1、高考导航考点内容高考(全国卷)三年命题情况对照分析201620172018命题热点形变、弹性、胡克定律卷T19：多物体的动态平衡卷T14：单物体的动态平衡卷T17：多物体的平衡卷T21：共点力的动态平衡卷T16：摩擦力、共点力的平衡卷T17：胡克定律、共点力的平衡卷T22：游标卡尺读数、测定弹簧的劲度系数卷T23：测定动摩擦因数(1)力的合成与分解(2)结合弹力、摩擦力考查共点力的平衡条件(3)静态平衡和动态平衡问题滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力矢量和标量力的合成和分解共点力的平衡实验一：探究弹簧形变与弹力的关系实验二：研究两个互成角度力的合成规律第1讲重力弹力摩擦力知识排查重力1.产生：由
2、于地球的吸引而使物体受到的力。2.大小：与物体的质量成正比，即Gmg。可用弹簧测力计测量重力。3.方向：总是竖直向下的。4.重心(1)定义：物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫物体的重心。(2)重心的确定：质量分布均匀的规则物体的重心在其几何中心；形状不规则或质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定。注意：物体的重心不一定在物体上。形变、弹性、胡克定律1.形变物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变。2.弹性(1)弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力能够恢复原状的形变。(2)弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的形状
3、，这个限度叫弹性限度。3.弹力(1)定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。(2)产生条件：物体相互接触且发生弹性形变。(3)方向：总是与物体形变的方向相反；弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。4.胡克定律(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。(2)表达式：Fkx。k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定。x是形变量，但不是弹簧形变以后的长度。摩擦力1.滑动摩擦力(1)定义和条件两个粗糙的物体之间有弹力，当它们发生相对运动时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力。
4、(2)大小和方向大小：FFN，式中为动摩擦因数，其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。方向：总是跟接触面平行，并与相对运动的方向相反。2.静摩擦力(1)定义和条件两个粗糙的物体之间有弹力，当它们具有相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力。(2)大小和方向大小：0Ff2C.Ff1向上，Ff2向上，且Ff1Ff2D.Ff1向上，Ff2向下，且Ff1Ff2解析匀速攀上时，杂技演员所受重力与静摩擦力平衡，由平衡条件可知Ff1G，方向竖直向上，匀速下滑时，其重力与滑动摩擦力平衡，则Ff2G，方向竖直向上，所以Ff1Ff2，故选项A、B、D错误，C正确。答案C摩擦力的突变1.三种摩
5、擦力的突变问题“静动”突变物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则静摩擦力将突变成滑动摩擦力“动动”突变某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生突变“静静”突变物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体虽然仍保持相对静止，但物体所受的静摩擦力将发生突变2.摩擦力突变问题的“临界点”(1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着摩擦力突变的临界问题。题意中某个物理量在变化过程中会发生突变，这可能导致摩擦力突变，则该物理量突变时的状态即为临界状态。(2
6、)存在静摩擦的情景中，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值。(3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。【例4】 (多选)如图10甲所示，将一物块放在固定的斜面体上，在物块上施加的拉力F按图乙所示的规律变化，取沿斜面向上为正方向，开始时物块处于静止状态，则物块所受的摩擦力Ff与时间t的关系可能正确的是()图10【思路点拨】(1) 拉力F在大于mgsin 的范围内变化时，物块有沿斜面向上的运动趋势。(2) 拉力F等于mgsin 时，物块与斜面之间没有相对运动趋势。(3) 拉力F在小于mgsin 之后的时间内，物块有沿斜面向下的运动趋
7、势。解析物块处于平衡状态，设斜面倾角为，在t1时刻，F0，此时物块所受的摩擦力大小为Ffmgsin ，方向沿斜面向上，选项A错误；由于F随时间成线性变化，由平衡条件可知Ff也随时间成线性变化，选项D错误；若物块始终处于静止状态，Ff应先减小后反向增大，选项B正确；若物块后来滑动，则FfFNmgcos ，则Ff可能先减小后反向增大，最后保持不变，选项C正确。答案BC1.一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图11所示，其中F110 N，F22 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为() 图11A.10 N，方向向左 B.6 N，方向向右C.2
8、N，方向向右 D.0解析当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N，方向向左。可知最大静摩擦力Ffmax8 N。当撤去力F1后，F22 NFfmax，物体仍处于静止状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的F2等大反向，选项C正确。答案C2.如图12所示，斜面固定在地面上，倾角为37(sin 370.6，cos 370.8)。质量为1 kg 的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0的方向为正方向，
9、g10 m/s2)()图12解析滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由FFN和FNmgcos 联立得F6.4 N，方向为沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsin mgcos ，滑块不动，滑块受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Fmgsin ，代入数据可得F6 N，方向为沿斜面向上，故选项B正确。答案B科学思维系列模型建构：“轻绳、轻杆、轻弹簧”三类模型三种模型的弹力比较轻杆轻绳轻弹簧模型图示模型特点形变特点发生微小形变柔软，发生微小形变，各处张力相等可伸长，可压缩，各处弹力相等方向特点不一定沿杆，可以是任意方向只能沿绳，指向绳收缩的方向沿弹簧轴线与形变方向相反效果特点可以提供拉力
10、、推力只能提供拉力可以提供拉力、推力能否突变可以发生突变可以发生突变一般不能发生突变【典例】 (2019安徽安庆质检)如图13所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为，在斜杆的下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是()图13A.小车静止时，Fmgsin ，方向沿杆向上B.小车静止时，Fmgcos ，方向垂直于杆向上C.小车以向右的加速度a运动时，一定有FD.小车以向左的加速度a运动时，F，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角1满足tan 1解析小车静止时，由物体的平衡条件知，此时杆对小球的作用力方向竖直向上，大小等于球的重力mg，选项A、B错误；小车以向右的加速度
11、a运动，设小球受杆的作用力的方向与竖直方向的夹角为1，如图甲所示。根据牛顿第二定律，有Fsin 1ma，Fcos 1mg，两式相除可得tan 1，只有当小球的加速度agtan 时，杆对小球的作用力才沿杆的方向，此时才有F，选项C错误；小车以加速度a向左加速运动时，由牛顿第二定律，可知小球所受到的重力mg与杆对球的作用力的合力大小为ma，方向水平向左，如图乙所示。所以杆对球的作用力的大小F，方向斜向左上方，tan 1，选项D正确。答案D杆弹力的特点“按需供给”杆的弹力方向不一定沿杆的方向，其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定，即为了维持物体的状态，由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力
12、的大小和方向，杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力。即学即练1.如图14所示的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡的是()图14A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁解析如果杆受拉力作用，可以用与之等长的轻绳代替，如果杆受压力作用，则不可用等长的轻绳代替，题图甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，选项A、
13、C、D错误，B正确。答案B2.(多选)图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图15所示，并处于平衡状态()图15A.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处于不伸不缩状态解析由于N弹簧上面与细线相连，故N弹簧可能处于原长也可能被拉伸；当N弹簧处于拉伸状态时，细线对a有拉力，当拉力小于a物体的重力时，M弹簧处于压缩状态；当拉力等于a物体的重力时，M弹簧处于原长状态；当拉力大于a物体的重力时，M弹簧处于伸长状态，选项A、D正确；从上面的分析中发
14、现共有四种情况，即N处于伸长状态，M处于压缩状态；N处于伸长状态，M也处于伸长状态；N处于伸长状态而M处于不伸长不压缩状态；N不伸不缩，M压缩状态。选项B、C中的状态不存在。选项A、D正确。答案AD活页作业(时间：30分钟)基础巩固练1.下列关于常见力的说法中正确的是()A.弹力、重力、支持力、摩擦力都是按照力的性质命名的B.有规则形状的物体，其重心就在物体的几何中心C.两接触面间有摩擦力存在，则一定有弹力存在D.物体之间接触就一定产生弹力解析支持力是按效果来命名的，选项A错误；重心的位置还跟质量分布有关，选项B错误；产生摩擦力的条件是相互挤压，且有相对运动或相对运动趋势，选项C正确；接触和形
15、变是产生弹力的条件，缺一不可，选项D错误。答案C2.(多选)玩具汽车停在模型桥面上，如图1所示，下列说法正确的是()图1A.桥面受向下的弹力，是因为汽车发生了弹性形变B.汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力C.汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变D.汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了弹性形变解析弹性形变指物体形变之后撤去外力能完全恢复原来形状的形变，模型桥受到向下的弹力，是因为汽车发生了弹性形变，选项A正确，B错误；汽车受到向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变，选项C正确，D错误。答案AC3.下列情景中，物体M所受摩擦力Ff的示意图正确的是()解析物体静止在水平面上时，不受摩擦力，选项A错
16、误；汽车停在斜坡上时，有沿斜坡向下滑动的趋势，则摩擦力方向沿斜坡向上，选项B正确；物体贴着竖直墙壁自由下落时，物体与墙壁间没有正压力，则没有摩擦力，选项C错误；瓶子被握在手中时，有下滑的趋势，则摩擦力方向向上，选项D错误。答案B4. (201811月浙江选考)小明在观察如图2所示的沙子堆积时，发现沙子会自然堆积成圆锥体，且在不断堆积过程中，材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的。小明测出这堆沙子的底部周长为31.4 m，利用物理知识测得沙子之间的摩擦因数为0.5，估算出这堆沙的体积最接近()图2A.60 m3 B.200 m3 C.250 m3 D.500 m3解析沙堆的底部周长
17、为31.4 m，由l2R，可知底面半径为R5 m，由图可知当沙堆不能再堆高时，即tan 0.5，所以沙堆高hRtan 2.5 m，故沙堆的体积为VR2h65.4 m3，故选项A最接近。答案A5.(多选)如图3所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是()图3A.A物体受到的摩擦力方向向右B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零C.B、C受到的摩擦力方向相同D.B、C受到的摩擦力方向相反解析A物体与传送带一起匀速运动，它们之间无相对运动或相对运动趋势，即无摩擦力作用，选项A错误；B、C两物体虽运动方
18、向不同，但都处于平衡状态，由沿传送带方向所受合力为零可知，B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用，故选项B、C正确，D错误。答案BC6.如图4所示，质量为m的木块放在粗糙的水平地面上，木块与地面间的动摩擦因数为0.5，水平推力F作用于木块上，但未把木块推动，则在四个选项中反映木块受到的静摩擦力Ff的大小随水平推力F的大小变化的关系图线是() 图4答案A7.如图5所示，弹簧测力计一端固定在墙壁上，另一端与小木块A相连，当用力加速抽出长木板B的过程中，观察到弹簧测力计的示数为3.0 N，若匀速抽出木板B，弹簧测力计的示数大小()图5A.一定大于3.0 N B.一定小于3.0 NC.一定等于3
19、.0 N D.一定为零解析不管是加速抽出还是匀速抽出木板B，小木块A均处于平衡状态，所以弹簧测力计的示数都等于B对A的滑动摩擦力大小，显然，在这两个过程中，该摩擦力大小是不变的，所以弹簧测力计的示数大小也不变，即一定等于3.0 N，选项C正确。答案C8.如图6所示，轻质弹簧连接A、B两物体，弹簧劲度系数为k，A、B质量分别为m1、m2；A放在水平地面上，B也静止；现用力拉B，使其向上移动，直到A刚好离开地面，此过程中，B物体向上移动的距离为()图6A. B.C. D.解析开始时，A、B都处于静止状态，弹簧的压缩量设为x1，由胡克定律有kx1m2g，物体A恰好离开地面时，弹簧的拉力为m1g，设此
20、时弹簧的伸长量为x2，由胡克定律有kx2m1g，这一过程中，物体B上移的距离dx1x2，联立可解得d，选项C正确。答案C9.(2019北京市海淀区质检)如图7所示，轻杆与竖直墙壁成53角，斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为m的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为mg(g表示重力加速度)，则轻杆对小球的弹力大小为()图7 A.mg B.mg C.mg D.mg解析以小球为研究对象，分析受力情况，根据共点力平衡条件得：轻杆对小球的弹力大小为Fmg，选项D正确。答案D综合提能练10.(2019江苏如东测试)如图8所示，超市为方便顾客，安装智能化的倾斜向上的自动扶梯(无台阶)。在没有乘客乘行
21、时，自动扶梯以较小的速度匀速运行，当乘客站立乘行(手不扶扶手)时，自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。则该扶梯在运送乘客的过程中()图8A.扶梯匀速运行时，乘客不受摩擦力作用B.扶梯匀速运行时，乘客对扶梯的作用力方向竖直向下C.扶梯加速运行时，乘客所受摩擦力方向与运动方向相反D.扶梯加速运行时，扶梯对乘客的作用力方向与运动方向相反解析扶梯匀速运行时，乘客所受的摩擦力等于重力向下的分力，选项A错误；匀速运动阶段，乘客处于平衡状态，扶梯对乘客的作用力竖直向上，乘客对扶梯的作用力方向竖直向下，选项B正确；由于智能化的自动扶梯无台阶，乘客站在斜面上，乘客的加速度的方向沿斜面向上时，乘客要受到沿斜面向
22、上的摩擦力的作用，与运动方向相同，选项C错误；乘客加速运动阶段，加速度有水平方向的分量，乘客受到的摩擦力有水平方向的分力，所以扶梯对乘客的作用力指向斜上方，选项D错误。答案B11. (2019山东潍坊调研)一小组将两个完全相同的轻弹簧分别按图9甲和乙连接，等效为两个新弹簧，测得两个新弹簧的“拉力与弹簧伸长量的关系图象”如图丙所示，则下列说法正确的是()图9A.F2 N时甲图中每个弹簧伸长0.1 mB.F2 N时乙图中每个弹簧伸长0.1 mC.原来每个弹簧的劲度系数为20 N/mD.b为甲图弹簧得到的图象解析根据弹簧串联与并联的特点可知，两条弹簧并联后新弹簧的劲度系数增大，而串联后新弹簧的劲度系
23、数相对较小；弹簧的拉力与弹簧伸长量的关系图象中，直线的斜率k，对比胡克定律Fkx可知，直线的斜率即表示弹簧的劲度系数。由于a的劲度系数大，b的劲度系数小，所以a为甲图弹簧得到的图象，b为乙图弹簧得到的图象。甲图是两根弹簧并联，新弹簧的伸长量等于每一个弹簧的伸长量，所以甲图中，F2 N时每个弹簧都伸长0.1 m，选项A正确，B、D错误；由丙图可知，新弹簧的劲度系数：k甲 N/m20 N/m，则原来每个弹簧的劲度系数一定不是20 N/m，选项C错误。答案A12.如图10所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针运动时(
24、v1v2)，绳中的拉力分别为F1、F2，则下列说法正确的是()图10A.物体受到的摩擦力Ff1Ff2B.物体所受摩擦力方向向右C.F1F2D.传送带速度足够大时，物体受到的摩擦力可为0解析物体的受力如图所示，滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡，因此方向向左，选项B错误；设绳与水平方向成角，则Fcos FN0，FNFsin mg0，解得F，不变，F恒定不变，选项C正确；滑动摩擦力FfFcos ，也不变，选项A、D错误。答案C13.如图11所示，质量为mB24 kg的木板B放在水平地面上，质量为mA22 kg的木箱A放在木板B上。一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为37。已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数10.5。现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从图11木箱A下面匀速抽出(sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g取10 m/s2)，则木板B与地面之间的动摩擦因数2的大小为()A.0.3 B.0.4 C.0.5 D.0.6解析对A受力分析如图甲所示，由题意得FTcos Ff1FN1FTsin mAgFf11FN1由得：FT100 N对A、B整体受力分析如图乙所示，由题意得FTcos Ff2FFN2FTsin (mAmB)gFf22FN2由得：20.3，故A正确。答案A