1、一、力1力的作用效果(1)改变物体的(2)使物体发生运动状态形变2力的性质(1)概念：力是物体间的(2)物质性：力不能脱离而存在，没有“施力物体”或 “受力物体”的力是的相互作用物体不存在(3)相互性：力的作用是的施力(受力)物体同时也是受力(施力)物体(4)矢量性：力是矢量，既有，又有，力的运算遵循定则或定则相互大小方向平行四边三角形3力的图示及示意图(1)力的图示：从力的作用点沿力的方向画出的(包括力的三要素)(2)力的示意图：受力分析时，作出的表示物体受到某一力的有向线段有向线段4力的三要素：大小、方向、作用点5力的分类(1)按性质分：、电场力、磁场力、分子力等(2)按效果分：压力、动力
2、、向心力、回复力等重力弹力摩擦力支持力阻力(1)力的瞬时作用效果：力是使物体产生加速度的原因，力和加速度具有瞬时对应关系(2)力的积累效果：力对空间的积累是功；力对时间的积累是冲量二、重力1产生：由于对物体的吸引而使物体受到的力地球2大小：G mg3方向：向下竖直4重心(1)相关因素物体的物体的规律(2)位置确定质量分布均匀的规则物体，重心在其；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用确定几何形状质量分布几何中心悬挂法(1)重力的方向不一定指向地心(2)重心的位置不一定在物体上(3)重力的大小不一定等于物体对水平支持物的压力或对竖直悬线的拉力三、弹力1产生条件：物体相互；并且发生接触弹
3、性形变2方向：弹力的方向总是与物体形变的方向相反3大小(1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律F.(2)非弹簧类弹力大小可以由或牛顿运动定律求解kx平衡条件四、摩擦力 名称 项目 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 两的物体间的摩擦力 两的物体间的摩擦力 产生条件(1)接触面(2)接触处有(3)两物体间有趋势(1)接触面(2)接触处有 (3)两物体间有 相对静止相对运动粗糙压力相对运动粗糙压力相对运动 名称 项目 静摩擦力 滑动摩擦力 大小、方向 大小：Ff方向：与受力物体相对运动趋势的方向 大小：Ff方向：与受力物体相对运动的方向 作用效果 总是阻碍物体间的 总是阻碍物体间的0mfFFN相反相反相对
4、运动趋势相对运动接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦力的方向总垂直；反之有弹力不一定有摩擦力1下列关于力的说法，正确的是()A有的物体自己就有力，如爆炸的手榴弹，所以力可以没有施力物体B力不能离开物体而存在C不接触的物体之间一定没有力的作用D有的物体只是施力物体不是受力物体解析：力是物体与物体之间的相互作用，力是不能离开物体而存在的，B对；有力一定有施力物体和受力物体，A错；一个物体是施力物体同时也一定是受力物体，D错；不接触的物体之间也可以有力的作用，如两磁极之间的相互作用力，C错答案：B2北京时间11月22日19点30分，中国选手劳义在2010年广州亚运会男子100米决赛中，以10秒
5、24获得冠军是中国选手历史上首次获得亚运会男子百米冠军！如图111所示为劳义在比赛过程中，关于比赛中劳义所受摩擦力的分析正确的是()A由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是滑动摩擦力，方向向后B由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是滑动摩擦力，方向向前C由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是静摩擦力，方向向前D由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是静摩擦力，方向向后解析：劳义在运动过程中，与地面没有相对滑动，受到地面对他的静摩擦力作用，是动力与运动方向相同，即向前答案：C3(2011资阳测试)如图 112 所示，两木块质量分别为 m1 和 m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为 k1 和 k2，上面
6、木块压在弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这个过程中下面木块移动的距离为()A.m1gk1 B.m2gk1C.m1gk2D.m2gk2解析：“缓慢上提”即指出木块 m2 在上升过程中是一动态平衡过程，因此当弹簧 k2 达到原长时，m2 上升达到最高点而处于静止状态，不会因惯性而继续上升在初始状态，对 k2 有k2x1(m1m2)g，即 x1m1m2gk2.在末状态，对 k2 有 k2x2m2g，即 x2m2gk2.因而，m2 移动的距离为 xx1x2m1m2gk2m2gk2 m1gk2.答案：C4下列关于重心、弹力和摩擦力的说法，正确的是
7、()A物体的重心并不一定在物体的几何中心上B劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大C动摩擦因数与物体之间的压力成反比，与滑动摩擦力成正比D静摩擦力的大小是在零和最大静摩擦力之间发生变化解析：由重心的概念可知A项正确；弹簧弹力的大小还与其形变量有关，B项错；动摩擦因数与压力和滑动摩擦力无关，C项错；静摩擦力的大小范围为0FfFfmax，D项正确答案：AD5如图113所示，质量为2 kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平拉力F.(g取10 m/s2)(1)当拉力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当拉力大小为12 N时，
8、地面对物体的摩擦力是多大？(3)此后若将拉力减小为5 N(物体仍在滑动)，地面对物体的摩擦力是多大？(4)若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力多大？解析：滑动摩擦力(最大静摩擦力Fmax)大小为mg0.5210 N10 N.(1)当拉力F5 N时，FFmax，物体静止则由二力平衡知：F静F5 N.(2)当拉力F12 N时，FFmax，物体滑动则F滑FNmg10 N.(3)当拉力减小为5 N时，物体仍滑动，故F滑10 N.(4)当拉力撤去后，由于物体继续滑动，故F滑10 N.答案：(1)5 N(2)10 N(3)10 N(4)10 N1.弹力有无的判断方法(1)根据弹力产生的条
9、件直接判断根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力此方法多用来判断形变较明显的情况(2)利用假设法判断对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看该物体还能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力(3)根据物体的运动状态分析根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在例如：如图114所示，小球A在车厢内随车厢一起向右运动，可根据小球的运动的状态分析车厢后壁对球A的弹力的情况(1)若车厢和小球做匀速直线运动，则小球A受力平衡，所以车厢后壁对小球无弹力(2)若车厢和小球向右做加速运动，则由牛顿第二定律可知，车厢
10、后壁对小球的弹力水平向右2弹力方向的判断方法(1)根据物体产生形变的方向判断物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反，与自身(受力物体)形变方向相同(2)根据物体的运动状态判断由状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态符合，依据物体的运动状态，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律，确定弹力方向关键一点(1)绳对物体只能产生拉力，不能产生推力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向，这是由绳子本身的特点决定的(2)杆既可以产生拉力，也可以产生推力，弹力的方向可以沿杆，也可以不沿杆，这是杆和绳两种模型的最大区别如图115甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为1
11、0 kg的物体，ACB30；图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上，另一端P通过细绳EP拉住，EP与水平方向也成30，轻杆的P点用细绳PQ拉住一个质量也为10 kg的物体g取10 N/kg，求(1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EP的张力FEP之比；(2)横梁BC对C端的支持力；(3)轻杆HP对P端的支持力审题指导 由题意可知：B处固定在墙上，H处为一铰链，则BC杆的弹力不一定沿杆方向，而HP杆的弹力一定沿杆方向；C处为定滑轮，则绳AC和CD为同一根绳；而P处为结点，故绳EP、PQ不是同一根绳解析 图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体
12、的重力分别取C点和P点为研究对象，进行受力分析如图甲和乙所示(1)图甲中轻绳 AD 跨过定滑轮拉住质量为 M1 的物体，物体处于平衡状态，绳 AC 段的拉力 FACFCDM1g图乙中由 FEPsin30FPQM2g 得 FEP2M2g所以得FACFEP M12M212.(2)图甲中，根据几何关系得：FCFACM1g100 N，方向和水平方向成 30角斜向右上方(3)图乙中，根据平衡方程有FEPsin30M2gFEPcos30FP所以 FPM2gcot30 3M2g173 N，方向水平向右答案(1)12(2)100 N，方向与水平方向成 30角斜向右上方(3)173 N，方向水平向右(1)同一根
13、绳上的弹力大小处处相等，方向总是沿绳的方向(2)杆的弹力要根据具体情况分析确定，如共点力的平衡条件、牛顿运动定律等1如图116所示固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是()A小车静止时，Fmgcos，方向沿杆向上B小车静止时，Fmgcos，方向垂直杆向上C小车向右以加速度 a 运动时，一定有 Fma/sinD小车向左以加速度 a 运动时，F ma2mg2，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为 arctan(a/g)解析：小车静止时，由物体的平衡条件可知，此时杆对球的作用力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg.小车向右以
14、加速度a运动时，设小球受杆的作用力方向与竖直方向的夹角为，如图甲所示，根据牛顿第二定律有Fsinma Fcosmg两式联立解得tana/g可见，只有当球的加速度agtan时，杆对球的作用力才沿杆的方向，此时才有Fma/sin.小车向左以加速度 a 运动时，根据牛顿第二定律知小球受重力 mg 和杆对球的作用力 F 的合力大小为 ma，方向水平向左根据力的合成，这三力构成图乙所示矢量三角形，由图乙得 F ma2mg2，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为 arctan(a/g)故正确答案为 D.答案：D1.假设法：即假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动(1)若发生相对运动，则说明物体原来虽相对静
15、止却有相对运动的趋势，且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为原来相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向(2)若没有发生相对运动，则说明没有静摩擦力2根据摩擦力的效果来判断其方向：如平衡其他力、作动力、作阻力、提供向心力等，再根据平衡条件或牛顿定律来计算大小用牛顿第二定律判断，关键是先判断物体的运动状态(即加速度方向)，再利用牛顿第二定律(Fma)确定合力的方向，然后由受力分析判断静摩擦力方向3利用牛顿第三定律来判断此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向，再确定另一物体受到的摩擦力方向关键一点(1)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力作用
16、的物体不一定是运动的(2)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但摩擦力不一定阻碍物体的运动，摩擦力的方向与物体运动的方向可能相同也可能相反，还可能成一夹角，即摩擦力可能是动力也可能是阻力如图117所示，指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向(1)物体A静止于斜面上，如图甲所示；(2)物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上，如图乙所示；(3)物体A放在车上，在刹车过程中，A相对于车厢静止，如图丙所示；(4)物体A在水平转台上，随转台一起匀速转动，如图丁所示解析 运用假设法判断出图甲斜面上的物体有沿斜面向下滑动的趋势，所受的静摩擦力沿斜面向上；图乙中的物体A有向右滑动的趋势，
17、所受静摩擦力沿水平面向左判断静摩擦力方向，还可以根据共点力作用下物体的平衡条件或牛顿第二定律判断；图丙中，A物体随车一起向右减速运动，其加速度方向水平向左，故A物体所受静摩擦力水平向左(与加速度同向)；图丁中，A物体随转台匀速转动，做匀速圆周运动，其加速度总指向圆心，则A受到的静摩擦力也总指向圆心答案(1)沿斜面向上(2)水平向左(3)水平向左(4)总指向圆心(1)若丙图中车做加速运动呢？(2)若丁图中物体随转台一起匀加速转动呢？解析：(1)丙图中若车做加速运动，则加速度方向向右，物体受到水平向右的静摩擦力(2)丁图中若物体随转台一起匀加速转动时，物体除了具有向心加速度，还有切向加速度，故物体
18、受的静摩擦力方向应介于速度方向与半径方向之间答案：(1)水平向右(2)介于速度方向与半径方向之间计算摩擦力的大小，首先要判断摩擦力是属于静摩擦力还是滑动摩擦力，然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小1静摩擦力大小的计算根据物体所受外力及所处的状态(平衡或加速)可分为两种情况：(1)物体处于平衡状态(静止或匀速)，利用力的平衡条件来判断其大小(2)物体有加速度时，若只有摩擦力，则Ffma.例如匀速转动的圆盘上物体靠摩擦力提供向心力产生向心加速度若除摩擦力外，物体还受其他力，则F合ma，先求合力再求摩擦力，这种与运动状态有关的特点，区别于滑动摩擦力2滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式Ff
19、FN来计算，应用此公式时要注意以下几点：(1)为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关3最大静摩擦力并不是物体实际受到的力，物体实际受到的静摩擦力小于最大静摩擦力；最大静摩擦力与接触面间的压力成正比；一般情况下，为了处理问题的方便，最大静摩擦力可按近似等于滑动摩擦力处理关键一点 在分析摩擦力时要注意静摩擦力的方向和大小的“可变性”如图118所示，质量为m的木块在置于桌面上的木板上滑行，木板静止，它的质量为M3m.已知木块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为，则木
20、板所受桌面的摩擦力大小为()Amg B2mgC3mgD4mg审题指导 题干中“木板静止”，说明了木板与桌面之间存在的是静摩擦力而不是滑动摩擦力 解析 由于木板和木块的运动情况不一样，故应用隔离法分别对它们受力分析木块在木板上滑动，受到木板的滑动摩擦力F1mg，所以木板也受木块的滑动摩擦力F1mg.由于木板静止，根据水平方向平衡条件知，木板受到桌面的静摩擦力F2F1mg.答案 A 求解静摩擦力的大小和方向时，往往根据平衡条件或牛顿第二定律进行求解，另外还要注意应用牛顿第三定律，即“摩擦力总是成对出现”的规律来判断 2如图119所示，物体A、B和C叠放在水平桌面上，水平力FB5 N、FC10 N分
21、别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止以f1、f2、f3分别表示A与B、B与C、C与桌面间的静摩擦力的大小，则()Af15 N，f20，f35 NBf15 N，f25 N，f30Cf10，f25 N，f35 NDf10，f210 N，f35 N解析：A、B、C组成的整体静止对A物体，水平方向上，A除摩擦力外不受力，A静止，f10.对B物体，受力情况如图甲所示，水平方向受向左的力FB5 N，B静止，f25 N对C物体，受力情况如图乙所示，f35 N.答案：C在胡克定律 Fkx 中，k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量(伸长量 LL0 或压缩量 L0L)，k 决定于弹簧自身的性质，不随 F
22、 与 x 的变化而变化我们不难得出F1x1F2x2.据此可得F1F2x1x2 F1x1k，即 Fkx，即弹簧在弹性限度内所受弹力的变化量与形变量的变化量成正比(14 分)如图 1110 所示，劲度系数为 k2 的轻质弹簧，竖直放在桌面上，上面压一质量为 m 的物体，另一劲度系数为 k1 的轻质弹簧竖直地放在物体上面，其下端与物体上表面连接在一起，要想物体在静止时，下面弹簧承受物重的23，应将上面弹簧的上端 A 竖直向上提高多大的距离？思路点拨 解决本题的关键是明确每根弹簧的状态变化，有效的办法是明确每根弹簧的初、末状态，必要时画出示意图规范解题 末态时物体受力分析如图 1111 所示，其中 F
23、1与 F2分别是弹簧 k1、k2 的作用力，物体静止时有 F1F2mg.(2 分)对于弹簧 k2：初态时，弹簧 k2(压缩)的弹力 F2mg(2 分)末态时，弹簧 k2(压缩)的弹力 F223mg，(2 分)弹簧 k2 的长度变化量为x2F2k2 F2F2k2mg3k2 (2 分)对弹簧 k1：初态时，弹簧 k1(原长)的弹力 F10(1 分)末态时，弹簧 k1(伸长)的弹力 F1mg3 (1 分)弹簧 k1 的长度变化量x1F1k1 F1F1k1mg3k1 (2 分)由几何关系知所求距离为：x1x2mgk1k23k1k2.(2 分)答案 mgk1k23k1k2方案一：利用砝码和弹簧测力计借助
24、平衡法测滑动摩擦力和动摩擦因数如图 1112 所示，向小盘 C 内加减砝码，轻推铁块 P，使其恰能在水平木板 B 上向左匀速直线滑动，铁块 P处于动态平衡状态用弹簧测力计测出P 和 C 的重力 GP 和 GC，则 P 所受的滑动摩擦力 FGC，可求出 P、B 间的动摩擦因数 GCGP.(此方案必须保证铁块做匀速直线运动才行，一般用于粗略测量)方案二：利用弹簧测力计借助动态平衡法测定动摩擦因数如图 1113 所示，使金属板静止在水平桌面上，用手通过弹簧测力计向右拉铁块 P，使铁块 P 向右匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的读数 F，再用弹簧测力计测出铁块 P的重力，由平衡条件可知 FNGP，且
25、FFN，所以 FGP.(此方案理论上可行，但在实际操作中很难保证 P 匀速前进)方案三：用弹簧测力计测定一个木块 A 和木块 B 间的动摩擦因数.实验装置如图 1114 所示，在水平力 F 作用下，只要使木块 A 相对木块B 滑动(做匀速直线运动或变速直线运动都行)，即可由弹簧测力计的读数得到 A、B 间的滑动摩擦力F，再用弹簧测力计称出木块 B 的重力 GB，即可由公式 FFN FGB求出动摩擦因数.(此方案不要求 A 做匀速直线运动，只要 A 相对 B 有滑动就行，故切实可行)方案四：在一可调整倾角 的斜面顶端装一打点计时器，如图 1115所示，让一物块带一纸带，使纸带穿过打点计时器调整斜
26、面倾角 使物块沿斜面匀速下滑(纸带上点间距相等即匀速)，对物块而言，沿斜面方向有 mgsinmgcos，由此可得 sincostan.测出斜面高度 h 和底边长度 s，即可算出 tanhs，所以 hs.(此方案可能需多次调整，但计算方便，切实可行)考情分析 本节中的三种力是物理学的三个重要概念，在近几年的高考中，三种力的考查往往是在选择题中，分值在6分左右，命题角度主要有以下几个：(1)胡克定律的应用，弹力方向的判断及大小的计算(2)摩擦力的有无判断以及大小和方向的判定(3)计算题中，与运动、功、能结合起来考查，特别是摩擦力做功引起的能量转化问题，是考查的热点.1(2010新课标全国卷)一根轻
27、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()A.F2F1l2l1 B.F2F1l2l1C.F2F1l2l1D.F2F1l2l1解析：由胡克定律可知，当弹簧压缩时有 F1k(l0l1)，当弹簧拉伸时有 F2k(l2l0)，综合以上两式可得 kF1F2l2l1，C 正确答案：C2(2010新课标全国卷)如图 1116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
28、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()A.31 B2 3C.32 12D1 32解析：当用 F1 拉物块时，由平衡条件可知：F1cos60(mgF1sin60)，当用 F2 推物块时，又有 F2cos30(mgF2sin30)，又 F1F2，求得 cos30cos60sin30sin602 3，B正确答案：B3(2010安徽高考)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图1117所示若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力则木板P的受力个数为()A3 B4C5 D6解析：因一起匀速下滑，所以斜面对P有沿
29、斜面向上的摩擦力，而Q必受弹簧向上的弹力，所以隔离P可知P受重力、斜面摩擦力、斜面弹力、弹簧弹力、Q的压力作用答案：C4(2009天津高考)如图1118所示，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()解析：物块在重力和F的合力沿斜面向下的分力的作用下将受到沿斜面向上的静摩擦力，故知，竖直向下的力F会使其所受到的静摩擦力增大，D选项正确答案：D5(2011唐山模拟)如图1119所示，一质量为m的物体恰能在质量为M的斜劈上匀速下滑，斜劈保持静止现用一沿斜面向下的外力F推此物体，使物体加速下滑，设此过程中斜劈受到地面的摩擦力为Ff，支持力为FN，则下列说法正确的是()AFf为零，FN(mM)gBFf不为零，FN(mM)gCFf不为零，FN(mM)gDFf不为零，FN(mM)g解析：当m在M上匀速下滑时，m对M的作用力N、f的合力大小为mg，方向竖直向下，Ff0.当用外力F推此物体时，物体虽加速下滑，但m对M的作用力N、f均不变，故Ff仍为零，FN(Mm)g，故A正确答案：A点击此图片进入“课下提知能”
