专题二相互作用与物体平衡考点内容要求热点考向1.滑动摩擦力、动摩 擦因数、静摩擦力1.力学部分三种不同性质力：重力、弹力和摩擦力，一直是高考常考内容受力分析是解决力学问题的关键，是高考必考的内容.2本专题的高考热点主要有两个：一是与摩擦力的大小和方向有关的问题；二是共点力的平衡 问题2.形变、弹性、胡克 定律 3.矢量和标量考点内容要求热点考向 4.力的合成与分 解3本专题的知识点常常与牛顿运动定律、功能关系等内容综合考查，单纯考查本专题内容常以选择题为主，难度不大，而且命题多与体育运动、娱乐活动、生活、生 产相联系4本专题备考策略：受力分析是物理学的基础，复习时要强化对受力分析的训练；摩擦力是高考的热点和难点，要清楚其产生的条件、方向的判断；力的合成与分解是解决动力学问题的基础，应熟练掌握力 的平行四边形定则和正交分解法. 5.共点力的平衡 6.实验二：探究 弹力和弹簧伸长 的关系 7.实验三：验证 力的平行四边形 定则续表第 1 讲 重力弹力摩擦力考点 1重力吸引mg竖直向下水平面1定义：由于地球的_而使物体受到的力2大小：G_.3方向：_，即垂直于_(2)质量分布均匀且有规则几何外形的物体，其重心在物体的_几何中心5重力与万有引力的关系：重力是万有引力的_，粗略计算时可认为两者大小相等分力4重心：重力的作用点形状质量分布(1)物体的重心与它的_以及_有关【跟踪训练】1关于重力，下列说法中正确的是()CA风筝升空后，越升越高，说明风筝受到的重力越来越小B地球给物体施加重力，而物体对地球没有力的作用C艺术体操运动员在做各种优美动作的时候，其重心位置不断变化D重力的方向总是垂直于地面解析：注意力的相互性和重力方向竖直向下的含义2关于物体的重心，下列说法正确的是()DA物体的重心一定在物体上B任何物体的重心都在它的几何中心上C物体的形状发生改变其重心位置一定改变D物体放置的位置发生改变，重心相对物体的位置不会改变解析：重心的位置与物体各部分的质量分布和物体的形状都有关系，而与物体所处的位置无关考点 2形变和弹力1弹性形变：撤去外力后物体能够完全恢复原状的形变2弹力：物体由于发生弹性形变而对跟它接触的物体产生力的作用3弹力产生的条件直接接触弹性形变(1)两物体_(2)接触处发生_4弹力方向的判断(1)细绳的拉力的方向一定沿绳指向_的方向(2) 接触面上的弹力的方向垂直于接触面指向_物体绳收缩受力5弹簧的弹力：弹簧在弹性限度内弹力的大小遵循胡克定律：F_，式中 k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量(并非原长或总长)kx6轻绳、轻杆和轻弹簧的弹力特点(1)轻绳：绳对物体的拉力沿绳收缩的方向，同一根绳上弹力处处等大(2)轻杆：杆对物体的弹力不一定沿杆的方向如果轻直杆只有两端受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力方向一定沿杆的方向(3)轻弹簧：弹簧的弹力方向一定沿着弹簧轴线的方向，与弹簧形变的方向相反【跟踪训练】3有关弹力的说法中正确的是()DA弹力的大小总是与形变成正比B弹力的反作用力不一定是弹力C弹力的平衡力一定是弹力D桌子上的铅笔给桌子的压力是由于铅笔发生形变而产生的4(双选)图 211 中 a、b、c 为三个物块，M、N 为两个轻质弹簧，R 为跨过定滑轮的轻绳，它们连接如图所示，并处于平衡状态，则下列说法正确的是()A有可能 N 处于拉伸状态而 M 处于压缩状态B有可能 N 处于压缩状态而 M 处于拉伸状态C有可能 N 处于不伸不缩状态而 M 处于拉伸状态D有可能 N 处于拉伸状态而 M 处于不伸不缩状态图 211解析：由于轻绳 R 只能拉而不能压缩弹簧，故 N 不能处于压缩状态，只能处于拉伸或不伸不缩状态，则 B 选项错误若N 处于不伸不缩状态，则轻绳 R 对 a 无拉力，M 一定处于压缩状态，C 选项错误若 N 处于拉伸状态，则轻绳对 N 的拉力必不为零，因而绳子 R 对物块 a 的拉力也必不为零，即a 必受R作用于它的向上拉力 T 作用，对a 受力分析得TFmag0，弹簧对 a 的作用力 FmagT，F0 表示竖直向上，F0 表示竖直向下，F0 表示弹簧 M 不伸不缩状态综合上述分析可知 A、D 选项正确答案：AD考点 3滑动摩擦力和静摩擦力1滑动摩擦力相对滑动阻碍相对滑动(1)定义：两个相互接触的物体有_时，在物体之间产生的_的作用力相互接触并挤压(2) 产生条件：两物 体 _ ； 接 触 面_；两物体间有_相对滑动(3) 大 小 ： 与 _ 成 正 比 ， 即 f _.叫_，与接触面的_和_有关(4)方向：与物体_的方向相反，与物体运动的方向_粗糙正压力N相对滑动无关粗糙程度动摩擦因数材料2静摩擦力相对滑动趋势趋势(1)定义：两个相互接触的两物体间有_时，在接触面上产生的阻碍相对滑动_的力(2)产生条件：两物体_；接触面_；两物体间有_(3)大小：物体间的静摩擦力的大小可以改变(两物体间接触面的粗糙程度和弹力不变的情况下)，随着其他外力的变化而变化相互接触并挤压粗糙相对滑动趋势(4)方向：跟物体的_方向相反，并且摩擦力的方向总跟接触面平行(或相切)相对滑动趋势(5)最大静摩擦力 fmax：静摩擦力有一个_，在数值上等于物体刚要滑动时所需要的沿相对滑动趋势方向的外力静摩擦力的大小取值范围为：_.实际中，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力一般情况下，可近似认为最大静摩擦力约等于滑动摩擦力最大值0ffmax【跟踪训练】)5(双选)下列关于摩擦力的说法中，正确的是(A阻碍物体运动的力称为摩擦力B滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D接触面上的摩擦力总是与接触面平行解析：摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对滑动或相对滑动趋势的，而不是阻碍物体的运动，A 选项错误摩擦力的方向与相对滑动方向或相对滑动趋势方向相反，B 选项错误当相对滑动趋势方向与运动方向垂直时，静摩擦力的方向就与运动方向垂直，C 选项正确摩擦力是切向力，故与接触面平行，D 选项正确答案：CD6图 212 是主动轮 P 通过皮带带动从动轮 Q 的示意图，A 与 B、C 与 D 分别是皮带与轮缘相互接触的点，如果皮带不打滑，当主动轮 P 沿顺时针方向旋转时，A、B、C、D 各点所受摩擦力的方向()图 212A向上，向下，向下，向上B向下，向上，向下，向上C向下，向上，向上，向下D向上，向下，向上，向下解析：设主动轮 P 与皮带间无摩擦力，则当 P 顺时针启动时，P 与皮带间将打滑，此时 B 点将相对于 A 点向上运动实际上，P 与皮带间没有打滑，可见 B 点相对于 A 点有向上运动趋势，反之 A 点相对于 B 点有向下运动趋势，所以 A、B 两点受到的摩擦力的方向分别为向上、向下同理，可得 C、D 两点受到的摩擦力的方向为向上、向下答案：D7.把一重为 G 的物体,用一水平的推力 Fkt(k 为恒量,t 为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上(如图 213 所示),从 t0)开始物体所受的摩擦力 f 随时间 t 的变化关系正确的是(图 213B热点 1轻弹簧的弹力问题【例 1】(双选，2009 年广东卷)某缓冲装置可抽象成图214 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(图 214A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：不同弹簧的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，A 错误；在垫片向右运动的过程中，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Fkx 可知，两弹簧的形变量不同，则两弹簧的长度不相等，C 错误；在垫片向右运动的过程中，由于弹簧的弹力做功，则弹性势能将发生变化，D 正确答案：BD备考策略：解决弹簧弹力问题的关键在于理解 Fkx 中x 的含义，同时要清楚一根弹簧的劲度系数只与弹簧本身的材料和做工有关，与弹簧的伸长量和承受的力是无关的高中物理中的弹簧是一种模型，没有质量因此这种模型无论处于什么状态，所受合外力都为零，即弹簧两端弹力永远等大反向，且形变量越大，具有的弹性势能就越大【触类旁通】1在如图215所示的三种情况中，砝码的质量均为 M，滑轮的摩擦可不计，则三个弹簧测力计的示数 T1、T2、T3的大小关系是()图 215AT1T2T3CT1T2T3BT1T3T2DT1T2T3解析：图中各弹簧受到相同的作用力，根据胡克定律，则弹簧伸长的长度相同，故弹簧测力计的示数一样，T1T2T3.D热点 2摩擦力的分析和计算问题【例 2】如图 216 所示,两个等大的水平力 F 分别作用在物体 B、C 上.物体 A、B、C 都处于静止状态,各接触面与水平地面平行.物体 A、C 间的摩擦力大小为 f1 ,物体 B、C 间的摩擦力大小为 f2 ,物体 C 与地面间的摩擦力大小为 f3 ,则()Af10，f20，f30Bf10，f2F，f30Cf1F，f20，f30Df10，f2F，f3F图 216思路点拨：判断摩擦力的大小、方向和有无的方法是：首先将物体进行隔离，然后判断是否有相对滑动或有相对滑动的趋势，从而得到所求的摩擦力大小，必要时也可用假设法求解解析：将 A 进行隔离分析可知，A 物体相对 C 物体没有相对滑动趋势，故 A、C 间的摩擦力为零隔离 B 进行受力分析，可得B、C 间的摩擦力大小为F，将三个物体看做整体进行受力分析可知，C 物体所受合力为零，相对地面没有运动的趋势，物体 C 与地面间的摩擦力大小为零答案：B题外拓展：若 F 由 C 物体上改为施加在 A 物体上，则物体的受力情况如何？答：将 A 进行隔离分析可知，A 物体相对 C 物体有向左运动趋势，故 A、C 间的摩擦力为 F . 隔离 B 进行受力分析，可得B、C 间的摩擦力大小为 F，将三个物体看做整体进行受力分析可知，C 物体所受合力为零，相对地面没有运动的趋势，物体C 与地面间的摩擦力大小仍为零【触类旁通】2(双选)如图 217 所示，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向上的推力 F 作用下处于静止状态，下列判断正确的是()ADA.天花板与木块间的弹力一定不为零B.天花板对木块的摩擦力可能为零C.木块受到天花板的摩擦力随推力 F 的增大而变化D.逐渐增大 F 的过程，木块将始终保持静止图 217易错点 1摩擦力方向的判断【例 1】工人师傅用 80 N 的水平向前的推力，推着一辆小车在水平方向上匀速前进，突然他发现前面不远处有一位老人，为了避免相撞，他立即用 200 N 的水平力向后拉车，当车仍水平向前运动时，车所受的合力大小是()A280 NC120 NB200 ND80 N错解分析：认为摩擦力的方向与拉力方向相反，F合F拉200 N80 N120 N选择 C.正确解析：水平力为 80 N 时，小车匀速前进，受力平衡，摩擦力 fF推80 N；改用 200 N 的水平力拉车时，因对地的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力的大小仍为 80 N，此时小车仍然水平向前运动，摩擦力方向向后，F合F拉f200 N80 N280 N，故选 A.指点迷津：摩擦力既然是阻碍物体做相对滑动的力，就与相对滑动方向相反，而不是与拉力方向相反【纠错强化】1(双选)如图 218 所示，水平面上复印机纸盒里放一叠共计 10 张复印纸，每一张纸的质量均为 m.用一摩擦轮以竖直向下的力 F 压第 1 张纸，并以一定的角速度逆时针转动摩擦轮，确保摩擦轮与第 1 张纸之间、第 1 张纸与第 2 张纸之间均有相对滑动设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，摩擦轮与第1 张纸之间的动摩擦因数为1,纸张间的动摩擦因数均为2,且有12.则下列说法正确的是()图 218A第 2 张纸到第 9 张纸之间可能发生相对滑动B第 2 张纸到第 9 张纸之间不可能发生相对滑动C第 1 张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左D第 6 张纸受到的合力为零解析：对于第 2 张纸：上表面受到第 1 张纸向右的滑动摩擦力 f122(mgF)；下表面受到第3 张纸向左的最大静摩擦力 f322(2mgF).由可知：f12f32 ，所以 A 错误，B 正确；第 1 张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向右，C 错误；因为第6 张纸不会发生相对滑动而处于静止状态，所以它受到第 5 张纸向右的静摩擦力与第 7 张纸向左的静摩擦力等大、反向，D正确答案：BD易错点 2计算时混淆静摩擦力和滑动摩擦力【例 2】如图 219 所示，质量为 M 的木板静止在桌面上，木板上有质量为 m 的滑块在匀速滑行(受拉力未画出)，已知滑块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为，M3m，)那么木板受到桌面的摩擦力的大小是(A.mgC.3mgB.2mgD.4mg图 219错解分析：木板对桌面的正压力为 4mg，故滑动摩擦力大小为 f4mg.正确解析：题目中长木板始终处于静止状态，故所受合力为零，地面对木板的摩擦力为静摩擦力，而非滑动摩擦力由于滑块在木板上滑动，故滑块受到的滑动摩擦力为mg，所以滑块对长木板的滑动摩擦力亦为mg.又因为长木板受力平衡，故地面对长木板的摩擦力为mg.故选 A.指点迷津：在计算摩擦力时，应首先判断该摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力【纠错强化】2重 100 N 的木块放在水平面上，它与水平面的动摩擦因数为 0.25，最大静摩擦力为 27 N现用水平拉力拉木块，当此拉力的大小由零增大到 26 N 时木块受到的摩擦力大小为 f1；当拉力大小由 30 N 减小到 27 N 时，木块受到的摩擦力大小为 f2.则下列说法正确的是()CAf125 N，f225 NBf125 N，f227 NCf126 N，f225 NDf126 N，f227 N