专题02 相互作用与力的平衡（考点串讲）-2024-2025学年高一物理上学期期末考点大串讲（鲁科版2019）

期末复习·考点清单 物理必修第一册 •鲁科版 专题02 相互作用与力的平衡 01 02 03 方法模型归纳 巩固提升 知识清单 目 录 04 课堂小结 PART-01 知识清单 重力 一 1.重力 (1)产生：由于地球的______而使物体受到的力。 (2)大小：G＝mg (3)方向：__________ (4)重心：①定义：一个物体的各部分都受到重力作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。因此，重心可以看作是物体所受重力的作用点。 ②决定重心位置的因素：a.物体的______；b.物体质量的分布。 吸引 竖直向下 形状 重力 一 2.力的图示和力的示意图 (1)力的图示 力可以用有向线段表示。有向线段的长短表示力的______，箭头表示力的______，箭尾(或箭头)表示力的________，这种表示力的方法，叫作力的图示。 (2)力的示意图 只画出力的________和______，不准确标度力的大小，这种粗略表示力的方法，叫作力的示意图。 大小 方向 作用点 作用点 方向 弹力 二 1.形变：物体在力的作用下______或______发生的变化。 2.弹力：发生形变的物体，要__________，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。 3.三种常见弹力的方向 常见弹力 弹力方向 压力 ______于物体的接触面，指向被压缩或被支持的物体 支持力 绳的拉力 沿着绳子指向绳子______的方向 形状 体积 恢复原状 垂直 收缩 弹力 二 4.胡克定律 (1)弹性形变：物体在发生形变后，撤去作用力能够__________的形变。 (2)弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能__________原来的形状，这个限度叫作弹性限度。 (3)胡克定律：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟____________________________成正比，即F＝______。 (4)劲度系数：其中k为弹簧的__________，单位为__________，符号是N/m，劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。 恢复原状 完全恢复 弹簧伸长(或缩短)的长度x kx 劲度系数 牛顿每米 摩擦力 三 （一）滑动摩擦力 1.定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍______运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。 2.方向：沿着接触面，跟物体 。 不一定与运动方向相反 相对运动的方向相反 相对 3.大小 (1)公式：Ff＝________，其中FN表示接触面上压力的大小，μ为动摩擦因数。 (2)动摩擦因数μ跟相互接触的两个物体的______、接触面的粗糙程度有关，没有单位。 μFN 材料 摩擦力 三 （二）静摩擦力 1.定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的______，而没有相对运动，这时的摩擦力叫作静摩擦力。 2.方向：沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向______。 “相对运动趋势”是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的苗头，但还未发生相对运动。 3.大小 随外力的变化而变化，当外力增大到某一值时，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值Fmax，我们把Fmax叫作最大静摩擦力。静摩擦力的取值范围为____________。 趋势 相反 0＜F≤Fmax 合力和分力 四 1.共点力：几个力如果都作用在物体的________，或者它们的________相交于一点，这几个力叫作共点力。 2.合力与分力：假设一个力单独作用的______跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的______。假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的______。 同一点 作用线 效果 合力 分力 力的合成和分解 五 1.力的合成 (1)定义：求几个力的______的过程。 (2)合成规律：两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为______作平行四边形，这两个邻边之间的_______表示合力的大小和方向，这个规律叫作________________。 (3)多个力的合成：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到将所有的力都合成进去。 2.力的分解 (1)定义：求一个力的______的过程。 (2)分解规律：力的分解是力的合成的________，同样遵从________________。 合力 邻边 对角线 平行四边形定则 分力 逆运算 平行四边形定则 平衡状态及平衡条件 六 1.平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持______或______________状态。我们就说这个物体处于平衡状态。 2.平衡条件：在共点力作用下物体平衡的条件是______为0。 静止 匀速直线运动 合力 PART-02 方法模型归纳 重力和重心 一 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． 4．重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心，其位置与物体的质量分布和形状有关。 特别提醒：(1)重力的方向不一定指向地心． (2)并不是只有重心处才受到重力的作用． 1．学生在参观科技馆时观察到有一个十分有趣的“锥体上滚”实验。如图所示，将一个双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的低端，就会看到它似乎在向“上”滚去，关于锥体的运动说法正确的是（　　） A．双圆锥体的重心随锥体一起向下运动 B．在双圆锥体上滚的过程中，锥体的重心在向上运动 C．双圆锥体上滚实验中，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的 D．当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最低处；当双锥体在轨道最高处时，它的重心在最高处 重力和重心 一 C 弹力的方向和大小 二 （一）弹力的方向 弹力 二 （二）弹力的大小（胡克定律） 1.内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。 2.公式：F＝kx 3.k为弹簧的劲度系数， 单位是N/m，只与弹簧本身有关，由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定，它反映了弹簧的软硬程度，k越大，弹簧越硬，其长度越难改变． 2．如图所示为某同学在篮球比赛中进行击地传球的示意图，下列说法中正确的是（　　） A．地面给篮球的弹力方向斜向右上 B．篮球给地面的弹力方向竖直向上 C．地面对篮球的支持力等于篮球对地面的压力大小 D．篮球受到地面的支持力，是由于篮球发生了形变而产生的 弹力 二 C 3．如图所示为一轻质弹簧的弹力F和长度L的关系图线，则下列判断错误的是（　　） A．弹簧的原长为10cm B．弹簧伸长15cm时弹力大小为10N C．弹簧的劲度系数为200N/m D．弹簧压缩5cm时弹力大小为10N 弹力 二 B 摩擦力 三 4．书法是中华民族优秀传统文化之一。如图所示，某同学在书写“一”字时，水平桌面上平铺一张白纸，在向右行笔的过程中白纸处于静止状态，则（　　） A．毛笔对白纸的摩擦向左 B．白纸对毛笔的摩擦力向右 C．桌面对白纸的摩擦力向左 D．桌面对白纸没有摩擦力 摩擦力 三 C 5．如图所示，质量为m=2kg滑块放在水平面上，t=0时刻给滑块一水平向右的初速度，同时在滑块上施加一水平向左大小为F=6N的外力。规定向左的方向为正方向，已知滑块与地面之间的动摩擦因数为，重力加速度g取10m/s2，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则滑块所受的摩擦力随时间的变化规律可能正确的是（　　） 摩擦力 三 C 力的合成 四 力的合成 四 6．如图所示，一个“Y”字形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条均匀且弹性良好，其自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片可将弹丸发射出去。若橡皮条的弹力满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L（弹性限度内），则弹丸被发射过程中所受的最大弹力为（　　） A． B． C．kL D．2kL 力的合成 四 A 力的分解 五 1．力的分解常用的方法 力的分解 五 2.力的分解方法的选取原则 (1)一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按实际效果进行分解，若这三个力中，有两个力互相垂直，优先选用正交分解法。 (2)当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。 力的分解 五 3.力的分解中的多解问题 力的分解 五 3.力的分解中的多解问题 7．将大小为40N的力F分解为F1和F2，其中F1的方向与F的夹角为30°，如图所示，则（　　） A．当时，有一个F1的值与它相对应 B．当时，F1的值是40N C．当时，只有一个F1的值与它相对应 D．当时，有两个F1的值与它相对应 力的分解 五 C 静态平衡问题 六 1.平衡状态：(1)静止；(2)匀速直线运动。 2.平衡条件： (1)物体所受合外力为零,即F合=0。 (2)若采用正交分解法,平衡条件表达式为Fx=0,Fy=0。 3.常用推论 (1)若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反。 (2)若三个不共线的共点力合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形。 静态平衡问题 六 3.分析物体静态平衡的常用方法 8．如图所示，悬挂甲物体的细绳拴牢在一不可伸长的轻质细绳上点处，轻绳的另一端固定在墙上，乙物体通过光滑的定滑轮栓接在点，甲、乙两物体质量相等，系统平衡时点两侧的绳与竖直方向的夹角分别为、。若与竖直的夹角为，则等于（　　） A． B． C． D． 静态平衡问题 六 A 动态平衡问题 七 1.所谓动态平衡问题，是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，常利用图解法解决此类问题。 2.基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”。 动态平衡问题 七 3.处理动态平衡问题的四种方法 （1）解析法：对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条件，得到因变量与自变量的关系表达式(通常要用到三角函数)，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。 （2）图解法： ①特点：物体受三个共点力，有一个力是恒力、另有一个力方向不变的问题。 ②方法： 动态平衡问题 七 （3）三角形相似法： ①特点：在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，且题目给出了空间几何关系。 ②方法： 1）对物体在某个位置作受力分析； 2）以两个变力为邻边，利用平行四边形定则，作平行四边形； 3）找出相似的力的矢量三角形和空间几何三角形； 4）利用相似三角形对应边的比例关系确定力的变化。 动态平衡问题 七 （4）拉密定理法（正弦定理法或辅助圆法）： ①特点：物体受三个共点力，这三个力其中一个力为恒力，另外两个力都变化，且变化两个力的夹角不变。 ②拉密定理： ③辅助圆法：画出三个力的矢量三角形的外接圆，不便力为一固定弦，因为固定弦所对的圆周角大小始终不变，改变一力的方向，另一大小方向变化情况可得。 9．如图所示，用轻质柔软的细线将一质量为的小球悬挂于天花板上的点，在外力、重力和细线拉力的作用下处于平衡状态。初始时水平，且细线与竖直方向的夹角为，与的夹角为。下列说法中正确的是（　　） A．保持F水平，逐渐缓慢增大角，则F逐渐减小、逐渐增大 B．保持小球位置及角不变，缓慢减小角直至，则F先减小后增大 C．保持角、角和F方向不变，增加细线的长度，F、都减小 D．保持角、角和F方向不变，增加细线的长度，F、都增大 动态平衡问题 七 B 10．如图所示，质量分布均匀的细棒中心为O点，为光滑铰链，为光滑定滑轮，且在正上方，细绳跨过与O连接，水平外力F作用于细绳的一端。用表示铰链对杆的作用力，现在水平外力F作用下，从缓慢减小到0的过程中，下列说法正确的是（　　） A．F逐渐变小，大小不变 B．F逐渐变小，逐渐变大 C．F先变小再变大，逐渐变小 D．F先变小再变大，逐渐变大 动态平衡问题 七 A PART-03 巩固提升 1．两个大小相等的共点力、，当它们间的夹角为时，合力大小为10N。那么当不变，旋转30°时，合力的大小可能为（　　） A．5N B． C． D． 巩固提升 01 BD 2．如图所示，重力为G的小球静止在光滑斜面上，、是重力的两个分力。下列说法正确的是（　　） A．小球受重力G、挡板的压力、斜面的支持力、、五个力作用 B．是小球对挡板的压力 C．的大小等于小球对斜面的正压力大小 D．是小球所受重力的一个分力，大小为 巩固提升 02 CD 3．为庆祝建国75周年，大连某社区挂出8个用等长轻质细绳连接的灯笼，每个灯笼的质量均为，上面依次贴有“中华民族伟大复兴”的字样其中“族”和“伟”之间的细绳是水平的，结构简图如图所示。在无风状态下，都处于静止状态，左右两端连接天花板的细绳与竖直方向夹角，，，重力加速度为。则说法正确的是（　　） A．连接各灯笼的细绳拉力大小都相等 B．连接天花板的细绳拉力大小为 C．“族”和“伟”之间的细绳拉力大小为 D．“华”和“民”之间的细绳拉力大小为 巩固提升 03 BC 4．砖块夹是一种重要的劳动工具，工人用砖块夹将四块并排在一起的砖缓慢提起后静止。如图甲所示。将四块砖依次编号为1、2、3、4，如图乙所示。已知每块砖的质量均为3kg，砖块夹与砖之间的动摩擦因数为0.6，砖与砖之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，则（　　） A．当砖块夹对砖块的压力逐渐减小时，砖块受到的摩擦力也逐渐减小 B．1号砖受到2号砖给的摩擦力大小为30N C．相邻两块砖之间的最小压力为150N D．相邻两块砖之间的最小压力为100N 巩固提升 04 BC 5．如图所示，A、B两个物体用轻绳相连，力F拉动A、B一起匀速运动，地面是水平的，当力F与地面的夹角为时，力F最小。已知A、B两物体的质量分别为、，物体A与地面间的动摩擦因数，g取，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A． B． C．力F的最小值为10N D．力F的最小值为15N 巩固提升 05 AC 6．如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆弧半径为球B半径的3倍，球B所受的重力为，整个装置处于静止状态。设墙壁对B的弹力为，A对B的弹力为，若A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则、的变化情况分别是（　　） A．减小 B．先减小后增大 C．先减小后增大 D．减小 巩固提升 06 AD PART-04 课堂小结 课堂小结 $$