點(diǎn)力同時(shí)作用于一個(gè)物體，下列各組中，能使物體保持平衡的是（ ）
A.3N、4N、8N B.2N、6N、7N
C.4N、7N、12N D.4N、5N、10N
4、設(shè)直角支架AOB，AO橫放且表面粗糙，OB豎放且表面光滑。AO上放一小環(huán)P高中物理的sin，OB上放一小環(huán)Q，兩環(huán)的質(zhì)量均為m。兩環(huán)間用一根質(zhì)量可忽略、不能拉伸的細(xì)繩連接，在某一位置達(dá)到平衡（如圖11所示）?，F(xiàn)將P環(huán)向左移動(dòng)一小段距離，兩環(huán)又達(dá)到平衡。再將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)進(jìn)行比較，則AO桿對P環(huán)的支撐力N與細(xì)繩上的拉力T的變化量為（ ）
A. N 不變，T 增加 B. N 不變，T 減少
C. N增加，T增加 D. N增加，T減少
5、如圖12所示，一個(gè)球被一個(gè)垂直光滑的擋板擋在光滑的斜面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)在慢慢旋轉(zhuǎn)擋板，直到水平。在這個(gè)過程中，球?qū)醢宓膲毫颓驅(qū)π泵娴膲毫Α＃ㄌ钊胨鼈兪侨绾巫兓模?span style="display:none">ZpP物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
6.如圖13所示，物體M處于靜止?fàn)顟B(tài)，三根繩索的拉力比為F1:F2:F3=。
7、如圖14所示，一厚度均勻、重量G=100N的圓柱體，放在V形槽上，其角平分線沿垂直方向，若小球與兩表面接觸，則當(dāng)圓柱體軸線方向的水平拉力F相等時(shí)，圓柱體沿槽作勻速運(yùn)動(dòng)。
8.如圖15所示，一塊木塊重60N，放在斜面上，若用水平力推動(dòng)木塊，木塊剛好能以勻速沿斜面滑落，則木塊的滑動(dòng)速度為
（1）塊體與斜面之間的摩擦力大?。?span style="display:none">ZpP物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
（2）木塊與斜面之間的動(dòng)摩擦系數(shù)。
【答案】
1. 一個(gè)
提示：物體 C 受到重力、來自 B 的壓力和來自地面的支撐力的影響。不能假設(shè)力 F 通過 A 和 B 傳遞到物體 C。
2. D
分析：F為沿斜面向上的分力，重力為沿斜面向下的分力。由于 ，物體無沿斜面運(yùn)動(dòng)的趨勢，不受摩擦力的影響，只受重力、斜面支撐力和力F的作用。根據(jù)力的平衡條件高中物理的sin，N與F的合力方向與重力方向相反。
3.B
4.B
分析：設(shè)繩索與垂直方向的夾角為，對于P、Q環(huán)整體垂直方向，保持不變；對于Q環(huán)在垂直方向：，P環(huán)向左移動(dòng)，減小，變小。
5.先減后增，持續(xù)減少
6.
7.50N
8.（1）28N（2）0.52
分析：物體受力情況如圖所示，建立如圖所示的直角坐標(biāo)系。
知識點(diǎn)講的很詳細(xì)，如果有錯(cuò)誤歡迎留言指正。
