专题07 力学三种力和受力分析-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练 第二章 相互作用 专题07 力学中的三种力，受力分析 第一部分 知识点精讲 一、力 1．力的概念：力是物体对物体的作用。 2．力的三要素：力的大小、方向、作用点。 3．力的表示方法：力的图示或力的示意图。 注意：力的图示是严格表示力的方法，需要把力的三要素全部表示出来，而力的示意图只表示力的作用点和方向。 二、重力 1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。重力并等于地球对物体的引力，产生差异的原因是地球自转。 2．大小：与物体的质量成正比，即G＝。可用弹簧测力计测量重力。 3．方向：总是竖直向下的。 4．重心：其位置与物体的质量分布和形状有关。 三、弹力 1．弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。 注意：施力物体是发生形变的物体，受力物体是阻碍恢复形变的物体。 (2)产生的条件 ①物体间直接接触。 ②接触处发生弹性形变。 (3)方向：总是与物体形变的方向相反。 2．胡克定律 (1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。 伸长量与压缩量相等时，弹力大小相等，方向相反。 (2)表达式：F＝。k是弹簧的劲度系数，由弹簧自身的性质决定，单位是N/m，x是弹簧长度的改变量，不是弹簧形变以后的长度。 四、摩擦力 1．静摩擦力 (1)定义：两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时的摩擦力。 注意：物体受静摩擦力作用时不一定处于静止状态。 (2)产生条件：接触面粗糙；接触处有弹力；两物体间有相对运动趋势。 (3)方向：沿两物体的接触面，与相对运动趋势的方向相反。 (4)大小：0<F≤。一般情况下最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。②静摩擦力与正压力无关，最大静摩擦力与正压力成正比。 2．滑动摩擦力 (1)定义：一个物体在另一个物体表面滑动时，受到另一物体阻碍它们相对滑动的力。 (2)产生条件：接触面粗糙；接触处有弹力；两物体间有相对运动。 (3)方向：沿两物体的接触面，与相对运动的方向相反。 (4)大小：F＝，μ为动摩擦因数，其值与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。注意：FN的大小不一定等于物体的重力，等于重力是特殊情况。 3.对摩擦力的理解 （1）．明晰“三个方向” 名称 释义 运动方向 一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向 相对运动方向 指以其中一个物体为参考系，另一个物体相对参考系的运动方向 相对运动趋势方向 能发生却没有发生的相对运动的方向，导致两物体间存在静摩擦力 （2.） “三法”判断静摩擦力的方向 假设法 状态法 根据平衡条件、牛顿第二定律，通过受力分析确定静摩擦力的方向 转换对象法 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 4．滑动摩擦力大小的计算 公式法 若μ已知，则F＝μFN，FN是两物体间的正压力 状态法 若μ未知，可结合物体的运动状态和其他受力情况，利用平衡条件或牛顿第二定律列方程求解 5.静摩擦力大小的计算 (1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件求解。 (2)物体有加速度时，应用牛顿第二定律F合＝ma求解。 (3)最大静摩擦力与接触面间的压力成正比，其值略大于滑动摩擦力，但通常认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 6.“融会贯通”归纳好——摩擦力的突变问题 摩擦力的突变问题，无论怎样变化，其题根就是静摩擦力和滑动摩擦力大小或方向的变化分析问题，解题时应注意以下三点： (1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题，有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。 (2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦力的连接系统，相对滑动与相对静止的临界状态时静摩擦力达到最大值。 (3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。 物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。　 五．“活结”和“死结”的比较 （1）“死结”：理解为绳子的结点是固定的，“死结”两侧的是两根独立的绳，两个弹力不一定相等.。 （2）活结”：理解为绳子的结点可以移动，一般是由绳子跨过滑轮或者绳子挂一光滑挂钩而形成的。“活结”两侧的两个弹力一定相等，它们合力的方向一定沿两绳的角平分线。 六．“动杆”与“定杆”的比较 (1)动杆：对一端有光滑转轴O的静止轻杆而言，轻