第三章 相互作用 知识清单 -2026-2027学年高一上学期物理教科版必修第一册

教科版（2019）·必修第一册·高一上·第三章 相互作用 每日必背 · 北京高中物理 【考纲要求/本章地位】 本章是力学的受力分析与实验基础。课标要求：认识重力、弹力、摩擦力，会用胡克定律计算弹力，理解力的合成与分解遵循平行四边形定则，掌握共点力的平衡条件。本章的受力分析是牛顿运动定律、功和能乃至电磁学的根基，高考以实验（探究弹簧弹力与伸长量关系、验证力的平行四边形定则）和受力分析综合题高频考查，须扎实掌握。 【知识框架】 1. 力 重力 （1）力的概念、作用效果、三要素、单位 N （2）重力 G = mg 与重心 2. 弹力 （1）弹力产生条件与方向 （2）胡克定律 F = kx；实验：探究弹簧弹力与伸长量关系 3. 摩擦力 （1）滑动摩擦力 f = μN （2）静摩擦力 0 ≤ f ≤ fmax 4. 力的合成 （1）平行四边形定则；合力范围 5. 力的分解 （1）按作用效果分解；正交分解法 6. 共点力作用下物体的平衡 （1）平衡条件 ΣF = 0；受力分析步骤 【核心概念与规律】 1. 力：物体与物体之间的相互作用，单位牛顿（N）。力是矢量，有大小、方向、作用点；作用效果是使物体发生形变或改变运动状态。力不能脱离施力物体与受力物体而存在。 2. 重力：由于地球的吸引而使物体受到的力，G = mg，方向竖直向下，g ≈ 9.8 m/s2（粗略取 10 m/s2）。重心是物体所受重力的等效作用点，位置与形状和质量分布有关，不一定在物体上。 3. 弹力：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。产生条件：直接接触且发生弹性形变。方向：压力、支持力垂直于接触面指向受力物体；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向。 4. 胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力 F 与形变量 x 成正比，F = kx。k 为劲度系数（N/m），由弹簧本身（材料、粗细、匝数）决定；x 是弹簧伸长（或压缩）的形变量，不是弹簧总长。 5. 实验——探究弹簧弹力与伸长量的关系：通过悬挂不同数量钩码改变拉力，测量对应伸长量，作出 F-x 图像；在弹性限度内图线为过原点的直线，斜率即劲度系数 k；超过弹性限度后图线弯曲。 6. 滑动摩擦力：两个相互接触并挤压的物体发生相对滑动时，在接触面间产生的阻碍相对运动的力。f = μN，μ 为动摩擦因数，N 为两接触面间的正压力；方向沿接触面、与相对运动方向相反。 7. 静摩擦力：两物体相对静止但有相对运动趋势时，接触面间阻碍相对运动趋势的力。大小范围 0 ≤ f ≤ fmax（最大静摩擦力），具体大小由平衡条件或牛顿定律确定，方向与相对运动趋势方向相反；最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。 8. 力的合成：求几个力的合力。互成角度的两个力遵循平行四边形定则——以表示两力的有向线段为邻边作平行四边形，对角线即合力的大小和方向。合力范围 |F1 - F2| ≤ F ≤ F1 + F2。 9. 实验——验证力的平行四边形定则：先用两个弹簧测力计把橡皮条拉到某点 O，再用一个弹簧测力计把橡皮条拉到同一 O 点，分别作力的图示，比较合力的理论值与实验值，在误差范围内一致即验证了定则。 10. 力的分解：求一个力的分力，是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。常按力的实际作用效果分解；正交分解法把力分解到互相垂直的两个坐标轴上，便于列方程。 11. 共点力平衡：物体在共点力作用下处于静止或匀速直线运动状态时，所受合外力为零，即 ΣF = 0；正交分解时等价于 ΣFx = 0、ΣFy = 0。 12. 受力分析步骤：明确研究对象→先画重力→再找接触处的弹力（支持力、拉力）→最后判断接触面的摩擦力→画受力示意图→列平衡方程。每个力都必须能找到施力物体，防止凭空添加力。 【必背公式】 公式 物理量含义·单位 适用条件 G = mg G：重力（N）；m：质量（kg）；g：重力加速度（m/s2） 地面附近，方向竖直向下 F = kx F：弹簧弹力（N）；k：劲度系数（N/m）；x：形变量（m） 弹性限度内 f = μN f：滑动摩擦力（N）；μ：动摩擦因数；N：正压力（N） 接触面间发生相对滑动 0 ≤ f静 ≤ fmax f静：静摩擦力（N）；fmax：最大静摩擦力 相对静止但有相对运动趋势时，由平衡条件求 |F1 - F2| ≤ F ≤ F1 + F2 F1、F2：两分力（N）；F：合力（N） 两个共点力的合成范围 ΣF = 0（即 ΣFx = 0、ΣFy = 0） 合外力为零（N） 共点力平衡（静止或匀速直线运动） 【重要模型与结论】 1. 斜面模型：重力按效果分解为沿斜面向下 mgsinθ 与垂直斜面 mgcosθ；斜面上静止或匀速时摩擦力与沿斜面向下分量平衡。 2. 活结与死结模型：跨过滑轮（活结）两侧绳的拉力大小相等；死结处两侧绳的张力一般不相等。 3. 动态平衡模型：一个力恒定、另一个力方向不变时，用矢量三角形（图解法）判断第三个力的大小和方向变化。 4. 叠放与连接体摩擦模型：先判断相对运动（趋势）方向再定摩擦力方向；摩擦力既可以是阻力也可以是动力。 5. 三力平衡汇交结论：三力平衡必共点，其中任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。 【易错点提醒】 1. 重力方向是竖直向下，不是垂直于接触面，也不一定指向地心。 2. 正压力 N 不一定等于重力 mg：斜面上 N = mgcosθ，水平面上有竖直外力时 N 随之改变。 3. f = μN 中 N 是正压力而非重力；滑动摩擦力阻碍的是相对运动，不是阻碍物体运动（摩擦力可作动力）。 4. 静摩擦力大小不是 μN，而是由平衡条件在 0～fmax 之间取值，方向与相对运动趋势相反。 5. F = kx 中 x 是形变量（伸长或压缩量），不是弹簧总长；k 由弹簧本身决定。 6. 合力不一定大于分力：合力可比分力小，两等大反向力的合力甚至为零。 7. 绳的弹力沿绳且只能拉不能推；杆的弹力方向不一定沿杆。 8. 受力分析多力或漏力：每个力都要找到施力物体，不要把「下滑力」「惯性力」等假想力画上去。 学科网（北京）股份有限公司 $