高中物理高考 考点05 力的概念及常见的三种力-备战2022年高考物理考点一遍过

这是一份高中物理高考 考点05 力的概念及常见的三种力-备战2022年高考物理考点一遍过，共14页。试卷主要包含了重力，弹力，摩擦力等内容，欢迎下载使用。
一、力1．概念（1）力是物体间的相互作用，力总是成对出现的，这一对力的性质相同。不接触的物体间也可以有力的作用，如重力、电磁力等。（2）力是矢量，其作用效果由大小、方向和作用点三个要素决定。力的作用效果是使物体产生形变或加速度。2．力的分类（1）按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力、安培力等。（2）按作用效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、浮力、回复力等。（3）按研究对象分类：内力和外力。3．力的图示和示意图（1）力的图示：力的图示中，线段的长短表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点，线段所在的直线叫做力的作用线。（2）力的示意图：力的示意图只能粗略表示力的作用点和方向，不能表示力的大小。二、重力1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。2．大小：G=mg。3．g的特点（1）在地球上同一地点g值是一个不变的常数。（2）g值随着纬度的增大而增大。（3）g值随着高度的增大而减小。4．方向：竖直向下。5．重心（1）相关因素：物体的几何形状；物体的质量分布。（2）位置确定：质量分布均匀的规则物体，重心在其几何中心；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定。三、弹力1．形变：物体形状或体积的变化叫形变。2．弹力（1）定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用。（2）产生条件：物体相互接触；物体发生弹性形变。3．胡克定律（1）内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F与弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。（2）表达式：F=kx。k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定。x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。4．弹力的大小、有无及方向的判断（1）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。③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。④替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否维持原来的运动状态。（2）弹力方向的判断方法①根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。②根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。（3）弹力的分析与计算首先分析物体的运动情况，然后根据物体的运动状态，利用共点力平衡的条件或牛顿第二定律求弹力。5．几种典型接触弹力的方向确认：弹力弹力的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面（或接触面的切面）而指向受力物体球与面接触的弹力在接触点与球心连线上，指向受力物体球与球接触的弹力垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体6．含弹簧类弹力问题的分析与计算中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有如下几个特性：（1）弹力遵循胡克定律F=kx，其中x是弹簧的形变量。（2）轻：即弹簧（或橡皮绳）的重力可视为零。（3）弹簧既能受拉力，也能受压力（沿着弹簧的轴线），橡皮绳只能受拉力，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，它们产生的弹力立即消失。7．滑轮模型与死结模型问题的分析 （1）跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳两端张力大小相等。（2）死结模型：如几个绳端有“结点”，即几段绳子系在一起，谓之“死结”，那么这几段绳中的张力不一定相等。（3）同样要注意轻质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向，作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得，而轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向。四、摩擦力1．定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力。2．产生条件（1）接触面粗糙；（2）接触处有挤压作用；（3）两物体间有相对运动或相对运动的趋势。3．方向：与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。4．大小（1）滑动摩擦力：F=μFN；（2）静摩擦力：0<Ff≤Fmax。5．静摩擦力方向的判断（1）假设法：静摩擦力的方向一定与物体相对运动趋势的方向相反，利用“假设法”可以判断出物体相对运动趋势的方向。（2）状态法：根据二力平衡条件、牛顿第二定律，可以判断静摩擦力的方向。（3）利用牛顿第三定律（即作用力与反作用力的关系）来判断，此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。6．应用“状态法”解题时应注意的问题状态法是分析判断静摩擦力有无及方向、大小的常用方法，用该方法可以不必分析物体相对运动的趋势，使模糊不清的问题明朗化，复杂的问题简单化。在使用状态法处理问题时，需注意以下两点：（1）明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向。（2）静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角。7．摩擦力的突变问题当物体的受力情况发生变化时，摩擦力的大小和方向往往会发生变化，有可能会导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。该类问题常涉及摩擦力的突变问题，在分析中很容易发生失误。在解决此类问题时应注意以下两点：（1）如题干中无特殊说明，一般认为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。（2）由于此类问题涉及的过程较为复杂，采用特殊位置法解题往往比采用过程分析法解题更为简单。8．摩擦力大小的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。（1）滑动摩擦力由公式F=μFN计算，应用此公式时要注意以下两点：①μ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；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关。（2）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，跟接触面相互挤压力FN无直接关系，因此它具有大小、方向的可变性，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，根据物体所处的状态（平衡、加速等），由力的平衡条件或牛顿运动定律求解。②最大静摩擦力Fmax：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FN成正比，在FN不变的情况下，Fmax比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，而静摩擦力可在0~Fmax间变化。9．摩擦力认识的三个误区（1）认为滑动摩擦力的大小与接触面积大小、物体速度大小有关；（2）不能认识到摩擦力性质、方向、大小会发生突变而产生错误；（3）认为静止的物体只能受到静摩擦力，运动的物体只能受到滑动摩擦力。10．对摩擦力的进一步理解误区一：有弹力就有摩擦力，有摩擦力就有弹力。从产生摩擦力的条件可知：有弹力存在仅仅是产生摩擦力的一个条件。虽有弹力存在，但两物体间若没有“相对运动或相对运动的趋势”，则不会产生摩擦力，反之，若两物体间有摩擦力，则一定有弹力。误区二：摩擦力的大小一定与正压力成正比。若摩擦力是滑动摩擦力，根据Ff=μFN可知，两物体间的滑动摩擦力确实与正压力成正比。但对静摩擦力而言，它是一个被动力，随着使物体产生“相对运动趋势”的外力的变化而变化，与正压力大小无关，正压力只可影响最大静摩擦力的大小。误区三：摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反。摩擦力的方向应与“相对运动”或“相对运动趋势”的方向相反，与物体的运动方向有可能相反也有可能相同。即摩擦力可以是阻力，也可以是动力。误区四：摩擦力的方向与物体运动方向一定在同一直线上。常见的多数摩擦力的方向与物体运动方向在同一直线上，但不是所有情境下的摩擦力均如此。如图所示，一人站在扶梯上，随扶梯斜向上加速上升；人沿扶梯斜向上运动，而人所受摩擦力却是水平方向，与运动方向并不共线。故两物体间摩擦力的方向应理解为“与两物体接触面相切，和物体间“相对运动”或“相对运动趋势”的方向相反，而与物体的运动方向无关。（2019·四川省凉山州高一期末）下列有关重力的论述，哪些正确A．飞行着的物体，因为不掉在地上，故不受重力作用B．静止在地面上的物体不受重力C．水平抛出的物体其运动方向时刻变化，故受重力的方向也不断变化D．不管物体处于何运动状态，物体受重力的方向总是竖直向下的【参考答案】D【详细解析】飞行的物体由于受到浮力的作用而不会掉在地上，但它一定受到重力；故A错误；静止的物体在地面上一定会受到重力；故B错误；重力不会随运动的变化而变化；它的大小和方向都是不变的；故C错误；不管物体处于何运动状态，物体受重力的方向总是竖直向下的；故D正确。1．有一个圆形的均质薄板，若以板中心为圆心挖掉一个小圆成一圆环，下列说法正确的是A．板的重力不变，重心位置改变B．板的重力减小，重心不存在了C．板的重力不变，重心位置不变D．板的重力减小，重心位置不变【答案】D【解析】重力与质量有关，故挖去一块，质量减小，重力减小；形状规则，质量分布均匀的物体，重心在其几何中心，圆形的匀质薄板，若以板中心为圆心挖掉一个小圆成一圆环，仍然还是形状规则，质量分布均匀的物体，故中心还在板的圆心位置，故重心位置不变；选项D正确，ABC错误。故选D。如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的A．      B．C．      D．【参考答案】A【详细解析】由牛顿运动定律，F–mg+F弹=ma，F弹=k(x0–x)，kx0=mg，联立解得F=ma+kx，对比题给的四个图象，可能正确的是A。1．（2019·贵州省贵阳入学考试）匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触，关于小球 的受力，下列说法正确的是A．重力和细线对它的拉力B．重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力C．重力和斜面对它的支持力D．细线对它的拉力和斜面对它的支持力【答案】A【解析】车匀速前进，所以小球受力应该平衡，小球受到重力，要使小球处于平衡状态，那么绳子应该提供一个竖直向上的拉力作用，所以小球受两个力，即重力和绳子的拉力，故A正确；综上所述本题答案是：A。（2019·天津市河西区学业水平考试）水平地面上有一个质量为的物体，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，设物体最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当用的水平力推此物体时，物体受到的摩擦力大小为A． B．C． D．【参考答案】A【详细解析】物体受到的最大静摩擦力：Ffmax=μFN=0.2×200 N=40 N。当F=20 N＜Ffmax时为静摩擦力F′f=F=20 N。故选A。1．如图所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的是A．物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下B．物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下C．物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用D．无论A随传送带一起向上还是向下运动，传送带对物体A的作用力均相同【答案】D【解析】无论传送带向上还是向下运动，物体A随传送带匀速运动处于平衡状态，在重力作用下有相对于传送带沿斜面向下的运动趋势，传送带对物体有沿斜面向上的静摩擦力，根据平衡条件可得Ff=mgsin θ，所以D正确。1．（2019·江苏省淮安市淮阴师范学院附属中学等四校高一期中联考）下列的叙述中，正确的是A．只有与地球直接接触的物体，才受到重力的作用B．形状规则的物体重心位置在几何中心C．滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动D．运动的物体不可能受到静摩擦力2．关于重力，下列说法正确的是A．重力是由于地球对物体的吸引而产生的B．重力的方向总是与支持面垂直C．重力的大小与质量的大小相同D．物体对支持面的压力一定等于物体的重力3．（2019·上海市浦东新区高中学业水平）下列说法中正确的是A．用手竖直握住一瓶子，此时瓶子受重力一定与手所受最大静摩擦力相平衡B．用手托住一个瓶子，瓶子对手的压力就是重力C．静止的水平桌面放一本书，桌面对书的支持力与书的重力二力平衡D．静止的水平桌面放一本书，桌面对书的支持力是由于书发生了弹性形变引起的4．下面关于重力的说法不正确的是A．物体对悬绳的拉力或对支持面的压力的大小可以不等于重力B．质量一定的物体，其重心位置不仅与形状有关．还与质量分布情况有关C．赤道上各处的重力加速度都相同D．某地的重力加速度是9.79 m/s2，则此地做是由落体运动的物体速度毎秒增加9.79 m/s5．（2019·浙江省台州市联谊五校高二期中）如图所示，羽毛球运动员在比赛过程中用球拍回击飞过来的羽毛球，下列说法正确的A．球拍击羽毛球的力大于羽毛球撞击球拍的力B．羽毛球先对球拍有力的作用，球拍才对羽毛球有力的作用C．羽毛球撞击球拍的力是由羽毛球发生形变引起的D．羽毛球对球拍的力和球拍对羽毛球的力是一对平衡力6．如图，两个质量都是m的物体A、B，通过劲度系数为k的轻弹簧相连，开始时A、B均处于静止状态。现在A上施加一个竖直向上的恒力F，使A由静止开始向上做加速直线运动，当B刚要离开地面时，A的速度恰好达到最大，在此过程中，下列说法正确的是A．A的最大加速度为2gB．A的最大速度为C．恒力F的大小为mgD．恒力在此过程中做的功为7．（2019·广东省普通高中学业水平考试）如图所示，木块M被水平力F压在竖直墙壁上，保持静止状态。关于物体受到墙壁的静摩擦力，下列说法正确的是A．因为木块静止，所以静摩擦力为零B．因为木块有下滑的趋势，所以静摩擦力的方向竖直向下C．如果增大F，静摩擦力将增大D．如果增大F，静摩擦力仍保持不变8．如图所示，质量均为M的物块A、B叠放在光滑水平桌面上，质量为m的物块C用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳与B连接，且轻绳与桌面平行，A、B之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是A．物块A运动的最大加速度为B．要使物块A、B发生相对滑动，应满足关系C．若物块A、B未发生相对滑动，物块A受到的摩擦力为D．轻绳对定滑轮的作用力为9．（2019·新课标全国Ⅰ卷）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加10．（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   B．40 N/m   C．200 m/N   D．200 N/m11．（2014·广东卷）如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向12．（2012·海南卷）下列关于摩擦力的说法，正确的是A．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B．作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速D．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速1．C【解析】重力是由于地球吸引而受到的力，所以在地球上的物体，不与地球接触也会受到重力作用，A错误。形状规则质量分布均匀的物体重力在几何中心，B错误；根据摩擦力定义可知，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，阻碍物体的相对运动，C正确。运动物体也可以受到静摩擦力，比如汽车在水平面转弯，静摩擦力提供向心力，D错误。2．A【解析】重力是由于地球对物体的吸引而产生的力，故A正确；重力的方向总是竖直向下，与水平面垂直，故B错误；重力的大小为，与质量成正比，故C错误；物体对支持面的压力不一定等于物体的重力，如放在斜面上的物体受到的重力大于其对斜面的压力，故D错误。3．C【解析】用手竖直握住一瓶子，此时重力与摩擦力平衡，但摩擦力不一定达到最大静摩擦力，A错误。瓶子对手的压力作用在手上，而重力作用在瓶子上，不是一个力，B错误。静止的水平桌面放一本书，书处于平衡状态，所以桌面对书的支持力与书的重力二力平衡；而桌面对书的支持力是由于桌面发生形变，要恢复原状，对于其接触的书的作用力，ABD错误，C正确。4．C【解析】物体处于平衡状态时，对竖直悬线或对水平支持面的压力的大小才等于重力，其余的状态下，可以不等于重力，故A正确；质量一定的物体，其重心位置不仅与形状有关，还与质量分布情况有关，故B正确；重力加速度的大小与纬度以及海拔的高度都有关，在赤道上，不同的海拔高度上的重力加速度不一定相等，故C错误；某地的重力加速度是，则此地做自由落体运动的加速度等于，所以物体速度毎秒增加，故D正确。5．C【解析】球拍击羽毛球的力与羽毛球撞击球拍的力为作用力与反作用力，所以大小相等，方向相反，故AD错误；力的作用是同时产生的，故B错误；由弹力的产生可知，羽毛球撞击球拍的力是由羽毛球发生形变引起的，故C正确。6．AD【解析】当B刚好离开地面时，即弹簧的弹力等于B的重力mg，此时A的速度最大，对A受力分析可知，F=2mg，当弹簧处于压缩且处于平衡时，A的合外力为F，加速度为2g，故A正确，C错误；开始到A到达最大速度过程应用动能定理有：，其中x为A运动的位移，即为，解得：，故B错误；恒力做功为，故D正确。7．D【解析】对物体受力分析，受推力、重力，受墙壁对其垂直向外的支持力，由于物体保持静止，处于平衡状态，合力为零，故有竖直向上的静摩擦力，根据平衡条件有，即静摩擦力与重力平衡，与推力无关，故选项D正确，ABC错误。8．AC【解析】A受到的最大合外力为μMg，则A的最大加速度：a=μMg/M=μg，故A正确；当A的加速度恰好为μg时，A、B发生相对滑动，以A、B、C系统为研究对象，由牛顿第二定律得：mg=(M+M+m)μg，解得：m=，要使物块A、B之间发生相对滑动，物块C的质量至少为，故B错误；若物块A、B未发生相对滑动，A、B、C三者加速度的大小相等，由牛顿第二定律得：mg=(2M+m)a，对A：f=Ma，解得：f=，故C正确；C要向下做加速运动，C处于失重状态，绳子的拉力：T<mg，轻绳对定滑轮的作用力：N==T<，故D错误。9．BD【解析】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；             对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加。故本题选BD。10．D【解析】由题意知，弹簧的弹力为4 N时，弹簧伸长2 cm，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ABC错误，D正确。11．A【解析】M处支持力方向与支持面（地面）垂直，即竖直向上，选项A正确；N处支持力与支持面（原木接触面）垂直，即垂直MN向上，故选项B错误；摩擦力与接触面平行，故选项CD错误。12．CD【解析】作用在物体上的滑动摩擦力方向，若与物体的运动方向相同时，能使物体加速，比如物体轻轻放在水平匀速传动的传送带上时物体受到滑动摩擦力而加速，故A错误；当静摩擦力与物体的运动方向相反时，物体可能做减速运动，故B错误；当滑动摩擦力方向与物体的运动方向相同时，物体可能做加速运动；当滑动摩擦力方向与物体的运动方向相反时，物体可能做减速运动，故C正确；当静摩擦力方向与物体的运动方向相同时，物体可能做加速运动；当静摩擦力方向与物体的运动方向相反时，物体可能做减速运动，故D正确。