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1、专题二相互作用与物体平衡考点内容要求热点考向1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力1.本专题着重考查的知识点有重力、弹力、摩擦力概念及其在各种形态下的表现形式，探究弹力与弹簧伸长量的关系、验证力的平行四边形定则实验及共点力作用下物体的平衡是高考考查的热点.2.本专题很多时候的考查都是与牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核，尤其是以生活中的实际问题为背景考查静力学的知识将会加强.2.形变、弹性、胡克定律3.矢量和标量4.力的合成与分解5.共点力的平衡6.实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系7.实验三：验证力的平行四边形定则第1讲重力弹力摩擦力考点 1力1.
2、力的作用效果(1)改变物体的_；(2)使物体发生_.2.力的性质运动状态形变物体(1)物质性：力不能脱离_而存在，没有“施力物体”或“受力物体”的力是_的.不存在(2)相互性：力的作用是_的.施力(受力)物体同时也是受力(施力)物体.相互大小方向(3)矢量性：力是矢量，既有_，又有_.3.力的图示及示意图有刻度的有向线段(1)力的图示：从力的作用点沿力的方向画出的_(包括力的三要素).(2)力的示意图：受力分析时作出的表示物体受到某一力的_.(包括力的三要素)注意：平时画的都是力的示意图.有向线段考点 2重力吸引mg1.定义：由于地球的_而使物体受到的力.2.大小：G_.考点 3形变和弹力弹性
3、形变接触1.弹力发生_的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力.(1)产生的两个必要条件物体直接_；发生_.(2)弹力的方向弹性形变相反弹力的方向总是与施力物体形变的方向_.2.胡克定律(1)内容：弹簧发生_时，弹力的大小 F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x 成_.(2)表达式：F_.k 是弹簧的_，单位为 N/m；k 的大小由弹簧_决定.弹性形变正比kxx 是弹簧长度的_，不是弹簧形变以后的长度.劲度系数自身变化量考点 4滑动摩擦力和静摩擦力1.定义两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上产生阻碍 _ 或_的力.2.产生条件相对运动
4、相对运动趋势(1)接触面_；(2)接触处有_；(3)两物体间有_或_.粗糙弹力相对运动相对运动趋势3.方向与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向_.4.大小(1)滑动摩擦力：f_.(2)静摩擦力：_0).由此可求出(A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的压力解析：设斜面倾角为，斜面对物块的最大静摩擦力为 f.平行于斜面的外力 F 取最大值 F1 时，最大静摩擦力 f 方向沿斜面向下，由平衡条件可得：F1fmgsin；平行于斜面的外力 F取最小值 F2 时，最大静摩擦力 f 方向沿斜面向上，由平衡条件可得：fF2mgsin；联立解得物块与斜面的最大静摩擦力fF
5、1F22，选项 C 正确.不能求出物块质量 m，不能求出斜面倾角，不能求出物块对斜面压力，选项 A、B、D 错误.答案：C热点 1考向 1弹力的分析与计算弹力有无及其方向的判断热点归纳1.弹力有无的判断：(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.此方法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，可假设两个物体间弹力不存在，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，则此处一定有弹力.(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弹力是否存在.(4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、
6、易产生明显形变的物体来替换，看能否维持原来的运动状态.2.弹力方向的确定：【典题 1】画出图 2-1-3 中物体 A 受力的示意图.图 2-1-3答案：如图 D2 所示.(3)(1)(4)(5)(2)图 D2方法技巧：弹力方向的判断方法：(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.考向 2弹簧(弹性绳)弹力大小的计算胡克定律的应用【典题 2】(2017 年新课标卷)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上，弹性绳的原长也为 80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为 100 cm；
7、再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86 cmB.92 cmC.98 cmD.104 cm解析：由题可知，挂上钩码后，如图 D3 甲所示：甲乙图 D3此时弹性绳长度为 100 cm，则角度为37，sin 0.6对结点 O 进行受力分析如图乙所示.则由图乙得：2Tsin mg答案：B热点 2考向 1摩擦力有无及其方向的判断静摩擦力有无及其方向的判断方法热点归纳(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(Fma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的
8、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.【典题 3】(2017 年安徽合肥第一中学高三月考)如图 2-1-4所示，在水平桌面上放置一斜面体 P，两长方体物块 a 和 b 叠放在斜面体上，整个系统处于静止状态，若将 a 和 b、b 与斜面体，斜面体与桌面之间摩擦力的大小分别用 f1、f2和f3表示，则()图 2-1-4A.f10，f20，f30B.f10，f20，f30C.f10，f20，f30D.f10，f20，f30解析：对 a 物体分析可知，a 物体受重力、支持力
9、的作用，有沿斜面向下滑动的趋势，因此 a 受到 b 对其向上的摩擦力，f10；再对 ab 整体分析可知，ab 整体受重力、支持力的作用，有沿斜面向下滑动的趋势，因此 b 受到斜面体 P 对其向上的摩擦力，f20；对 ab 及 P 组成的整体分析，由于整体在水平方向不受外力，因此 P 不受地面的摩擦力，f30，故 C 正确.答案：C考向 2滑动摩擦力方向的判断热点归纳(1)滑动摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动方向相反.相比静摩擦力，滑动摩擦力的方向较为直观.(2)对相对运动方向的理解：“相对”指与其接触的物体而言，即以与其接触的物体为参考系，不一定是相对地面的运动.【典题 4】(多选)如
10、图 2-1-5 所示，A 为长木板，在水平面上以速度 v1 向右运动，物块 B 在木板 A 的上面以速度 v2 向右运动，下列判断正确的是()图 2-1-5A.若 v1v2，则 A、B 之间不存在摩擦力B.若 v1v2，则 A 受到了 B 所施加的向左的滑动摩擦力C.若 v1v2，则 B 受到了 A 所施加的向左的滑动摩擦力解析：v1v2 时，A、B 之间相对静止，则 A 与 B 间没有摩擦力，选项 A 正确；v1v2 时，A 相对 B 向右滑动，所以 A受到 B 对其施加的向左的滑动摩擦力，根据相互作用力的特点，B 受到 A 施加的向右的滑动摩擦力，选项 B 正确，D 错误；v1v2时，B
11、相对 A 向右滑动，所以 B 受到 A 对其施加的向左的滑动摩擦力，选项 C 错误.答案：AB热点 3摩擦力大小的计算热点归纳1.静摩擦力(1)由运动状态来求，若物体平衡则由共点力平衡求解.(2)物体有加速度时，若只有静摩擦力，则Ff ma.若除静摩擦力外，物体还受其他力，则 F合 ma，先求合力再求静摩擦力.2.滑动摩擦力(1)滑动摩擦力的大小用公式 FfFN来计算.(2)也可根据运动状态由共点力平衡和牛顿第二定律求解.【典题 5】(多选，2017 年湖北宜昌一调)如图 2-1-6 所示，)物体 A 和 B 相对静止，以共同的速度沿斜面匀速下滑，则(图 2-1-6A.A、B 间无摩擦力的作用
12、B.B 受到滑动摩擦力的大小为(mAmB)gsin C.B 受到的静摩擦力的大小为 mAgsin D.取走 A 物后，B 物将匀加速下滑解析：以 A 为研究对象，A 处于平衡状态，因此有 f答案：BCmAgsin，所以A受到B给其沿斜面向上的摩擦力作用，故A错误；以整体为研究对象，根据平衡状态有(mAmB)gsin fB，故B正确；A对B的静摩擦力与B对A的静摩擦力大小相等，故有ffmAgsin，C正确；由前面分析知：(mAmB)gsin fB，又根据滑动摩擦力公式有fB(mAmB)gcos，得tan，取走A物体后，物体B受滑动摩擦力为mBgcos，代入tan 得，mBgcos mBgsin，
13、即物体B受力平衡，则物体B仍能做匀速直线运动，故D错误.方法技巧：关于计算摩擦力大小的三点注意：(1)分清摩擦力的性质：静摩擦力或滑动摩擦力.(2)应用滑动摩擦力的计算公式FfFN时，注意动摩擦因数，其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关，FN 为两接触面间的正压力，不一定等于物体的重力.(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关.【迁移拓展】(2015 年山东卷)如图 2-1-7 所示，滑块 A 置于水平地面上，滑块 B 在一水平力作用下紧靠滑块 A(A、B 接触面竖直)，此时 A 恰好不滑动，B 刚好不下滑.已知 A 与 B 间的动摩擦因数为1，A 与地面间的动摩擦因数
14、为2，最大静摩擦)力等于滑动摩擦力.A 与 B 的质量之比为(图 2-1-7答案：B绳模型、杆模型1.轻绳模型(1)活结模型：跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳为同一根细绳，绳上各点及两端拉力大小相等.(2)死结模型：如几个绳上有“结点”，即几段绳子系在一起，那么这几段绳子的拉力不一定相等.2.轻杆模型(1)“死杆”：轻质固定杆，它的弹力方向不一定沿杆的方向，作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿定律求得.(2)“活杆”：一端有铰链相连的杆属于活动杆，轻质活动杆的弹力方向一定沿杆的方向.【典题 6】(多选，2017 年天津卷)如图 2-1-8 所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆 M、N
15、上的 a、b 两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态.如果只人)为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是(A.绳的右端上移到 b，绳子拉力不变B.将杆 N 向右移一些，绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移图 2-1-8解析：设两杆间距离为 d，绳长为 l，Oa、Ob 段长度分别为 la和lb，则llalb，两部分绳子与竖直方向夹角分别为和，受力分析如图 2-1-9 所示.图 2-1-9答案：AB【触类旁通】如图 2-1-10 甲所示，轻绳 AD 跨过固定在水平横梁 BC 右端的定滑轮挂住一个质量为 10 kg 的物体，A
16、CB30；图乙中轻杆 HP 一端用铰链固定在竖直墙上，另一端 P通过细绳 EP 拉住，EP 与水平方向也成 30，轻杆的 P 点用细绳 PQ 拉住一个质量也为 10 kg 的物体.g 取 10 N/kg，求轻绳 AC段的拉力大小 FAC与细绳EP段的拉力大小FEP之比.甲乙图 2-1-10解：题图甲和乙中的两个物体都处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力.分别取 C 点和 P 点为研究对象，进行受力分析如图 D4(a)和(b)所示.(a)(b)图 D4图(a)中，轻绳 AD 跨过定滑轮拉住质量为 M1 的物体，物体处于平衡状态，绳 AC 段的拉力FACFCDM1g图(b)中，由FEPsin 30FPQM2g得FEP2M2g