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专题二相互作用与物体平衡考点内容要求热点1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ1.力学部分三种不同性质的力一直是高考常考内容．2.本专题的高考热点主要有两个：一是与摩擦力的大小和方向有关的问题；二是共点力的平衡问题．3.本专题的知识点常常与牛顿运动定律、功能关系等内容综合考查，单独考查本专题内容时常以选择题为主，难度不大，而且命题多与体育运动、娱乐活动、生活、生产等相联系．4.本专题备考策略：受力分析是物理学的基础，复习时要强化对受力分析的训练；摩擦力是高考的热点和难点，要知道如何判断它的产生条件、方向；力的合成与分解是解决动力学问题的基础，应熟练掌握力的平行四边形定则和正交分解法.2.形变、弹性、胡克定律Ⅰ3.矢量和标量Ⅰ4.力的合成与分解Ⅱ5.共点力的平衡Ⅱ实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系—实验三：验证力的平行四边形定则—第1讲重力弹力摩擦力一、重力吸引mg1．定义：由于地球的____________而使物体受到的力．2．大小：G＝________.水平面向下3．方向：________________，即垂直于____________．4．重心：重力的作用点．(1)物体的重心与它的________以及___________有关．重心不一定在物体上．质量分布(2)质量分布均匀且有规则几何外形的物体，其重心在物体的______________．几何中心5．重力与万有引力的关系：重力是万有引力的________，粗略计算时可认为两者大小相等．分力竖直向下形状1．弹性形变：撤去外力后物体能够______________的形变．2．弹力：物体由于发生____________而对跟它接触的物体产生力的作用．完全恢复原状弹性形变3．弹力产生的条件(1)两物体____________．直接接触(2)接触处发生____________．弹性形变二、形变和弹力4．弹力方向的判断绳收缩受力受力(1)细绳的拉力方向一定沿绳指向__________的方向．(2)接触平面上的弹力，其方向垂直于接触平面指向______物体．(3)两球面接触处的弹力，其方向垂直于两球面的公切面指向__________物体．(4)杆的弹力可沿杆，也可不沿杆，应具体问题具体分析．5．弹簧的弹力：在弹性限度内，弹簧弹力的大小遵循胡克定律，公式为F＝____________，式中的k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量(并非原长或总长)．kx【基础检测】1．如图2-1-1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()图2-1-1A．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答案：B1．滑动摩擦力(1)定义：两个相互接触的物体有__________时，在物体之间产生的阻碍相对滑动的作用力．相对滑动相对滑动(2)产生条件(缺一不可)：两物体相互接触并挤压(有弹力)；接触面粗糙；两物体间有______________．材料(3)大小：与正压力成正比，即f＝_______.μ叫动摩擦因数，与接触面的__________和__________有关．粗糙程度(4)方向：与物体____________的方向相反，与物体运动的方向无关．相对滑动三、滑动摩擦力和静摩擦力μFN2．静摩擦力相对滑动趋势相对滑动趋势(1)定义：两个相互接触的物体间有__________________时，在接触面上产生的阻碍相对滑动趋势的力．(2)产生条件(缺一不可)：两物体相互接触并挤压(有弹力)；接触面粗糙；两物体间有__________________．(3)大小：物体间的静摩擦力大小可以改变(两物体间接触面的粗糙程度和弹力不变的情况下)，随着其他外力的变化而变化．(4)方向：跟物体__________________的方向相反，并且摩擦力的方向总跟接触面平行(或相切)．相对滑动趋势(5)最大静摩擦力fmax：静摩擦力有一个__________，在数值上等于物体刚要滑动时所需要的沿相对滑动趋势方向的外力．静摩擦力的大小取值范围为：__________.实际中，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力．一般情况下，可近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．最大值0＜f≤fmax【基础检测】2．(多选，2016年福建福州格致中学期中)如图2-1-2所示，质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F作用下，沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面()图2-1-2A．无摩擦力B．支持力等于(m＋M)gC．支持力为(M＋m)g－FsinθD．有水平向左的摩擦力，大小为Fcosθ答案：CD》》》考点1对重力的理解⊙重点归纳同一物体在两极处，所受重力最大，大小等于万有引力；在赤道上，所受的重力最小．【考点练透】1．(多选)以下说法正确的是()A．自由下落的物体所受重力为零B．物体所受重力的方向总是垂直水平面向下C．悬挂在竖直绳子上的静止物体，对绳的拉力就是其重力D．把物体由赤道移到北极，若用天平称量，则示数在两地相同；若用弹簧测力计称量，则示数在北极略微增大答案：BD2．下列关于重力和重心的说法正确的是()A．物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力B．重力的方向总是指向地心C．用细线将重物悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上D．重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上答案：C》》》考点2弹力的分析与计算⊙重点归纳弹力有无的判断(1)根据物体是否直接接触并且发生明显弹性形变来判断是否存在弹力．(2)假设法：当对一些微小形变难以直接判断时，可假设有弹力存在，看是否能改变物体的运动状态．(3)撤物法：将与研究对象接触的某一物体撤离，看物体的运动状态是否能保持原来的状态．(4)状态法：依据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿运动定律列方程求解，如由此方法计算出以加速度a＝g下降的升降机对底板上的物体无弹力作用．⊙典例剖析例1：如图2-1-3所示，在甲图中悬挂小球的细线处于竖直状态，在乙图中悬线与竖直方向成α角，在丙图和丁图中都是一支持面水平，另一面倾斜，且各面都光滑．各图中小球均处于)静止状态．则小球与斜面之间存在弹力的是(图2-1-3A．甲B．乙C．丙D．丁思维点拨：判断斜面对小球是否存在弹力，可用“撤物法”，若去掉斜面后物体仍能保持原来的状态，则斜面对小球无弹力作用，否则小球受斜面的弹力作用．解析：在甲图中，若小球与斜面间有弹力，则其必沿垂直斜面方向，而小球所受重力竖直向下，悬线中拉力必竖直向上，此时小球所受3个力的合力不为零，与小球处于静止状态相悖，故此时球与斜面间无弹力作用．乙图中，若球与斜面间无弹力作用，则小球仅受竖直向下的重力和沿线方向的拉力，而此两力不在一条直线上，小球不能处于静止状态，故小球与斜面间有弹力．在丙、丁图中，小球受力如图2-1-4戊、己中的实线所示，若小球与斜面之间有弹力的作用(如戊、己中的虚线所示)，则小球无法保持平衡，故小球与斜面间无弹力作用．图2-1-4答案：B备考策略：判断有无弹力，主要看有没有发生弹性形变，但很多弹性形变是微小形变，无法直接观察到，所以很多情况要间接判断，如“假设法”“撤离法”“平衡法”等，在物理学习中，常常用间接的方法处理物理问题．【考点练透】3．(2014年河北衡水中学期中)如图2-1-5所示，图中所有的球都是相同的，且形状规则，质量分布均匀．甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间，乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上，丙球与其右侧的球放在另一个大的光滑球壳内部并相互接触，丁球是一足球，一学生将足球踢向斜台的示意图如图所示．关于这四个球的受力情况，下列说法正确的是()图2-1-5A．甲球受到两个弹力的作用B．乙球受到两个弹力的作用C．丙球受到两个弹力的作用D．丁球(足球)与斜台作用时斜台给足球的弹力方向先沿v1的方向后沿v2的方向解析：对甲、乙、丙三球运用假设法和平衡法，假设甲球受斜面的弹力，则甲球就不能平衡了，假设乙球受右面球的弹力，乙球将向左运动，假设丙球不受右侧球的弹力则丙球将向右下方滚动，故A、B均错，C正确；弹力的方向垂直于接触面故D错．答案：C4．一轻弹簧两端分别连接物体甲、乙，在水平力作用下共同向右做匀加速运动，如图2-1-6所示，在水平面上时，力为F1，弹簧长为L1，在斜面上时，力为F2，弹簧长为L2，已知甲、乙两物体与接触面间的动摩擦因数相同，则轻弹簧的原长为()图2-1-6A.L1＋L22B.F1L1－F2L2F2－F1C.F2L1－F1L2F2－F1D.F2L1＋F1L2F2＋F1④解析：设物体甲、乙的质量分别为m1、m2，与接触面间的动摩擦因数为μ，弹簧原长为L0，在水平面上时，以整体为研究对象有①F1－μ(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a隔离甲物体有②k(L1－L0)－μm1g＝m1a联立①②解得m1m1＋m2F1③k(L1－L0)＝同理可得F2L1－F1L2F2－F1，C正确．联立③④可得轻弹簧的原长为L0＝答案：Ck(L2－L0)＝m1m1＋m2F2》》》考点3摩擦力的分析和计算⊙重点归纳1．如何判断摩擦力的有无(1)由产生条件确定．这种方法就是看产生摩擦力的三个条件是否满足．有一个条件不满足，就没有摩擦力．(2)根据运动状态确定．由物体的运动状态，结合物体受其他外力的情况来进行判断．2．如何确定摩擦力的方向摩擦力的方向必定和接触面相切，由相对运动或相对运动趋势的方向确定．(1)假设法：假设接触面光滑，若物体发生相对运动，则说明物体受静摩擦力，且相对运动趋势的方向就是假设中的相对运动方向，从而确定静摩擦力的方向．(2)反推法：从研究物体表现出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，就容易判断摩擦力的方向了．3．摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来判断其大小．(2)物体有加速度时，若只有摩擦力，则Ff＝ma，例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度．若除摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求摩擦力．(3)滑动摩擦力的大小用公式f＝μFN来计算．⊙典例剖析例2：(2014年广东广州执信、广雅、六中三校联考)如图2-1-7所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb＝5N，Fc＝10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止，以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则()A．f1＝5N，f2＝0，f3＝5NB．f1＝5N，f2＝5N，f3＝0NC．f1＝0N，f2＝5N，f3＝5ND．f1＝0N，f2＝10N，f3＝5N图2-1-7思维点拨：判断摩擦力方向和有无的方法：首先将物体进行隔离，然后判断是否有相对滑动或相对滑动的趋势，从而得到所求的摩擦力，必要时也可用假设法求解．解析：将a进行隔离分析可知，物体a相对物体b没有相对滑动趋势，故a、b间的摩擦力为零．隔离b进行受力分析，可得b、c间的摩擦力大小等于Fb的大小，将三个物体看作整体进行受力分析可知，物体所受合力为零，相对地面有相对运动的趋势，物体c与地面间的摩擦力大小f3＝Fc－Fb＝5N，故C正确．答案：C备考策略：计算摩擦力时的三点注意(1)首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才有公式，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解．(2)公式Ff＝μFN中FN为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，不一定等于物体的重力．(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关．【考点练透】5．(2015年广东韶关十校联考)如图2-1-8所示，力F垂直作用在倾角为α的三角滑块上，滑块没被推动，则滑块受到地面的静摩擦力大小为()图2-1-8B．FcosαD．FtanαA．0C．Fsinα答案：C6．(2015年陕西宝鸡模拟)如图2-1-9所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物体B置于