第三章 相互作用 章末素养提升（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（粤教版）

该高中物理单元复习讲义通过表格系统构建知识体系，梳理物理观念中的三种常见力、力的合成与分解及共点力平衡，整合科学思维的等效思想、假设法等方法，清晰呈现知识内在联系与重难点分布。 讲义亮点在于“情境化问题解决”的提能训练，如立定跳远起跳瞬间受力分析、杆秤称量时绳子拉力计算等例题，结合绳长不变问题解法指导，培养科学思维与科学探究素养，帮助不同层次学生掌握方法，支持教师实施精准复习教学。

章末素养提升 素养再现 物理 观念 三种常见的力 1.重力：方向竖直向下，大小为G=mg，作用点在重心上 2.弹力：在接触面上产生的弹力方向与接触面垂直，绳产生的弹力方向沿绳并指向绳收缩的方向 大小：弹力的大小与形变量有关，在弹性限度内，形变量越大，弹力越大 胡克定律：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹簧弹力F的大小跟弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比，即F=kx 3.摩擦力 (1)滑动摩擦力：①方向：沿接触面的切线，与相对运动方向相反 ②大小：f=μFN (2)静摩擦力：①方向：沿接触面的切线，与相对运动趋势方向相反 ②大小：0<f静≤fmax 力的合成和分解 1.合力与分力：等效替代关系 2.遵守的定则：平行四边形定则、三角形定则 3.合力大小范围：|F1-F2|≤F≤F1+F2 共点力的平衡 1.平衡状态：物体受到几个力作用时，保持静止或匀速直线运动状态 2.平衡条件：F合=0或Fx=0，Fy=0 科学 思维 等效思想 1.重心是物体重力的等效作用点 2.合力和分力是等效替代的关系 假设法和 条件法 1.根据弹力产生的条件或假设法(结合运动状态)判断弹力的有无和方向 2.根据摩擦力产生的条件或假设法(结合运动状态)判断摩擦力的有无和方向 整体法和 隔离法 正确选取研究对象，初步会应用整体和隔离的思想对物体进行受力分析 平衡问题 的解法 (1)合成法；(2)正交分解法；(3)图解法 数学方法 的应用 应用作图和三角函数知识、相似三角形法求解合力或分力 科学 探究 1.能提出与“弹簧形变量和弹力间关系”的探究方案有关的物理问题 2.能根据测量数据描绘弹簧弹力与形变量关系的图像(F-x图像)。能对F-x图像进行分析，得到弹簧弹力和形变量的定量关系，求出弹簧的劲度系数，知道测量误差产生的原因 3.能根据等效思想设计“探究两个互成角度的力的合成规律”实验方案并进行交流。理解“等效”是指橡皮条的形变量及方向都相同，能用合适的方法记录力的方向 4.能选择合适的标度，作出合力与分力的图示，能总结、归纳合力与分力之间所遵循的规律，知道实验误差产生的原因 科学态 度与责任 1.通过重力、弹力和摩擦力在生产和生活中的应用，认识到物理学与生产生活的紧密联系 2.学习生产生活中增大或者减小摩擦力的实例，具有将摩擦力知识应用于生产生活的意识 提能训练 例1　(2024·中山市高一期末)运动会上，某同学参加立定跳远项目，下列能够反映该同学脚蹬地起跳瞬间受力的示意图是(　　) 答案　A 解析　依据受力分析可知，该同学受到竖直向下的重力，垂直地面向上的弹力，还受到水平向右的静摩擦力。因为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间，有相对地面向左运动的趋势，所以受到的静摩擦力水平向右。故选A。 例2　(2024·佛山市高一期末)杆秤是延续千年的华夏国粹，如图所示，三根轻绳与秤盘的捆绑点E、F、G将秤盘三等分，捆绑点到结点O的长度均为26 cm，秤盘的直径为20 cm，质量为80 g，重力加速度g取10 m/s2。某次称量药材时，保持杆秤静止，称得盘中药材的质量为120 g，则此时每根绳子的拉力大小为(　　) A. N B. N C. N D. N 答案　C 解析　对结点O受力分析，杆秤静止，根据平衡条件可知结点O受到向上的力F合等于秤盘和盘中药材的总重力(M+m)g，设绳子的拉力为F，与竖直方向的夹角为α，根据平衡条件和力的合成可得3Fcos α=F合 即3Fcos α=(M+m)g 代入数据得3F×=(120+80)×10-3×10 N 解得F= N，故选C。 例3　(2024·广州市高一期末)水面的漂浮垃圾会对水体环境造成危害，如图为打捞工人正在将两个玩具球从水里缓慢拉出来，某时刻球A已经拉出水面，球B还在水里，轻质绳索1和绳索2均被拉紧，绳索1与水平面的夹角为60°，绳索2与水平面的夹角为30°。已知球A所受重力为G，球B所受重力为2G，则该时刻(　　) A.绳索1对A的拉力大小等于G B.水对球B的作用力大小等于G C.水对球B的作用力大小等于2G D.绳索2对B的拉力大小等于2G 答案　B 解析　对球A和球B受力分析如图所示，将A球作为研究对象，由平衡条件可得T1sin 60°=G+T2sin 30° T1cos 60°=T2cos 30° 联立可得T1=G，T2=G 可知绳索1的拉力大小等于G，绳索2的拉力大小等于G，故A、D错误； 将B球作为研究对象，由平衡条件可得T2cos 30°=f T2sin 30°+F=2G 解得f=G，F=G 所以水对球B的作用力大小F水==G，故B正确，C错误。 例4　如图所示，轻质不可伸长的细绳两端分别固定在两竖直杆上的A、B两点，将一灯笼挂在细绳上，灯笼的挂钩是光滑的，如果只人为改变一个条件，当灯笼静止时，下列说法正确的是(　　) A.绳的右端上移到B'，绳子拉力变大 B.将右边的竖直杆右移一些，绳子拉力变大 C.绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D.若换挂质量更大的灯笼，则挂钩右移 答案　B 解析　如图所示，因为挂钩是光滑的，所以两段绳子上的拉力相等，合力竖直向上，绳子与竖直方向夹角也相等，设两段绳子与竖直方向夹角均为θ，绳长为L，两个杆间的距离为d，如图所示，根据几何关系可知L1sin θ=d1，L2sin θ=d2，其中L1+L2=L，d1+d2=d，联立可得sin θ=，对O点进行受力分析，可得2Fcos θ=mg。无论绳子右端上移还是下移，两端点高度差如何变化，只要L、d不变，则绳子与竖直方向夹角保持不变，绳子的拉力不变，故A、C错误；若将右边的竖直杆右移一些，两杆间的距离d增大，绳子与竖直方向夹角θ增大，绳子拉力变大，故B正确；若换挂质量更大的灯笼，绳子拉力增大，但挂钩的位置不会移动，故D错误。 绳长不变类问题的解题方法 1.不计滑轮和绳子之间的摩擦时，动滑轮两侧绳中张力大小相等，左右两侧绳与竖直方向间夹角也相等。 2.在移动固定细绳一端的悬点位置时，细绳与竖直方向间的夹角是否变化，要看细绳两端水平方向上的间距是否变化。 例5　一根粗糙的杆倾斜固定，杆与水平方向夹角为θ。一质量为m的小球套在杆上，在水平向右的恒力作用下沿着杆匀速上滑，小球与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。 (1)求恒力F的大小(用题目所给的物理量符号表示)； (2)若θ=53°，试分析讨论μ满足什么条件时，无论多大的水平力F都不可能将小球从静止推动上滑(设最大静摩擦等于滑动摩擦力，sin 53°=，cos 53°=)。 答案　(1)mg　(2)μ≥ 解析　(1)小球在水平恒力作用下匀速上滑，其受力情况如图所示 由平衡条件可知 FN=mgcos θ+Fsin θ Fcos θ=mgsin θ+f f=μFN 联立解得 F=mg　 (2)不能将小球从静止推动上滑，则满足 Fcos θ≤mgsin θ+f 又因为FN=mgcos θ+Fsin θ，f=μFN 可得F(cos θ-μsin θ)≤mg(sin θ+μcos θ) 可知当cos θ-μsin θ≤0时，则无论多大的水平力F，都满足Fcos θ≤mgsin θ+f，此时有 μ≥== 即μ≥时，无论多大的水平力F都不可能将小球从静止推动上滑。 学科网（北京）股份有限公司 $