专题02 相互作用与共点力的平衡（考点清单）-2024-2025学年高一物理上学期期末考点大串讲（人教版2019必修第一册）

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清单01 重力
知识点1 重力
1．基本性质．
(1)定义：由于______________而使物体受到的力，叫作重力．
(2)大小：G＝_______．
(3)方向：总是____________．
(4)g的含义：重力加速度，通常取9.8 m/s2.
2．重心．
(1)定义：物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可认为各部分受到的重力作用_____________，这一点就是物体的重心．
(2)决定物体重心位置的因素
①物体的________．
②物体的____________．
(3)确定不规则物体重心位置：________法．
3．力的图示．
(1)力的三要素：力的大小、方向和________．
(2)表示方法：可以用有向线段表示力．有向线段的________表示力的大小，_______表示力的方向，_______________表示力的作用点．
清单02 弹力
知识点2 弹力
1．形变：物体在力的作用下______或______会发生改变，这种变化叫作形变．
2．定义：发生______的物体，由于要___________，对与它接触的物体会产生力的作用．
3．分类：压力、_________和_______等．
4．方向．
(1)压力和支持力：垂直于_________，指向被压或被支持的物体．
(2)绳的拉力：沿着绳子指向绳子______________．
知识点3 胡克定律
1．弹性形变：撤去作用力后能够____________的形变．
2．弹性限度：当形变超过一定的限度时，撤去作用力后，物体不能__________原来形状的限度．
3．胡克定律：弹簧发生____________时，弹力的大小F跟弹簧_______________的长度x成正比，即F＝kx.
4．劲度系数：公式F＝kx中的k称为__________，单位是_________，单位的符号是______.
清单03 摩擦力
知识点4 滑动摩擦力
1．定义：两个____________的物体相对滑动时，在接触面上会产生一种________________的力，这种力叫作滑动摩擦力．
2．方向：总是沿着________，并且跟物体_________的方向相反．
3．大小：两个物体间的滑动摩擦力的大小跟_______成正比，用公式表示为Ff＝_______，其中μ是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫作_____________，它的数值跟相互接触的两个物体的______有关，还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关．
知识点5 静摩擦力
1．定义：两个物体之间只有______________，而没有__________时产生的摩擦力叫作静摩擦力．
2．方向：总是沿着_________，并且跟物体______________的方向相反．
3．大小：当相对运动趋势增强时，静摩擦力也随之增大，但有一个限度，这个静摩擦力的最大值叫作_______________.而两物体间实际发生的静摩擦力F在____与______________之间，即_________________.
4．判断静摩擦力的有无及方向的三种方法
（1）假设法：
（2）状态法：
（3）牛顿第三定律法：“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，再根据牛顿第三定律确定相互作用的另一物体受到的静摩擦力的方向。
（4）带动法：①“主动带动被动”②“同向快带慢，反向互相阻”，多用于传送带和板块模型中，摩擦力方向的判断。
注意：摩擦力的方向总是与物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，但与物体的运动方向可能相反，也可能相同，还有可能不在同一一线上。
5．摩擦力大小的计算
清单03 合力与分力
知识点6 合力与分力
1．共点力：作用在物体的________或者作用线的延长线_________的一组力．
2．合力与分力：当物体受到几个力的共同作用时，可以用一个力代替它们，这个力产生的效果跟原来几个力的____________相同，那么这个力就叫作那几个力的_______，原来的几个力叫作这个力的_______.
知识点7 力的合成和分解
1．力的合成定义：求_______________的过程．
2．平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两个力的线段为________作平行四边形，这两个邻边之间的__________就代表合力的大小和方向．
3．多力合成的方法：先求出______________的合力，再求出这个合力与__________的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力．
4．分解法则：遵循平行四边形定则．把一个已知力F作为平行四边形的__________，与力F共点的平行四边形的两个________，就表示力F的两个分力F1和F2.
5．力的分解依据：一个力可以分解为两个力，如果没有限制，一个力可以分解为________对大小、方向不同的分力．
知识点8 矢量和标量
1．矢量：既有大小，又有方向，合成时遵守_________________或____________________的物理量．
2．标量：只有大小，没有方向，求和时按照___________运算的物理量．
力的分解
知识点9 共点力的平衡
1．对平衡状态的理解．
(1)两种平衡状态：共点力作用下的平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态．
(2)“静止”和“v＝0”的区别与联系．
总之，平衡状态是指a＝0的状态．
2．共点力平衡的条件．
表达式：_________．F合＝0
实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
实验器材
弹簧、________、钩码、铁架台．
实验原理
1．如图1甲所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码受到的重力__________. 弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用_________测出，其伸长量x可以用弹簧的长度减去弹簧的______来求得．
2．建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用___________连接起来，根据实验所得的图像，就可探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系．
实验步骤
1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧___________状态时的长度l0，即原长．
2．如图2所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1.
3．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5、…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、…
4．计算出每次弹簧的伸长量x(x＝l－l0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格．
数据处理
1．建立直角坐标系，以F为纵轴，x为横轴，根据测量数据用描点法作图．连接各点得出F随弹簧伸长量x变化的图线．
2．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．
知识点10 误差分析
1．本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差．为了减小误差，要尽量多测几组数据．
2．弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差．为了减小该系统误差，实验中应使用________弹簧．
实验：探究两个互成角度的力的合成规律
（一）实验目的
1．练习用作图法求两个力的合力。
2．练习使用弹簧测力计。
3．探究互成角度的两个力合成所遵从的规律——平行四边形定则。
（二）实验原理
1．若用一个力F′或两个力F1和F2共同作用都能把橡皮条沿某一方向拉伸至相同长度，即力F′与F1、F2共同作用的效果相同，那么F′为F1、F2的合力。
2．用弹簧测力计分别测出F′和F1、F2的大小，并记下它们的方向，作出F′和F1、F2的图示，以F1、F2的图示为邻边作平行四边形，其对角线即为用平行四边形定则求得的F1、F2的合力F。
3．比较F′与F，若它们的长度和方向在误差允许的范围内相等，则可以证明互成角度的两个力合成遵从平行四边形定则。
（三）实验器材
方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔。
（四）实验步骤
1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2．用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。
3．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数F1和F2，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。
4．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳套的方向。
5．改变两个力F1和F2的大小和夹角再重复实验两次。
（五）数据处理
1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套的方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示。
2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的F′的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示。
3．比较F′和根据平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同。
（六）误差分析
1．误差来源
除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。
2．减小误差的方法
(1)实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，要根据弹簧测力计的精确度正确读数和记录。
(2)作图时用刻度尺借助于三角板，表示两力的对边一定要平行。因两个分力F1、F2间的夹角θ越大，用平行四边形定则作出的合力F与F′的误差ΔF就越大，所以，实验中不要把θ取得太大，但也不宜太小，以60°～120°之间为宜。
1．在探究“弹簧弹力与形变量的关系”实验中，某同学以弹簧弹力为纵轴、弹簧长度为横轴建立坐标系，依据实验数据作出图像如图所示，则该弹簧的劲度系数为（ ）
A．B．
C．D．
2．如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑（其中D图中O点为球心）。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图为仰韶文化时期的尖底瓶，装水后的尖底瓶“虚则欹、中则正、满则覆”的特点，关于装水后的尖底瓶，下列说法正确的是（ ）
A．瓶所受的重力就是瓶对支架的压力
B．装入瓶中的水越多，瓶的重心一定越高
C．瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点
D．瓶的重心一定在瓶身上
4．如图所示，质量为的小物块，在水平恒力的作用下紧贴在竖直墙壁上保持静止状态。自时刻起随时间均匀减小，直至时刻减为零，重力加速度为，关于小物块所受摩擦力大小随时间变化的图像，下列选项可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
5．如图所示在水平桌面上用手向左拉一张A4纸，手机放在纸面上，则以下说法正确的是（ ）
A．若手机和纸一起匀速运动，则手机受到水平向左的摩擦力
B．若手机和纸一起匀速运动，则速度越大，手机受到的摩擦力越大
C．若手机相对纸面滑动，则手的拉力越大，手机受到的摩擦力越大
D．若手机相对纸面滑动，则手机所受摩擦力的大小与纸的速度大小无关
6．两静止在水平地面上的“人字梯”和“八字脚”桌子如图所示，“人字梯”上端有铰链链接可改变左右两脚的夹角，桌子为一次注塑成型的塑料桌，则（ ）

A．塑料桌桌脚可能不受地面摩擦力作用
B．“人字梯”梯脚不受地面摩擦力作用
C．塑料桌左侧桌脚一定受到地面水平向右的摩擦力
D．“人字梯”左边梯脚受到地面的摩擦力水平向左
7．国务院提出：学校教育要树立“健康第一”的指导思想，体测中“引体向上”项目的标准操作步骤流程如图所示。关于被测试学生分别静止于最低点与最高点时（如图甲、乙所示），下列说法正确的是（ ）
A．甲图中前臂的拉力更大B．甲图中前臂拉力竖直方向的分力更大
C．甲图中两前臂拉力的合力更小D．甲图中单杠对学生的作用力更大
8．天津滨海高速海河大桥位于滨海新区海河入海口，由两座主桥组成，两座主桥均为独塔斜拉桥，如图甲所示。假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，如图乙所示，每根钢索中的拉力都是3×104N，则它们对塔柱的合力大小和方向为（ ）
甲 乙
A．5.2×102N，方向竖直向上B．5.2×102N，方向竖直向下
C．5.2×104N，方向竖直向上D．5.2×104N，方向竖直向下
9．如图所示，一个“Y”字形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条均匀且弹性良好，其自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片可将弹丸发射出去。若橡皮条的弹力满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L（弹性限度内），则弹丸被发射过程中所受的最大弹力为（ ）
A．B．C．kLD．2kL
10．如图所示，用轻绳AO、BO系住一物体使其处于平衡状态，绳AO与竖直方向成一角度，绳BO水平。当绳子的悬点A缓慢向右移动时，BO始终保持水平，在AO到达竖直方向前，关于绳子AO和BO的拉力，下列说法中正确的是（ ）
A．绳AO的拉力先增大后减小B．绳AO的拉力先减小后增大
C．绳BO的拉力先增大后减小D．绳BO的拉力一直在减小
11．现代家居常用吊篮美化室内环境。如图所示，三根等长的轻质铁链对称地悬挂在吊篮架上，另一端接在一起，悬挂在支架上。已知吊篮、花和花盆系统的总质量为3m。下列说法正确的是（ ）
A．每根铁链的拉力均为mg
B．支架对吊篮的作用力一定过系统重心
C．增加铁链的长度，铁链的拉力变大
D．吊篮架对花盆的支持力与花盆的重力是一对相互作用力
12．在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，实验步骤如下：
①将弹簧左端固定，水平放置并处于自然状态，右端与细绳连接，使细绳与水平桌面平行，将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐，弹簧的右端附有指针，此时指针的位置如图乙所示；
②在绳下端挂上一个砝码（每个砝码质量），系统静止后，记录指针的位置
③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内），记录砝码的个数n及指针的位置；
④用获得的数据作出图像，如图丙所示，图线斜率用a表示。
回答下列问题：
(1)图乙所示读数为 cm；
(2)弹簧的劲度系数表达式 （用砝码质量m、重力加速度g和图线的斜率a表示）。若g取则本实验中 N/m（结果保留3位有效数字）。
(3)考虑弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦，则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
13．某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为标记出的小圆环的位置，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
(1)本实验主要采用的科学方法是（ ）
A．控制变量法B．等效替代法
C．理想实验法D．建立物理模型法
(2)图甲所示的操作过程是：用两个规格相同的弹簧测力计，通过细绳沿平行木板平面的不同方向同时拉挂在橡皮筋一端的小圆环，将小圆环拉至某点O，记下O点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小。左侧弹簧测力计的示数，由图可读出右侧弹簧测力计的示数 N。
(3)图乙中的力F和力，一定沿橡皮条AO方向的是 （选填“F”或“”）。
(4)在另一次实验中，该同学用两个弹簧测力计，通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用，两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点，且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计，小圆环平衡时，橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为、和，关于这三个力的大小关系，正确的是____________。
A．B．C．D．
1．安全绳是防止高空作业人员发生坠落或发生坠落后将作业人员安全悬挂的个体防护装置。某次，质量为m的工人（视为质点）系着原长为的弹性安全绳，工人不小心坠落，最终静止时（工人悬挂于空中）安全绳的长度为。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．当安全绳刚伸直时，工人的速度大小为
B．当安全绳刚伸直时，工人的速度大小为
C．安全绳的劲度系数为
D．安全绳的劲度系数为
2．“笔搁”又称“笔架”，即架笔之物，是中国传统文房常用器具之一。如图所示，毛笔的一端A架在笔搁上，另一端B静止在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
A．毛笔B端对桌面的压力沿竖直向下的方向
B．毛笔B端对桌面的压力沿垂直于毛笔笔杆斜向下的方向
C．毛笔受到笔搁的支持力沿垂直于毛笔笔杆斜向下的方向
D．毛笔受到笔搁的支持力是由于笔搁发生形变引起的
3．小明同学用力传感器探究滑动摩擦力的大小，如图甲所示。质量的物块放在水平长木板上，物块右端拴一根细线，细线与固定在实验台上的力传感器相连，传感器能记录细线拉力大小F。现用水平向左的力拉动长木板，得到图像如图乙所示。结合图中相关信息，以下说法正确的是（ ）
A．实验时长木板不必保持匀速直线运动
B．实验时用4N的水平拉力可以拉动静止的长木板
C．物块与木板间的动摩擦因数约为
D．物块与木板间的动摩擦因数约为
4．羽毛球是很多高中生喜欢的体育运动。某同学为了将一个羽毛球从球筒中取出，他先将球筒口朝下，球筒保持竖直并静止，发现羽毛球并未滑出，然后举至某一高度由静止释放，球筒落到地面时速度瞬间减为0，羽毛球能滑至筒口处，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．球筒竖直静止时，羽毛球不受摩擦力
B．球筒下落过程中，羽毛球不受摩擦力
C．球筒下落过程中，羽毛球所受摩擦力方向向上
D．羽毛球向筒口运动过程中，羽毛球受到摩擦力方向向上
5．如图甲所示的垃圾夹拾钳能帮助环卫工人快速拾起垃圾。在某次捡垃圾的过程中，环卫工人用垃圾夹拾钳夹住两个完全相同且重力都为G的物体A和B，使之保持静止状态。垃圾夹拾钳的钳子及物体间的接触面竖直，如图乙所示。若两个物体和夹拾钳间动摩擦因数相同，下列说法正确的是（ ）
A．钳子与物体A之间的摩擦力大小为
B．钳子与物体A之间的摩擦力大小为G
C．物体A、B之间的摩擦力大小为0
D．物体A、B之间的摩擦力大小为
6．图1中两人分别用力F1、F2互成角度地共同提着石块保持静止。图2中吊车单独用力F悬吊这一石块静止。则下列说法正确的是（ ）
A．F1、F2为F的合力
B．F为F1、F2的合力
C．F的大小可能等于F1、F2的大小
D．F的大小一定等于F1、F2的大小之和
7．传统手工榨油利用“油锤”撞击“进桩”挤压油饼出油，如图甲所示。假设“进桩”为等腰三角形木楔，简化模型如图乙所示，木楔的顶角为，现在木楔右端施加力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力N，则（ ）
A．若F一定，越小N越大B．若F一定，越大N越大
C．若一定，F越大N越大D．若一定，F越小N越大
8．抖空竹是一项老少皆宜的运动项目，也是一种杂技表演项目，历史文化悠久。如图所示，人的两手握住连有轻质绳子的两根短杆，空竹在绳子上旋转并上下左右运动，忽略空竹的自转，认为绳子是光滑的且空竹在运动过程始终处于平衡状态。已知空竹的质量为m，重力加速度为g，绳子两端水平距离为d，绳长为L，下列说法正确的是（ ）
A．绳子与竖直方向夹角的余弦值为
B．绳子的拉力为
C．若左手不动，右手向上移动，绳子的拉力增大
D．若左手不动，右手向右移动，绳子的拉力增大
9．如图所示，一个装满水的空心球总质量为，左侧紧靠在竖直墙面上，右侧由方形物块顶在其右下方的A点，使球处于静止状态。空心球的圆心为，半径为，A点距离圆心的竖直距离为，重力加速度为。则（ ）
A．方块物体对空心球的弹力大小为
B．仅将方块物体向右移动一小许，墙面对空心球的弹力将不变
C．仅当空心球里的水放掉一小部分，方形物块对球的弹力将变小
D．仅当空心球里的水放掉一小部分，方形物块对球的弹力与水平方向的夹角将变小
10．某物理兴趣实验小组用如图甲所示的铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码以及刻度尺探究弹簧弹力F与弹簧长度l的关系（每个钩码的质量为，重力加速度）。实验中记录的数据如下表：
(1)实验小组同学已经将表中数据描在了图乙的坐标系中，请在图乙中帮助他们画出图线 ；
(2)根据所作图线及题中所给数据，可求得弹簧的劲度系数为 ；（保留3位有效数字）
(3)图线与横轴交点的物理意义是： ，其值为： ；（保留2位有效数字）
(4)图线后段明显弯曲的原因是： 。
11．如图是利用橡皮条、弹簧测力计、轻质小圆环、细绳套等仪器完成的“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验示意图，该实验将橡皮条的一端固定于G点，另一端挂上轻质小圆环。图甲表示橡皮条处于原长；图乙表示通过细绳套在两个弹簧测力计互成角度拉力F1、F2的共同作用下，使小圆环处于O点；图丙表示通过细绳套用一个弹簧测力计施加拉力F使小圆环处于O点；图丁是在白纸上根据实验记录进行猜想后画出的力的合成图示。
(1)关于此实验，下列叙述正确的是 。
A．在进行图乙的实验操作时，F1、F2的夹角越大越好
B．用两个测力计互成角度拉橡皮条，拉力大小一定都小于只用一个测力计时拉力大小
C．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同
D．本实验采用的科学方法为等效替代法
(2)图丁中F′是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线，一定沿GO方向的是 （填“F”或者“F′”）。
(3)若在图乙中，F1、F2夹角小于90°，现保持O点位置不变，拉力F2方向不变，增大F1与F2的夹角，将F1缓慢转至水平方向的过程中，两弹簧秤示数大小变化为 。
A．F1一直减小 F2一直增大 B．F1先减小后增大 F2一直增大
C．F1一直增大 F2一直减小 D．F1一直增大 F2先减小后增大
力的合成
法则
平行四边形定则和三角形定则
结论
1.合力可能大于、等于、小于任一分力
2.若F1、F2大小不变，两个分力的夹角越大，合力越小
3.两个共点力合力的范围：｜F1－F2｜≤F合≤ F1＋F2
4.若F1、F2大小相等，两个分力的夹角为1200，合力等于分力
5.三个共点力
（1）最大值：三个力共线且同向时，其合力最大，为F1＋F2＋F3
（2）最小值：任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在这个范围之内，则三个力的合力的最小值为零，如果第三个力不在这个范围内，则合力的最小值为最大的一个力的大小减去另外两个较小的力的大小之和
几种特殊情况的力的合成
F=F12+F22；tan θ=F1F2
F=2F1csθ2；F与F1夹角为θ2
F'=F
力的分解
方法
按力的作用效果分解或正交分解（平行四边形定则和三角形定则）
力的分解的
四种情况
1.已知合力和两个分力的方向求两个分力的大小,有唯一解。
2.已知合力和一个分力(大小、方向)求另一个分力(大小、方向),有唯一解。
3.已知合力和两分力的大小求两分力的方向:
①F>F1+F2,无解
②F=F1+F2,有唯一解,F1和F2跟F同向
③F=F1-F2,有唯一解,F1与F同向,F2与F反向
④F1-F2