高考物理一轮复习知识梳理必修1 第三章 相互作用.docx
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高考物理一轮复习知识梳理必修1第三章相互作用
第三章 相互作用
第5讲 力 重力 弹力
（注：
①考纲要求中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难）
考查
内容
考纲
要求
考查
年份
考查详情
能力
要求
命题
难度
重力 形变
和弹力、胡克
定律
Ⅰ
15年
T9—选择，考查牛顿运动定律、能量守恒定律及弹簧弹力与长度变化关系的综合应用
T14—计算，结合圆周运动，考查胡克定律弹簧劲度系数的计算
分析综合、
应用数学处
理物理问题
B
16年
T1—选择，考查胡克定律弹簧压缩量的计算
T20
（1）——计算，考查斜面弹力大小计算
分析综合、
应用数学处
理物理问题
B
总结
1.小结：
“重力、形变和弹力、胡克定律”一般会结合功能关系进行考查．
2．复习指导：
“重力、形变和弹力、胡克定律”属于基础性知识点，复习时应该理解此知识点的含义，在综合性题目中灵活应用.
知识整合·翻新学习
知识
网络
基础
自测
知识
网络
基础
自测
一、力
1．力的定义：
力是物体对物体的________，力不能离开物体而存在．
2．力的基本特征
（1）力的物质性：
力不能脱离物体而独立存在．不论是直接接触还是不直接接触；不论是微观还是宏观，有力就一定存在________和________物体．
（2）力的相互性：
力的作用是相互的，施力物体同时也一定是受力物体．
（3）力的矢量性：
力是________，有大小和方向，其合成与分解遵从____________．
（4）力的独立性：
一个力作用于某一物体上产生的效果，与这个物体是否同时受到其他力的作用无关．
3．力的作用效果：
使物体产生________或使物体________发生改变．
4．力的分类：
（1）按________分：
重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等．
（2）按________分：
拉力、压力、浮力、动力、阻力、向心力、回复力等．
（3）按研究对象分：
内力和外力
（4）按是否与物体接触分：
接触力和非接触力．
5．力的三要素：
________、________、作用点．
6．力的图示：
用一根带箭头的线段来表示力的________、________、作用点的方法就是力的图示．
7．力的国际单位：
________．
·针对训练·（回归教材必修1第三章第2节）为了显示物体的微小形变，有下列演示实验，其中用到的主要思想方法是（ ）
A．控制变量的思想B．放大的思想
C．实验归纳的思想D．类比的思想
二、重力
1．产生：
由于地球的吸引而使物体受到的力．
2．大小：
G＝mg.
3．方向：
总是竖直向下的．
4．重心
（1）定义：
为了研究方便认为各部分受到的重力集中作用的点．
（2）位置确定：
①质量分布均匀的规则物体重心在其几何中心．
②对于形状不规则或者质量分布不均匀的物体，重心可用悬挂法确定．
注意：
（1）重力的方向总是与当地的水平面垂直，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）并不是只有重心处才受到重力的作用，物体的重心不一定在物体上．
（4）重力是万有引力的一个分力．
方法技巧·考点突破
知识
精讲
实例
指导
知识
精讲
弹 力
1．定义：
发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力．
（1）形变是指物体形状和体积的改变．（施力物体发生形变！
）
（2）形变的种类：
拉伸或压缩形变、弯曲形变、扭转形变等．
2．产生条件：
（1）两物体相互接触；
（2）有弹性形变．
3．弹力方向：
弹力的方向与物体形变的方向相反．
（1）压力（支持力）的方向垂直于支持面指向被压（被支持）的物体．
（2）绳的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向．
（3）弹簧的弹力方向，总与弹簧的中心轴线重合，并指向原长方向．
（4）点与面接触时弹力方向，垂直于接触切面，指向受弹力物体内部．
（5）面与面接触时弹力方向，垂直于接触点的公切面，指向受弹力物体的内部．
（6）轻杆既可以受拉力，也可以受压力，其弹力方向较复杂．当只有两端受力时，弹力方向将沿杆的轴线方向，如果杆的中间部分受力，其弹力方向不一定沿轴线方向，要看具体情况而定．
4．弹力的大小计算：
（1）对于弹簧，弹力的大小与形变量成正比，即F＝kx；k是由弹簧本身特性决定的物理量，叫劲度系数．x是指弹簧的形变量．
（2）除弹簧外，其他物体所受弹力的大小，通常利用平衡条件或动力学规律建立方程求解．
实例
指导
·典型例题1· 如图所示，一个球形物体静止于光滑水平面上，并与竖直光滑墙壁接触，A、B两点是球跟墙和地面的接触点，则下列说法中正确的是（ ）
A．物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用
B．物体受重力、B点的支持力作用
C．物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用
D．物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用
【测量目标】 本题考查受力分析，测量考生的理解能力．
【练练手】
·举一反三1· 下列的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态．现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡的是（ ）
A．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙
B．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁
C．图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁
D．图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁
【测量目标】 本题考查物体的平衡，测量考生的理解能力．
·典型例题2· （多选）（16年福建质检）我国不少地方在节日期间有挂红灯笼的习俗．如图，质量为m的灯笼用两根不等长的轻绳OA、OB悬挂在水平天花板上，OA比OB长，O为结点．重力加速度大小为g.设OA、OB对O点的拉力分别为FA、FB，轻绳能够承受足够大的拉力，则（ ）
A．FA小于FB
B．FA、FB的合力大于mg
C．调节悬点A的位置，可使FA、FB都大于mg
D．换质量更大的灯笼，FB的增加量比FA的增加量大
【测量目标】 本题考查了受力分析、力的分解、物体平衡及其相关知识点，测量了考生的理解能力．
【练练手】
·举一反三2· （16年江苏高考）一轻质弹簧原长为8cm，在4N的拉力作用下伸长了2cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为（ ）
A．40m/NB．40N/m
C．200m/ND．200N/m
【测量目标】 本题考查了弹簧的劲度系数，测量了考生的理解能力.
学科素养·培优专练
思想
方法
思想
方法
弹力有无及弹力方向的判断
1．弹力有无的四种判断方法
（1）条件法：
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）假设法：
对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体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，则此处一定有弹力．
（3）状态法：
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．
（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，看能否维持原来的力学状态．
2．弹力方向的确定
3．计算弹力大小常见的三种方法
（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．
4．三种模型对比
轻杆
轻绳
轻弹簧
模型图示
模型
特点
形变
特点
只能发生
微小形变
柔软，只能发生
微小形变，各处
张力大小相等
既可伸长，也可压缩，
各处弹力大小相等
方向
特点
不一定沿杆，
可以是任意方向
只能沿绳，指向
绳收缩的方向
沿弹簧轴线与
形变方向相反
作用效
果特点
可以提供拉
力、推力
只能提供拉力
可以提供拉力、推力
大小突
变特点
可以发生突变
可以发生突变
一般不能发生突变
5.解决三种模型问题时应注意的事项
（1）轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想化模型．
（2）分析轻杆上的弹力时必须结合物体的运动状态．
（3）讨论轻弹簧上的弹力时应明确弹簧处于伸长还是压缩状态．
当堂检测·小试牛刀
1.（14年新课标全国卷）一根轻质弹簧一端固定，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定内，该弹簧的劲度系数为（ ）
A.
B.
C.
D.
2．（14年广东高考）如图所示，水平地面上堆放着原木．关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是（ ）
第2题图
A．M处受到的支持力竖直向上
B．N处受到的支持力竖直向上
C．M处受到的静摩擦力沿MN方向
D．N处受到的静摩擦力沿水平方向
3．a、b两个质量相同的球用线连接，a球用线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的（ ）
A B
C D
4．一个长度为L的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为m的小球时，弹簧的总长度变为2L.现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接，A、B两小球的质量均为m，则两小球平衡时，B小球距悬点O的距离为（不考虑小球的大小，且弹簧都在弹性限度范围内）（ ）
第4题图
A．3LB．4LC．5LD．6L
第5题图
5．（多选）如图所示，A、B两物体的重力分别是GA＝3N、GB＝4N，A用悬绳挂在天花板上，B放在水平地面上，A、B间的轻弹簧上的弹力F＝2N，则绳中张力F1和B对地面的压力F2的可能值分别为（ ）
A．7N和10N
B．5N和2N
C．1N和6N
D．2N和5N
6．如图所示，质量均为m的物体A、B通过一劲度系数k的弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B均处于静止状态，现通过细绳将A向上拉起，当B刚要离开地面时，A上升距离为L，假设弹簧一直在弹性限度内，则（ ）
第6题图
A．L＝
B．L＜
C．L＝
D．L＞
出错题号________________________________________________________________________
错误分析________________________________________________________________________
解决方法________________________________________________________________________
________________________________________________________________________Ｋ
第6讲 摩擦力
考情剖析·指明方向
（注：
①考纲要求中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难）
考查
内容
考纲
要求
考查
年份
考查详情
能力
要求
命题
难度
静摩擦力
滑动摩擦力
Ⅰ
13年
T14—计算，运用缓冲装置考查滑动摩擦力与最大静摩擦力的关系
分析综合、
应用数学处
理物理问题
B
T14—计算，以砝码在薄纸板上运动为背景，运用整体法与隔离法考查摩擦力的计算
分析综合、
应用数学处
理物理问题
B
15年
T9—选择，考查根据受力分析、分析摩擦力做功情况
分析综合、
应用数学处
理物理问题
B
16年
T9—选择，考查根据受力分析、分析摩擦力做功情况
分析综合、
应用数学处
理物理问题
B
总结
1.小结：
滑动摩擦力、静摩擦力的方向判断是重点也是易错点
2．复习指导：
一般考查是将摩擦力与牛顿运动定律综合考查，着重于分析摩擦力的作用及其方向
知识整合·翻新学习
知识
网络
基础
自测
知识
网络
基础
自测
摩擦力
两个________________的物体，当它们发生相对运动或具有________________时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或________________的力，这种力叫做摩擦力．
摩擦力可以分为________和________两种．
·针对训练·（回归教材必修1第三章第3节）关于日常生活中的摩擦力的应用，下列说法中不正确的是（ ）
A．传送带靠摩擦力把货物运到高处
B．汽车的轮胎有很多的花纹是为了增大摩擦
C．有弹力一定有摩擦力
D．海豚的身体呈流线型减小了水对海豚的阻力
方法技巧·考点突破
知识
精讲
实例
指导
易错
诊断
知识
精讲
考点1 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的时候，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫滑动摩擦力．
2．产生条件：
（1）接触面粗糙；
（2）有弹力；
（3）有相对运动．
3．滑动摩擦力的方向：
总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动方向相反．滑动摩擦力可能起动力作用，也可能起阻力作用．
4．滑动摩擦力的大小：
滑动摩擦力跟压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比．公式：
Ff＝μFN.
Ff表示滑动摩擦力大小，FN表示压力的大小，μ叫动摩擦因数．FN表示两物体表面间的压力，性质上属于弹力，不是重力，更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定．μ与接触面的材料有关，与接触面的大小无关，无单位．滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关．
5．效果：
总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动，可能是动力，也可能是阻力．
考点2 静摩擦力
1．产生条件：
（1）接触面粗糙；
（2）有弹力；
（3）有相对运动趋势．
2．静摩擦力的方向：
（1）静摩擦力的方向与接触面相切，并与物体的相对运动趋势方向相反．
（2）静摩擦力与物体的运动方向可相同、相反、垂直、成任意角度．
（3）相对运动趋势方向的判断：
对运动趋势方向的判断，一般是采用化“静”为“动”的方法，即假设研究对象与被接触物体之间光滑，若它们之间发生相对滑动，则其相对滑动方向便是原先的相对运动趋势方向；若它们之间不发生相对滑动，则说明它们之间原先并无相对运动趋势．
3．静摩擦力的大小：
（1）静摩擦力的大小随着运动趋势强弱变化而在0～最大静摩擦力Ffm之间变化．跟相对运动趋势强弱程度有关，但跟接触面相互挤压力FN无直接关系．
（2）最大静摩擦力一般要大于滑动摩擦力，在中学阶段讨论问题时，如无特殊说明，可认为它们数值相等．
4．效果：
阻碍物体的相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动，可以是动力，也可以是阻力．
实例
指导
·典型例题1· 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．
甲 乙
丙 丁
【测量目标】 本题考查了摩擦力的相关知识，测量了考生对概念的理解能力．
温馨提示
摩擦力与相对运动或相对运动趋势方向相反，与运动方向没有直接关系．静摩擦力一般用共点力平衡求得．
【练练手】
·举一反三1· 指明物体A在以下情况下所受的静摩擦力的方向．
【测量目标】 本题考查了摩擦力的相关知识，测量了考生的推理能力．
温馨提示
摩擦力与相对运动或相对运动趋势方向相反，与运动方向没有直接关系．
·典型例题2· （多选）（16年江苏高考）如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中（ ）
A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左
B．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等
C．若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大
D．若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面
【测量目标】 本题考查了关于摩擦力的相关计算，测量考生的应用数学处理物理问题的能力．
温馨提示
处理摩擦力问题时，应首先明确摩擦力的类型．
【练练手】
·举一反三2· 如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A（A、B接触面竖直），此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，
最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为（ ）
A.
B.
C.
D.
【测量目标】 本题考查了关于摩擦力的受力分析，测量了考生的分析综合能力．
温馨提示
没有特别说明时，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，同时处理滑动摩擦力问题时要注意滑动摩擦力与弹力的对应关系．
·触类旁通· （多选）如图，物体在斜向上恒力F作用下沿水平面做直线运动，下列判断正确的是（ ）
A．若水平面粗糙，物体一定受四个力作用
B．若水平面光滑，物体一定受二个力作用
C．若物体做匀加速直线运动，则可能受四个力作用
D．若物体做匀速直线运动，则一定受四个力作用
【测量目标】 本题考查了关于摩擦力的受力分析，测量了考生的分析综合能力．
易错
诊所
1.静摩擦力有无及方向的常用判断方法
（1）假设法
利用假设法判断的思维程序如下：
假设物体间接触面光滑
与相对运动趋势的方向相反
（2）反推法：
从研究物体的运动状态反推它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，从而判断静摩擦力的有无及方向．
（3）状态法：
此法关键是先判明物体的运动状态（即加速度的方向），再利用牛顿第二定律（F＝ma）确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向．
（4）牛顿第三定律法
此法的关键是抓住“力是成对出现的”，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．
2．摩擦力大小的计算
（1）滑动摩擦力的计算
滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN计算，应用此公式时要注意以下两点：
①μ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，与接触面积的大小无关．
（2）静摩擦力的计算
①其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互挤压力FN无直接关系，因而静摩擦力具有大小、方向的可变性，其大小只能依据物体的运动状态进行计算，若为平衡状态，静摩擦力可由平衡条件建立方程求解；若为非平衡状态，可由动力学规律建立方程求解．
②最大静摩擦力Ffm是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力，在FN不变的情况下，滑动摩擦力略小于Ffm，而静摩擦力可在0～Ffm间变化．
·典型例题3· 如图，A、B两物体重力都等于10N，各接触面动摩擦因数都等于0.3，F1＝1N和F2＝2N的两个水平力分别作用在A和B上，A、B均静止，则A受的摩擦力和地面对B的摩擦力大小分别为（ ）
A．3N，6NB．1N，2N
C．1N，1ND．0N，1N
【测量目标】 本题考查了隔离法与整体法，测量了考生应用数学处理物理问题的能力．
【练练手】
·举一反三3· （16年海南高考）如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态．若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示．则（ ）
A．f1＝0，f2≠0，f3≠0B．f1≠0，f2＝0，f3＝0
C．f1≠0，f2≠0，f3＝0D．f1≠0，f2≠0，f3≠0
【测量目标】 本题考查了隔离法与整体法，测量了考生的分析综合能力．
当堂检测·小试牛刀
1．关于摩擦力，以下说法中正确的是（ ）
A．运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用
B．静止物体可能受到滑动摩擦力作用，但运动物体不可能受到静摩擦力作用
C．正压力越大，摩擦力就一定越大
第2题图
D．摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上
2．（16年河北模拟）用力将如图所示的装有塑料的轻圆吸盘压紧在竖直的墙壁上，排除圆盘与墙壁之间的空气，松手后往挂钩上挂适当的物体，圆盘不会掉下来．这是因为物体对盘向下的拉力（ ）
A．与大气对圆盘的压力平衡
B．与墙壁对圆盘的摩擦力平衡
C．与墙壁对圆盘的支持力平衡
D．与物体所受的重力平衡
3．物块A置于倾角为30°的斜面上，用轻弹簧、细绳跨过定滑轮与物块B相连，弹簧轴线与斜面平行，A、B均处于静止状态，如图所示．A、B重力分别为10N和4N，不计滑轮与细绳间的摩擦，则（ ）
A．弹簧对A的拉力大小为6N
B．弹簧对A的拉力大小为10N
C．斜面对A的摩擦力大小为1N
D．斜面对A的摩擦力大小为6N
第3题图 第4题图
4．研究滑动摩擦力大小的实验装置如图所示，木块和木板叠放于水平桌面上，弹簧测力计水平固定，通过水平细绳与木块相连．用缓慢增大的力拉动木板，使之在桌面上滑动（木块始终未脱离木板）．弹簧测力计示数稳定后（ ）
A．由于木块相对桌面静止，弹簧测力计示数与木板的运动状态有关
B．由于木块相对桌面
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