高中物理力學復習（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：力是一個物體對另一個物體的作用。
（1）力不能獨立于物體而存在（力的性質）
（2）力的相互性。受力對象和施力對象總是成對出現，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：使物體發生變形或改變其運動狀態。
2.重力
（1）產生：受地球引力作用而產生。
（2）大?。篏=mg，其中g一般取9.8m/s2，粗略計算時可認為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。
根據物體的運動和動態知識進行判斷。
（3）彈力
一般彈力大小與彈性變形的程度有關，變形量越大，彈力越大，具體大小要根據運動情況而定。
彈簧力的大?。篺=kx；k為剛度系數，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”+“相運動或相對運動趨勢”。
（2）摩擦方向
a.滑動摩擦方向：沿接觸面，與物體相對滑動方向相反?！咀⒁庀鄬\動（以相互作用的另一個物體為參考）和運動（以地面為參考）的區別】
b.靜摩擦力的方向：與物體沿接觸面相對運動趨勢相反。
（3）摩擦
a.滑動摩擦力的大小f=μN，μ為滑動摩擦系數，只與材料、接觸面粗糙度有關，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，當法向壓力一定時，fm為常數，大于相同法向壓力下的滑動摩擦力，粗略計算時可認為相等；靜摩擦力的大小可根據平衡條件或牛頓定律計算得出。
5.合力與分力
如果一個力所產生的效果，與幾個力的聯合作用所產生的效果相同，則這個力叫幾個力的合力，幾個力叫這個力的分力。由于合力與分力所產生的效果相同，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。
運算法則：平行四邊形法則，見圖（A）。以代表兩個合力F1、F2的線段作為鄰邊，構成一個平行四邊形。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，本質上是相同的。
正交分解法是求多個力的合力常用的方法，根據平行四邊形法則，將每個力分解為兩個互相垂直的方向，分別計算這兩個方向力的代數和Fx、Fy，進而計算出合力。
7.扭矩
a. 力臂是從旋轉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效果。
8. 共同點力量
a.共匯流力：當幾種力作用于同一點，或它們的延長線交于同一點時，這些力叫做共匯流力。
b.物體在共向力作用下的平衡狀態：當共向力的合力為零時，物體處于平衡狀態（靜止、勻速運動或勻速旋轉）
【例題簡析】
示例 1
如圖1所示，一個剛度系數為k2的輕質彈簧垂直放置在工作臺上，一個質量為m的塊體壓在其上。另一個剛度系數為k1的輕質彈簧垂直放置在塊體上，其下端與塊體的上表面相連。當塊體靜止時，為了使下部彈簧承受物體重量的2/3，上部彈簧的上端A應垂直升高多少？
分析：解決該問題的關鍵是明確各個彈簧的狀態變化，一個有效的辦法是明確各個彈簧的初始狀態和最終狀態，必要時畫出直觀的示意圖。
物體在最終狀態下的受力分析如圖2所示，其中F1'、F2'分別為彈簧k1、k2所受力。
評論：
（1）復雜物理過程本質上是一些簡單場景的有機組合。通過分析彈簧的初、終狀態，可以明確彈簧狀態（壓縮、原始長度、伸長）的變化，將復雜過程分解為各個小過程，找到各個狀態或過程遵循的規律，從而求解問題。這是解決復雜問題的常用方法。
（2）由于彈簧力F與變形量x成正比，所以，當彈簧在原基礎上伸長（或縮短）Δx時，彈力的變化量ΔF=kΔx。
示例 2
如圖3所示，直路上有一輛車，車上放著一個木箱，試判斷下列情形下木箱所受摩擦力的方向。
（1）當車廂由靜止加速時（木箱與車廂表面之間無相對滑動）；
（2）汽車制動時（二者之間已不發生相對滑動）；
（3）當汽車以恒定速度運動時（兩者之間不存在相對滑動）；
（4）當汽車剎車時，木箱在汽車上向前滑動；
（5）小車在勻速行駛時突然加速，使木箱在小車上滑動。
分析：
（1）當木箱隨車從靜止加速到靜止時，假設二者接觸面光滑，當車加速時，木箱會因慣性而保持原有靜止狀態，因此相對于車會向后滑動。但實際上木箱并沒有滑動，也就是說它相對于車只有向后滑動的趨勢。因此，木箱受到的是向前的靜摩擦力。
（2）當汽車剎車時，車速減小。假設木箱與汽車的接觸面是光滑的，木箱會相對汽車向前滑動。但實際上木箱并不滑動，也就是說它相對汽車只有向前滑動的趨勢。因此，木箱受到的是向后的靜摩擦力。
（3）木箱隨小車勻速運動時，二者之間無相對滑動。假設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力（支撐力F1和摩擦力F2）。由兩力平衡條件可知，F1抵消了G，但沒有力抵消F2，物體不能做勻速直線運動。這與問題矛盾，所以假設錯誤，即木箱不受摩擦力。
（4）當汽車剎車時，木箱相對汽車向前滑動，顯然木箱受到的是向后的滑動摩擦力。
（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，明顯地，木箱受到向前的滑動摩擦力。
評論：
（1）假設法是確定相對運動趨勢方向的有效方法；
（2）摩擦力的方向可以與物體運動的方向相同，也可以相反，即摩擦力既可以是驅動力，也可以是阻力。
（3）摩擦力總是阻礙物體之間的相對運動，但并不一定阻礙物體的運動；
（4）靜摩擦力不僅存在于兩個靜止物體之間，也存在于兩個運動物體之間。
示例 3
將已知力 F 分解為兩個分量 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A為圓心，以F1的大小為半徑畫一個圓。
當圓與直線OB相切時，力F、F1、F2組成直角三角形，即力F2有解。此時，F1=Fsinθ；
當圓與直線OB相交時，力F，F1，F2構成兩個三角形，即力F2有兩個解，且此時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動，由此可知（ ）
A.如果地面平坦，汽車必須受到三個力
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A錯誤。
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動，不符合題目要求。綜上所述，不存在三個力的情況，所以選項B錯誤。
如果小車以恒定速度運動，那么水平方向的摩擦力必須與分力F平衡。此時小車必須受到四個力的作用：重力、恒定力F、地面彈力和摩擦力。選項C正確。
如果汽車加速，且地面光滑，汽車會受到重力和力 F 或重力、力 F 和地面彈力的影響。選項 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力。彈力的存在是摩擦力存在的前提。因此，在分析力時，應按照重力、彈力、摩擦力的順序進行分析。
（2）作用于物體上的力必須與物體的運動相一致。因此，我們常常從物體的運動狀態出發，來分析某種力是否存在，例如本例中對選項CD的分析。
示例 5
一塊重為G的木塊與水平地面之間的動摩擦系數為μ，有人想用最小的力F使木塊勻速移動，這個最小力的大小和方向應該是多少？
分析：木塊在運動過程中受到摩擦力，為減小摩擦力，力F應斜向上，設向上的F與水平方向的夾角為α時，F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，無論N如何變化，f與N的合力方向都不會改變。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三者構成一個三角形。由幾何關系可知，當F與F1方向垂直時，F有一最小值。由幾何關系可知：
評論：力的三角法和正交分解法是解決并發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，但有時計算過程較長，需靈活選擇求解方法。
示例 6
一個光滑的半球固定在水平面上，其半徑為R，在中心O的正上方固定一個小的定滑輪，一根細鐵絲的一端綁著一個小球，放在半球上的A點，細鐵絲的另一端繞過定滑輪，如圖8所示?，F在把小球從A點慢慢拉到B點，在這個過程中，小球對半球的壓力N和細鐵絲的拉力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
小球緩慢運動，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構成的力三角形與長度三角形ΔAOC相似，因此有
在拉動過程中，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的大小等于mg，物體P靜止不動。下列關于物體P所受力的表述中，正確的是（ ）
A、P受到四個力的作用，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、同一平面上三個大小不同的共點力同時作用于一個物體，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P高中物理的sin，OB上放一小環Q，兩環的質量均為m。兩環間用一根質量可忽略、不能拉伸的細繩連接，在某一位置達到平衡（如圖11所示）。現將P環向左移動一小段距離，兩環又達到平衡。再將移動后的平衡狀態與原平衡狀態進行比較，則AO桿對P環的支撐力N與細繩上的拉力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，一個球被一個垂直光滑的擋板擋在光滑的斜面上，處于靜止狀態?，F在慢慢旋轉擋板，直到水平。在這個過程中，球對擋板的壓力和球對斜面的壓力。（填入它們是如何變化的）
6.如圖13所示，物體M處于靜止狀態，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，則當圓柱體軸線方向的水平拉力F相等時，圓柱體沿槽作勻速運動。
8.如圖15所示，一塊木塊重60N，放在斜面上，若用水平力推動木塊，木塊剛好能以勻速沿斜面滑落，則木塊的滑動速度為
（1）塊體與斜面之間的摩擦力大??；
（2）木塊與斜面之間的動摩擦系數。
【答案】
1. 一個
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 ，物體無沿斜面運動的趨勢，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：設繩索與垂直方向的夾角為，對于P、Q環整體垂直方向，保持不變；對于Q環在垂直方向：，P環向左移動，減小，變小。
5.先減后增，持續減少
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系。
知識點講的很詳細，如果有錯誤歡迎留言指正。
