1、考点要求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()实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系 实验三：验证力的平行四边形定则高考导航第一节重力弹力一、对重力的理解【基础练1】(多选)关于地球上的物体，下列说法正确的是()A物体只有静止时才受重力作用B地面上的物体受到的重力垂直于水平面C重心是物体受到重力的等效作用点，故重心一定在物体上D物体所受重力的大小与物体运动状态无关答案：BD二、弹力和胡克定律答案：弹性形变直接接触弹性形变相反弹性限度正比【基础练2】图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确
2、的是()解析：选C。轻质杆对物体的弹力不一定沿着杆的方向，选项A中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力应竖直向上，A错误；选项B中如果左边的绳有拉力，则竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，B错误；对于球与面接触的弹力方向，过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上)，即选项D中大半球对小球的支持力FN2应是沿着过小球与圆弧接触点的半径，且指向圆心的弹力，D错误；球与球相接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，而指向受力物体，C正确。【基础练3】一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度
3、。则该弹簧的劲度系数为()A40 m/NB40 N/mC200 m/ND200 N/m解析：选D。由胡克定律得劲度系数k200 N/m，D正确。考点一弹力有无及方向的判断1弹力的判断(1)弹力有无的判断(2)弹力方向的判断五种常见模型中弹力的方向根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。2弹力大小计算的三种方法(1)根据胡克定律进行求解；(2)根据力的平衡条件进行求解；(3)根据牛顿第二定律进行求解。图中光滑小球都与下表面接触，则小球一定受支持力的是()答案C按下列要求画出图中所示物体所受的弹力的示意图。(1)图甲中斜面对物块的支持力；(2)图乙中用细绳悬挂靠在光滑竖直墙上的小球受到的
4、弹力；(3)图丙中大半球面对小球的支持力；(4)图丁中光滑但质量分布不均的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间，试画出小球所受弹力；(5)图戊中质量分布均匀的杆被细绳拉住而静止，画出杆所受的弹力。答案各物体所受弹力如图所示【对点练1】如图所示，一倾角为45的斜面固定于墙角，为使一光滑的铁球静止于图示位置，需加一水平力F，且F通过球心。下列说法正确的是()A球一定受墙水平向左的弹力B球可能受墙水平向左的弹力C球一定受斜面通过铁球重心的弹力D球可能受斜面垂直于斜面向上的弹力解析：选B。F的大小合适时，球可以静止在无墙的斜面上，F增大时墙才会对球有弹力，所以A错误，B正确；斜面对球必
5、须有斜向上的弹力才能使球不下落，该弹力方向垂直于斜面但不一定通过球的重心，所以C、D错误。考点二弹力分析的“三类模型”问题模型一轻绳模型中的“死结”和“活结”问题(2020高考全国卷)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为和。若70，则等于()A45B55C60D70解析对O点受力分析如图所示，因为甲、乙物体质量相等，所以F1与F2大小相等，合成的平行四边形为菱形，70，则1255，F1和F2的合力与F3等大反向，2，故B正确。 答案B【对点练2】如图所示
6、，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体，OO段水平且长度为L，绳子上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L。则钩码的质量为()A.MBMC.MDM解析：选B。重新平衡后，绳子形状如图。平衡后，物体上升L，说明此时POO恰好构成一个边长为L的正三角形，绳中张力处处相等，均为Mg，则根据平行四边形定则，环两边绳子拉力的合力为 Mg，根据平衡条件，则钩码的质量为 M，故B正确。模型二轻杆模型中的铰链问题(2020山东潍坊模拟)如图甲所示，轻杆OB可绕B点自由转动，另一端O点用细绳OA拉住，固定在左侧墙壁上，质量为m的重物用细
7、绳OC悬挂在轻杆的O点，OA与轻杆的夹角BOA30。乙图中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上，另一端O装有小滑轮，用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物，图中BOA30，求：(1)甲、乙两图中细绳OA的拉力；(2)甲图中轻杆受到的弹力；(3)乙图中轻杆对滑轮的作用力；解析(1)由于甲图中的杆可绕B转动，是转轴杆(“活杆”)，故其受力方向沿杆方向，O点的受力情况如图(a)所示，则O点所受绳子OA的拉力FT1、杆的弹力FN1的合力与物体的重力是大小相等、方向相反的，在直角三角形中可得，FT12mg；乙图中是用一细绳跨过滑轮悬挂物体的，由于O点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向，并未改变力的大小，且AO
8、C是同一段绳子，而同一段绳上的力处处相等，故乙图中绳子拉力为FT1FT2mg。(2)由图(a)可知，甲图中轻杆受到的弹力为FN1FN1mg。(3)对乙图中的滑轮受力分析，如图(b)所示，由于杆OB不可转动，所以杆所受弹力的方向不一定沿OB方向。即杆对滑轮的作用力一定与两段绳的合力大小相等，方向相反，由图(b)可得，F22mgcos 60mg，则所求力FN2F2mg。答案(1)2mgmg(2)mg(3)mg模型三轻弹簧模型中胡克定律的应用(多选)(2020漳州市第一次教学质检)橡皮筋具有与弹簧类似的性质，如图所示，一条质量不计的橡皮筋竖直悬挂，劲度系数k100 N/m，橡皮筋上端安装有拉力传感器
9、测量橡皮筋的弹力。当下端悬挂一个钩码，静止时拉力传感器读数为10 N，现将一个完全相同的钩码轻轻挂在第一个钩码的下方，g取10 m/s2，则()A悬挂第二个钩码的瞬间，拉力传感器的读数仍为10 NB悬挂第二个钩码的瞬间，钩码间的弹力大小是20 NC悬挂第二个钩码后，拉力传感器的读数恒为20 ND悬挂第二个钩码后，钩码运动速度最大时下降的高度为10 cm解析悬挂第二个钩码的瞬间，橡皮筋长度还没发生变化，根据胡克定律，橡皮筋拉力大小仍为10 N，A正确，B、C错误；设悬挂第一个钩码稳定时的伸长量为x1，kx1G悬挂第二个钩码后，钩码运动速度最大时，钩码受力平衡，设此时又伸长x2，则k(x1x2)2
10、G，代入数据，可得x210 cm，D正确。答案AD【对点练3】(2020北京第二次合格性考试)如图所示，一轻弹簧的左端固定在墙壁上，右端连接一个小球，小球放置在光滑水平地面上。弹簧处于原长时，小球在位置O。将小球拉至位置A(弹簧处于弹性限度内)，然后由静止释放，释放后，小球从A第一次运动到O的过程中弹簧的弹力()A保持不变B逐渐减小C逐渐增大D先增大后减小解析：选B。小球从A第一次运动到O的过程中，弹簧的伸长量逐渐减小，故弹簧的弹力逐渐减少，故B正确，A、C、D错误。(建议用时：20分钟)1(2020山东聊城模拟)小车上固定一根弹性直杆A，杆顶固定一个小球B(如图所示)，现让小车从光滑斜面上自
11、由下滑，在下图的情况中杆发生了不同的形变，其中正确的是()解析：选C。小车在光滑斜面上自由下滑，则加速度agsin (为斜面的倾角)，由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下，且小球的加速度等于gsin ，则杆的弹力方向垂直于斜面向上，杆不会发生弯曲，C正确。2如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成角的细绳拴接一小球。当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是()A细绳一定对小球有拉力的作用B轻弹簧一定对小球有弹力的作用C细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力D细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力解析：选
12、D。若小球与小车一起匀速运动，则细绳对小球无拉力；若小球与小车有向右的加速度agtan ，则轻弹簧对小球无弹力，D正确。3如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：弹簧的左端固定在墙上；弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧质量都为零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有()AL2L1BL4L3CL1L3DL2L4解析：选D。弹簧伸长量由弹簧的弹力(F弹)大小决定。由于弹簧质量不计，这四种情况下，F弹都等于弹簧右端拉力
13、F，因而弹簧伸长量均相同，故D正确。4.如图所示，A、B是两个相同的弹簧，原长x010 cm，劲度系数k500 N/m，如果图中悬挂的两个物体均为m1 kg，g取10 m/s2，则两个弹簧的总长度为()A22 cm B24 cmC26 cm D28 cm解析：选C。对下面物体受力分析，由二力平衡得kxBmg，得xB m0.02 m2 cm，把两个物体和弹簧B看成一个整体，由二力平衡得kxA2mg，得xA m0.04 m4 cm，所以两个弹簧的总长度为lx0xAx0xB26 cm，C正确。5. 如图所示，与竖直墙壁成53角的轻杆一端斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为m的小球，水平轻质弹簧处于
14、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()A.mgBmgC.mgDmg解析：选D。小球处于静止状态，其合力为零，对小球受力分析，如图所示，由图中几何关系可得Fmg，D正确。6. 如图所示，一个被吊着的均匀球壳，其内部注满了水，在球的底部有一带阀门的细出水口。在打开阀门让水慢慢流出的过程中，球壳与其中的水的共同重心将会()A一直下降B一直不变C先下降后上升D先上升后下降解析：选C。当注满水时，球壳和水的重心均在球心，故它们共同的重心在球心。随着水的流出，球壳的重心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内，球壳内剩余的水较多，随着水的重心下降，球壳和水共同的
15、重心也下降；后来一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心却升高；最后，水流完时，重心又回到球心。故球壳和水的共同重心先降低后升高，C正确。7一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上，弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A86 cm B92 cmC98 cmD104 cm解析：选B。将钩码挂在弹性绳的中点时，由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k)与竖直方向夹角均满足sin ，对
16、钩码(设其重力为G)静止时受力分析，得G2kcos ；弹性绳的两端移至天花板上的同一点时，对钩码受力分析，得G2k，联立解得L92 cm，可知A、C、D错误，B正确。8(2020济南市期末学习质量评估)如图所示，水平地面上有一个由四块完全相同石块所组成的拱形建筑，其截面为半圆环，石块的质量均为m。若石块接触面之间的摩擦忽略不计，则P、Q两石块之间的弹力为()A.mg B2mgC.D解析：选A。对石块P受力分析如图。由几何关系知：45，根据平衡条件得，Q对P的作用力N2mg，A正确，B、C、D错误。9如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是()AF1F2F3 BF1F2F3CF1F3F2 DF3F1F2解析：选A。对小球受力分析，左边装置中小球受到重力mg和轻弹簧的弹力F1的作用，根据平衡条件可知F1mg；其他两个装置中弹簧的弹力等于细线的拉力，对小球受力分析，根据平衡条件可知细线上拉力等于小球重力，则有F2F3mg。因此，F1F2F3mg，A正确。
