专题二 相互作用,1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 2.形变、弹性、胡克定律 3.矢量和标量 4.力的合成和分解 5.共点力的平衡 ,1.理解重力、弹力、摩擦力三种性质力的产生条件，掌握弹力、静摩擦力有无的判断方法以及滑动摩擦力、静摩擦力的计算方法. 2.掌握解决物理问题的基本方法：力的合成与分解. 3.掌握共点力平衡的条件及应用.,弹力的计算胡克定律 【典例1】(2010新课标全国卷)一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为( ),【审题视角】根据弹簧平衡时的特点确定弹簧的弹力及弹簧的 形变量，由胡克定律列出方程. 【精讲精析】用外力压缩或拉伸弹簧,当弹簧平衡时，外力与弹 簧的弹力平衡，而弹簧的弹力与弹簧的形变量(伸长量或压缩量) 成正比，根据胡克定律有：F1=k(l0-l1)，F2=k(l2-l0)，由两式把l0 消去即可解得： 故C选项正确. 答案：C,【命题人揭秘】正确理解胡克定律 (1)胡克定律的成立前提是弹簧发生形变时没有超出其弹性限度;(2)弹簧弹力大小与其形变量成正比,而不是与弹簧长度成正比;(3)形变量指弹簧相对于自然长度的长度变化量,若弹簧自然长度为L0,发生形变后的长度为L,则:弹簧伸长时,形变量x=L-L0;弹簧压缩时,形变量x=L0-L;(4)劲度系数k由弹簧自身因素决定,与弹簧的形变量x及弹力F大小无关.,受力分析 【典例2】(2011山东高考)如图所示， 将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地 面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁上.开始时a、b均静止.弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb=0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间( ) A.Ffa大小不变 B.Ffa方向改变 C.Ffb仍然为零 D.Ffb方向向右,【审题视角】本题考查对弹簧和轻绳上弹力的分析，轻绳的弹力可以在瞬间突变，而弹簧的弹力发生变化需要一段时间.,【精讲精析】(1)选a物体为研究对象. (2)选b物体为研究对象. 答案:A、D,【阅卷人点拨】,静摩擦力的分析与判断 【典例3】(2011天津高考)如图所示，A、B 两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持 相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程 中B受到的摩擦力( ) A.方向向左，大小不变 B.方向向左，逐渐减小 C.方向向右，大小不变 D.方向向右，逐渐减小,【审题视角】解答本题时可按以下思路分析： 【精讲精析】物块B具有水平向左的恒定加速度，由牛顿第二定律知，物块B受到的合外力水平向左且恒定，对物块B受力分析可知，物块B在水平方向的合外力就是物块A施加的静摩擦力，因此，物块B受到的摩擦力方向向左，且大小不变，保持恒定，故A正确. 答案：A,【命题人揭秘】静摩擦力有无及方向的判断方法 (1)假设法. 利用假设法判断摩擦力的有无及方向的思维程序如下:,(2)反推法:从研究物体的运动状态反推它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，从而判断静摩擦力的有无及方向. (3)状态法:此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向. (4)利用牛顿第三定律来判定. 此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再确定另一物体受到的静摩擦力的方向.,力的合成与分解 【典例4】(2012山东高考)如图所示，两 相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面 的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物 M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时 整个系统保持静止.Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止，且O1、O2始终等高，则( ) A.Ff变小 B.Ff不变 C.FN变小 D.FN变大,【审题视角】解答本题时可按以下思路分析： (1) (2),【精讲精析】以两个木块m和重物M整体作 为研究对象，在竖直方向上， 与挡板间的距离无关，A错误，B正确；如 图所示，以轴O点为研究对象，杆对轴O的 作用力为 再以木块m为研究对象， 挡板对木块的正压力 当挡板间的距离稍许增大时，增大，FN增大，C错误，D正确. 答案:B、D,【命题人揭秘】二力合成中的几个特例 (1)相互垂直的两个力(两个力分别为F1和F2)的合成，合力大 小 (2)夹角为、大小相同(大小为F)的两个力的合成，由平行四 边形定则作出的平行四边形为菱形，其对角线相互垂直且平 分，则合力大小F合=2Fcos ,方向与F的夹角为 . (3)夹角为120的两等大的力的合成，平行四边形的对角线将 平行四边形分为两个等边三角形，故合力的大小与两个分力大 小相等.,共点力作用下物体的平衡 【典例5】(2011江苏高考)如图所示， 石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形 石块，侧面与竖直方向的夹角为，重 力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为( ),【审题视角】解答本题时可按以下思路分析： 【精讲精析】设石块侧面所受的弹力为 FN，受力如图所示.则弹力与水平方向 的夹角为，由力的平衡条件可知 2FNsin=mg，所以有 A对. 答案：A,【命题人揭秘】求解共点力平衡问题的一般步骤,力的概念、重力、弹力、摩擦力 高考指数: 1.(2011海南高考)如图，粗糙的水平 地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿 斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止， 则地面对斜劈的摩擦力( ) A.等于零 B.不为零，方向向右 C.不为零，方向向左 D.不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右,【解析】选A.以斜劈和物块整体为研究对象，整个系统处于平衡状态，合外力为零.所以地面对斜劈没有水平方向的摩擦力的作用.故A正确.,【误区警示】解答本题易产生的两个误区 (1)误认为物块对斜劈有垂直斜面向右下方的压力，使斜劈产生向右的运动趋势，斜劈受到地面向左的静摩擦力.而实际上物块对斜劈的作用力是物块对斜劈的压力和摩擦力的合力，其方向竖直向下，斜劈水平方向没有运动趋势. (2)误认为匀速直线运动的物体和静止的物体不能以整体为研究对象进行受力分析.而实际上只要系统中每一个物体的运动状态都相同，即有相同的加速度，系统就可以看做整体进行受力分析,本题以整体为研究对象受力分析简单、方便.,2.(2009天津高考)物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是( ),【解题指南】解答本题的关键是明确在什么情况下施加力F之后物块的下滑趋势增大.再进一步利用共点力作用下的平衡条件来判断静摩擦力的变化.,【解析】选D.在施加力F之前，物块重力沿斜面向下的分量等于物块受到的沿斜面向上的摩擦力，即Ff=mgsin.选项A、B对物块施加的是垂直于斜面的力，所以平行于斜面的力没有改变，静摩擦力也不变，即Ff=mgsin，A、B错误；选项C、D中对物块施加竖直方向的力而物块没有运动，物块仍然平衡，所以选项C中物块所受的静摩擦力为Ff=mgsin-Fsin，并随F的增大而减小，当F=mg时，Ff=0，以后F再增大物块将离开斜面，选项D中物块所受静摩擦力为Ff=mgsin+Fsin，并随F的增大而增大,故C错误，D正确.,3.(2009广东高考)某缓冲装置可抽象成 如图所示的简单模型.图中k1、k2为原长相 等，劲度系数不同的轻质弹簧.下列表述正 确的是( ) A.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关 B.垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等 C.垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等 D.垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变,【解析】选B、D.不同弹簧的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，A错误；在垫片向右移动的过程中，由于两个弹簧相连，则它们之间的作用力等大，B正确；由于两弹簧的劲度系数不同，由胡克定律F=kx可知，两弹簧的形变量不同，则两弹簧的长度不相等，C错误；在垫片向右移动的过程中，由于弹簧的弹力做功，则弹性势能将发生变化，D正确.,力的合成与分解 高考指数: 4.(2012广东高考)如图所示,两根等长 的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与 竖直方向的夹角都为45,日光灯保持水 平,所受重力为G,左右两绳的拉力大小分别为( ),【解析】选B.日光灯受重力G及两根绳子的拉力T作用而处于平 衡状态，其受力如图所示.由于两个拉力的夹角成直角，则由 力的平行四边形定则可知 故T= G，B选项正确.,5.(2011海南高考)如图，墙上有两个钉 子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为 45，两者的高度差为l.一条不可伸长的 轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光 滑钉子b悬挂一质量为m1的重物.在绳子距 a端 的c点有一固定绳圈.若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比 为( ),【解析】选C. 方法一：力的作用效果分解法 钩码的拉力F等于钩码重力m2g. 将F沿ac和bc方向分解，两个分力分别为Fa、Fb，如图甲所示其中 Fb=m1g，由几何关系可得: 又有 解得: 故C正确.,方法二：正交分解法 绳圈受到三个力作用Fa、Fb、F，如图乙所示. 将Fb沿水平方向和竖直方向正交分解，列方程得: m1gcos=m2g， 由几何关系得 解得: 故C正确.,方法三：力的合成法 绳圈受到三个力作用Fa、Fb、F，如图丙所示，其中Fa、Fb的 合力与F等大反向，即F合=F=m2g，则: 又有 解得: 故C正确.,【方法技巧】力的合成与分解法的选择技巧 力的合成法、作用效果分解法、正交分解法都是常见的解题方法.一般情况下，物体只受三个力的情形下，力的合成法、作用效果分解法解题较为简单，在三角形中找几何关系，利用几何关系或三角形相似求解；而物体受三个以上力的情况多用正交分解法，但也要视题目具体情况而变.,6.(2011广东高考)如图所示的水平面 上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根 弹簧，连接点P在F1、F2、F3三力作用下 保持静止，下列判断正确的是( ) A.F1F2F3 B.F3F1F2 C.F2F3F1 D.F3F2F1,【解析】选B.P点受力如图所示： 由几何知识得F3F1F2，所以B正确，A、C、D错误.,7.(2010广东高考)如图所示为节日 里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高， O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力 分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.下 列表述正确的是( ) A.FA一定小于G B.FA与FB大小相等 C.FA与FB是一对平衡力 D.FA与FB大小之和等于G,【解析】选B.由A、B两点等高，AO、BO等长可知，AO绳与BO绳两力对称，B选项正确；若两绳间的夹角=120时，FA=FB = G；当120时,FA=FBG，故A选项错误；这两个力的矢量和与重力是平衡力，C选项错误；这两个力不是大小之和而是矢量之和等于重力G，D选项错误.,受力分析、共点力的平衡 高考指数: 8.(2012新课标全国卷)如图,一小球放置在木板与 竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为N1,球对木 板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平 直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位 置.不计摩擦,在此过程中( ) A.N1始终减小,N2始终增大 B.N1始终减小，N2始终