专题02 相互作用-三年（2020-2022）高考真题物理分项汇编（山东专用）

2020-2022年三年山东卷高考汇编 专题02 相互作用 【考纲定位】 高考命题点 考纲要求 高考真题 1.重力、弹力、摩擦力 认识重力、弹力与摩擦力．通过实验，了解胡克定律．知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小． 2.力的合成与分解 通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量． 3.共点力平衡条件及应用 能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题． 2020·山东·高考 T8 【知识重现】 一、常见的三种力 1．重力 (1)G＝mg.在题目中不注明的情况下，g取9.80 m/s2.方向竖直向下(或与当地水平面垂直)． (2)重力与万有引力的关系：重力实际上是物体与地球间的万有引力的一部分(另一部分为物体绕地球旋转所需要的向心力)．重力是非接触力．非特别说明，凡地球上的物体均受到重力． 2．弹力 (1)发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力叫弹力．弹力的方向与施力物体的形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的物体上． (2)几种典型弹力的方向 注意：可绕端点自由转动的轻杆的弹力方向一定沿杆，而端点固定的轻杆的弹力方向不一定沿杆，可由其他受力并结合物体的状态确定． (3)弹力的大小 ①胡克定律：在弹性限度内，弹簧产生的弹力大小与弹簧的形变量成正比，即F＝kx.其中k是弹簧的劲度系数，由弹簧本身的性质决定；x表示弹簧的形变量． ②除弹簧外，其他一般物体所受弹力大小，通常利用平衡条件或动力学规律求解． 3．摩擦力 (1)定义：当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动或有相对运动的趋势时，受到的另一个物体阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦力，可分为静摩擦力和滑动摩擦力． (2)产生条件：①接触面粗糙；②相互接触的物体间有弹力；③接触面间有相对运动或相对运动趋势．三个条件缺一不可． (3)摩擦力的方向 ①静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反． ②滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动方向相反． (4)摩擦力的大小 ①静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0≤Ff≤Ffm ，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解． ②滑动摩擦力的大小：Ff＝μFN. ③最大静摩擦力的大小：Ffm＝μ0FN；最大静摩擦力与物体运动趋势无关，只跟μ0FN有关，它比滑动摩擦力略大一些，在许多问题的处理过程中往往认为其大小等于滑动摩擦力． 二、力的计算方法 1．力的合成方法 (1)平行四边形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把F1、F2的线段作为邻边作平行四边形，如图1所示，它的对角线即表示合力的大小和方向． 图1 共点的两个力F1、F2的合力F的大小，与它们的夹角θ有关，θ越大，合力越小；θ越小，合力越大．合力可能比分力大，也可能比分力小，F1与F2同向时合力最大，F1与F2反向时合力最小，合力大小的取值范围是| F1－F2|≤F≤| F1＋F2|. (2)三角形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把F1、F2首尾相接地画出来，把F1、F2的另外两端连接起来，如图2所示，则此连线就表示合力F的大小和方向． 注意：①矢量三角形定则是平行四边形定则的简化，在分析力的合成与分解以及共点力动态平衡问题时，非常简捷而有效． ②二力合成的三角形法则可以推广到多边形定则求n(n>2)个力的合力，如图3所示，把所有的分力F1、F2、F3…依次首尾相连，从第一个分力F1的始端指向最后一个分力Fn的末端的有向线段F，就表示这n个力的合力的大小和方向． ③利用矢量三角形作图法分析最小力是最简单、最直观、最有效的方法之一，特别是以下两种典型情况： 当已知合力F的大小和方向及一个分力F1的方向时，另一个分力F2最小的条件是两个分力互相垂直，如图4所示，最小的F2＝Fsin α. 当已知合力F的方向及另一个分力F1的大小和方向时，另一个分力F2最小的条件是F2与合力F垂直，如图5所示，最小的是F2＝ F1sin α.　　 2.力的分解方法 力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则．两个分力的合力是唯一确定的，而一个已知力可以分解为大小、方向不同的分力，即一个力的两个分力不是唯一的，要确定一个力的两个分力，应根据具体条件进行分析．常用的方法有：按力产生的效果进行分解；按问题的需要进行分解；正交分解． (1)常见的重力的作用效果 图6 图7 图8 图9 ①如图6所示，质量为m的物体静止在斜面上，其重力产生两个效果：一是使物体沿斜面下滑，相当于分力F2的作用；二是使物体压紧斜面，相当于分力F1的作用．F1＝mgcos