1、第二章相互作用第二章相互作用2015高考导航高考导航考纲展示考纲展示热点视角热点视角1.滑动摩擦力、动摩滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦擦因数、静摩擦力力2形变、弹性、胡形变、弹性、胡克定律克定律 3矢量和标量矢量和标量 4力的合成和分解力的合成和分解 5共点力的平衡共点力的平衡 实验二：探究弹力和实验二：探究弹力和弹簧伸长量的关系弹簧伸长量的关系实验三：验证力的平实验三：验证力的平行四边形定则行四边形定则1.本章内容主要包括重力、弹力、摩本章内容主要包括重力、弹力、摩擦力、力的合成与分解、物体的平衡擦力、力的合成与分解、物体的平衡等知识高考对本章知识的考查通常等知识高考对本章知识的考查通常以选
2、择题的形式出现，对理解能力要以选择题的形式出现，对理解能力要求较高求较高2高考对本章考查频率较高的是摩高考对本章考查频率较高的是摩擦力和物体的平衡两知识点，常与牛擦力和物体的平衡两知识点，常与牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定顿运动定律、动能定理、能量守恒定律相结合，有时还与电场及磁场中的律相结合，有时还与电场及磁场中的带电体的运动相结带电体的运动相结合合,题题目难度中目难度中等等.3本章知识还可以以现实生活中的本章知识还可以以现实生活中的现象为背景，或以高科技为背景考查现象为背景，或以高科技为背景考查一些综合性问题，这类问题是今后高一些综合性问题，这类问题是今后高考出题的方向考出题的方向.第
3、一节重力弹力摩擦力第一节重力弹力摩擦力一、力一、力1力的概念：力的概念：物体与物体之间的物体与物体之间的_作用作用相互相互形变形变运动状态运动状态二、重力二、重力1产生：产生：由于地球的吸引而使物体受到的力由于地球的吸引而使物体受到的力2大小：大小：Gmg.3方向：方向：总是总是_4重心：重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心的重心特别提示：特别提示：(1)重力的方向不一定指向地心重力的方向不一定指向地心(2)并不是只有重心处才受
4、到重力的作用并不是只有重心处才受到重力的作用竖直向下竖直向下三、弹力三、弹力1弹力弹力(1)定义：发生弹性形变的物体由于要定义：发生弹性形变的物体由于要_，对与它接，对与它接触的物体产生力的作用触的物体产生力的作用(2)产生的条件产生的条件两物体两物体_；发生发生_(3)方向：与物体形变方向方向：与物体形变方向_特别提示：特别提示：产生弹力的两个物体一定接触，但两个接触的物产生弹力的两个物体一定接触，但两个接触的物体之间不一定产生弹力体之间不一定产生弹力恢复原状恢复原状相互接触相互接触弹性形变弹性形变相反相反2胡克定律胡克定律(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧的弹力的大小内容：弹簧发生弹性形
5、变时，弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸跟弹簧伸长长(或缩短或缩短)的长度的长度x成成_(2)表达式：表达式：Fkx.k是弹簧的是弹簧的_，单位为，单位为N/m；k的大小由弹簧的大小由弹簧_决定决定x是弹簧长度的是弹簧长度的_，不是弹簧形变以后的长度，不是弹簧形变以后的长度正比正比劲度系数劲度系数自身性质自身性质变化量变化量四、摩擦力四、摩擦力1产生：产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相互接触且发生形变的粗糙物体间，有_或或_时，在接触面上所受的阻碍时，在接触面上所受的阻碍_或或_的力的力2产生条件：产生条件：接触面接触面_；接触面间有弹力；物体间有；接触面间有弹力；物体间有_或或_3大小：大小
6、：滑动摩擦力滑动摩擦力f_，静摩擦力：，静摩擦力：0ffmax.4方向：方向：与相对运动或相对运动趋势方向与相对运动或相对运动趋势方向_.5作用效果：作用效果：阻碍物体间的阻碍物体间的_或或_相对运动相对运动相对运动趋势相对运动趋势相对运动相对运动相对运动趋势相对运动趋势粗糙粗糙相对运动相对运动相对运动趋势相对运动趋势N相反相反相对运动相对运动相对运动趋势相对运动趋势1.关于力的概念，下列说法正确的是关于力的概念，下列说法正确的是()A一个受力物体可能受到两个施力物体的作用力一个受力物体可能受到两个施力物体的作用力B保持静止不动的物体，一定不受力的作用保持静止不动的物体，一定不受力的作用C只有
7、相互接触的物体之间才可能存在力的作用只有相互接触的物体之间才可能存在力的作用D一个受力物体可以不对其他物体施力一个受力物体可以不对其他物体施力2下列关于重力的说法中正确的是下列关于重力的说法中正确的是()A物体只有静止时才受重力作用物体只有静止时才受重力作用B重力的方向总是指向地心重力的方向总是指向地心C地面上的物体在赤道上受的重力最小地面上的物体在赤道上受的重力最小D物体挂在弹簧秤下，弹簧秤的示数一定等于物体的重力物体挂在弹簧秤下，弹簧秤的示数一定等于物体的重力AC31.在下图中，在下图中，a、b(a、b均处于静止状态均处于静止状态)间一定有弹力的间一定有弹力的是是()BDD弹力的分析与计算
8、弹力的分析与计算1弹力有无的判断方法弹力有无的判断方法(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
9、点状态法：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力平衡条件判断弹力是否存在2五种常见模型中弹力的方向五种常见模型中弹力的方向常见的弹力常见的弹力弹力的方向弹力的方向弹簧两端的弹力弹簧两端的弹力与弹簧中心轴线重合，指向弹簧与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状的方向恢复原状的方向轻绳的弹力轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的弹力面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面过接触点垂直于接触面(或接触面或接触面的切面的切面)而指向受力物体而指向受力物体杆的弹力杆的弹力可能沿
10、杆，也可能不沿杆，应具可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析体情况具体分析3.计算弹力大小的三种方法计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解根据胡克定律进行求解(2)根据力的平衡条件进行求解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根据牛顿第二定律进行求解 (2014宁德模拟宁德模拟)如图甲所示如图甲所示,轻杆轻杆OB可绕可绕B点自由转动点自由转动,另一端另一端O点用细绳点用细绳OA拉住，固定在左侧墙壁上，质量为拉住，固定在左侧墙壁上，质量为m的的重物用细绳重物用细绳OC悬挂在轻杆的悬挂在轻杆的O点，点，OA与轻杆的夹角与轻杆的夹角BOA30.乙图中水平轻杆乙图中水平轻
11、杆OB一端固定在竖直墙壁上，另一端一端固定在竖直墙壁上，另一端O装装有小滑轮，用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为有小滑轮，用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物，图的重物，图中中BOA30，求：，求：(1)甲、乙两图的细绳甲、乙两图的细绳OA拉力各是多大？拉力各是多大？(2)甲图中轻杆受到的弹力是多大？甲图中轻杆受到的弹力是多大？(3)乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大？乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大？审题突破审题突破(1)甲图中的甲图中的O点是死结还是活结？乙图中的呢点是死结还是活结？乙图中的呢?(2)甲图中杆受到的力一定沿杆吗？乙图中呢？甲图中杆受到的力一定沿杆吗？乙图中呢？解析解析(1)由于图甲
12、中的杆可绕由于图甲中的杆可绕B转动转动,是转轴杆是转轴杆(是是“活杆活杆”),故其受力方向沿杆方向，故其受力方向沿杆方向，O点的受力情况如图甲所示，则点的受力情况如图甲所示，则O点所受绳子点所受绳子OA的拉力的拉力FT1、杆的弹力、杆的弹力N1的合力与物体的重力的合力与物体的重力是大小相等、方向相反的，在直角三角形中可得，是大小相等、方向相反的，在直角三角形中可得，FT1mg/sin 302mg；图乙中是用一细绳跨过滑轮悬挂物体的；图乙中是用一细绳跨过滑轮悬挂物体的,由于由于O点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向,并未改变力的并未改变力的大小，且大小，且AOC是
13、同一段绳子，而同一段绳上的力处处相等，是同一段绳子，而同一段绳上的力处处相等，故乙图中绳子拉力为故乙图中绳子拉力为FT1FT2mg.答案答案见解析见解析总结提升总结提升一般情况下一般情况下,插入墙中的杆属于固定杆插入墙中的杆属于固定杆(如钉子如钉子)，弹力方向不一定沿杆而用铰链相连的杆属于活动杆，弹力弹力方向不一定沿杆而用铰链相连的杆属于活动杆，弹力方向一定沿杆方向一定沿杆1在如图所示的四幅图中，在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中均为轻质杆，各图中杆的杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连处由铰链相连接下列说法正确的是接下列说法正确
14、的是()A图中的图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙B图中的图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁C图中的图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙D图中的图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丁杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丁B摩擦力的分析与计算摩擦力的分析与计算计算摩擦力时首先要分清是静摩擦力还是滑动摩擦力计算摩擦力时首先要分清是静摩擦力还是滑动摩擦力1滑动摩擦力由公式滑动摩擦力由公式FN计算，应用此公式时要注意以下计算，应用此公式时要注意以下
15、两点：两点：(1)为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；度有关；N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力的重力(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的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大小无关2静摩擦力的计算静摩擦力的计算(1)它的大小和方向都跟产生相对运动趋势的力密切相关，跟它的大小和方向都跟产生相对运动趋势的力密切相关，跟接触面相互挤压力接触面相互挤压力N无直接关系，因此它具有大小、方向的无直接关系，因此它具有大小、方向的可变性，变化
16、性强是它的特点，对具体问题，要具体分析研可变性，变化性强是它的特点，对具体问题，要具体分析研究对象的运动状态，究对象的运动状态，根据物体所处的状态根据物体所处的状态(平衡、加速等平衡、加速等)，由力的平衡条件或牛顿运动定律求解由力的平衡条件或牛顿运动定律求解(2)最大静摩擦力最大静摩擦力fmax：是物体将要发生相对运动这一临界状：是物体将要发生相对运动这一临界状态时的摩擦力它的数值与态时的摩擦力它的数值与N成正比，在成正比，在N不变的情况下，不变的情况下，fmax比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，而静摩擦力可比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，而静摩擦力可在在0fmax间变化间变化 如图
17、所示，人重如图所示，人重600 N，木块，木块A重重400 N，人与木块、木，人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为块与水平面间的动摩擦因数均为0.2.现人用水平力拉绳，使他现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：(1)人对绳的拉力大小；人对绳的拉力大小；(2)人脚对人脚对A的摩擦力的大小和方向的摩擦力的大小和方向审题突破审题突破人和木块一起做匀速直线运动，分析受力时能人和木块一起做匀速直线运动，分析受力时能不能视为一个整体？求人脚对不能视为一个整体？求人脚对A的摩擦力时二者还能视为一的摩擦力时二者还能视为一个整体
18、吗？个整体吗？解析解析设绳子的拉力为设绳子的拉力为FT，木块与地面间的摩擦力为，木块与地面间的摩擦力为fA.(1)取人和木块为整体，并对其进行受力分析，如图甲所示，取人和木块为整体，并对其进行受力分析，如图甲所示，由题意可知由题意可知fA(mAm人人)g200 N.由于系统处于平衡状态，故由于系统处于平衡状态，故2FTfA所以所以FT100 N.(2)取人为研究对象，对其进行受力分析，如图乙所示取人为研究对象，对其进行受力分析，如图乙所示由于人处于平衡状态，故由于人处于平衡状态，故FTf人人100 N由于人与木块由于人与木块A处于相对静止状态，故人与木块处于相对静止状态，故人与木块A之间的摩擦
19、之间的摩擦力为静摩擦力由牛顿第三定律可知人脚对木块力为静摩擦力由牛顿第三定律可知人脚对木块A的摩擦力的摩擦力方向水平向右，大小为方向水平向右，大小为100 N.答案答案(1)100 N(2)100 N方向水平向右方向水平向右乙乙规律总结规律总结(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析一般采用整体法与隔离法进行分析(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力作受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的用的物体不一定是运动的(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但摩摩擦力
20、阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但摩擦力不一定阻碍物体的运动，即摩擦力不一定是阻力擦力不一定阻碍物体的运动，即摩擦力不一定是阻力2如图所示，如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同三个物体随传送带一起匀速运动，运间的动摩擦因数相同三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示则下列说法错误的是动方向如图中箭头所示则下列说法错误的是()AA物体受到的摩擦力为零物体受到的摩擦力为零B三个物体只有三个物体只有A物体受到的摩擦力为零物体受到的摩擦力为零CB、C受到的摩擦力大小相等，方向相同受到的摩擦力大小相等，方向相同DB、C受到
21、的摩擦力大小相等，方向相反受到的摩擦力大小相等，方向相反D解析：解析：A物体与传送带一起匀速运动物体与传送带一起匀速运动,没有发生相对滑动没有发生相对滑动,也没也没有相对运动趋势，所以有相对运动趋势，所以A物体不受摩擦力物体不受摩擦力,选项选项A正确；对正确；对B、C物体进行受力分析，可知物体进行受力分析，可知B、C所受的静摩擦力大小均为所受的静摩擦力大小均为mgsin，方向均沿传送带向上，选项，方向均沿传送带向上，选项B、C正确，正确，D错误错误3.(原创题原创题)如图所示，斜面如图所示，斜面C固定在水平地面上，一斜劈形物固定在水平地面上，一斜劈形物体体B放在斜面上，小物块放在斜面上，小物块
22、A放在斜劈形物体放在斜劈形物体B的水平面上，在的水平面上，在不为零的水平力不为零的水平力F作用下，物体作用下，物体A与与B均保持静止则下面说均保持静止则下面说法错误的是法错误的是()A斜面对物体斜面对物体B的摩擦力方向可能沿斜面向下的摩擦力方向可能沿斜面向下B斜面对物体斜面对物体B可能没有摩擦力可能没有摩擦力C斜面对物体斜面对物体B的摩擦力方向可能沿斜面向上的摩擦力方向可能沿斜面向上D物体物体B可能受到三个力可能受到三个力D解析：先对解析：先对A、B整体分析，设整体分析，设A、B总质量为总质量为M，如果，如果Fcos Mgsin，则受到沿斜面向下的静摩擦力，选项，则受到沿斜面向下的静摩擦力，选
23、项A正确；正确；如果如果Fcos Mgsin，则不受摩擦力，则不受摩擦力，B正确；如果正确；如果Fcos Mgsin，则受到沿斜面向上的静摩擦力，选项，则受到沿斜面向上的静摩擦力，选项C正确；正确；B的受力情况可能为重力、斜面的支持力、的受力情况可能为重力、斜面的支持力、A对对B的压力、的压力、A对对B的摩擦力的摩擦力(可能还有斜面给可能还有斜面给B的摩擦力的摩擦力)，故，故B的受力可能为的受力可能为4个或者个或者5个，个，D错误错误轻弹簧模型轻弹簧模型 规范解答规范解答 该得的分一分不丢！该得的分一分不丢！位于位于A点和点和B点时物体受力分别如图甲、乙所示点时物体受力分别如图甲、乙所示设弹簧
24、原长为设弹簧原长为L0.在在A点时：点时：k(L1L0)mgsin mgcos(4分分)在在B点时：点时：k(L0L2)mgcos mgsin(4分分)两式相加得两式相加得k(L1L2)2mgcos 代入数据得代入数据得0.14.(2分分)答案答案0.14建模感悟建模感悟中学物理中的中学物理中的“弹簧弹簧”和和“橡皮绳橡皮绳”是理想化是理想化模型，具有如下几个特性：模型，具有如下几个特性：(1)胡克定律胡克定律Fkx中的中的x是指弹簧的形变量是指弹簧的形变量(2)轻：即弹簧轻：即弹簧(或橡皮绳或橡皮绳)的质量可视为零由此特点可知，的质量可视为零由此特点可知，同一弹簧的弹力大小处处相等同一弹簧的
25、弹力大小处处相等(3)弹簧既能受拉力，也能受压力弹簧既能受拉力，也能受压力(沿着弹簧的轴线沿着弹簧的轴线)，橡皮绳，橡皮绳只能受拉力，不能受压力只能受拉力，不能受压力(4)由于弹簧和橡皮绳受力时，其形变较大，发生形变需要一由于弹簧和橡皮绳受力时，其形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变但是，当弹段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变但是，当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失簧和橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失A1误认为误认为f滑滑与接触面积有关与接触面积有关范例范例 如图所示，人向右匀速推动水平桌面上的长木板，在木如图所示，人向右匀速推动水平桌面上的
26、长木板，在木板翻离桌面以前，则板翻离桌面以前，则()A木板露出桌面后，推力将逐渐减小木板露出桌面后，推力将逐渐减小B木板露出桌面后，木板对桌面的压力将减小木板露出桌面后，木板对桌面的压力将减小C木板露出桌面后，桌面对木板的摩擦力将减小木板露出桌面后，桌面对木板的摩擦力将减小D推力、压力、摩擦力均不变推力、压力、摩擦力均不变对摩擦力认识的两个误区对摩擦力认识的两个误区D误区警示误区警示认为木板露出桌面后对桌面的压力减小认为木板露出桌面后对桌面的压力减小,错选错选B;认为接触面积变小摩擦力变小，错选认为接触面积变小摩擦力变小，错选C，进而错选，进而错选A.解析解析在木板翻离桌面以前，由其竖直方向受
27、力分析可知在木板翻离桌面以前，由其竖直方向受力分析可知,桌面对木板的支持力等于重力，所以木板所受到的摩擦力不桌面对木板的支持力等于重力，所以木板所受到的摩擦力不变，又因为长木板向右匀速运动，所以推力等于摩擦力，不变，又因为长木板向右匀速运动，所以推力等于摩擦力，不变综上所述，选项变综上所述，选项D正确正确真知灼见真知灼见(1)压力大小与接触面积大小无关；压力大小与接触面积大小无关；(2)公式公式fN中，中，与两接触面的粗糙程度有关，与接触面的与两接触面的粗糙程度有关，与接触面的材料有关，但与接触面积无关材料有关，但与接触面积无关2不能正确分析摩擦力的突变而产生错误不能正确分析摩擦力的突变而产生
28、错误范例范例如图所示，把一重为如图所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力的物体，用一水平方向的推力Fkt(k为恒量，为恒量，t为时间为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从压在竖直的足够高的平整墙上，从t0开始物体所受的摩擦力开始物体所受的摩擦力f随随t的变化关系是下图中的的变化关系是下图中的()B误区警示误区警示误认为物体受的摩擦力始终是滑动摩擦力，误认为物体受的摩擦力始终是滑动摩擦力，fFkt，而错选，而错选A.误认为当摩擦力等于重力时，物体静误认为当摩擦力等于重力时，物体静止而错选止而错选D.解析解析开始时开始时fG，做减速运动，直到静止物体静止后，摩擦力，做减速运动，直到静止物体静止后，摩擦力变为静摩擦力，变为静摩擦力，fG，故正确选项为，故正确选项为B.
