专题02 相互作用—力 知识点-2026届高考物理一轮复习

专题02 相互作用——力（知识点） 一、重力 1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力． 2．重力的大小：可用公式G＝mg计算得出，式中g是自由落体加速度，g＝9.8 N/kg． 3．重力的方向：总是竖直向下． 二、力的图示 1．力的示意图：用一带箭头的有向线段表示力的方向和作用点． 2．力的图示：线段按一定比例(标度)画出，线段的长度表示力的大小，线段的箭头指向力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 三、重心 1．重心：物体的各组成部分都受重力作用，从 效果上看，可认为各部分所受到的重力作用集中于一点，这一点称为物体的重心． 2．决定物体重心位置的因素 (1)物体的形状． (2)物体的质量分布． 3．确定物体重心的方法 (1)形状规则、质量分布均匀的物体，重心在几何轴对称中心． (2)薄板重心可用悬挂法来确定． 4．对重心的理解 (1)重心的意义：重心是物体所受重力的等效作用点，任何物体都有重心，且只有一个重心． (2)重心的位置 ①质量分布均匀的物体，重心位置只跟物体的形状有关．若物体的形状是中心对称的，对称中心就是重心．如：我们用的直尺、铅球、魔方等实心物体，以及篮球、排球等空心物体，它们的重心都在几何中心． 而轴对称的碗、碟等，它们的重心在对称轴上，它们的重心可用二力平衡的方法找到． ②质量分布不均匀的物体，重心的位置由物体的形状和质量分布共同决定，可以用“支撑法”或“悬挂法”确定． 5．重心与稳定 (1)物体的稳定程度与物体重心的高低和物体底面积的大小有关系．物体的重心越低，物体的底面积越大，则物体越稳定． (2)物体倾倒的条件：作用在物体重心上的重力的作用线落在它的支持底面外侧时，物体将会自然倾倒．若要使物体不倾倒，应使作用在物体重心上的重力的作用线落在支持底面之内． 四、形变、弹性与弹性限度 1．形变 (1)形变：物体发生形状或体积的变化． (2)形变的种类：压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等． 2．弹性与弹性限度 (1)弹性：物体具有恢复原状的性质． (2)弹性形变：撤去外力后，物体能完全恢复原状的形变，称为弹性形变． (3)弹性限度：如果外力过大，撤去外力后物体形状不能完全恢复，我们称这种现象超过了物体的弹性限度． (4)范性形变：停止用力后，物体不能恢复原状的形变叫范性形变． 五、认识弹力、胡克定律 1．弹力：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力． 2．弹力的方向 (1)压力方向垂直于支持面指向被压的物体； (2)支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体； (3)绳子对物体的拉力方向沿绳子指向绳子收缩的方向． 3．胡克定律 (1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比． (2)公式：F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位：N/m，读作牛顿每米．不同的弹簧，其劲度系数不同． 六、弹力 1．产生弹力必备的两个条件 (1)两物体相互接触． (2)发生弹性形变． 2．判断弹力有无的三种常见方法 (1)直接判断：对于形变较明显的情况，可根据弹力产生条件直接判断． (2)利用“假设法”判断：对形变不明显的情况，可假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象的运动状态是否发生改变．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)根据物体所处的状态判断：静止(或匀速直线运动)的物体都处于受力平衡状态，这可以作为判断某个接触面上弹力是否存在的依据． 3．几种常见弹力的方向如下表 类型 方向 图示 平面产生的弹力 垂直于平面指向受力物体 点产生的弹力 过点垂直于和点接触的平面(或曲面的切面) 曲面产生的弹力 垂直于曲面的切面 轻绳产生的弹力 沿绳指向绳收缩的方向 轻弹簧产生的弹力 沿弹簧与形变方向相反 轻杆产生的弹力 可沿杆 可不沿杆 七、静摩擦力 1．定义：当两个相互接触的物体之间具有相对运动趋势时，物体间产生的摩擦叫作静摩擦，这时产生的摩擦力叫作静摩擦力． 2．大小：静摩擦力的大小是可变(选填“不变”或“可变”)的，但有一个最大值，这个最大值叫作最大静摩擦力． 3．方向：总是与物体相对运动趋势的方向相反，与它们的接触面相切． 八、滑动摩擦力 1．定义：在滑动摩擦中，在接触面上产生的阻碍物体相对运动的作用力，叫作滑动摩擦力． 2．方向：总是与物体相对运动的方向相反，与它们的接触面相切． 3．大小：f跟压力FN成正比，还跟接触面的性质有关，即f＝μFN．其中μ叫动摩擦因数，它与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关． 4．滑动摩擦力产生的条件 (1)两物体相互接触且挤压． (2)物体间的接触面不光滑． (3)两物体间存在相对运动． 九、实验探究滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度之间的定量关系： (1)实验原理 ①控制变量． (ⅰ)保持木块与平板小车间的粗糙程度不变，在木块上方依次增加砝码，以改变压力，探究f与FN的关系． (ⅱ)保持压力不变，改变接触面的粗糙程度，探究f与μ的关系． ②两个力的测量方法． (ⅰ)压力的测量 用弹簧测力计测量出木块的重力大小，即为木块对平板小车的压力．(或木块重力加上砝码重力之和)． (ⅱ)滑动摩擦力的测量 当小车向左缓慢匀速运动，此时弹簧测力计的读数就是木块受到的滑动摩擦力的大小． (2)实验器材 带滑轮的长木板、电动机、平板小车、毛巾、木块、砝码、细线、弹簧测力计等． (3)实验与探究 ①实验装置如图所示，用电动机带动平板小车向左缓慢匀速运动，注意观察弹簧测力计，当示数稳定时，读出示数，即为木块所受滑动摩擦力大小．记录表格中． ②保持木块与平板小车间接触面的粗糙程度不变，在木块上方依次增加砝码，重复上述步骤4次，把读数记录到表格中． ③保持压力不变，把毛巾平铺在平板小车上表面，重复上面的步骤5次，将弹簧测力计读数记录在表格中． 实验数据记录表 实验次数n 1 2 3 4 5 压力FN/N 接触面1：弹簧测 力计的示数f/N 接触面2：弹簧测 力计的示数f/N ④根据表格中的两组实验数据，用纵坐标表示滑动摩擦力f，用横坐标表示压力FN，作出f­FN图像，从而得出f与FN的关系． ⑤实验结论：同一接触面图线为一条倾斜的直线，直线斜率为为一定值，说明f与FN的大小成正比．对不同接触面不同，越大，表示接触面越粗糙，把的值定义为动摩擦因数． (4)实验数据的处理方法：以f为纵坐标，FN为横坐标，作出图线，图线是过原点的一条倾斜直线，就能说明f与FN成正比．且有动摩擦因数：μ1<μ2． (5)实验注意事项 ①桌面要水平，平板小车上表面要平整． ②要使平板小车向左缓慢匀速运动． ③读数时，要等弹簧测力计示数稳定后再读数． ④用图像法处理数据，作图时应使尽可能多的点在直线上 ，不在直线上的点尽可能分布在所作直线的两侧，偏离直线太远的点应舍弃掉． 十、合力与分力 1．合力与分力：如果一个力产生的效果与另外几个力共同作用产生的效果相同，那么这个力与另外几个力等效，可以相互替代，这个力就称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力． 2．力的合成：求几个力的合力的过程叫作力的合成． 知识点二　平行四边形定则 1．平行四边形定则：如果以表示两个分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． 2．其他矢量的合成同样遵循平行四边形定则． 十一、实验：探究互成角度的力的合成方法(平行四边形定则)． 1．实验原理：根据等效替代的方法．用两个弹簧测力计拉橡皮筋的效果与用一个弹簧测力计拉橡皮筋的效果相同． 2．实验目的 (1)探究力的合成方法(平行四边形定则)． (2)巩固力的图示法． 3．实验器材：“力的关系探究装置”、夹子、橡皮筋、汇力圆环、细绳、弹簧测力计两个． 4．实验步骤 (1)在实验桌上平放“力的关系探究装置”，将夹子夹在“力的关系探究装置”的“0”号射线顶端，如图． (2)如图甲，分别将弹簧测力计连接在两根细绳的末端，沿任意两条射线方向拉细绳，夹角要适中，使汇力圆环与平板上的定位圆重合．记下F1、F2的大小和方向． (3)如图乙，只用一个弹簧测力计去拉细绳，同样使汇力圆环与平板上的定位圆重合，记下F的大小和方向． 甲　　　　　　　乙　　　　　　　丙 (4)选定标度，作出F1、F2、F的图示，观察图丙中三个力所构成的图形(补齐其他边)． (5)改变第(2)步当中两个拉力的大小和方向，重复上述步骤． (6)结论：F和对角线F′在误差范围内重合，说明两个力合成时，用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则平行四边形的对角线代表的力与合力的大小和方向是相同的． 5．注意事项 (1)弹簧测力计要与桌面平行，且橡皮筋弹性好． (2)两次都要使汇力圆环与平板上的定位圆重合． (3)两个分力的夹角要适中，不是越大越好． 十二、力的分解 1．力的分解定义：求一个已知力的分力叫作力的分解．力的分解是力的合成的逆运算． 2．力的分解法则：遵循平行四边形定则．把一个已知的力作为平行四边形的对角线，求两个相邻的边． 3．分解依据 (1)一个力分解为两个力，如果没有限制，可以分解为无数对大小、方向不同的分力． (2)实际问题中，要依据力的实际作用效果或需要分解． 十三、力的正交分解 1．定义：将一个力分解为两个互相垂直的分力，以便于对问题的分析讨论，这种方法称为正交分解法．如图所示． 2．公式：F1＝Fcos θ，F2＝Fsin θ． 十四、力的效果分解法 (1)根据力的实际作用效果确定两个分力的方向． (2)根据两个分力的方向作出力的平行四边形或三角形． (3)利用数学知识解三角形，分析、计算分力的大小． 十五、共点力的平衡 1．共点力：如果几个力都作用在物体的同一点上，或者几个力的作用线相交于同一点，这几个力就称为共点力． 2．作图时可以把力的作用点画到作用线的公共交点上． 3．共点力的平衡 (1)平衡状态：物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态叫作平衡状态． (2)共点力的平衡：物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态，就叫作共点力的平衡． 十六、共点力的平衡条件 1．两种平衡情形 (1)物体在共点力作用下处于静止状态． (2)物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态． 2．两种平衡条件的表达式 (1)F合＝0． (2) 其中Fx合和Fy合分别是将所受的力进行正交分解后，物体在x轴和y轴方向上所受的合力． 3．由平衡条件得出的三个结论 十七、整体法与隔离法分析连接体问题 1．隔离法：为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力情况和运动情况，一般要把这个物体隔离出来进行受力分析，然后利用平衡条件求解． 2．整体法：当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时，一般可把整个系统看成一个整体，画出系统整体的受力分析图，然后利用平衡条件求解． 十八、动态平衡问题 1．动态平衡：是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题． 2．基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”． 3．基本方法：图解法、解析法和相似三角形法． 4．处理动态平衡问题的一般步骤 (1)解析法 ①列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式． ②根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况． (2)图解法 ①适用情况：一般物体只受三个力作用，且其中一个力大小、方向均不变，另一个力的方向不变，第三个力的大小、方向均变化． ②一般步骤：a．首先对物体进行受力分析，根据力的平行四边形定则将三个力的大小、方向放在同一个三角形中． b．明确大小、方向不变的力，方向不变的力及方向变化的力的方向如何变化，画示意图． ③注意：由图解可知，当大小、方向都可变的分力(设为F1)与方向不变、大小可变的分力垂直时，F1有最小值． 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $