高考物理一輪復(fù)習(xí)知識點：常見的三種力學(xué)案

1、16/162019高考物理一輪復(fù)習(xí)知識點：常見的三種力學(xué)案知識精解一.力1、定義：力是物體對物體的作用。2、力的性質(zhì)(1)物質(zhì)性：由于力是物體對物體的作用 ,所以力概念是不能脫離物體而獨立存在的 ,任意一個力必然與兩個物體密切相關(guān) ,一個是其施力物體 ,另一個是其受力物體。把握住力的物質(zhì)性特征 ,就可以通過對形象的物體的研究而到達了解抽象的力的概念之目的。(2)矢量性：作為量化力的概念的物理量 ,力不僅有大小 ,而且有方向 ,在相關(guān)的運算中所遵從的是平行四邊形定那么 ,也就是說 ,力是矢量。把握住力的矢量性特征 ,就應(yīng)該在定量研究力時特別注意到力的方向所產(chǎn)生的影響 ,就能夠自覺地運用相應(yīng)的處理

2、矢量的幾何方法。(3)瞬時性：力作用于物體必將產(chǎn)生一定的效果 ,物理學(xué)之所以十分注重對力的概念的研究 ,從某種意義上說就是由于物理學(xué)十分關(guān)注力的作用效果。而所謂的力的瞬時性特征 ,指的是力與其作用效果是在同一瞬間產(chǎn)生的。把握住力的瞬時性特性 ,應(yīng)可以在對力概念的研究中 ,把力與其作用效果建立起聯(lián)系 ,在通常情況下 ,了解表現(xiàn)強烈的力的作用效果往往要比直接了解抽象的力更為容易。(4)獨立性：力的作用效果是表現(xiàn)在受力物體上的 ,形狀變化或速度變化。而對于某一個確定的受力物體而言 ,它除了受到某個力的作用外 ,可能還會受到其它力的作用 ,力的獨立性特征指的是某個力的作用效果與其它力是否存在毫無關(guān)系

3、,只由該力的三要素來決定。把握住力的獨立性特征 ,就可以采用分解的手段 ,把產(chǎn)生不同效果的不同分力分解開分別進行研究。(5)相互性：力的作用總是相互的 ,物體A施力于物體B的同時 ,物體B也必將施力于物體A。而兩個物體間相互作用的這一對力總是滿足大小相等 ,方向相互 ,作用線共線 ,分別作用于兩個物體上 ,同時產(chǎn)生 ,同種性質(zhì)等關(guān)系。把握住力的相互性特征 ,就可以靈活地從施力物出發(fā)去了解受力物的受力情況。3、力的分類：按性質(zhì)分類：重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力、安培力等(按現(xiàn)代物理學(xué)理論 ,物體間的相互作用分四類：長程相互作用有引力相互作用、電磁相互作用;短程相互作用有強相互作用和弱

4、相互作用。宏觀物體間只存在前兩種相互作用。)按效果分類：拉力、壓力、支持力、動力、阻力、向心力、浮力、回復(fù)力等按研究對象分類：內(nèi)力和外力。按作用方式分類：重力、電場力、磁場力等為場力 ,即非接觸力 ,彈力、摩擦力為接觸力。說明：性質(zhì)不同的力可能有相同的效果 ,效果不同的力也可能是性質(zhì)相同的。4、力的作用效果：是使物體發(fā)生形變或改變物體的運動狀態(tài).5、力的三要素是：大小、方向、作用點.6、力的圖示：用一根帶箭頭的線段表示力的三要素的方法。7、力的單位：是牛頓 ,使質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1米/秒2加速度力的大小為 1牛頓.二.重力1、產(chǎn)生：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力。說明：重力是由于地球

5、的吸引而產(chǎn)生的力 ,但它并不就等于地球時物體的引力.重力是地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個分力 ,另一個分力提供物體隨地球旋轉(zhuǎn)所需的向心力。由于物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力很小 ,所以計算時一般可近似地認為物體重力的大小等于地球?qū)ξ矬w的引力。(1)重力的大?。褐亓Υ笮〉扔趍g ,g是常數(shù) ,通常等于9.8N/kg.(說明：物體的重力的大小與物體的運動狀態(tài)及所處的狀態(tài)都無關(guān))(2)重力的方向：豎直向下的.(說明：不可理解為跟支承面垂直)(3)重力的作用點-重心：重力總是作用在物體的各個點上 ,但為了研究問題簡單 ,我們認為一個物體的重力集中作用在物體的一點上 ,這一點稱為物體的重心.質(zhì)量分布均勻的規(guī)那么物

6、體的重心在物體的幾何中心.不規(guī)那么物體的重心可用懸線法求出重心位置.說明：(l)重心可以不在物體上.物體的重心與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系。重心是一個等效的概念。(2)有規(guī)那么幾何形狀、質(zhì)量均勻的物體 ,其重心在它的幾何中心.質(zhì)量分布不均勻的物體 ,其重心隨物體的形狀和質(zhì)量分布的不同而不同。(3)薄物體的重心可用懸掛法求得.三、彈力彈力：發(fā)生彈性形變的物體 ,由于要恢復(fù)原狀 ,對跟它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用 ,這種力叫做彈力.(1)形變：物體形狀或體積的改變叫形變在外力停止作用后 ,能夠恢復(fù)原狀的形變叫彈性形變 ,課本中提到的形變 ,一般都是指彈性形變。(1)彈力產(chǎn)生的條件：物體直接相互接觸

7、;物體發(fā)生彈性形變.(2)彈力的方向：跟物體恢復(fù)形狀的方向相同.一般情況：但凡支持物對物體的支持力 ,都是支持物因發(fā)生形變而對物體產(chǎn)生的彈力;支持力的方向總是垂直于支持面并指向被支持的物體.一般情況：但凡一根線(或繩)對物體的拉力 ,都是這根線(或繩)因為發(fā)生形變而對物體產(chǎn)生的彈力;拉力的方向總是沿線(或繩)的方向.桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向。彈力方向的特點：由于彈力的方向跟接觸面垂直 ,面面結(jié)觸、點面結(jié)觸時彈力的方向都是垂直于接觸面的.(3)彈力的大?。号c形變大小有關(guān) ,同一物體形變越大彈力越大對有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體 ,彈力的大小可以由胡克定律計算。胡克定律可表示為(在彈性

8、限度內(nèi))：F=kx ,還可以表示成F=kx ,即彈簧彈力的改變量和彈簧形變量的改變量成正比。一根張緊的輕繩上的張力大小處處相等。可由力的平衡條件或牛頓運動定律求得四、摩擦力1、滑動摩擦力：一個物體在另一個物體外表上存在相對滑動的時候 ,要受到另一個物體阻礙它們相對滑動的力 ,這種力叫做滑動摩擦力.(1)產(chǎn)生條件：接觸面是粗糙;兩物體接觸面上有壓力;兩物體間有相對滑動.(2)方向：總是沿著接觸面的切線方向與相對運動方向相反.(3)大小-滑動摩擦定律滑動摩擦力跟正壓力成正比 ,也就跟一個物體對另一個物體外表的垂直作用力成正比。即 其中的FN表示正壓力 ,不一定等于重力G。 為動摩擦因數(shù) ,取決于兩

9、個物體的材料和接觸面的粗糙程度 ,與接觸面的面積無關(guān)。2、靜摩擦力：當一個物體在另一個物體外表上有相對運動趨勢時 ,所受到的另一個物體對它的力 ,叫做靜摩擦力.(1)產(chǎn)生條件：接觸面是粗糙的;兩物體有相對運動的趨勢;兩物體接觸面上有壓力.(2)方向：沿著接觸面的切線方向與相對運動趨勢方向相反.(3)大小：靜摩擦力的大小與相對運動趨勢的強弱有關(guān) ,趨勢越強 ,靜摩擦力越大 ,但不能超過最大靜摩擦力 ,即0fm ,具體大小可由物體的運動狀態(tài)結(jié)合動力學(xué)規(guī)律求解。必須明確 ,靜摩擦力大小不能用滑動摩擦定律F=FN計算 ,只有當靜摩擦力到達最大值時 ,其最大值一般可認為等于滑動摩擦力 ,既Fm=FN3、

10、摩擦力與物體運動的關(guān)系摩擦力的方向總是與物體間相對運動(或相對運動的趨勢)的方向相反。而不一定與物體的運動方向相反。如：課本上的皮帶傳動圖。物體向上運動 ,但物體相對于皮帶有向下滑動的趨勢 ,故摩擦力向上。摩擦力總是阻礙物體間的相對運動的。而不一定是阻礙物體的運動的。如上例 ,摩擦力阻礙了物體相對于皮帶向下滑 ,但恰恰是摩擦力使物體向上運動。注意：以上兩種情況中 ,相對兩個字一定不能少。這牽涉到參照物的選擇。一般情況下 ,我們說物體運動或靜止 ,是以地面為參照物的。而牽涉到相對運動 ,實際上是規(guī)定了參照物。如A相對于B ,那么必須以B為參照物 ,而不能以地面或其它物體為參照物。摩擦力不一定是阻

11、力 ,也可以是動力。摩擦力不一定使物體減速 ,也可能使物體加速。受靜摩擦力的物體不一定靜止 ,但一定保持相對靜止?；瑒幽Σ亮Φ姆较虿灰欢ㄅc運動方向相反經(jīng)典例題類型題： 力的理解【例1】甲、乙兩拳擊發(fā)動競技 ,甲一拳擊中乙肩部 ,觀眾可認為甲運發(fā)動(的拳頭)是施力物體 ,乙運發(fā)動(的肩部)是受力物體 ,似但在甲一拳打空的情況下 ,以下說法中正確的選項是( )A.這是一種只有施力物體 ,沒有受力物體的特殊情況B.此時的受力物體是空氣C.甲的拳頭、胳膊與自身軀干構(gòu)成相互作用的物體D.以上說法都不正確解析：力的作用是相互 ,同時存在著施力物體與受力物體 ,只要有力產(chǎn)生必然存在著施力物體與受力物體 ,甲

12、運發(fā)動擊空了 ,但在其擊拳過程中 ,其拳頭、胳膊與軀干的相互作用系統(tǒng)內(nèi)由于相互作用而產(chǎn)生力 ,應(yīng)選C.【例2】關(guān)于力的表達中正確的選項是( C )A.只有相互接觸的物體間才有力的作用B.物體受到力作用 ,運動狀態(tài)一定改變C.施力物體一定受力的作用D.豎直向上拋出的物體 ,物體豎直上升 ,是因為豎直方向受到升力的作用類型題： 對重力的正確認識重力實際上是物體與地球間的萬有引力的一局部(另一局部為物體繞地球旋轉(zhuǎn)所需要的向心力)重力是非接觸力。非特別說明 ,凡地球上的物體均受到重力。重力的大?。?, 為當?shù)氐闹亓铀俣?,且隨緯度和離地面的高度而變。(赤道上最小 ,兩極最大;離地面越高 ,g越小。在

13、地球外表近似有： )【例3】關(guān)于重力的說法正確的選項是( C )A.物體重力的大小與物體的運動狀態(tài)有關(guān) ,當物體處于超重狀態(tài)時重力大 ,當物體處于失重狀態(tài)時 ,物體的重力小。B.重力的方向跟支承面垂直C.重力的作用點是物體的重心D.重力的方向是垂直向下解析：物體無論是處于超重或失重狀態(tài) ,其重力不變 ,只是視重發(fā)生了變化 ,物體的重力隨在地球上的緯度變化而變化 ,所以 A錯.重力的方向是豎直向下 ,不可說為垂直向下 ,垂直往往給人們一種暗示 ,與支承面垂直 ,重力的方向不一定很支承面垂直 ,如斜面上的物體所受重力就不跟支承面垂直.所以DB錯.重心是重力的作用點 ,所以c對.【例4】下面關(guān)于重力

14、、重心的說法中正確的選項是( )A.風箏升空后 ,越升越高 ,其重心也升高B.質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)那么的物體的重心一定在物體上C.舞蹈演員在做各種優(yōu)美動作的時 ,其重心位置不斷變化D.重力的方向總是垂直于地面解析：實際上 ,一個物體的各個局部都受到重力 ,重心的說法是從宏觀上研究重力對物體的作用效果時而引入的一個概念 ,重心是指一個點(重力的作用點)。由此可知 ,重心的具體位置應(yīng)該由物體的形狀和質(zhì)量分布情況決定 ,也就是說只要物體的形狀和質(zhì)量分布情況不變 ,重心與物體的空間位置關(guān)系就保持不變。重心可能在物體外 ,也可能在物體內(nèi) ,對具有規(guī)那么集合形狀質(zhì)量均勻分布的物體 ,重心在物體的幾何中心上

15、。物體位置升高 ,其重心也跟著升高 ,根據(jù)以上分析可以判斷選項A、C是正確的 ,選項B是錯誤的。重力的方向是豎直向下的 ,要注意豎直向下與垂直于地面并不完全相同 ,所以選項D的說法是錯誤的。類型題： 對重心的正確認識【例5】下面關(guān)于物體重心的說法中正確的選項是( A )A.汽車上的貨物卸下后 ,汽車的重心位置降低了B.物體在斜面上上滑時 ,物體的重心相對物體的位置降低了C.對于有規(guī)那么幾何形狀的物體 ,重心一定在物體的幾何中心D.對于重力一定的物體 ,無論其形狀如何變化 ,其重心位置不變【例6】如下圖 ,有一等邊三角形ABC ,在B、C兩點各放一個質(zhì)量為m的小球 ,在A處放一個質(zhì)量為2m的小球

16、 ,求這三個球所組成的系統(tǒng)的重心在何處.解析：根據(jù)題意 ,可先求出B、C兩球的重心 ,由于B、C兩球質(zhì)量相等 ,故它們的重心在B、C連線的中點D處 ,質(zhì)量等效為2m。接著再將這個2m的等效球與A一起求重心 ,顯然它們在A、D連線的中點E處(圖略)。類型題： 彈力有無的判斷方法假設(shè)法。將與研究對象接觸的物體 ,逐一移走 ,如果研究對象的狀態(tài)發(fā)生變化 ,表示它們之間有彈力;如果狀態(tài)無變化表示它們之間無彈力。【例7】在圖中 ,a、b(a、b均處于靜止狀態(tài))間一定有彈力的是( B )類型題： 彈力方向的判斷方法(1)根據(jù)物體的形變方向判斷：彈力方向與物體形變方向相反 ,作用在迫使這個物體形變的那個物體

17、上。彈簧兩端的彈力方向是與彈簧中心軸線相重合 ,指向彈簧恢復(fù)原狀方向;輕繩的彈力方向沿繩收縮的方向 ,離開受力物體;面與面 ,點與面接觸時 ,彈力方向垂直于面(假設(shè)是曲面那么垂直于切面) ,且指向受力物體.球面與球面的彈力沿半徑方向 ,且指向受力物體.輕桿的彈力可沿桿的方向 ,也可不沿桿的方向。(2)根據(jù)物體的運動情況。利用平衡條件或動力學(xué)規(guī)律判斷.【例8】如下圖中的球和棒均光滑 ,試分析它們受到的彈力。【例9】如下圖 ,光滑但質(zhì)量分布不均的小球的球心在O ,重心在P ,靜止在豎直墻和桌邊之間。試畫出小球所受彈力?！纠?0】如下圖 ,重力不可忽略的均勻桿被細繩拉住而靜止 ,試畫出桿所受的彈力。

18、【例12】如下圖 ,一根彈性桿的一端固定在傾角為300的斜面上 ,桿的另一端固定一個重力為2N的小球 ,小球處于靜止狀態(tài)時 ,彈性桿對小球的彈力( D )A.大小為2N ,方向平行于斜面向上B.大小為1N ,方向平行于斜面向上C.大小為2N ,方向垂直于斜面向上D.大小為2N ,方向豎直向上類型題： 摩擦力有無確實定(1)由產(chǎn)生條件確定接觸面間有彈力;接觸面粗糙;有相對運動或相對運動的趨勢。這種方法就是看產(chǎn)生摩擦力的三個條件是否滿足。有一個條件不滿足 ,就沒有摩擦力?！纠}】物體與豎直墻壁間的動摩擦因數(shù)為 ,物體的質(zhì)量為M。當物體沿著墻壁自由下落時 ,物體受到的滑動摩擦力為_。解析： 0【例1

19、3】如下圖 ,長5m的水平傳送帶以2m/s的速度勻速運動 ,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為=0.1。現(xiàn)將物體輕輕地放到傳送帶的A端 ,那么 ,物體從A端到B端的過程中 ,摩擦力存在的時間有多長?方向如何?解析：剛把物體放到傳送帶上瞬間 ,物體無水平速度 ,所以 ,物體相對傳送帶有向左的運動 ,根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件 ,物體受到摩擦力作用 ,而且方向向右(跟相對運動的方向相反)。在此摩擦力的作用下 ,物體向右加速 ,當物體的速度與傳送帶的速度相等時 ,物體與傳送帶間沒有相對運動 ,也沒有相對運動的趨勢 ,就不再受摩擦力作用。物體加速的時間即為摩擦力的作用時間。2s ,而且在2s內(nèi)物體的位移為2m ,

20、小于5m ,所以為2s。2.根據(jù)運動狀態(tài)確定由物體的運動狀態(tài) ,結(jié)合物體受其它外力的情況來進行判斷。即： 假設(shè)沒有摩擦力 ,看物體能否處于平衡 ,如不能處于平衡狀態(tài) ,那么必有摩擦力;如能處于平衡狀態(tài) ,那么必無摩擦力。 如果物體處于平衡狀態(tài)且有摩擦力 ,那么摩擦力必與其它的力的合力等大反向【例14】如圖 ,力F拉著A、B共同作勻速運動 ,A是否受到摩擦力?解析：設(shè)A受到摩擦力 ,可設(shè)其向左(或向右)。顯然 ,A的重力和支持力平衡 ,其所受合外力為f ,因而會產(chǎn)生加速度 ,A不會作勻速運動。與條件矛盾 ,故假設(shè)錯誤。練習(xí)題：如下圖 ,物體B的上外表水平 ,B上面載著物體A ,當它們一起沿斜面勻

21、速下滑時 ,A物體受到的力：(B)A.只有重力;B.只有重力和支持力;C.只有重力、支持力和摩擦力;D.有重力、支持力、摩擦力和斜面對它的彈力類型題： 摩擦力方向確實定1、由相對運動或相對運動的趨勢確定 ,摩擦力的方向總與相對運動或相對運動趨勢的方向相反。相對二字決定了參照物的選取。一般情況下是選地面或靜止在地面上的物體做參照物 ,而在判斷摩擦力的方向時 ,參照物不能任意選取。判斷兩物體間的摩擦力時 ,必須以且中之一做參照物?！纠?5】人在自行車上蹬車前進時 ,車的前后兩輪受到地面對它的摩擦力的方向( D )A.都向前;B.都向后;C.前輪向前 ,后輪向后;D.前輪向后 ,后輪向前。2、由牛頓

22、定律確定?！纠?6】如圖 , A、B置于光滑水平面上 ,在水平力F作用下共同運動 ,A是否受摩擦力?如有 ,摩擦力的方向如何?解析：有;方向向右。3、由牛頓第三定律確定物體與物體間的摩擦力的作用是相互的 ,必然滿足牛頓第三定律。所以在分析物體間的摩擦力時 ,借助牛頓第三定律 ,往往能起到化難為易的效果。4、用整體法來確定【例17】如下圖 ,三角形劈塊放在粗糙的水平面上 ,劈塊上放一個質(zhì)量為m的物塊 ,物塊和劈塊均處于靜止狀態(tài) ,那么粗糙水平面對三角形劈塊：(C)A.有摩擦力作用 ,方向向左;B.有摩擦力作用 ,方向向右;C.沒有摩擦力作用;D.條件缺乏 ,無法判定.解析：此題用整體法(把整個系

23、統(tǒng)當做一個研究對象來分析的方法)分析.因為物塊和劈塊均處于靜止狀態(tài) ,因此把物塊和劈塊看作是一個整體 ,由于劈塊對地面無相對運動趨勢 ,故沒有摩擦力存在.(試討論當物塊加速下滑和加速上滑時地面與劈塊之間的摩擦力情況?)類型題： 摩擦力大小確實定在確定摩擦力的大小時 ,要特別注意物體間的摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力 ,因為二者的大小變化情況是不同的?；瑒幽Σ亮Φ拇笮「鷫毫?N有關(guān) ,成正比 ,與引起滑動摩擦力的外力的大小無關(guān);而靜摩擦力的大小跟壓力 N無關(guān) ,由引起這個摩擦力的外力決定 ,但最大靜摩擦力的大小跟壓力 N有關(guān)。因此 ,在確定摩擦力的大小時 ,靜摩擦力的大小應(yīng)由引起靜摩擦力的外力的

24、大小來確定 ,不能用f=N計算?；瑒幽Σ亮Φ拇笮〕Ｓ霉絝=N求得 ,而靜摩擦力的大小常根據(jù)平衡條件確定。1、由平衡條件確定?！纠?8】如下圖 ,質(zhì)量為m的木塊在置于桌面上的木板上滑行 ,木板靜止 ,它的質(zhì)量M=3m。木板與木板間、木板與桌面間的動摩擦因數(shù)均為。那么木板所受桌面的摩擦力大小為：( A )A. B.2C.3 D.4mg?！纠?9】如圖 ,兩塊相同的豎直木板A、B之間 ,有質(zhì)量均為m的4塊相同的磚 ,用兩個大小相等的水平力壓木板 ,使磚靜止不動。設(shè)所有接觸面間的動摩擦因數(shù)均為 ,那么第二塊磚對第三塊磚的摩擦力大小為：( B )A.Mg; C. D.2mg。2.根據(jù)牛頓第二定律進行確定課后練習(xí)1. 畫出圖1中物體A的受力分析圖。圖12. 關(guān)于彈力 ,以下說法正確的選項是( )A. 只要兩個物體接觸就一定產(chǎn)生彈力B. 木塊放在桌面上要受到一個向