专题一 力与物体平衡本专题是力学的基础知识，贯穿整个物理学 ，这部分知识在高考中常与动力学、电磁学结 合，注重对学生思考问题和解决实际问题的能 力考核，注重实际问题模型化处理，在平时要 加大受力分析训练，本专题的高考热点主要有 两个：一是有关摩擦力的问题；二是共点的两个力的合成与分解问题是 高考必考内容之一，在高考命题中常以选择、 计算题形式出现，有一定的难度考前分析与预测受力分析是整个物理学的基础，是解决力学问题的关键主要涉及弹簧弹力、摩擦力、共点力的 合成与分解、物体的平衡等内容，在平时训练中要 抓热点与重点，注重方法，如正交分解法、整体隔 离法，注重基础，熟练掌握矢量合成法则，明确力 的各种处理方法2010年浙江卷14题涉及弹力问题，2011年还 要关注弹力大小和方向的判断，尤其注重“弹簧模型 ”的综合运用，另外要关注与生活实际的联系，静摩擦力的有无、大小、方向也是一热点类型1 摩擦力问题1弄清滑动摩擦力与静摩擦力大小的计算 【例1】(2009金华二中月考)如图111 所示，质量分别 为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为 的斜面上，P、 Q之间的动摩擦因数为1，Q与斜面间的动摩擦因数为 2.当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持 相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为( ) A0 B1mgcosq C2mgcosq D(1+2)mgcosq 图111【分析】本题的关键是判断清楚是静摩擦力 还是滑动摩擦力，其求解方法不同【解析】当物体P和Q一起沿斜面加速下滑时， 其加速度为：a=gsin 2gcos .因为P和Q相对静 止，所以P和Q之间的摩擦力为静摩擦力，不能用 公式f=N求解对物体P运用牛顿第二定律得： mgsin f=ma所以求得：f=2mgcos .即C选项正确答案：C【评析】本题考查了不同摩擦力的求解，要注意分辨、求解当物体间存在滑动摩擦力时，其大小即可由 公式f=N计算，由此可看出它只与接触面间的动摩擦因 数及正压力N有关，而与相对运动速度大小、接触面积的大小无关正压力是静摩擦力产生的条件之一，但 静摩擦力的大小与正压力无关(最大静摩擦力除外)当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小由平衡条件 F=0来求；而物体处于非平衡态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律求解【变式题】（2010新课标)如图112所示，一物块 置于水平地面上当用与水平方向成60角的力F1拉 物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成 30角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动若 F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数 为( )图1 1 2A. 1B.2C.D.1B【解析】物块受重力mg、支持力N、摩擦力f和外力F.已知物体处于平衡，根据平衡条件，有F1cos60=(mg-F1sin60)，F2cos30=(mg+F2sin30)，联立解得：=2- .2弄清摩擦力的方向是与“相对运动或相对运动 趋势的方向相反”【例2】如图113 所示，质量为m的物体放在水平放 置的钢板C上，与钢板的动摩擦因数为.由于受到 相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只 能沿水平导槽运动现使钢板以速度v1向右匀速运 动，同时用力F拉动物体(方向沿导槽方向)使物体 以速度v2沿导槽匀速运动，求拉力F大小图1 1 3【分析】本题求解的关键是寻找“相对运动”的 方向，滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运动”的方向相反【解析】物体相对钢板具有向左的速度分量v1和 侧向的速度分量v2，故相对钢板的合速度v的方向如 图所示，滑动摩擦力的方向与v的方向相反根据平 衡条件可得： F=fcosq=mg从上式可以看出： 钢板的速度v1越大，拉力F越小【评析】滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运 动”的方向相反所谓相对运动方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照物，研究对象相对该参照 物运动的方向当研究对象参与几种运动时，相对运动方向应是相对接触物体的合运动方向静摩擦力的方向总是 与物体“相对运动趋势”的方向相反所谓相对运动趋势的方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照 物，假若没有摩擦力研究对象相对该参照物可能出 现运动的方向图114【变式题】如图114 所示，质量为m的物块 与水平转台之间的最大静摩擦力为物块重力的k 倍，物块与转轴OO相距为R.物块随转台由静止 开始加速转动，当物块的线速度增加到v时即将 在转台上滑动，则此时物块所受摩擦力的大小 和方向的判断正确的是( ) Af=kmg，方向指向圆心 Bf=mv2/R，方向指向圆心 Cf=kmg，方向偏离圆心 Df=mv2/R，方向偏离圆心C【解析】物块即将在转台上滑动时，所受的摩擦 力为最大静摩擦力fm，依题意有f=fm=kmg由于物块随转 台由静止开始加速转动，在物块开始滑动之前既有沿法 向(半径方向)远离圆心的运动趋势 ，又有沿切向(圆弧 切线方向)滞后运动的趋势那么，物块相对转台总的 运动趋势 既不沿法向，也不沿切向，而是介于这两者之 间则物块所受静摩擦力(含最大)的方向应与其总的运 动趋势 方向相反，这一方向显然要偏离圆心，如图所 示故只有选项C正确且因这时是由最大静摩擦力的 一个分力提供向心力，故选项D是错误的3弄清摩擦力大小、方向的突变【例3】如图115 所示，一木块放在水平面上，在水 平方向上受三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于 静止状态其中F1=10N、F2=4N，若撤去F1，则合力为 ( ) A10N，方向向左 B6N，方向向右 C4N，方向向左 D零图115D【分析】首先要分析摩擦力是静摩擦力还是滑 动摩擦力，然后根据其各自的特点去解【解析】原来木块静止，受到的是静摩擦力 Ff=F1F2=6N，最大静摩擦力Ffmax6N，若撤去F1， 因F2fmax