2018年高考物理二轮复习 专题02 力与物体的平衡（讲）

专题02 力与物体的平衡

考试大纲 1. 滑动摩擦、静摩擦、滑动摩擦因数 要求 考纲解读 高考着重考查的知识点有：力的合成与分Ⅰ 解、弹力、摩擦力概念及其在各种形态下的表现形式．对受力分析的考查涵盖了高中物理的所有考试热点问题．此外，基础概念与实际联系也是当前高2. 形变、弹性、胡克定律 考命题的一个趋势． Ⅰ 考试命题特点：这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个3. 矢量和标量 4.力的合成和分解 5.共点力的平衡 Ⅰ Ⅱ Ⅱ 知识点，而且都是牛顿运动定律、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.

纵观近几年高考试题，预测2018年物理高考试题还会考：

1、高考对本章内容着重考查的知识点有弹力和摩擦力的概念及其在各种状态下的表现形式、力的合成与分解等，对受力分析的考查涵盖了高中物理的所有热点问题。题型通常为选择题，分值一般为6分。

2、以生活中的实际问题为背景考查静力学的知识将会加强，在今年届高考复习中应特别关注建立物理模型能力的培养。

考向01 三种常见力：重力、弹力和摩擦力 1.讲高考 （1）考纲要求

高考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；弹力、摩擦力的产生条件、方向判断及大小计算。 （2）命题规律

这部分知识单独考查一知识点的试题很少，大多数情况都是同时涉及几个知识点，而且都是与牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，此外，基础概念与实际联系与是当前高考命题的一个趋势。

特别注重物理思维与物理能力的考核

案例1．【2017·新课标Ⅲ卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm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；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 cm 【答案】B

B． 92 cm

C． 98 cm

D． 104 cm

【考点定位】胡克定律、物体的平衡

【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解；如果物体受到三力处于平衡状态，可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据正弦定理列式求解。前后两次始终处于静止状态，即合外力为零，在改变绳长的同时，绳与竖直方向的夹角跟着改变。

案例2． 【2016·江苏卷】一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为： （ ） A．40 m/N 【答案】D

【解析】由题意知，弹簧的弹力为4N时，弹簧伸长2cm，根据胡克定律F=kx，代入数据可得弹簧的劲度系数k=200 N/m，所以A、B、C错误，D正确。 【考点定位】考查胡可定律

【方法技巧】本题主要是掌握胡克定律的公式F=kx，并注意各物理量的单位。

案例3． 【2016·海南卷】如图，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P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则： （ ）

A．f1=0，f2≠0，f3≠0 B．f1≠0，f2=0，f3=0 C．f1≠0，f2≠0，f3=0 D．f1≠0，f2≠0，f3≠0 【答案】C

【解析】对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故f3=0；再将a和b看成一个整体，a、b整体

B．40 N/m

C．200 m/N

D．200 N/m

有相对斜面向下运动的趋势，故b与P之间有摩擦力，即f2≠0；再对a受力分析可知，a相对于b有向下运动的趋势，a和b之间存在摩擦力作用，即f1≠0。选项C正确。 【考点定位】共点力的平衡、整体法、隔离法

【名师点睛】“整体隔离法”是力学中的重要方法，一定要熟练掌握，注意对于由多个物体组成的系统，不涉及内力时优先考虑以整体为研究对象。

2．讲基础

（1）重力：涉及到重力问题时，最容易出错的是，把重力忘掉了。 （2）弹力

①产生条件：直接接触；弹性形变

②大小：弹簧弹力F=kx，其它的弹力利用牛顿定律和平衡条件求解。

③方向：压力和支持力的方向垂直于接触面指向被压或被支持的物体，若接触面是球面，则弹力的作用线一定过球心，绳的作用力一定沿绳，杆的作用力不一定沿杆。

特别提醒：绳只能产生拉力，杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，在分析竖直平面内的圆周运动时应该注意两者的区别。 3.摩擦力

①产生条件：①接触且挤压②接触面粗糙③有相对运动或者相对运动趋势

②大小：滑动摩擦力大小 Ff??FN,与接触面的面积和物体运动速度无关；静摩擦力大小根据牛顿运动定律或平衡条件求解。

③方向：沿接触面的切线方向，并且与相对运动或相对运动趋势方向相反

3．讲典例

案例1．如图所示，物体A静止在斜面体B上，斜面体放在水平面上静止．则物体A受力的情况为（ ）

A. 重力 弹力 摩擦力 B. 下滑力 弹力 摩擦力 C. 重力 弹力 摩擦力 下滑力 D. 重力 对斜面的压力 摩擦力 【答案】A

【解析】解：由受力分析知物体冲上粗糙斜面后受重力、弹力、摩擦力的作用,上冲是靠惯性,不是有什么上冲力,故A对B错;C中压力是斜面所受力,不是物体受力,故C错;D选项中弹力与支持力重复出现,故错误。 【趁热打铁】如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为

g.由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动．现使钢板以速度v1向右匀速运

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动，同时用力F拉动物体(方向沿导槽方向)使物体以速度v2沿导槽匀速运动，则拉力F的大小为( )

A. mg B. μmg C. μmgv2v?v2122 D. μmgv1v?v2122 【答案】C

点睛：明确工件所受滑动摩擦力的大小和方向，注意滑动摩擦力的方向是和物体的相对运动方向相反，正确判断出工件所受摩擦力方向，然后根据其运动状态即可正确求解该题．

案例2．如图所示，质量分别为mA和mB的物体A和B相对静止，以共同的速度沿倾角为?的固定斜面匀速下滑，则下列说法错误的是( ) ．．

A. A、B之间的动摩擦因数小于B与斜面之间的动摩擦因数 B. B受到的摩擦力的合力大小为mBgsin? C. A受到的静摩擦力的大小为mAgsin? D. 取走A物体后，B物体仍将匀速下滑

【答案】A

【趁热打铁】如图所示，质量为m1的木块受到向右的拉力F的作用沿质量为m2的长木板向右滑行，长木板保持静止状态.已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为?2，则（ ）

A. 长木板受到地面的摩擦力大小一定是?2?m1?m2?g B. 长木板受到地面的摩擦力大小一定不是?2m1g

C. 若改变F的大小，当F??2?m1?m2?g时，长木板将开始运动 D. 无论怎样改变F的大小，长木板都不可能运动 【答案】D

【解析】m1所受木板的滑动摩擦力大小f1??1m1g，方向水平向左，根据牛顿第三定律得知：长木板受到m1的摩擦力方向水平向右，大小等于f1??1m1g， m2处于静止状态，根据平衡条件知长木板受到地面摩擦力的大小是?1m1g，故AB错误；若改变F的大小，当F??2?m1?m2?g时，木块对长木板的摩擦力仍没有变化，因为摩擦力的大小与F无关，大小始终是?1m1g，故长木板仍处于静止，不可能运动，故C错误，D正确；选BD． 【点睛】本题中木板受到地面的摩擦力是静摩擦力，根据平衡条件分析木板受到地面的摩擦力的大小和方向，而不能根据滑动摩擦力公式求解， f2??2?m1?m2?g是错误的，不能确定此摩擦力是否达到最大值.

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