内容正文:
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高考考点
考情概览
2024 2023 2022
核心素养
形变、弹性、胡克定律 山东卷2T
滑动摩擦力、动摩擦因
数、静摩擦力
辽宁卷,3T
矢量和标量 浙江6月1T
力的合成与分解 浙江1月卷,21T
共点力的平衡
新课标卷,11T
河北卷,5T
浙江1月卷,6T
湖北卷,6T
山东卷,2T
江苏卷7T
广东卷2T
浙江6月6T
湖南卷2T
广东卷1T
浙江卷6月
选考10T
湖南卷5T
实验二:探究弹簧弹力
与形变量的关系
浙江卷6月
16T—1(2)
湖南卷,11T
实验三:探究两个互成角
度的力的合成规律
全国乙卷22T
1.物理观念:对力学中三种
力的理解及认识.
2.科学思维
(1)绳上的“活结”与“死结”
问题
(2)解决动态平衡问题的三
种方法.
3.科学态度与责任
(1)生活中的平衡
(2)非共面力作用下物体的
平衡
4.科学探究
观察、论证、交流弹力与弹
簧伸长量的关系
说明:处理物体在粗糙面上的问题,只限于已知相对运动趋势或已知相对运动方向的情况
第1讲 重力、弹力、摩擦力
学生用书 P21
[知识点一] 重力
1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.
2.大小:与物体的质量成正比,即G=mg.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.
5.重心位置的确定
质量分布均匀、形状规则的物体,重心在其几何中
心;对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板,
重心可用悬挂法确定.
[知识点二] 弹力
1.形变
物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变.
2.弹性
(1)弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力能够恢
复原状的形变.
(2)弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力
后,物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫弹
性限度.
3.弹力
(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对
与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作
弹力.
(2)产生条件:物体相互接触且发生弹性形变.
(3)方向:弹力的方向总是与作用在物体上使物体发
生形变的外力方向相反.
4.胡克定律
(1)内容: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)表达式:F=kx.
①k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由
弹簧自身性质决定.
②x是形变量,但不是弹簧形变以后的长度.
92
[知识点三] 摩擦力
1.静摩擦力和滑动摩擦力的对比
名称
项目
静摩擦力 滑动摩擦力
定义
两相对静止的物体
间的摩擦力
两相对运动的物
体间的摩擦力
产生
条件
①接触面粗糙
②接触处有压力
③两物体间有相对
运动趋势
①接触面粗糙
②接触处有压力
③两物体间有相
对运动
大小
(1)静摩擦力为被
动力,与正压力无
关,满 足 0 < Ff
≤Ffm
(2)最大静摩擦力
Ffm大小与正压力
大小有关
大小:Ff=μFN
方向
方向:与受力物体
相对运动趋势的方
向相反
方向:与受 力 物
体相对运动的方
向相反
作用
效果
总是阻碍物体间的
相对运动趋势
总是阻碍物体间
的相对运动
2.动摩擦因数
(1)定义:彼此接触的物体发生相对运动时,摩擦力的
大小和压力的比值,μ=
Ff
FN
.
(2)决定因素:与接触面的材料和粗糙程度有关.
1.(人教版必修第一册 P58图3.1-2载重汽车的重
心,改编)如图所示,两辆汽车正以相同的速度做匀
速运动,根据图中所给信息和所学知识可以得出的
结论是 ( )
A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各
部分所受重力集中于一点
B.重力的方向总是垂直向下的
C.物体重心的位置与物体形状和质量分布无关
D.力是使物体运动的原因
答案:A
2.(人教版必修第一册P59演示改编)
(多选)如图所示,在一张大桌子上
放两平面镜 M 和 N,让一束光一
次被两面镜子反射,最后射到墙
上,形成一个光点P.用力F 压桌
面,观察墙上光点位置的变化,下
列说法正确的是 ( )
A.F 增大,P 上移 B.F 减小,P 下移
C.F 增大,P 下移 D.F 减小,P 上移
解析:CD [用力F 压桌面,M、N 将向中间倾斜,
光束的入射角减小,则墙上光点P 的位置降低,力
F 越大,入射角越小,光点 P 下移得越明显,故 A
错误,C正确;同理,若力F 减小,则光束的入射角
增大,光点P 会上移,B错误,D正确.]
3.(人教版必修第一册P67T2 改编)关于摩擦力,下
列说法正确的是 ( )
A.瓶子静止在粗糙的水平桌面上时,一定受到水
平方向的静摩擦力作用
B.瓶子静止在倾斜的桌面上时,一定受到沿斜面向
上的静摩擦力的作用
C.瓶子被握在手中且瓶口朝上静止时,瓶子可能受
到竖直向下的滑动摩擦力作用
D.瓶子压着一张纸条,扶住瓶子把纸条抽出,纸条
受滑动摩擦力作用,瓶子受静摩擦力作用
解析:B [瓶子静止在粗糙的水平面上,瓶子相对
于水平面无运动且无运动趋势,所以无摩擦力,故
A 项错误.瓶子静止在倾斜的桌面上,由于瓶子的
重力,瓶子有沿斜面向下的运动趋势,所以瓶子受
到沿斜面向上的静摩擦力,故 B项正确.瓶子被握
在手中,瓶口朝上时,由于瓶子受向下的重力,有向
下的运动趋势,故摩擦力向上,故C项错误.瓶子压
着一纸条,扶住瓶子把纸条抽出,瓶子与纸条间有
弹力,还有相对运动,且接触面粗糙,所以存在滑动
摩擦力,故 D项错误.]
4.(人教版必修第一册 P65
演示改编)把木块放在水
平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,
如图所示,当测力计的示数为1.2N 时,木块没有
动;逐渐增大拉力到2.2N时,木块仍静止;继续增
大拉力到4.2N 时,木块开始移动,此时拉力突然
变小到4.0N,此后木块匀速运动,拉力保持4.0N
不变.
(1)木块受到拉力1.2N 时,没有运动,说明什么
问题?
(2)随着外力的增大,静摩擦力怎样变化?
(3)木块所受的静摩擦力沿什么方向?
答案:(1)木块受到的静摩擦力与拉力平衡.
(2)随着拉力增大,由二力平衡可知静摩擦力也
在增大.
(3)静摩擦力在木块与桌面间产生,方向沿接触面
指向木块有相对运动趋势的反方向,即向左.
03
高考总复习 物理
学生用书 P22
考点一 弹力的分析与计算
1.弹力有无的判断“三法”
(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变
来判断是否存在弹力.多用来判断形变较明显的
情况.
(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间不
存在弹力,看物体能否保持原有的状态,若运动状态
不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一
定存在弹力.
(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律
或共点力平衡条件判断是否存在弹力.
2.弹力方向的确定
3.“三法”计算弹力大小
(1)根据胡克定律进行求解.
注意弹簧长度的变化
(2)根据力的平衡条件进行求解.
(3)根据牛顿第二定律进行求解.
[典例1] (2025武汉调研)如图
所示,小车内一根轻质弹簧沿竖
直方向和一条与竖直方向成α角
的细绳拴接一小球.当小车和小
球相对静止、一起在水平面上运动时,下列说法正
确的是 ( )
A.细绳一定对小球有拉力的作用
B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对
小球一定有弹力
D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小
球也不一定有弹力
[解析] D [若小球与小车一起匀速运动,则细绳对
小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=gtanα,
则轻弹簧对小球无弹力,D正确.]
[典例2] (2025聊城模拟)小车上固定一
根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B(如图
所示),现让小车从光滑斜面上自由下滑,
在下图的情况中杆发生了不同的形变,其
中正确的是 ( )
[解析]C [小车在光滑斜面上自由下滑,不受阻
力,则加速度a=gsinθ(θ为斜面的倾角),由牛顿
第二定律可知 小球所受重力和杆的弹力的合力沿
斜面向下,且小球的加速度等于gsinθ,则杆的弹
力方 向 垂 直 于 斜 面 向 上,杆 不 会 发 生 弯 曲,C
正确.]
[典例3] (2023山东卷,2)餐厅
暖盘车的储盘装置示意图如图所
示,三根完全相同的弹簧等间距
竖直悬挂在水平固定圆环上,下
端连接托盘.托盘上叠放若干相
同的盘子,取走一个盘子,稳定后
余下的正好升高补平.已知单个
盘子的质量为300g,相邻两盘间距1.0cm,重力
加速度大小取10m/s2.弹簧始终在弹性限度内,每
根弹簧的劲度系数为 ( )
A.10N/m B.100N/m
C.200N/m D.300N/m
[审题指导] 选择题可以充分利用二级结论快速
解题,根据胡克定律F=kx,可推得 ΔF=kΔx,即
在FGx 图像中图线的斜率k=Fx =
ΔF
Δx
,力的变化
量对应弹簧的形变量.此题有三根弹簧,则k=
mg
3Δx.
[解析] B [由题知,取走一个盘子,稳定后余下
的正好升高补平,则说明一个盘子的重力可以使弹
簧形变相邻两盘间距,则有mg=3kΔx,
解得k=100N/m,故选B.]
(2025山东济宁期末)(多选)如
图甲所示,一轻质弹簧下端固
定在水平面上,上端放一个质
量为2m 的物块A,物块A静止
后弹簧长度为l1;若在物块 A
13
第二章 相互作用
上端再放一个质量为m 的物块B,静止后弹簧长度
为l2,如图乙所示.弹簧始终处于弹性限度内,则
( )
A.弹簧的劲度系数为mgl1
B.弹簧的劲度系数为 mgl1-l2
C.弹簧的原长为3l1-2l2
D.弹簧的原长为3l1+2l2
解析:BC [设弹簧的原长为l,由胡克定律和受力平
衡可知,对题图甲有2mg=k(l-l1),对题图乙有3mg
=k(l-l2),所以弹簧的劲度系数k=
mg
l1-l2
,弹簧原长
l=3l1-2l2,故B、C正确,A、D错误.]
考点二 摩擦力的分析与计算
1.静摩擦力有无及方向的三种判断方法
(1)假设法
利用假设法判断的思维程序如下:
(2)状态法
此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的
方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,
然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.
(3)牛顿第三定律法
此法的关键是抓住“力是物体间的相互作用”,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.
2.滑动摩擦力的计算方法
可用公式F=μFN 计算,注意对物体间相互挤压的
弹力FN 的分析,它与研究对象受到的垂直接触面
方向的力密切相关,也与研究对象在该方向上的运
动状态有关.
3.静摩擦力的计算方法
(1)最大静摩擦力fmax的计算
最大静摩擦力fmax只在刚好要发生相对滑动这一
特定状态下才表现出来,比滑动摩擦力稍大些,通
常认为二者相等,即fmax=μFN.
(2)一般静摩擦力的计算
结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或加速运
动),利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解.
[典例4] (2024辽宁卷,3)利用砚台
将墨条研磨成墨汁时,讲究“圆、缓、
匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静
止在水平桌面上,当墨条的速度方向
水平向左时 ( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一
对平衡力
[解析] C [A.当墨条速度方向水平向左时,墨
条相对于砚台向左运动,故砚台对墨条的摩擦力方
向水平向右,故 A 错误;B.根据牛顿第三定律,墨
条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静
止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故
B错误;C.由于砚台处于静止状态,水平方向桌面
和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故 C正确;
D.桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上
墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力大于墨条
对砚台的压力,故 D错误.]
[典例5] (2024
广西卷)工人卸货
时常 利 用 斜 面 将
重物从高处滑下.
如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直
木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同.若
1、2、3 号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为
Ff1、Ff2和Ff3,则 ( )
A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3
C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3
[解析] D [根据滑动摩擦力的公式f=μFN,
可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关,只与接触
面的粗糙程度和压力大小有关,由题可知三个货箱
各表面材质和粗糙程度均相同,压力大小也相同,
故摩擦力相同,即Ff1=Ff2=Ff3.]
[典例6] (2025全国高三专题练习)图甲是一种
榫卯连接构件.相互连接的两部分 P、Q 如图乙所
示.图甲中构件 Q 固定在水平地面上,榫、卯接触
面间的动摩擦因数均为μ,沿P的轴线OO′用大小
为F 的力才能将P从 Q 中拉出.若各接触面间的
弹力大小均为FN,滑动摩擦力与最大静摩擦力大
小相等,则FN 的大小为 ( )
A.F6μ
B.F4μ
C.4F
μ
D.6F
μ
23
高考总复习 物理
[解析] A [由于6个接触面间存在摩擦,所以F
=6μFN,解得FN=
F
6μ
,故选 A.]
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能
利用公式计算,静摩擦力通常只能用平衡条件或牛
顿定律来求解.
2.公式F=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.
(2025陕西西安高三统考期末)自行车的机械碟
刹可以让车辆拥有更好的制动性,在同样的刹车过
程中,碟刹因更高的稳定度和灵活性,致使刹车距
离更短,提供更大的安全性.碟刹由碟刹器与碟刹
片两者间的摩擦力实现制动.在一次缓慢刹车的过
程中,下列说法正确的是 ( )
A.碟刹器与自行车相对静止,碟刹器受到的是静
摩擦力
B.自行车骑行速度越大,碟刹器与碟刹片之间的摩
擦力越大
C.碟刹器上受到的摩擦力方向与其相对碟刹片的
运动方向相反
D.碟刹器夹住碟刹片的力越大,碟刹器与碟刹片
之间的摩擦力越小
解析:C [碟刹器与碟刹片相对静止,碟刹器受到
的是滑动摩擦力.故 A 错误;碟刹器与碟刹片之间
的摩擦力与二者之间的动摩擦因数和正压力大小
有关,与自行车骑行速度无关.故B错误;根据滑动摩
擦力方向与相对运动方向相反可知,碟刹器上受到的
摩擦力方向与其相对碟刹片的运动方向相反.故C正
确;根据f=μN 易知碟刹器夹住碟刹片的力越大,碟
刹器与碟刹片之间的摩擦力越大.故D错误.]
学生用书 P24
摩擦力的“四类”突变问题
摩擦力突变问题的“临界点”
1.题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时,一
般隐藏着摩擦力突变的临界问题.题意中某个物理
量在变化过程中会发生突变,这可能导致摩擦力突
变,则该物理量突变时的状态即为临界状态.
2.存在静摩擦力的情景中,相对滑动与相对静止的临
界条件是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.
“静-静”突变
物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止
状态,当作用在物体上的其他力的合力发生变化时,
物体虽然仍保持相对静止,但物体所受的静摩擦力发
生突变.
[典例1] 一木块放在水平桌面
上,在水平方向共受到三个力,
即F1、F2 和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如
图所示,其中F1=10N,F2=2N.若撤去F1,则木
块受到的摩擦力为 ( )
A.10N,方向向左 B.6N,方向向右
C.2N,方向向右 D.0
[解析] C [当物体受F1、F2 及摩擦力的作用而
处于平衡状态时,由平衡条件可知物体所受的静摩
擦力的大小为8N,方向向左,可知最大静摩擦力
f静max≥8N.当撤去力F1 后,F2=2N<f静max,物体
仍处于静止状态,由平衡条件可知物体所受的静摩
擦力大小和方向发生突变,且与作用在物体上的
F2 等大反向,选项C正确.]
“静—动”突变
物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态,当
其他力变化时,如果物体不能保持静止状态,则物体
受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力.
[典例2] (2025河南洛阳模拟)
如图所示,粗糙长木板l的一端
固定在铰链上,木块放在木板
上,开始木板处于水平位置.当
木板向下转动,θ角逐渐增大的过程中,摩擦力Ff
的大小随θ角变化最有可能的是 ( )
A B C D
[解析] B [当Ff 为静摩擦力时Ff=mgsinθ,即
Ff 按正弦规律变化;当木块滑动后Ff 为滑动摩擦
力,Ff=μFN=μmgcosθ,即Ff 按余弦规律变化,故
选项B正确.]
“动—静”突变
在滑动摩擦力和其他力作用下,做减速运动的物
体突然停止滑行时,物体将不再受滑动摩擦力作用,
滑动摩擦力“突变”为静摩擦力.
[典例3] 如图所示,斜面固定在
地面上,倾角为37°(sin37°=
06,cos37°=08).质 量 为
1kg的滑块以初速度v0 从斜
33
第二章 相互作用
面底端沿斜面向上自由滑行(斜面足够长,该滑块
与斜面间的动摩擦因数为08),则该滑块所受摩
擦力F 随时间变化的图像是下图中的(取初速度
v0 的方向为正方向,g取10m/s2) ( )
[解析] B [滑块上滑过程中受到滑动摩擦力作
用,由F=μFN 和FN=mgcosθ联立得F=64N,
方向沿斜面向下.当滑块的速度减为零后,由于重
力的分力mgsinθ<μmgcosθ,滑块不动,滑块受的
摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得F=mgsinθ,代入数
据可得F=6N,方向沿斜面向上,故选项B正确.]
“动—动”突变
在滑动摩擦力作用下运动至达到共同速度后,如
果在静摩擦力作用下不能保持相对静止,则物体将受
滑动摩擦力作用,且其方向发生反向.
[典例4] (多选)如图所示,足够长的
传送带与水平面夹角为θ,以速度v0
逆时针匀速转动.在传送带的上端轻
轻放置一个质量为m 的小木块,小木
块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ,则下列选项
中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是
( )
[解析] BD [当小木块速度小于传送带速度时,
小木块相对于传送带向上滑动,小木块受到的滑动
摩擦力沿传送带向下,加速度a=gsinθ+μgcosθ;
当小木块速度达到传送带速度时,由于μ<tanθ,
即μmgcosθ<mgsinθ,所以速度能够继续增加,此
时滑动摩擦力的大小不变,而方向突变为向上,a=
gsinθ-μgcosθ,加速度变小,则vGt图像的斜率变
小,所以B、D正确.]
第2讲 力的合成与分解
学生用书 P24
[知识点一] 力的合成
1.合力与分力
(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力
的作用效果相同,这一个力就叫作那几个力的合
力,那几个力叫作这一个力的分力.
(2)关系:合力与分力是等效替代关系.
2.共点力
作用在一个物体上,作用线或作用线的延长线交于
一点的几个力.如图所示均是共点力.
3.力的合成
(1)定义:求几个力的合力的过程.
(2)运算法则:
①平行四边形定则:求两个互成角度的共点力的
合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行
四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的
大小和方向.如图甲所示.
②三角形定则:把两个矢量首尾相接,从而求出合
矢量的方法.如图乙所示.
甲 乙
[知识点二] 力的分解
1.矢量、标量
(1)矢量
既有大小又有方向的物理量.运算时遵从平行四
边形定则(或三角形定则).
(2)标量
只有大小没有方向的物理量.运算时按算术法则
相加减.有的标量也有方向.
2.力的分解
(1)定义
求一个力的分力的过程.力的分解是力的合成的
逆运算.
(2)遵循的原则
①平行四边形定则.
②三角形定则.
(3)分解方法
①力的效果分解法.
②正交分解法.
43
高考总复习 物理