1、第一章 力 物體的平衡,2011高考導航,1.力是物體間的相互作用，是物體發(fā)生形變和物體運動狀態(tài)變化的原因力是矢量力的合成和分解 2重力重心 3形變和彈力胡克定律 4靜摩擦最大靜摩擦力 5滑動摩擦滑動摩擦定律 6共點力作用下物體的平衡 7實驗：長度的測量 8實驗：探究彈力和彈簧伸長的關系 9實驗：驗證力的平行四邊形定則,2011高考導航,命題熱點,1.高考對重力、彈力、摩擦力、力的合成與分解、物體的受力分析等知識的考查通常以選擇題的形式出現(xiàn)，理解能力要求較高 2高考對本章的考查頻率較高的知識點是三種常見的力及物體的平衡，尤其是摩擦力和物體的平衡 3本章知識往往與牛頓運動定律、動能定理、能量守恒

2、相結合，有時還與電場及磁場中的帶電體的運動相結合，題目難度較大，綜合性較強，能力要求也較高 4本章知識還經常以現(xiàn)實生活中的現(xiàn)象為背景，或以高科技為背景考查一些綜合問題這類問題，是今后高考出題的方向,第一節(jié) 重力 彈力 摩擦力,基礎知識梳理,一、力 1力的概念：物體與物體之間的 作用 2力的性質 (1)物質性：力不能脫離 而存在沒有 “施力物體”或“受力物體”的力是 的 (2)相互性：力的作用是 的施力(受力) 物體同時也是受力(施力)物體,相互,物體,相互,不存在,(3)矢量性：力是矢量，既有 ，又有 (4)獨立性：一個力作用于某個物體上產生的效果，與這個物體是否受到其他力的作用 ,基礎知識梳

3、理,大小,方向,無關,3力的作用效果 4力的圖示和示意圖 (1)力的圖示：包含力的 、 、 三個要素 (2)力的示意圖：受力分析時，作出的表示物體受到某一力的有向線段,基礎知識梳理,兩個效果,使物體發(fā)生 . 改變物體的 .,大小,方向,作用點,形變,運動狀態(tài),特別提示：同一性質的力可以產生不同的效果；不同性質的力可以產生相同的效果,基礎知識梳理,二、重力 1產生：由于地球的吸引而使物體受到的力 2大?。篏mg. 3方向：總是 4重心：因為物體各部分都受重力的作用，從效果上看，可以認為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫做物體的重心,基礎知識梳理,豎直向下,特別提示：(1)重力的方向總是與當

4、地的水平面垂直，不同地方水平面不同，其垂直水平面向下的方向也就不同 (2)重力的方向不一定指向地心 (3)并不是只有重心處才受到重力的作用,基礎知識梳理,三、彈力 1定義：發(fā)生彈性形變的物體由于要 ，對與它接觸的物體產生力的作用 2產生的條件 (1)兩物體 ； (2)發(fā)生 ,基礎知識梳理,恢復原狀,相互接觸,彈性形變,3方向 (1)輕繩的拉力沿繩指向 的方向 (2)點與平面、平面與平面接觸處的彈力垂直于平面(若是曲面則垂直于接觸處的 )指向被壓或被支持的物體 (3)彈簧的彈力方向：總是沿 指向變回原長的方向 (4)桿的彈力方向要依照平衡條件或牛頓定律判定,基礎知識梳理,繩收縮,切線方向,彈簧軸

5、線,4大小 (1)彈簧類彈力在彈性限度內遵從胡克定律，其公式為Fkx； (2)非彈簧類彈力大小應由 或動力學規(guī)律求得,基礎知識梳理,平衡條件,四、摩擦力 1產生：相互接觸且發(fā)生形變的 粗糙物體間，有 或 時，在接觸面上所受的阻礙 或 的力 2產生條件：接觸面 ；接 觸面間有彈力；物體間有 或 ,基礎知識梳理,相對運動,相對運動趨勢,相對運動,相對運動趨勢,粗糙,相對運動,相對運動趨勢,3大?。夯瑒幽Σ亮fFN，靜摩擦力：0FfFfmax. 4方向：與相對運動或相對運動趨勢方向 5作用效果：阻礙物體間的 或 ,基礎知識梳理,相反,相對運動,相對運動趨勢,特別提示：(1)摩擦力阻礙的是物體間的相

6、對運動或相對運動趨勢，但不一定阻礙物體的運動 (2)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，受滑動摩擦力作用的物體不一定運動 (3)接觸面處有摩擦力時一定有彈力，且彈力與摩擦力方向總垂直，反之不一定成立,基礎知識梳理,一、對重力和重心的理解 1重力與萬有引力的區(qū)別 嚴格地講，重力是萬有引力的一個分力(另一分力是提供物體隨地球自轉做勻速圓周運動的向心力)，如圖111所示，但在地球表面可以近似地認為重力等于萬有引力同一物體的重力在地球上不同位置不等，在赤道上時，重力最小，有F引GF向，在地球兩極時重力最大，有F引G.,課堂互動講練,圖111,課堂互動講練,2重心 (1)特點：重心的位置與物體的形狀及質量分

7、布有關，重心不一定在物體上，更不一定在物體的幾何中心上 (2)確定方法 質量分布均勻的形狀規(guī)則的物體，重心在其幾何中心； 對于形狀不規(guī)則或者質量分布不均勻的物體，重心可用懸掛法確定,1.一個圓球形薄殼容器所受重力為G，用一細線懸掛起來，如圖 112所示，現(xiàn)在容器里裝滿水，若在容器底部有一個小閥門，將小閥門打開讓水慢慢流出，在此過程中，系統(tǒng)(包括容器和水)的重心位置，重力的大小如何變化(),課堂互動講練,圖112,A重力慢慢減小 B重心慢慢上升 C重心先下降后上升 D重心先上升后下降 解析：選AC.當水流出時水的質量不斷減小，依據(jù)Gmg，得重力慢慢減小，此時系統(tǒng)的重心不斷下降，當容器中水即將流盡

8、時，系統(tǒng)的重心位置又接近于容器的中心位置，故重心先下降后上升選項A、C正確,課堂互動講練,二、彈力的有無及方向的判斷方法 1彈力有無的判斷方法 (1)根據(jù)彈力產生的條件直接判斷 根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力此方法多用來判斷形變較明顯的情況,課堂互動講練,(2)利用假設法判斷 對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不存在，即把與我們所研究的物體相接觸的其他物體去掉，看物體還能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力,課堂互動講練,(3)根據(jù)“物體的運動狀態(tài)”分析 由狀態(tài)分析彈力，使物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)符合， 依據(jù)物

9、體的運動狀態(tài)，由物體受力平衡(或牛頓第二定律)列方程來判斷物體間的彈力是否存在,課堂互動講練,2彈力的方向的判斷方法 (1)彈力的方向與物體形變的方向相反，作用在迫使物體發(fā)生形變的那個物體上具體情況有以下幾種：,課堂互動講練,課堂互動講練,(2)由物體的運動狀態(tài)判斷彈力的方向 物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相符合可根據(jù)物體的運動狀態(tài)，先假設一個彈力的方向，由共點力的平衡條件或牛頓第二定律列方程，求出彈力若所得結果為正值，其方向與假設方向相同，如果為負值，其方向與假設方向相反,課堂互動講練,課堂互動講練,1繩對物體只能產生拉力，不能產生推力，且繩子彈力的方向一定沿著繩子并指向繩子收縮的方向，這是

10、由繩子本身的特點決定的 2桿既可以產生拉力，也可以產生推力，彈力的方向可以沿桿，也可以不沿桿，這是桿和繩兩種模型的最大區(qū)別,特別提醒,課堂互動講練,2. (2010年福建龍巖模擬)如圖113所示，小車內有一固定光滑斜面，一個小球通過細繩與車頂相連，小車在水平面上做直線運動，細繩始終保持豎直關于小球的受力情況，下列說法正確的是(),圖113,A若小車靜止，繩對小球的拉力可能為零 B若小車靜止，斜面對小球的支持力一定為零 C若小車向右運動，小球一定受兩個力的作用 D若小車向右運動，小球一定受三個力的作用,課堂互動講練,課堂互動講練,解析：選B.若小車靜止，則小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，

11、小球受重力、繩子的拉力，重力和拉力都沿豎直方向；如果受斜面的支持力，則沒法達到平衡，因此在小車靜止時，斜面對小球的支持力一定為零，繩子的拉力等于小球的重力，故A項錯誤，B項正確；若小車向右勻速運動，小球受重力和繩子拉力兩個力作用；若小車向右做減速運動，則一定受斜面的支持力，可能受繩子的拉力，也可能不受繩子的拉力，故C、D項都不對,三、摩擦力的有無及方向的判斷方法 1假設法：即假設接觸面光滑，看物體是否會發(fā)生相對運動 (1)若發(fā)生相對運動，則說明物體原來雖相對靜止卻有相對運動的趨勢，且假設接觸面光滑后物體發(fā)生相對運動的方向即為原來相對運動趨勢的方向，從而確定靜摩擦力的方向 (2)若沒有發(fā)生相對運

12、動，則說明沒有靜摩擦力,課堂互動講練,2根據(jù)摩擦力的效果來判斷其方向：如平衡其他力、作動力、作阻力、提供向心力等，再根據(jù)平衡條件或牛頓定律來計算大小用牛頓第二定律判斷，關鍵是先判斷物體的運動狀態(tài)(即加速度方向)，再利用牛頓第二定律(Fma)確定合力的方向，然后由受力分析判斷靜摩擦力方向,課堂互動講練,3利用牛頓第三定律來判斷 此法關鍵是抓住“摩擦力是成對出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的摩擦力方向，再確定另一物體受到的摩擦力方向,課堂互動講練,課堂互動講練,特別提醒,1受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，受滑動摩擦力作用的物體不一定是運動的 2摩擦力阻礙的是物體間的相對運動或相對運動趨勢，但

13、摩擦力不一定阻礙物體的運動，摩擦力的方向與物體運動的方向可能相同也可能相反，還可能成一夾角，即摩擦力可能是動力也可能是阻力,課堂互動講練,3. (2010年山東濟南質檢)如圖114所示，質量不等的兩個物體A、B，在水平拉力F的作用下，沿光滑水平面一起向右運動，滑輪及細繩質量不計則下列說法中正確的是(),圖114,A物體B所受的摩擦力方向一定向左 B物體B所受的摩擦力方向可能向左 C物體B所受的摩擦力一定隨水平力F的增大而增大 D只要水平力F足夠大，物體A、B間一定會打滑 解析：選BCD.A、B都受到繩子向右的拉力FT，設兩物體有共同的加速度a，A、B的質量分別為M、m，兩物體間摩擦力大小為Ff

14、，但由于兩個物體的質量大小關系不確定，所以物體B所受摩擦力的方向不確定，,課堂互動講練,課堂互動講練,四、摩擦力大小的計算 1靜摩擦力大小的計算 (1)物體處于平衡狀態(tài)時(靜止或勻速)，利用力的平衡條件來判斷其大小 (2)物體有加速度時，若只有摩擦力，則Ffma，例如勻速轉動的圓盤上物塊靠摩擦力提供向心力產生向心加速度；若除摩擦力外，物體還受其他力，則F合ma，先求合力再求摩擦力,課堂互動講練,2滑動摩擦力的計算 (1)滑動摩擦力的大小用公式FfFN來計算，但應注意： 為動摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關，F(xiàn)N為兩接觸面間正壓力，其大小不一定等于物體的重力 滑動摩擦力的大小與

15、物體的運動速度無關，與接觸面的面積大小也無關,課堂互動講練,(2)根據(jù)物體的運動狀態(tài)判斷 若物體處于平衡狀態(tài)，利用平衡條件求解 若物體有加速度，利用牛頓第二定律和受力分析結合起來求解,課堂互動講練,4. (2009年山東淄博模擬)如圖115所示，物塊A放在傾斜的木板上，已知木板的傾角分別為30和45時物塊所受摩擦力的大小恰好相同，則物塊和木板間的動摩擦因數(shù)為(),課堂互動講練,課堂互動講練,圖115,課堂互動講練,(2010年石家莊模擬)如圖116所示固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為，在斜桿下端固定有質量為m的小球，下列關于桿對球的作用力F的判斷中，正確的是(),高頻考點例析,題型一

16、彈力的大小和方向的分析,圖116,例1,A小車靜止時，F(xiàn)mgcos，方向沿桿向上 B小車靜止時，F(xiàn)mgcos，方向垂直桿向上 C小車向右以加速度a運動時，一定有Fma/sin,高頻考點例析,【思路點撥】此類題形變不明顯，不能直接判斷彈力的大小和方向但我們可以從運動狀態(tài)出發(fā)，根據(jù)物體的平衡條件和牛頓第二定律分析出來 【解析】小車靜止時，由物體的平衡條件可知，此時桿對球的作用力方向豎直向上，且大小等于球的重力mg.小車向右以加速度a運動時，設小球受桿的作用力方向與豎直方向的夾角為，如圖117甲所示，根據(jù)牛頓第二定律有,高頻考點例析,FsinmaFcosmg 兩式聯(lián)立解得tana/g 可見，只有當球

17、的加速度agtan時，桿對球的作用力才沿桿的方向，此時才有Fma/sin. 小車向左以加速度a運動時，根據(jù)牛頓第二定律知小球受重力mg和桿對球的作用力F的合力大小為ma，方向水平向左,高頻考點例析,高頻考點例析,圖111,高頻考點例析,【答案】D,【易誤警示】桿產生的彈力方向可能沿桿，也可能不沿桿，需結合物體的其他受力情況、運動情況，由平衡條件或F合ma確定,高頻考點例析,如圖118所示，兩木塊的質量分別為m1和m2，兩輕質彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面的木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)緩慢地向上提上面的木塊，直到它剛離開上面的彈簧，求這個過程中下面木塊移動的距離

18、,高頻考點例析,題型二 胡克定律,圖118,例2,【思路點撥】物塊m2上移的距離等于彈簧k2長度的變化量，只要確定初、末狀態(tài)彈簧k2的彈力情況即可求解,高頻考點例析,【解析】根據(jù)題意，向上提上面木塊前，有k2x2(m1m2)g 向上提上面木塊后，有k2x2m2g 下面木塊向上移動的距離為： x2x2x2,【方法技巧】解決此類問題的關鍵是明確初、末狀態(tài)彈簧的彈力大小、伸長還是壓縮、端點和物體移動距離與形變量的關系，必要時輔以作圖明示,高頻考點例析,(2010年浙江杭州調研)如圖119所示，斜面固定在地面上，傾角為37(sin370.6，cos370.8)，質量為1 kg的滑塊，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足夠長，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8.該滑塊所受摩擦力Ff隨時間