第第二二章章 相互作用相互作用考点考点要求要求说明明滑滑动摩擦力、摩擦力、动摩擦因摩擦因数、静摩擦力数、静摩擦力处理物体在粗糙面上的理物体在粗糙面上的问题，只限于已知相只限于已知相对运运动趋势或已或已知运知运动方向的情况方向的情况形形变、弹性、胡克定律性、胡克定律矢量和矢量和标量量力的合成和分解力的合成和分解共点力的平衡共点力的平衡实验：探究：探究弹力和力和弹簧簧伸伸长的关系的关系实验：验证力的平行四力的平行四边形定形定则(1)对比比新新旧旧考考试大大纲，新新考考纲对重重力力、滑滑动摩摩擦擦力力、动摩摩擦擦因因数数、形形变、弹性性、胡胡克克定定律律的的要要求求已已由由原原来的来的级要求降要求降为级要求，其余基本没要求，其余基本没变(2)本章内容的重点是受力分析、力的合成和分解、本章内容的重点是受力分析、力的合成和分解、共点力的平衡共点力的平衡1受受力力分分析析、力力的的合合成成与与分分解解是是解解决决力力学学问题的的两两个个基基本本技技能能，也也是是电磁磁学学的的基基础平平衡衡状状态是是物物体体常常见的的一一种种运运动状状态，处理理力力的的平平衡衡问题的的方方法法常常渗渗透透到到其其他他章章节或或综合合应用用中中，因因此此本本章章的的内内容容是是历年年高高考考的必考内容其中命的必考内容其中命题的的热点有：点有：(1)摩擦力的分析及摩擦力的分析及计算算问题；(2)弹簧簧弹力的分析及力的分析及计算算问题；(3)共点力作用下物体的平衡共点力作用下物体的平衡问题2对本本章章的的各各个个知知识点点的的考考查，在在各各种种题型型中中作作为某某一一环节涉及或以涉及或以选择题、计算算题的的题型出型出现3近近几几年年的的高高考考中中，既既有有对本本章章知知识的的单独独考考查，例例如如：2011安安徽徽第第1题、2011海海南南第第4题、2011广广东第第16题、2011海海南南第第5题、2011山山东第第19 题、2012江江苏第第11题、第第14题、全全国国新新课标第第16题、第第24题、山山东第第17题、广广东第第16题、浙浙江江第第14题等等，也也有有与与牛牛顿运运动定定律律(2011江江苏第第9题、2011北北京京理理综第第18题、2012重重庆第第25题等等)、动能能定定理理和和能能量量守守恒恒相相结合合，有有时还与与电场及及磁磁场中中的的带电体体的的运运动相相结合合，题目目难度度较大大，综合合性性较强强，还经常常以以现实生生活活中中的的现象象为背背景景，或或以以高高科科技技为背背景景考考查一一些些综合合问题这类问题是是今今后后高考出高考出题的方向的方向第第1 1节节 力重力弹力力重力弹力 1 1力的概念：力是力的概念：力是 的作用的作用2 2力的基本特征：力的基本特征：(1)(1)物物质性：力不能性：力不能 而独立存在而独立存在(2)(2)相互性：力的作用是相互的相互性：力的作用是相互的(3)(3)矢矢 量量 性性 ： 既既 有有 大大 小小 ， 又又 有有 方方 向向 ， 其其 运运 算算 法法 则 为 物体物体对物体物体脱离物体脱离物体平行四平行四边形定形定则一、力的概念一、力的概念(4)独独立立性性：一一个个力力作作用用在在某某一一物物体体上上产生生的的效效果果与与这个物体是否同个物体是否同时受到其他力的作用受到其他力的作用 (5)同同时性：物体性：物体间的相互作用的相互作用总是是 产生，生， 变化，化， 消失消失3力的效果力的效果使使物物体体发生生 或或使使物物体体的的运运动状状态发生生改改变(即即产生生 )4力的分力的分类(1)按按 分分：重重力力、弹力力、摩摩擦擦力力、分分子子力力、电磁磁力、核力等力、核力等无关无关同同时同同时同同时形形变加速度加速度性性质(2)按按 分分：动力力、阻阻力力、压力力、支支持持力力、向向心心力、回复力等力、回复力等(3)按研究按研究对象分：内力、外力象分：内力、外力二、重力二、重力1重重力力的的产生生：由由于于 对物物体体的的吸吸引引而而使使物物体受到的力体受到的力2方向：方向：总是是 3大小：大小：G .效果效果地球地球竖直向下的直向下的mg4重重心心：物物体体各各个个部部分分受受到到重重力力的的合合力力的的作作用用点点重心可能在物体上也可能不在物体上重心可能在物体上也可能不在物体上(1)质量分布均匀的物体，重心位置只跟形状有关量分布均匀的物体，重心位置只跟形状有关(2)质量量分分布布不不均均匀匀的的物物体体，重重心心位位置置跟跟物物体体形形状状有有关，跟物体内关，跟物体内质量的分布有关量的分布有关(3)用用悬挂法挂法测重心重心(只适合薄片状均匀物体只适合薄片状均匀物体)5重力的反作用力是物体重力的反作用力是物体对地球的引力，作用在地球的引力，作用在 上上地球地球1 1定定义：发生生弹性性形形变的的物物体体，对跟跟它它接接触触的的物物体体产生力的作用，生力的作用，这种力叫种力叫弹力力2 2产生生条条件件：(1)(1)两两物物体体 ，(2)(2)发生生 ；两两者者缺缺一一不不可可，并并且且弹 力力 和和 形形 变 同同 时 ， 同同 时 3 3方方向向：与与 的的方方向向相相反反，弹力力的的受受力力物物体体是是引引起起形形变的的物物体体，施施力力物物体体是是发生生形形变的物体的物体直接接触直接接触弹性形性形变产生生消失消失物体形物体形变三、弹力三、弹力4大大小小：弹簧簧类物物体体在在 内内遵遵循循胡胡克克定定律：律：F .非非弹簧簧类弹力大小力大小应由由 或或 求解求解弹性限度性限度kx平衡条件平衡条件动力学力学规律律题型一：对力和重力的理解题型一：对力和重力的理解例例1 广广州州亚运运会会的的火火炬炬从从北北京京传递到到广广州州的的过程程中中，关关于于火火炬炬“潮潮流流”的的重重力力(不不考考虑燃燃料料燃燃烧对火火炬炬质量量的的影影响响)，下列，下列说法中正确的是法中正确的是()A火炬火炬“潮流潮流”的重力大小恒定的重力大小恒定B火炬火炬“潮流潮流”的重力方向的重力方向总是指向地心是指向地心C运运动员举着着火火炬炬加加速速冲冲上上某某一一高高台台时火火炬炬“潮潮流流”受受到到的的重重力力大大于于运运动员举着着火火炬炬在在平平直直道道路路上上奔奔跑跑时火火炬炬“潮流潮流”受到的重力受到的重力D传递过程中，火炬程中，火炬“潮流潮流”始始终对地球也有吸引力地球也有吸引力【思路点拨思路点拨】正确理解力的相互性和重力与万有引力正确理解力的相互性和重力与万有引力的关系是解答本题的关键所在的关系是解答本题的关键所在 【解析解析】地球表面不同位置的重力加速度不同，故地球表面不同位置的重力加速度不同，故A错误；重力只是地球对物体的万有引力的一个分力，错误；重力只是地球对物体的万有引力的一个分力，除赤道和两极外，其方向并不指向地心，故除赤道和两极外，其方向并不指向地心，故B错误；错误；在同一地点，重力与其运动状态无关，故在同一地点，重力与其运动状态无关，故C错误；力错误；力的作用是相互的，故的作用是相互的，故D正确正确【答案答案】D题型二：弹力有无及方向的判断题型二：弹力有无及方向的判断【思路点拨思路点拨】先找接触点、再判断是否有弹力、再确定先找接触点、再判断是否有弹力、再确定弹力的方向弹力的方向例例2 2 画出下画出下图所示各物体受到的所示各物体受到的弹力示意力示意图【解析解析】【方法与知识感悟方法与知识感悟】1. 弹力有无的分析和判断弹力有无的分析和判断(1)“直直接接判判定定法法”： 对对于于形形变变较较明明显显的的情情况况，由由形形变变情情况直接判断况直接判断. (2)“假假设设法法”：先先假假设设物物体体间间的的弹弹力力不不存存在在，即即将将与与研研究究对对象象接接触触的的物物体体去去掉掉再再判判断断所所研研究究物物体体的的运运动动状状态态是是否否改改变变若若不不变变则则说说明明无无弹弹力力；若若改改变变则则说说明明有有弹力弹力(3)“状状态态分分析析法法”：分分析析除除弹弹力力以以外外其其他他力力的的合合力力，看看该该合合力力是是否否满满足足给给定定的的运运动动状状态态，若若不不满满足足，则则存存在在弹弹力力，若若满满足足则则不不存存在在弹弹力力并并可可以以依依据据物物体体所所受受的的合合外外力力和和物物体体的的运运动动状状态态，由由力力的的平平衡衡或或牛牛顿顿第第二二定定律律求求解解物物体体间间弹弹力力的的大大小小(如如上上题题中中第第4、5个个图图中中若若已已知知小小球球的的质质量量为为m，小小车车向向右右匀匀速速运运动动和和以以加加速度速度a匀加速运动时所受弹力的大小分别是多少匀加速运动时所受弹力的大小分别是多少)2几种常见模型中弹力方向的确定几种常见模型中弹力方向的确定弹力弹力弹力的方向弹力的方向弹簧的弹力弹簧的弹力与弹簧测力计中心轴线重合，指向弹簧恢复原与弹簧测力计中心轴线重合，指向弹簧恢复原状的方向状的方向轻绳的弹力轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的面与面接触的弹力弹力垂直于接触面指向受力的物体垂直于接触面指向受力的物体点与面接触的点与面接触的弹力弹力过接触点垂直于接触面过接触点垂直于接触面(或过接触点的切面或过接触点的切面)而而指向受力物体指向受力物体球与面接触的球与面接触的弹力弹力在接触点与球心连线上，指向受力物体在接触点与球心连线上，指向受力物体球与球接触的球与球接触的弹力弹力垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体杆的弹力杆的弹力可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析析题型三：弹簧弹力大小的计算题型三：弹簧弹力大小的计算例例3 如如图所示，一重所示，一重为12 N的物的物块上下两上下两端分端分别与两根完全相同的与两根完全相同的竖直直轻弹簧簧a、b相接，相接，弹簧簧a的上端固定在天花板上，的上端固定在天花板上，弹簧簧b的下端固定在桌面上的下端固定在桌面上. 当物当物块静止静止时，两两弹簧簧的的弹力力大大小小相相等等，此此时两两弹簧簧的的长度度分分别为La18 cm、Lb12 cm.求：求：(1)每根每根弹簧的自然簧的自然长度度L0及每根及每根弹簧的簧的劲度系数度系数k；(2)若若撤撤去去弹簧簧b，则物物块静静止止时物物块下下端端离离桌桌面面的的距距离离h.【方法与知识感悟方法与知识感悟】解答此类题型时，往往选择弹簧解答此类题型时，往往选择弹簧的一个端点所连接的物体来进行研究，由这个物体的的一个端点所连接的物体来进行研究，由这个物体的运动状态来计算弹力的大小变化运动状态来计算弹力的大小变化F.再由胡克定律再由胡克定律Fkx求出弹簧的长度变化量求出弹簧的长度变化量x.*1.如如图所所示示，为一一轻质弹簧簧的的长度度和和弹力力大大小小的的关关系系根据根据图象判断，正确的象判断，正确的结论是是( )A. 弹簧的簧的劲度系数度系数为1 N/mB. 弹簧的簧的劲度系数度系数为100 N/mC. 弹簧的原簧的原长为6 cmD. 弹簧伸簧伸长0.2 m时，弹力的大力的大小小为4 NBC2如如图(a)所示，所示，轻绳AD跨跨过固定的水平横梁固定的水平横梁BC右端右端的定滑的定滑轮挂住一个挂住一个质量量为M1的物体，的物体，ACB30；图(b)中中轻杆杆HG一端用一端用铰链固定在固定在竖直直墙上，另一端上，另一端G通通过细绳EG拉住，拉住，EG与水平方向也成与水平方向也成30，轻杆的杆的G点用点用细绳GF拉住一个拉住一个质量量为M2的物体，求：的物体，求：(1)轻绳AC段的段的张力力FTAC与与细绳EG的的张力力FTEG之比；之比；(2)轻杆杆BC对C端的支持力；端的支持力；(3)轻杆杆HG对G端的支持力端的支持力. 【解析解析】题图题图(a)和和(b)中的两个物体中的两个物体M1、M2都处于平都处于平衡状态，根据平衡的条件，首先判断与物体相连的细绳，衡状态，根据平衡的条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和点和G点为研究点为研究对象，进行受力分析如下图对象，进行受力分析如下图(a)和和(b)所示，根据平衡规所示，根据平衡规律可求解律可求解. *1.下列关于物体重力的下列关于物体重力的说法中正确的是法中正确的是( )A地球上的物体只有运地球上的物体只有运动时才受到重力才受到重力B同同一一物物体体在在某某处向向上上抛抛出出后后所所受受重重力力较小小，向向下下抛抛出后所受重力出后所受重力较大大C某某物物体体在在同同一一位位置置时，所所受受重重力力与与静静止止还是是运运动无无关，重力大小是相同的关，重力大小是相同的D物体所受重力大小与其物体所受重力大小与其质量有关量有关CD【巩固基础巩固基础】【解析解析】地球上的物体运动或静止时都受地球的吸引地球上的物体运动或静止时都受地球的吸引作用，故运动或静止的物体均受重力，作用，故运动或静止的物体均受重力，A错误；某物错误；某物体在地球某点处所受地球吸引而产生的重力一定，与体在地球某点处所受地球吸引而产生的重力一定，与此物体的运动状态无关，此物体的运动状态无关，B错误，错误，C正确；物体所受正确；物体所受重力重力Gmg，在，在g一定时，一定时，G由由m决定，决定，D正确正确220102011赛季季斯斯诺克克球球员巡巡回回赛第第五五站站赛事事在在谢菲菲尔尔德德结束束，中中国国选手手丁丁俊俊晖一一路路过关关斩将将，决决赛中中4 1横横扫琼斯斯成成功功夺得得本本站站赛事事冠冠军设在在比比赛中中当当台台球球以以速速度度v0与与球球桌桌边框框成成角角撞撞击O点点，反反弹后后速速度度为v1，方方向向与与球球桌桌边框框夹角角仍仍为，如如图所所示示OB垂垂直直于于桌桌边，则下下列列关关于于桌桌边框框对小小球球的的弹力力方向的判断中正确的是方向的判断中正确的是( )A可能沿可能沿OA方向方向B一定沿一定沿OB方向方向C可能沿可能沿OC方向方向D可能沿可能沿OD方向方向B【解析解析】台球与球桌边框碰撞时，受到边框的弹力作用，台球与球桌边框碰撞时，受到边框的弹力作用，弹力的方向应与边框垂直，即沿弹力的方向应与边框垂直，即沿OB方向，故方向，故B项正确项正确3如如图所所示示，轻质弹簧簧的的劲度度系系数数为k，小小球球重重力力为G，平平衡衡时小小球球在在A处，今今用用力力F压小小球球至至B处，使使弹簧簧缩短短x，则此此时弹簧簧的的弹力力为( )AkxBkxGCGkxD以上都不以上都不对B【解析解析】设球在设球在A处时弹簧已压缩了处时弹簧已压缩了x，球平衡时弹，球平衡时弹力力FAGkx，球在，球在B处时，弹簧又压缩处时，弹簧又压缩x，球再次，球再次达到平衡时弹力达到平衡时弹力FBk(xx)Gkx.故选项故选项B正确正确. 4 4如如图所所示示，小小车沿沿水水平平面面向向右右做做匀匀加加速速直直线运运动，车上上固固定定的的硬硬杆杆和和水水平平面面的的夹角角为，杆杆的的顶端端固固定定着着一一个个质量量为m m的的小小球球，当当小小车运运动的的加加速速度度逐逐渐增增大大时，杆杆对小小球球的的作作用用力力( (F F1 1 至至F F4 4 变化化) )的的变化化图示可能是示可能是( )( )C【解析解析】小球只受重力和杆的弹力作用杆的弹力小球只受重力和杆的弹力作用杆的弹力 F 的的竖直分量与重力平衡，水平分量产生加速度，即竖直分量与重力平衡，水平分量产生加速度，即 F竖直竖直mg，F水平水平ma，所以选项，所以选项C正确正确【提升能力提升能力】5如如下下图所所示示，四四个个完完全全相相同同的的弹簧簧都都处于于水水平平位位置置，它它们的的右右端端受受到到大大小小皆皆为F的的拉拉力力作作用用，而而左左端端的的情情况况各各不不相相同同：中中弹簧簧的的左左端端固固定定在在墙上上，中中弹簧簧的的左左端端受受大大小小也也为F的的拉拉力力作作用用，中中弹簧簧的的左左端端拴拴一一小小物物块，物物块在在光光滑滑的的桌桌面面上上滑滑动，中中弹簧簧的的左左端端拴拴一一小小物物块，物物块在在有有摩摩擦擦的的桌桌面面上上滑滑动若若认为弹簧簧的的质量量都都为零零，以以l1、l2、l3、l4依依次次表表示示四四个个弹簧的伸簧的伸长量，量，则有有( )Al2l1 Bl4l3Cl1l3 Dl2l4D【解析解析】因为认为弹簧的质量都为零，即通常所说的因为认为弹簧的质量都为零，即通常所说的“轻弹簧轻弹簧”，无论弹簧处于什么样的运动状态，以上各图，无论弹簧处于什么样的运动状态，以上各图中弹簧各处的弹力都一样大，即各个弹簧的受力情况中弹簧各处的弹力都一样大，即各个弹簧的受力情况都完全相同，都等于右端受到的拉力由公式都完全相同，都等于右端受到的拉力由公式Fkx可可知，弹簧伸长的长度都是相等的选知，弹簧伸长的长度都是相等的选D.6缓冲装置可抽象成如冲装置可抽象成如图所示的所示的简单模型，模型，图中中A、B 为原原长相等，相等，劲度系数分度系数分别为 k1、k2(k1k2)的的两两个个不不同同的的轻质弹簧簧下下列列表表述述正正确确的是的是( )A装置的装置的缓冲效果与两冲效果与两弹簧的簧的劲度系数无关度系数无关B垫片片向向右右移移动稳定定后后，两两弹簧簧产生生的的弹力力之之比比 F1 F2k1 k2C垫片片向向右右移移动稳定定后后，两两弹簧簧的的长度度之之比比 l1 l2k2 k1D垫片片向向右右移移动稳定定后后，两两弹簧簧的的压缩量量之之比比 x1 x2k2 k1D【解析解析】不同弹簧的缓冲效果与弹簧的劲度系数有不同弹簧的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，关，A错误；在垫片向右运动的过程中，由于两个错误；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，弹簧相连，则它们之间的作用力等大，B错误；由错误；由于两弹簧的劲度系数不同，由胡克定律于两弹簧的劲度系数不同，由胡克定律Fkx可知，可知，两弹簧的压缩量两弹簧的压缩量x1x2 ，所以，所以C错误，错误，D正正确确7如如图所示，两木所示，两木块的的质量分量分别为m1和和m2，两，两轻质弹簧的簧的劲度系数分度系数分别为k1和和k2，上面的木，上面的木块压在上面的在上面的弹簧上簧上(但不拴接但不拴接)，整个系，整个系统处于平于平衡状衡状态现缓慢上提上面的木慢上提上面的木块，直到它，直到它刚离开上离开上面的面的弹簧，求簧，求这个个过程中下面木程中下面木块移移动的距离的距离下面木块向上移动的距离为：下面木块向上移动的距离为：xx1x2 由由联立可得联立可得x .【解析解析】根据题意，提上面木块前，有根据题意，提上面木块前，有k2x1(m1m2)g 向上提上面木块直到它离开弹簧时，有向上提上面木块直到它离开弹簧时，有k2x2m2g 【再上台阶再上台阶】8如如图所示，在所示，在倾角角为的的光滑斜面上有两个用光滑斜面上有两个用轻质弹簧相簧相连接的物接的物块A、B，它，它们的的质量量分分别为mA、mB，弹簧簧的的劲度度系系数数为k，C为一一固固定定挡板板系系统处于于静静止止状状态现开开始始用用一一恒恒力力F沿沿斜斜面方向拉物面方向拉物块A使之向上运使之向上运动，重力加速度，重力加速度为g，问：(1)物物块B刚要离开要离开C时，弹簧形簧形变量量x2为多少？多少？(2)物物块B刚要离开要离开C时，物，物块A的加速度多大？的加速度多大？(3)从从开开始始到到物物块B刚要要离离开开C时的的过程程中中，物物块A的的位位移多大？移多大？