高三力学专题复习.docx

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高三力学专题复习

高三力的专题复习

专题一．力的概念、重力和弹力

1．力的本质

（1）力的物质性：

力是物体对物体的作用。

提到力必然涉及到两个物体一—施力物体和受力物体，力不能离开物体而独立存在。

有力时物体不一定接触。

（2）力的相互性：

力是成对出现的，作用力和反作用力同时存在。

作用力和反作用力总是等大、反向、共线，属同性质的力、分别作用在两个物体上，作用效果不能抵消.

（3）力的矢量性：

力有大小、方向，对于同一直线上的矢量运算，用正负号表示同一直线上的两个方向，使矢量运算简化为代数运算；这时符号只表示力的方向，不代表力的大小。

（4）力作用的独立性：

几个力作用在同一物体上，每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而受到影响，这就是力的独立作用原理。

2．力的作用效果

力对物体作用有两种效果：

一是使物体发生形变_，二是改变物体的运动状态。

这两种效果可各自独立产生，也可能同时产生。

通过力的效果可检验力的存在。

3．力的三要素：

大小、方向、作用点

4．力的图示和力的示意图

5．力的分类

（1）性质力：

由力的性质命名的力。

如；重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等。

（2）效果力：

由力的作用效果命名的力。

如：

拉力、压力、支持力、张力、下滑力、分力：

合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等。

【】1.下述各力中，根据力的性质命名的有（）.

（A）重力（B）拉力（C）动力（D）支持力（E）弹力

答案:

AE

【】6.下列说法中正确的是（）.

（A）甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用

（B）只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，

（C）任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体

（D）在力的图示法中，线段长短与对应力的大小成正比

答案:

CD

6．重力

（1）．重力的产生：

重力是由于地球的吸收而产生的,重力的施力物体是地球。

（2）．重力的大小：

由G=mg计算，g为重力加速度，通常在地球表面附近，g取9.8米／秒2，表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛顿。

由弹簧秤测量：

物体静止时弹簧秤的示数为重力大小。

（3）．重力的方向：

重力的方向总是竖直向下的，即与水平面垂直，不一定指向地心.重力是矢量。

（4）．重力的作用点——重心

物体的各部分都受重力作用，效果上,认为各部分受到的重力作用都集中于一点，这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心。

重心跟物体的质量分布、物体的形状有关，重心不一定在物体上。

质量分布均匀、形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。

（5）．重力和万有引力

重力是地球对物体万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供物体随地球自转的向心力，同一物体在地球上不同纬度处的向心力大小不同，但由此引起的重力变化不大，一般情况可近似认为重力等于万有引力，即：

mg=GMm/R2。

除两极和赤道外，重力的方向并不指向地心。

重力的大小及方向与物体的运动状态无关，在加速运动的系统中，例如：

发生超重和失重的现象时，重力的大小仍是mg

【】关于物体的重心，以下说法正确的是（）

A．物体的重心一定在该物体上

B．形状规则的物体，重心就在其中心处

C．用一根悬线挂起的物体静止时，细线方向一定通过物体的重心

D．重心是物体上最重的一点

【】5.下列关于重力的说法中正确的是（）.

（A）只有静止在地面上的物体才会受到重力

（B）重力是由于地球的吸引而产生的，它的方向指向地心

（C）在同一个地方质量大的物体受到的重力一定比质量小的物体受到的重力大

（D）物体对支持面的压力必定等于物体的重力【

7．弹力

1．产生条件：

（1）物体间直接接触；

（2）接触处发生形变（挤压或拉伸）。

2．弹力的方向：

弹力的方向与物体形变的方向相反，具体情况如下：

（1）轻绳只能产生拉力，方向沿绳指向绳收缩的方向.

（2）弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线。

（3）轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向沿杆。

3．弹力的大小

弹力的大小跟形变量的大小有关。

弹簧的弹力，由胡克定律F=kx,k为劲度系数，由本身的材料、长度、截面积等决定，x为形变量，即弹簧伸缩后的长度L与原长Lo的差：

x=|L-L0|，不能将x当作弹簧的长度L

一般物体所受弹力的大小，应根据运动状态，利用平衡条件和牛顿运动定律计算，例2小车的例子就说明这一点。

【】2.关于弹力，下列说法中正确的是（）.

（A）物体只要相互接触就有弹力作用

（B）弹力产生在直接接触而又发生弹性形变的两物体之间

（C）压力或支持力的方向总是垂直于支持面并指向被压或被支持的物体

（D）弹力的大小与物体受到的重力成正比

答案:

BC

【】下列关于力的说法中，正确的是（）

A．只有相互接触的两物体之间才会产生力的作用

B．力是不能离开物体而独立存在的，一个力既有施力物体，又有受力物体

C．一个物体先对别的物体施加力后，才能受到反作用力

D．物体的施力和受力是同时的

【】如图所示，小车上固定一根折成α角的曲杆，杆的另一端一固定一质量为m的球，则当小车静止时和以加速度a向右加速运动时杆对球的弹力大小及方向如何?

4.摩擦力

1．产生的条件：

（1）相互接触的物体间存在压力；

（2）接触面不光滑；

（3）接触的物体之间有相对运动（滑动摩擦力）或相对运动的趋势（静摩擦力）。

2．摩擦力的方向：

沿接触面的切线方向（即与引起该摩擦力的弹力的方向垂直），与物体相对运动（或相对：

运动趋势）的方向相反。

例如：

静止在斜面上的物体所受静摩擦力的方向沿接触面（斜面）向上。

3．摩擦力的大小：

（1）静摩擦大小跟物体所受的外力及物体运动状态有关，只能根据物体所处的状态（平衡或加速）由平衡条件或牛顿定律求解。

静摩擦力的变化存在一个最大值-----最大静摩擦力，即物体将要开始相对滑动时摩擦力的大小（最大静摩擦力与正压力成正比）。

（2）滑动摩擦力与正压力成正比，即f=

μ为动摩擦因数，与接触面材料和粗糙程度有关；N指接触面的压力，并不总等于重力。

【】6.如图所示，木块放在粗糙的水平桌面上，外力F1、F2沿水平方向作用在木块上，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N.若撤去力F1，则木块受到的摩擦力是（）.

（A）8N，方向向右（B）8N，方向向左

（C）2N，方向向右（D）2N，方向向左

【】在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为ι、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，如图甲所示．木块与地面间的动摩擦因数为μ，现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（）

【】如右图所示，质量为m的木块在倾角为θ的斜面上沿不同方向以不同速度Vl、V2、V3滑行时，小木块受到的滑动摩擦力多大?

斜面受到的滑动摩擦力多大?

（已知动摩擦因数为μ）．

【】8.在水平力F作用下，重为G的物体匀速沿墙壁下滑，如图所示:

若物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力的大小为（）.

（A）μF（B）μF+G（C）G（D）

专题三．力的合成与分解

1．力的合成

利用一个力（合力）产生的效果跟几个力（分力）共同作用产生的效果相同，而做的一种等效替代。

力的合成必须遵循物体的同一性和力的同时性。

（1）合力和分力:

如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力，那几个力就叫这个力的分力。

合力与分力的关系是等效替代关系，即一个力若分解为两个分力，在分析和计算时，考虑了两个分力的作用，就不可考虑这个力的作用效果了；反过来，若考虑了合力的效果，也就不能再去重复考虑各个分力的效果。

（2）．共点力

物体同时受几个力作用，如果这些力的作用线交于一点，这几个力叫共点力。

如图（a）所示，为一金属杆置于光滑的半球形碗中。

杆受重力及A、B两点的支持力三个力的作用；N1作用线过球心，N2作用线垂直于杆，当杆在作用线共面的三个非平行力作用下处于平衡状态时，这三力的作用线必汇于一点，所以重力G的作用线必过N1、N2的交点0；图（b）为竖直墙面上挂一光滑球，它受三个力：

重力、墙面弹力和悬线拉力，由于球光滑，它们的作用线必过球心。

（3）力的合成定则：

平行四边形定则：

求共点力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的线段为邻边作平行四边形，它的对角线即表示合力的大小和方向，如图a。

三角形定则：

求F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的有向线段首尾相接，从F1的起点指向F2的末端的有向线段就表示合力F的大小和方向，如图b。

2．合力的计算

正交分解！

！

3．力的分解

（1）在分解某个力时，要根据这个力产生的实际效果或按问题的需要_进行分解．

（2）有确定解的条件：

①已知合力和两个分力的方向，求两个分力的大小．（有唯一解）

②已知合力和一个分力的大小与方向，求另一个分力的大小和方向．（有一组解或两组解）

③已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向，求F1的方向和F2的大小．（有两个或唯一解）

（3）力的正交分解：

将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．利用力的正交分解法可以求几个已知共点力的合力，它能使不同方向的矢量运算简化为同一直线上的矢量运算．

力的分解问题的关键是根据力的作用效果，画出力的平行四边形，接着就转化为一个根据知边角关系求解的几何问题。

【】1.两个共点力F1=10N、F2=4N的合力F的取值范围为______≤F≤______.

【】.三个大小分别为6N、10N、14N的力的合力最大为多少牛，最小为多少牛?

方法：

【】．在倾角为α的斜面上，放一质量为m的光滑小球，小球被竖直的木板挡住，则球对斜面的压力为（）

【】12.从正六边形ABCDEF的一个顶点A向其余五个顶点作用着五个力F1、F2、F3、F4、F5（图），已知F1=f，且各个力的大小跟对应的边长成正比，这五个力的合力大小为_____，方向______.

【】分解一个力，若已知它的一个分力的大小和另一个分力的方向，以下正确的是（）

A．只有唯一组解B．一定有两组解

C．可能有无数组解D．可能有两组解

【】改：

（1）知道合力，及一个分力的大小和方向

（2）知道合力，及两个分力的大小

（3）知道合力，及两个分力的方向

专题七．实验：

互成角度的两个力的合成

2．验证原理

如果两个互成角度的共点力F。

、F。

作用于橡皮筋的结点上，与只用一个力F’作用于橡皮筋的结点上，所产生的效果相同（橡皮条在相同方向上伸长相同的长度），那么，F’就是F1和F2的合力。

根据平行四边形定则作出两共点力F1和F2的合力F的图示，应与F’的图示等大同向。

3．实验器材

方木板一块；白纸；弹簧秤（两只）；橡皮条；细绳套（两个）；三角板；刻度尺；图钉（几个）；细芯铅笔。

4．实验步骤

①用图钉把白纸钉在方木板上。

②把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。

（固定点A在纸面外）

③用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置o（如图1～133所示）。

（位置0须处于纸面以内）

④用铅笔描下结点0的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。

⑤从力的作用点（位置o）沿着两条绳套的方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F，和F：

的图示，并用平行四边形定则作出合力F的图示。

⑥只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样

的位置o，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。

用刻度尺从。

点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F’的图示。

⑦比较力F’的图示与合力F的图示，看两者是否等长，同向。

⑧改变两个力F1和F2的大小和夹角，再重复实验两次。

5．注意事项

①不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳再连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置。

②不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条，要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有无变化。

③A点应选在靠近木板上边中点为宜，以使。

点能确定在纸的上侧，结点O的定位要力求准确，同一次实验中橡皮条拉长后的结点位置0必须保持不变。

④弹簧秤在使用前应将其水平放置，然后检查、校正零点。

将两弹簧秤互相钩着水平拉伸，选择两只读数完全一致的弹簧秤使用。

⑤施加拉力时要沿弹簧秤轴线方向，并且使拉力平行于方木板。

⑥使用弹簧秤测力时，拉力适当地大一些。

⑦画力的图示时应选择适当的标度，尽量使图画得大一些，要严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形。

特别说明：

．实验采用了等效的方法：

实验中，首先用两只弹簧秤通过细绳互成角度地拉一端固定的橡皮条，使细绳的结点延伸至某一位置O，再用一只弹簧秤拉橡皮条，并使其结点位置相同，以保证两只弹簧秤的拉力的共同作用效果跟原来一只弹簧秤的拉力的效果相同，若按平行四边形定则求出的合力的大小和方向跟第二次一只弹簧秤的拉力的大小和方向完全相同，或者误差很小，这就验证了互成角度的共点力合成的平行四边形定则的正确性。

在做到两共点力F1、F2与F’等效的前提下，准确做出F1和F2的图示，用平行四边形定则做出其合力F的图示，以及F’的图示是本实验成功的关键，为此，要求F1、F2的大小方向，须记录准确，做图示时要选择合适的标度，以使所做平行四边形尽量大，画平行四边形的平行线时，要用两只三角板或一只三角板和一把直尺，严格作图。

．实验误差的来源与分析

本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还出现读数误差、作图误差。

因此，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力的对边一定要平行，两个分力F1、F2问夹角

越大，用平行四边形作用得出的合力F的误差

F就越大，所以，实验中不要把

取得太大。

本实验允许的误差范围是：

力的大小

F≤5％F，F’与F的夹角

≤70。

【例16】在做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点。

以下操作中错误的是（）

A．同一次实验过程中，O位置允许变动

B．实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度

C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的大小和方向，把橡皮条另一端拉到0点

D．实验中，把橡皮条的另一端拉到。

点时，两个弹簧秤之间夹角应取90。

，以便于算出合力大小

第四章力与运动

牛顿第一定律（惯性定律）：

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

1．要点：

①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。

②它揭示了运动与力的关系：

力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。

不是维持物体运动的原因！

！

2．惯性：

物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。

①惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。

②质量是物体惯性大小的量度。

大小：

④惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。

【】4、一切物体都有惯性，但是（   ）

A.运动时的惯性比静止时的惯性大 B.运动越快，物体的惯性越大

C.物体受力越大，惯性越大 D.物体的惯性在任何情况下都是不变的

【】关于惯性，下列说法正确的是（）

A．惯性是一切物体的基本属性B．物体的惯性与物体的运动状态无关

C．物体运动快，惯性就大D．惯性大小用物体的质量大小来量度

【】火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为（）

A．人跳起后，厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动

B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动

C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已

D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度

二、牛顿第二定律（实验定律）

1.定律内容

物体的加速度a跟物体所受的合外力

成正比，跟物体的质量m成反比。

2.公式：

①因果性：

是产生加速度a的原因，它们同时产生，同时变化，同时存在，同时消失；

②方向性：

a与

都是矢量,，方向严格相同；

【例2】如图，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的?

【例4】将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下顶板安有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2.0m/s2的加速度作竖直向上的匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.ON，下顶板的传感器显示的压力为10.ON，g取10m/s2

（1）若上顶板的传感器的示数是下顶板的传感器示数的一半，试判断箱的运动情况。

（2）要使上顶板传感器的示数为O，箱沿竖直方向的运动可能是怎样的?

【例5】如图所示，质量为m的入站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上做减速运动，a与水平方向的夹角为θ．求人受的支持力和摩擦力。

【例6】如图1所示，在原来静止的木箱内，放有A物体，A被一伸长的弹簧拉住且恰好静止，现突然发现A被弹簧拉动，则木箱的运动情况可能是（）

A.加速下降B.减速上升

C.匀速向右运动D.加速向左运动

专题三.第二定律应用：

【】如图所示，光滑的水平桌面上放着一个长为L的均匀直棒，用水平向左的拉力F作用在棒的左端。

则棒的各部分相互作用的力沿棒长向左的变化规律是_______。

。

【】如图，质量M

的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=8N。

当小车向右运动速度达到3m/s时，在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数

，假定小车足够长，问：

（1）经过多长时间物块停止与小车间的相对运动？

（2）小物块从放在车上开始经过

所通过的位移是多少？

（g取

）

【】如图所示，一个弹簧台秤的秤盘和弹簧质量均不计，盘内放一个质量

的静止物体P，弹簧的劲度系数

。

现施加给P一个竖直向上的拉力F，使P从静止开始向上做匀加速运动。

已知在头0.2s内F是变力，在0.2s以后，F是恒力，取

，求拉力F的最大值和最小值。

【】10.传送带与水平面夹角37°，皮带以10m/s的速率运动，皮带轮沿顺时针方向转动，如图所示，今在传送带上端A处无初速地放上一个质量为m=0.5kg的小物块，它与传送带间的动摩擦因数为0.5，若传送带A到B的长度为16m，g取10m/s2,则物体从A运动到B的时间为多少？

【】7.如图所示，两个质量相同的物体1和2，紧靠在一起放在光滑的水平面上，如果它们分别受到水平推力F1和F2的作用，而且F1＞F2，则1施于2的作用力的大小为（　　　）

A．F1B．F2

C．（F1+F2）/2D．（F1-F2）/2

【】3.重物A和小车B的重分别为GA和GB，用跨过定滑轮的细线将它们连接起来，如图所示。

已知GA＞GB，不计一切摩擦，则细线对小车B的拉力F的大小是（　　　）

A．F＝GA

B．GA＞F≥GB

C．F＜GB

D．GA、GB的大小未知，F不好确定

【】2.一支架固定于放于水平地面上的小车上，细线上一端系着质量为m的小球，另一端系在支架上，当小车向左做直线运动时，细线与竖直方向的夹角为θ，此时放在小车上质量M的A物体跟小车相对静止，如图所示，则A受到的摩擦力大小和方向是（）

A．Mgsinθ，向左

B．Mgtanθ，向右

C．Mgcosθ，向右

D．Mgtanθ，向左

【】质量为m=2kg的木块原来静止在粗糙水平地面上，现在第1、3、5……奇数秒内给物体施加方向向右、大小为F1=6N的水平推力，在第2、4、6……偶数秒内给物体施加方向仍向右、大小为F2=2N的水平推力.已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1，取g=10m/s2，问：

（1）木块在奇数秒和偶数秒内各做什么运动?

（2）经过多长时间，木块位移的大小等于40.25m?

【】如图所示，在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面上，有一质量m=1kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.2，物体受到沿平行于斜面向上的轻细线的拉力F=9.6N的作用，从静止开始运动，经2s绳子突然断了，求绳断后多长时间物体速度大小达到22m/s.（sin37°=0.6，g取10m/s2）

【】例1：

如图所示，质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为µ。

在已知水平推力F作用下，A、B作加速运动，A对B的作用力为多少？

【】.一个木块沿倾角为α的斜面刚好能匀速下滑，若这个斜面倾角增大到β

（α＜β＜90°），则木块下滑加速度大小为（　　　）

A．gsinβB．gsin（β-α）C．g（sinβ-tanαcosβ）D．g（sinβ-tanα）

【】如图，A物体放在B上，A和B之间摩擦系数u，B和地面之间没有摩擦，在B上作用一个水平向右的力F，现在要使A和B一起运动不产生相对滑动，则：

F的最大值为多少？

改：

若力F是作用在A上，则力F的最大值为多少？

专题五.牛顿第三定律、超重和失重

1.牛顿第三定律

（1）.作用力和反作用力一定是同种性质的力，而平衡力不一定；

（2）．作用力和反作用力作用在两个物体上，而一对平衡力作用在一个物体上

（3）．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失；而对于一对平衡力，其中一个力变化不一定引起另外一个力变化

两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，公式可写为

。

作用力与反作用力的二力平衡的区别

内容

作用力和反作用力

二力平衡

受力物体

作用在两个相互作用的物体上

作用在同一物体上

依赖关系

同时产生，同时消失相互依存，不可单独存在

无依赖关系，撤除一个、另一个可依然存在，只是不再平衡

叠加性

两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力

两力运动效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零；形变效果不能抵消

力的性质

一定是同性质的力

可以是同性质的力也可以不是同性质的力

2.超重和失重

超重现象是指：

N>G或T>G；加速度a向上；

失重现象是指：

G>N或G>T；加速度a向下；

完全失重是指：

T=0或N=0；加速度a向下；大小a=g

【例15】弹簧下端挂一个质量m=1kg的物体，弹簧拉着物体在下列各种情况下，弹簧的示数：

（g=10m/s2）

（1）、弹簧秤以5m/s的速度匀速上升或下降时，示数为。

（2）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀加速上升时，示数为。

（3）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀加速下降时，示数为。

（4）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速上升时，示数为。

（5）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速下降时，示数为。

【例17】电梯地板上有一个质量为20