专题07 力学三种力和受力分析（原卷版）-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练(1)

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第二章  相互作用

专题07  力学中的三种力，受力分析

第一部分  知识点精讲

一、力

1．力的概念：力是物体对物体的作用。

2．力的三要素：力的大小、方向、作用点。

3．力的表示方法：力的图示或力的示意图。

注意：力的图示是严格表示力的方法，需要把力的三要素全部表示出来，而力的示意图只表示力的作用点和方向。

二、重力

1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。重力并等于地球对物体的引力，产生差异的原因是地球自转。

2．大小：与物体的质量成正比，即G＝。可用弹簧测力计测量重力。

3．方向：总是竖直向下的。

4．重心：其位置与物体的质量分布和形状有关。

三、弹力

1．弹力

(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。

注意：施力物体是发生形变的物体，受力物体是阻碍恢复形变的物体。

(2)产生的条件

①物体间直接接触。

②接触处发生弹性形变。

(3)方向：总是与物体形变的方向相反。

2．胡克定律

(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。

伸长量与压缩量相等时，弹力大小相等，方向相反。

(2)表达式：F＝。k是弹簧的劲度系数，由弹簧自身的性质决定，单位是N/m，x是弹簧长度的改变量，不是弹簧形变以后的长度。

四、摩擦力

1．静摩擦力

(1)定义：两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时的摩擦力。

注意：物体受静摩擦力作用时不一定处于静止状态。

(2)产生条件：接触面粗糙；接触处有弹力；两物体间有相对运动趋势。

(3)方向：沿两物体的接触面，与相对运动趋势的方向相反。

(4)大小：0<F≤。一般情况下最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。②静摩擦力与正压力无关，最大静摩擦力与正压力成正比。

2．滑动摩擦力

(1)定义：一个物体在另一个物体表面滑动时，受到另一物体阻碍它们相对滑动的力。

(2)产生条件：接触面粗糙；接触处有弹力；两物体间有相对运动。

(3)方向：沿两物体的接触面，与相对运动的方向相反。

(4)大小：F＝，μ为动摩擦因数，其值与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。注意：FN的大小不一定等于物体的重力，等于重力是特殊情况。

3.对摩擦力的理解

（1）．明晰“三个方向”

（2.） “三法”判断静摩擦力的方向

4．滑动摩擦力大小的计算

5.静摩擦力大小的计算

(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件求解。

(2)物体有加速度时，应用牛顿第二定律F合＝ma求解。

(3)最大静摩擦力与接触面间的压力成正比，其值略大于滑动摩擦力，但通常认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

6.“融会贯通”归纳好——摩擦力的突变问题

摩擦力的突变问题，无论怎样变化，其题根就是静摩擦力和滑动摩擦力大小或方向的变化分析问题，解题时应注意以下三点：

(1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题，有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。

(2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦力的连接系统，相对滑动与相对静止的临界状态时静摩擦力达到最大值。

(3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。

物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。　

五．“活结”和“死结”的比较

（1）“死结”：理解为绳子的结点是固定的，“死结”两侧的是两根独立的绳，两个弹力不一定相等.。

（2）活结”：理解为绳子的结点可以移动，一般是由绳子跨过滑轮或者绳子挂一光滑挂钩而形成的。“活结”两侧的两个弹力一定相等，它们合力的方向一定沿两绳的角平分线。

六．“动杆”与“定杆”的比较

(1)动杆：对一端有光滑转轴O的静止轻杆而言，轻杆受力平衡时，轻杆的另一端受到的力一定沿轻杆的方向，如图甲所示，轻杆OB静止时，ABC轻绳对轻杆OB的作用力一定要沿BO方向，否则轻杆将会绕光滑轴O发生转动，与已知杆静止产生矛盾。

(2)定杆：图乙中，轻杆是插入墙中的，这时A′B′C′对轻杆O′B′的作用力就不一定沿B′O′方向。

七．受力分析的方法

受力分析的步骤

第二部分 最新高考题精选

1.（2021年6月浙江选考） 2021年5月15日，天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层的减速，速度从减为；打开降落伞后，经过速度进一步减为；与降落伞分离，打开发动机减速后处于悬停状态；经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动，则着陆器（　　）

A. 打开降落伞前，只受到气体阻力的作用

B. 打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上

C. 打开降落伞至分离前，只受到浮力和气体阻力的作用

D. 悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力

  2. （2021年1月浙江选考）如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时

A.小车只受重力、支持力作用               

B.木板对小车的作用力方向水平向左

C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力

D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等

3.（2020高考北京卷）某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是

A.实验中必须让木板保持匀速运动

B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线

C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7

D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数

4．（2020年7月浙江选考）矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力、与速度方向垂直的升力和与速度方向相反的空气阻力。下列受力分析示意图可能正确的是（    ）

A．       B． 

C．        D．

第三部分 最新模拟题精选

1. (2022年高考广东梅州二模) 2022年春晚舞蹈《只此青绿》表演中，需要舞者两脚前后分开，以胯部为轴，上半身后躺，与地面近乎平行，在舞者缓慢后躺的过程中，下列说法不正确的是（　　）

A. 人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力

B. 舞者所受的支持力始终等于舞者的重力

C. 舞者越向下躺，重心越低

D. 舞者两脚间距越大，下弯时越稳定

2．(2022广东佛山重点高中质检)如图所示，某同学用手握住竖直方向悬空的水杯保持静止来研究水杯受的摩擦力，为防止水杯脱落，往往会用力握紧它。以下说法正确的是（　　）

A．若往杯中加水，则必须增大手对杯子的压力

B．若往杯中加水，则杯子所受的摩擦力增大

C．若往杯中加水，则杯子所受的摩擦力不变

D．若增大手握杯子的力，则杯子所受的摩擦力增大

3.(2022辽宁沈阳二模)如图所示，粗糙水平面上放置一倾角为斜面体，工人在斜面体上向上匀速推动木箱。已知木箱质量和工人质量相等，工人对木箱的作用力一直平行于斜面向上，工人的脚与斜面间始终没有打滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　）

A. 工人和重物受到斜面的摩擦力大小相等，方向相反

B. 木箱受到的摩擦力对木箱做负功

C. 工人受到摩擦力对工人做正功

D. 斜面体受到地面的摩擦力，方向水平向左

4. （2021安徽安庆市重点高中期中）如图所示，物块正在沿粗糙的斜面匀速下滑，斜面保持静止状态。在下列几种情况中，物块仍沿斜面下滑，则关于地面对斜面体的摩擦力正确说法是

A.若对物块施加竖直向下的外力，地面对斜面体的摩擦力水平向左

B.若对物块施加垂直于斜面向下的外力，地面对斜面体的摩擦力水平向左

C.若对物块施加沿斜面向下的外力，地面对斜面体的摩擦力水平向右

D.若对物块施加沿斜面向下的外力，地面对斜面体没有摩擦力

5．(2022·昆明模拟)图甲是某同学写字时的握笔姿势，图乙是他在握笔时把拇指和食指松开时的状态，笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态。关于两幅图中笔的受力，下列说法正确的是(　　)

A．图甲中笔可能不受摩擦力

B．图乙中笔可能不受摩擦力

C．图甲和图乙中手对笔的作用力方向都为竖直向上

D．图甲中手的握力越大，笔所受的摩擦力越大

6. （2022广州培正中学三模）如图所示，为一种倾斜放置的装取台球的装置，圆筒底部有一轻质弹簧，每个台球的质量为，半径为，圆筒直径略大于台球的直径。当将筒口处台球缓慢取走后，又会冒出一个台球，刚好到达被取走台球的位置。若圆筒与水平面之间的夹角为，重力加速度为，忽略球与筒间的摩擦力。则弹簧的劲度系数的值为（　　）

A.  B.  C.  D.

7.（2020江苏扬州一模）将某劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端用100N的力来拉，弹簧的伸长量为10cm；若对该弹簧两端同时用50N的力反向拉时，弹簧的伸长量为△L．则（　　）

A. k=10N/m，△L=10cm B. k=100N/m，△L=10cm

C. k=200N/m，△L=5cm D. k=1000N/m，△L=5cm

8.如图所示,两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接,在水平外力F作用下,系统处于静止状态,此时弹簧实际长度相等,弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°.弹簧A、B的劲度系数分别为kA、kB,且原长相等.设A、B中的拉力分别为FA、FB,重力加速度为g,小球直径相比弹簧长度可以忽略,则              (　　)

A.kA=kB       B.tan θ=

C.FA=mg      D.FB=2mg

9.（2022安阳一模）如图所示，一粗糙斜面体静止在水平地面上，斜面体上方水平虚线处装有一光滑定滑轮。一轻绳跨过定滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面体上的物块M相连，系统处于静止状态。现把定滑轮沿水平虚线缓慢向右移动小段距离。系统仍处于静止状态，则在此过程中（　　）

A. 轻绳对滑轮的作用力大小不变 

B. 斜面体对M的摩擦力大小一直增加

C. 斜面体对M的作用力大小一直减小 

D. 地面对斜面体的支持力大小一直增加