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1、【2019最新】精选高考物理大一轮复习第2单元相互作用物体的平衡学案高考热点统计要求2014年2015年2016年2017年高考基础要求及冷点统计形变、弹性、胡克定律1717矢量和标量()实验:探究弹力和弹簧伸长的关系对矢量和标量的考查贯穿整个高中物理,属于基础要求.“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验在高考中出现频率不高,属于冷点.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力20、24252016力的合成和分解171617共点力的平衡191421实验:验证力的平形四边形定则22考情分析1.本单元知识是力学的基础,高考着重考查的知识点有:受力分析的方法、共点力平衡条件的应用、力的合成与分解、整体法和隔离法的应
2、用、弹力和摩擦力的概念及其方向与大小在各种情境下的分析和判断.2.高考对本单元知识单独考查一个知识点的试题很少,大多数情况都是同时涉及几个知识点,而且都是与牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查,考查时注重对物理思维与物理能力的考核,尤其是以生活中的实际问题为背景考查静力学的知识将会加强.第3讲重力、弹力一、力1.定义:力是的相互作用.2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的(即产生加速度).3.性质:力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征.4.基本相互作用(1)四种基本相互作用:相互作用、相互作用、强相互作用和弱相互作用.(2)重力属于引力相互作用,弹力、摩擦力、电场力、
3、磁场力等本质上是相互作用的不同表现.二、重力1.定义:由于地球的而使物体受到的力.2.大小:与物体的质量成,即G=mg.3.方向:.4.重心:重力宏观作用效果的作用点.三、弹力1.定义:发生的物体由于要恢复原状而使物体受到的力.2.产生条件:两物体相互接触且发生了.3.方向:沿恢复原状的方向.4.胡克定律:在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力大小与形变量成,即F=kx,其中k表示弹簧的劲度系数,反映弹簧的性质.【思维辨析】 (1)重力的方向一定指向地心.()(2)弹力可以产生在不直接接触的物体之间.()(3)相互接触的物体间不一定有弹力.()(4)F=kx中的“x”表示弹簧伸长量.()(5)形状规则
4、的物体的重心一定在物体几何中心.()(6)劲度系数和弹簧的形变量没有关系.()(7)挂在绳上静止的物体受到的重力就是绳对它的拉力.()(8)硬度很大的物体如果受到的外力较小,则不会发生形变.()考点一重力的辨析、弹力有无的判断1.(重力的辨析)(多选)关于地球上的物体,下列说法中正确的是()A.在“天上”绕地球飞行的“天宫一号”空间站不受重力作用B.地面上的物体受到的重力垂直于水平面C.重心是物体受到的重力的等效作用点,故重心一定在物体上D.物体所受的重力大小与物体运动状态无关2.(弹力有无的判断)如图3-1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
5、对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是()图3-1A.细绳一定对小球有拉力作用B.轻弹簧一定对小球有弹力作用C.细绳不一定对小球有拉力作用,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作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力 要点总结1.重力方向与重心(1)重力方向:总是竖直向下的.但不一定和接触面垂直,也不一定指向地心.(2)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.影响重心位置的因素:物体的几何形状和物体的质量分布.2.弹力有无的判断(1)“条件法”:根据弹力产生的两个条件接触和弹性形变直接判断.(2)“假设法”:在一些微小形变难以直接判断的情况下,可
6、以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合.(3)“状态法”:根据研究对象的运动状态进行受力分析,判断物体保持现在的运动状态是否需要弹力.(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的运动状态.考点二弹力的分析与计算(1)弹力方向:可根据力的特点判断,也可根据运动状态、平衡条件或牛顿运动定律确定(如杆的弹力).(2)弹力大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外,一般也要结合运动状态,根据平衡条件或牛顿第二定律求解.1.(弹力方向判断)图3-2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,其中正确的是()图3-22.(
7、由状态分析弹力方向)如图3-3所示,一重为10 N的小球固定在支杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5 N,则AB杆对球的作用力()图3-3A.大小为7.5 NB.大小为10 NC.方向与水平方向成53角斜向右下方D.方向与水平方向成53角斜向左上方3.(由状态分析弹力方向)如图3-4所示,质量为m的球置于斜面上,被一个竖直挡板挡住.现用一个力F拉斜面体,使斜面体在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,以下说法中正确的是()图3-4A.若加速度足够小,竖直挡板对球的弹力可能为零B.若加速度足够大,斜面对球的弹力可能为零C.斜面和挡板对球的弹力的合力
8、等于maD.斜面对球的弹力不仅存在,而且是一个与a无关的定值 要点总结(1)任何弹力都是由于形变引起的.(2)对于难以观察的微小形变,通常从状态出发,利用“假设法”、平衡条件和牛顿第二定律等方法确定弹力是否存在及弹力的大小和方向.(3)胡克定律适用于能发生明显形变的弹簧、橡皮筋等物体.考点三轻绳、轻杆、轻弹簧模型考向一轻绳轻绳忽略质量、形变,轻绳上的弹力一定沿着绳的方向,轻绳上的力处处大小相等.轻绳上的力可以突变.1 如图3-5所示,一个物体由绕过定滑轮的绳子拉着,分别用图中所示的三种情况拉住物体使其保持静止.在这三种情况下,若绳子的张力分别为T1、T2、T3,定滑轮对轴心的作用力分别为FN1
9、、FN2、FN3,滑轮的摩擦、质量均不计,则()图3-5A.T1=T2=T3,FN1FN2FN3B.T1T2T3,FN1=FN2=FN3C.T1=T2=T3,FN1=FN2=FN3D.T1T2T3,FN1FN2FN3式题 (多选)2017天津卷 如图3-6所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点, 悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件, 当衣架静止时,下列说法正确的是()图3-6A.绳的右端上移到b,绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移考向二轻弹
10、簧“轻弹簧”“橡皮绳”是理想化模型,具有如下特性:(1)在弹性限度内,弹力遵循胡克定律F=kx,其中x是弹簧的形变量.(2)弹簧(或橡皮绳)的质量可视为零.(3)弹簧既能受到拉力作用,也能受到压力作用(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受到拉力作用,不能受到压力作用.(4)弹簧上的力不能突变.2 2017全国卷 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)()A.86 cm B.92 cmC.9
11、8 cm D.104 cm式题1 如图3-7所示,小球a的质量为小球b的质量的一半,分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态.轻弹簧A与竖直方向的夹角为60,轻弹簧A、B的伸长量刚好相同,则下列说法正确的是()图3-7A.轻弹簧A、B的劲度系数之比为13B.轻弹簧A、B的劲度系数之比为21C.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为21D.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为2式题2 如图3-8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均为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:中弹簧的左端固定在墙上;中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面
12、上滑动;中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有()图3-8A.L1=L2L3L1L3L4C.L1=L2=L3=L4 D.L1=L2L3=L4考向三轻杆(活杆与死杆)轻杆忽略质量、形变,杆上的弹力不一定沿着杆.3 如图3-9所示,小车上固定着一根弯成角的杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是(重力加速度为g)()图3-9A.小车静止时,F=mgcos ,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mgcos ,方向垂直于杆向上C.小车向右以加速度a运动时,一定有F=D.小车向右以加
13、速度a运动时,F=,方向斜向右上方,与竖直方向的夹角为=arctan 式题1 如图3-10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3-10A.mgC.mg式题2 如图3-11甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂着一个质量为10 kg的物体,且ACB=30;图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上,另一端P通过轻绳EP拉住,EP与水平方向也成30角,在轻杆的P点用轻绳PQ挂着一个质量也为10 kg的物体.g取10 N/kg,求轻绳AC段的张力大小FA
14、C与轻绳EP的张力大小FEP之比.图3-11 建模点拨1.轻绳模型(1)活结模型:跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳为同一根细绳,绳上各点及两端张力大小相等.(2)死结模型:如几条绳上有“结点”,即几段绳子系在一起,那么这几段绳子的张力不一定相等.2.轻杆模型(1)“死杆”:轻质固定杆,它的弹力方向不一定沿杆的方向,作用力的方向需要结合平衡条件或牛顿第二定律求得.(2)“活杆”:一端有铰链的杆属于活动杆,轻质活动杆的弹力方向一定沿杆的方向.第4讲摩擦力一、滑动摩擦力1.定义:一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时所受到的阻碍物体的力.2.产生条件:(1)两物体相互、挤压;(2)物体间的接触面;(3)两物体间发生.3.大小:跟正压力FN成正比,即f=FN,表示两物体间的.4.方向:与接触面平行,并且跟物体相对接触面的滑动方向.二、静摩擦力1.定义:两个相互接触、相
