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1、重力 弹力 摩擦力考试内容范围及要求高考统计高考命题解读内容要求说明20152016201720181.考查方式受力分析是研究物体运动状态和运动规律的前提，并且将贯穿力学和电磁学问题分析的全过程从历年命题看，主要在选择题中单独考查，同时对平衡问题的分析在后面的计算题中往往有所涉及2命题趋势本部分内容在高考命题中有两大趋势：一是向着选择题单独考查的方向发展；二是在一个题中单独考查或与动力学、电磁学综合考查并存.4.形变和弹力胡克定律T15.静摩擦滑动摩擦摩擦力动摩擦因数T96.力的合成和分解力的合成和分解的计算，只限于用作图法或直角三角形知识解决T14T5T97.共点力的平衡只要求解决在一个平面
2、内的共点力平衡问题T14T14T14实验二：力的平行四边形定则第1讲重力弹力摩擦力一、力1定义：力是物体与物体之间的相互作用2作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)3性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征4四种基本相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用二、重力1产生：由于地球吸引而使物体受到的力注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力2大小：Gmg，可用弹簧测力计测量注意：(1)物体的质量不会变；(2)G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的3方向：总是竖直向下的注意：竖直向下是和水平面垂直，不一定和接触面垂直，也不一定指
3、向地心4重心：物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心(1)影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的质量分布(2)不规则薄板形物体重心的确定方法：悬挂法注意：重心的位置不一定在物体上自测1(多选)关于地球上的物体，下列说法中正确的是()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三、弹力1弹力：(1)定义：发生形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力(2)产生条件：物体间直接接触；接触处发生形变(3)方向：总是与施力物体形变的方向相反2
4、胡克定律：(1)内容：在弹性限度内，弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成正比(2)表达式：Fkx.k是弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，用符号N/m表示；k的大小由弹簧自身性质决定x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度自测2在下列图中，a、b(a、b均处于静止状态，接触面均光滑，B、E中细绳处于竖直状态)间一定有弹力的是()答案C四、摩擦力1静摩擦力与滑动摩擦力名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力产生条件接触面粗糙接触处有压力两物体间有相对运动趋势接触面粗糙接触处有压力两物体间有相对运动大小0FfFfmFfFN方向与受力物体相对运动趋势的方向
5、相反与受力物体相对运动的方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运动2.动摩擦因数(1)定义：彼此接触的物体发生相对运动时，摩擦力和正压力的比值.(2)决定因素：接触面的材料和粗糙程度自测3指明物体A在以下情况下所受的静(动)摩擦力的方向答案a沿传送带向上b沿斜面向上c竖直向上d竖直向上e水平向右(与F的方向相同)f水平向左命题点一弹力的分析与计算1弹力方向2计算弹力大小的三种方法(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3弹力有无的判断“三法”假设法思路假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变若
6、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例证图中细线竖直、斜面光滑，因去掉斜面体，小球的运动状态不变，故小球只受重力和细线的拉力，不受斜面的支持力替换法思路用细绳替换装置中的轻杆，看能不能维持原来的力学状态如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力例证图中轻杆AB、AC，用绳替换杆AB，原装置状态不变，说明杆AB对A施加的是拉力；用绳替换杆AC，原状态不能维持，说明杆AC对A施加的是支持力状态法思路由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程，求解物体间的弹力例证升降机以ag加速下降
7、或减速上升时物体不受底板的弹力作用例1(多选)(2018锦屏中学模拟)如图1所示，一倾角为45的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是()图1A球一定受墙的弹力且水平向左B球可能受墙的弹力且水平向左C球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上答案BC解析铁球处于静止状态，当F较小时，球的受力情况如图甲所示，当F较大时，球的受力情况如图乙所示，故B、C正确变式1(2018沛县中学调研)如图2甲所示，一个轻质弹簧右端固定在传感器上，传感器与电脑相连，当对弹簧的左端施加变化的水平拉力时，在电脑上得到了弹簧形变量x与弹簧弹力大小
8、F的关系图象(如图乙所示)，弹簧始终在弹性限度内，则下列判断正确的是() 图2A弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B弹簧长度的变化量与对应的弹力变化量成正比C该弹簧的劲度系数是2N/mD当对弹簧的左端施加水平压力时，弹簧劲度系数变大答案B解析根据题图可知：Fkx，x是弹簧形变量，即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度不成正比，故A错误；弹簧长度的变化量等于弹簧的形变量，根据A选项分析可知，弹簧长度的变化量与对应的弹力变化量成正比，故B正确；Fx图象的斜率表示弹簧的劲度系数，由此可知该弹簧的劲度系数是k N/m200 N/m，故C错误；由于图象斜率不变，因此当对弹簧的左端施加水平压力时，弹簧劲
9、度系数不变，故D错误变式2(2018苏锡常镇二模)帆船运动中，运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角，使船能借助风获得前进的动力下列图中能使帆船获得前进动力的是()答案D拓展点“动杆、定杆问题”与“活结、死结问题”1“动杆”和“定杆”问题(1)动杆：若轻杆用光滑的转轴或铰链连接，当杆处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则会引起杆的转动如图3甲所示，若C为转轴，则轻杆在缓慢转动过程中，弹力方向始终沿杆的方向图3(2)定杆：若轻杆被固定不发生转动，则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向，如图乙所示2“活结”和“死结”问题(1)活结：当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时，由于滑轮或挂钩对绳无约束，因此绳上的
10、力是相等的，即滑轮只改变力的方向不改变力的大小，例如图乙中，两段绳中的拉力大小都等于重物的重力(2)死结：若结点不是滑轮，是固定点时，称为“死结”结点，则两侧绳上的弹力不一定相等例2如图4甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的光滑定滑轮挂住一个质量为M1的物体，ACB30；如图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30角，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，重力加速度为g，求：图4(1)绳AC段的张力FTAC与绳EG的张力FTEG之比；(2)轻杆BC对C端的支持力；(3)轻杆HG对G端的支持力答案(1)(2)M1g，方向和水平方向成3
11、0角斜向右上方(3)M2g，方向水平向右解析分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如图(a)和(b)所示(1)图(a)中轻绳AD跨过光滑定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力FTACFTCDM1g；图(b)中由FTEGsin 30M2g，得FTEG2M2g，则；(2)图(a)中，根据平衡条件和平行四边形定则可得，FNCFTACM1g，方向和水平方向成30角斜向右上方；(3)图(b)中，根据平衡条件有FTEGsin 30M2g，FTEGcos 30FNG所以FNGM2gM2g，方向水平向右命题点二摩擦力的分析与计算1静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线
12、运动)，利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小(2)物体有加速度时，若只有静摩擦力，则Ffma.若除受静摩擦力外，物体还受其他力，则F合ma，先求合力再求静摩擦力2滑动摩擦力大小的计算滑动摩擦力的大小用公式FfFN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和接触面的大小均无关3静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下：(2)状态法：先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F合ma)确定合力，然后通过受力分
13、析确定静摩擦力的大小及方向(3)牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向例3(2018南京市、盐城市二模)如图5甲所示为某公司研制的“双动力智能型救援机器人”(又被网友称为“麻辣小龙虾”)，其长长的手臂前端有两个对称安装的“铁夹”在某次救援活动中，“麻辣小龙虾”用铁夹恰好竖直抓取到重力为G的长方形水泥制品，水泥制品在空中处于静止状态，如图乙所示，则()图5A水泥制品受到的摩擦力大小一定等于GB水泥制品受到的摩擦力方向可能竖直向下C若铁夹的位置稍向上移，水泥制品受到的摩擦力变大D若增大铁夹对水泥制品的挤压，水泥制品受到的摩擦力变
14、大答案A解析水泥制品在竖直方向只受到重力和摩擦力，处于静止状态，故重力与摩擦力大小一定相等，重力竖直向下，则摩擦力竖直向上，A正确，B错误；静摩擦力的大小与重力大小相等，与压力无关，与铁夹位置无关，C、D错误变式3(2018苏锡常镇二模)小明将一辆后轮驱动的电动小汽车，按图示方法置于两个平板小车上，三者置于水平实验桌上当小明用遥控器启动小车向前运动后，他看到两个平板小车也开始运动，下列标出平板小车的运动方向正确的是()答案C变式4(2019田家炳中学期初)如图6所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑动，长木板与水平地面间的动摩擦因数为1，木块与木板间的动摩擦因数为2，已知长木板处于静止状态，那么此时长木板受到的地面摩擦力大小为()图6A2mgB1MgC1(mM)gD2mg1Mg答案A解析对木块受力分析，受重力mg、长木板的支持力FN和向左的滑动摩擦力Ff1，根据滑动摩擦力公式
