必修一第3講相互作用李仕才考試內容及要求知識內容學考要求2015.10考題2016.4考題2016.10考題2017.4考題2017.11考題2018.4考題2018.6考題重力、基本相互作用c23彈力c7摩擦力c137力的合成c力的分解c7共點力平衡條件及應用c105一、重力、基本相互作用1力力是物體與物體之間的相互作用力的單位是牛頓，符號是N，力是矢量2重力(1)產生：由于地球的吸引而使物體受到的力(2)大小：Gmg，其中g為重力加速度(3)方向：豎直向下(4)重心：重力的等效作用點重心的位置與質量分布和物體形狀有關，質量分布均勻、形狀規則的物體的重心在其幾何中心形狀不規則或者質量不均勻的薄板，重心可用懸掛法確定3四種基本相互作用萬有引力、電磁相互作用、強相互作用、弱相互作用例1(2017紹興市9月診斷考試)如圖1所示是運動員在冬奧會比賽中滑雪的情景，運動員和滑板組成的系統受到的力有()圖1A推力B重力、推力C重力、空氣阻力D重力、推力、空氣阻力答案C例2(2018牌頭中學期中質檢)如圖2所示，“馬踏飛燕”是漢代藝術家高度智慧、豐富想象、浪漫主義精神和高超的藝術技巧的結晶，是我國古代雕塑藝術的稀世之寶，飛奔的駿馬之所以能用一只蹄穩穩地踏在飛燕上，是因為()圖2A馬跑得快的緣故B馬蹄大的緣故C馬的重心在飛燕上D馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上答案D二、彈力1彈性形變：撤去作用力后能夠恢復原狀的形變2彈力(1)定義：發生彈性形變的物體，由于要恢復原狀，對與它接觸的物體產生的力(2)產生條件：物體相互接觸；物體發生彈性形變(3)幾種常見的彈力方向壓力或支持力的方向總是垂直于支持面而指向被壓或被支持的物體繩的拉力的方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向桿中彈力可能沿桿方向，也可能不沿桿方向3彈力有無的判斷方法(1)條件法：根據物體是否直接接觸并發生彈性形變來判斷(2)狀態法：根據物體的運動狀態，利用牛頓第二定律或共點力平衡條件判斷4胡克定律(1)內容：彈簧發生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比(2)表達式：Fkx.說明：k是彈簧的勁度系數，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質決定x是彈簧長度的變化量，不是彈簧形變以后的長度例3(2017湖州市期末)如圖3所示為某同學在籃球比賽中進行擊地傳球的示意圖，下列說法中，正確的是()圖3A地面給籃球的彈力方向豎直向下B籃球給地面的彈力方向斜向下C地面對籃球的支持力大于籃球對地面的壓力D籃球受到地面的支持力，是由于地面發生了形變而產生的答案D解析點與面間的彈力方向垂直于接觸面且指向受力物體，所以籃球受到地面的彈力垂直地面指向籃球，籃球對地面的彈力垂直地面且指向地面，所以A、B選項錯誤；由牛頓第三定律可知，地面對籃球的支持力與籃球對地面的壓力大小相等，方向相反，所以C選項錯誤；籃球受到的支持力的施力物體是地面，所以是地面發生微小形變產生的，D選項正確例4(2018嘉興市教學測試)如圖4所示的復合彈簧是在金屬彈簧周圍包裹一層橡膠材料復合硫化而成這種彈簧已廣泛應用于工程技術上以代替金屬彈簧，其物理性能與金屬彈簧相同由此可知，復合彈簧()圖4A不再遵循胡克定律B彈力與形變量成正比C勁度系數與粗細無關D勁度系數與材料無關答案B三、摩擦力1產生條件(1)兩物體相互接觸且接觸面粗糙；(2)兩物體有相對運動或相對運動趨勢；(3)兩物體在接觸面上有正壓力(彈力)2方向：與受力物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反3大小：滑動摩擦力FfFN；靜摩擦力0FfFfmax.4應用：(1)靜摩擦力的有無和方向判斷假設法：假設接觸面光滑，不存在摩擦力，然后分析這兩個物體是否發生相對運動若無相對運動，說明這兩物體間沒有相對運動趨勢，無靜摩擦力；反之則存在靜摩擦力運動狀態法：當相互接觸的兩物體處于靜止或勻速直線運動狀態時，可根據平衡條件判斷靜摩擦力是否存在(2)摩擦力大小的計算靜摩擦力大小的計算：物體處于平衡狀態時，利用平衡條件計算其大小；物體有加速度時，由F合ma進行計算滑動摩擦力的計算：FfFN，為動摩擦因數，其大小與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力例5(2018諸暨中學第二次考試)如圖5所示，某人用手握住一個保溫杯，則下列說法中正確的是()圖5A若保持保溫杯始終靜止，則手握得越緊，保溫杯受到的摩擦力越大B握著保溫杯勻速向上運動，保溫杯所受的摩擦力向上C握著保溫杯勻速向下運動，保溫杯所受的摩擦力向下D握著保溫杯水平勻速運動，保溫杯不受摩擦力答案B例6(2015浙江10月學考13)將質量為1.0 kg的木塊放在水平長木板上，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0開始逐漸增大，木塊先靜止后相對木板運動用力傳感器采集木塊受到的拉力和摩擦力的大小，并用計算機繪制出摩擦力大小Ff隨拉力大小F變化的圖象，如圖6所示木塊與長木板間的動摩擦因數為(g10 m/s2)()圖6A0.3 B0.5C0.6 D1.0答案A解析由題圖看出，拉力大于5 N后木塊相對木板滑動，滑動摩擦力為3 N，支持力與木塊的重力大小相同，0.3，A對四、力的合成1合力與分力(1)如果一個力的作用效果跟幾個力共同作用的效果相同，這一個力就叫那幾個力的合力，那幾個力就叫這個力的分力(2)關系：合力和分力是一種等效替代關系2平行四邊形定則求兩個互成角度的共點力F1、F2的合力，可以以表示F1、F2的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向，如圖7所示圖73合力與分力的大小關系(1)兩個分力一定時，夾角(0180)越大，合力越小(2)合力一定，兩等大分力的夾角(0180)越大，兩分力越大(3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力4兩個共點力的合力大小的范圍：|F1F2|FF1F2，即兩個力的大小不變時，其合力隨夾角的增大而減小當兩力反向時，合力最小，為|F1F2|；當兩力同向時，合力最大，為F1F2.例7小明和小嫻兩人共提總重力為G的一桶水勻速前行，如圖8所示若兩人手臂用力大小均為F，兩人提水的手臂間的夾角為，則()圖8A越大，則F越小B若60，則FC若120，則FGD當90時，F有最小值答案C解析合力一定，兩人提水的手臂間的夾角越大，則F越大，選項A錯誤；若60，根據平行四邊形定則，分力F，選項B錯誤；若120，則FG，選項C正確；當0時，F有最小值，選項D錯誤五、力的分解1概念：求一個力的分力的過程2遵循規則：平行四邊形定則或三角形定則3(1)按力的實際效果分解的幾種典例(如圖9所示) 圖9(2)正交分解方法：將已知力按互相垂直的兩個方向進行分解(如圖10所示)圖10建立坐標軸的原則：一般選共點力的作用點為原點，在靜力學中，以少分解力和容易分解力(即盡量多的力在坐標軸上)為原則；在動力學中，習慣以加速度方向和垂直加速度方向為坐標軸建立坐標系例8小劉同學用輕質圓規做了如圖11所示的小實驗，其中圓規兩腳A與B分別模擬橫梁與斜梁，鑰匙模擬重物通過實驗能說明：O點受到向下的力F產生的對橫梁A與斜梁B的作用效果分別是()圖11A壓力、拉力 B壓力、壓力C拉力、拉力 D拉力、壓力答案D解析對力F按照作用效果分解，如圖所示，則F1為拉力，F2為壓力，因此D選項正確六、共點力的平衡1平衡狀態：物體處于靜止或勻速直線運動的狀態2平衡條件：F合0或者.3解決平衡問題的一般思路(1)確定研究對象，可能是一個物體、一個結點或一個系統(用整體法或隔離法)(2)對研究對象正確地受力分析，并作出受力圖(3)判定研究對象是否處于平衡狀態(4)運用平衡條件，選擇合適方法列出平衡方程解題若物體受力較多，一般可選用力的正交分解法；對三力平衡的問題，可利用合成法或分解法，運用三角形知識來求解例9(2018新昌中學考前模擬)圖12所示為喜慶節日里掛的燈籠，由于天氣刮風，所受重力為G的燈籠向右飄起，設風對燈籠的作用力F恒定在某一時間內燈籠偏離豎直方向的角度恒為，設輕繩對燈籠的拉力為FT.下列說法正確的是()圖12AFT與F的合力方向豎直向下BFT與F的合力大于GCFT和G是一對平衡力D繩索所受拉力的大小為FT答案D解析燈籠受力情況如圖所示：FT與F的合力與重力等大反向，A、B、C錯誤；由幾何關系知FT，D正確1(2018浙江6月學考7)如圖13所示是一勁度系數為k的彈簧，右上方為其對應的Fx圖象，O點對應彈簧自然伸展狀態，彈簧拉伸至x1時彈力為F1，拉伸至x2時彈力為F2，則()圖13AF1kx1 BF1kx2CF1k(x2x1) DF2k(x2x1)答案A解析根據胡克定律，彈簧彈力與形變量成正比，即選項A正確2.(2016浙江10月學考3)中國女排在2016年奧運會比賽中再度奪冠圖14為比賽中精彩瞬間的照片，此時排球受到的力有()圖14A推力B重力、推力C重力、空氣對球的作用力D重力、推力、空氣對球的作用力答案C解析此時手與排球沒有接觸，所以沒有推力，故C選項正確3.(2018嘉興市期末)如圖15所示，用手向右拉毛刷，毛刷與桌面保持相對靜止，則()圖15A手與毛刷間存在滑動摩擦力B手受到的摩擦力與毛刷受到桌面的摩擦力方向相反C毛刷受到桌面的靜摩擦力方向向左D手與毛刷之間不存在相互作用力答案C解析手要用力向右拉著毛刷，所以兩者之間有作用力，D選項錯誤；手與毛刷兩者之間沒有相對滑動，不存在滑動摩擦力，A選項錯誤；手相對毛刷和毛刷相對桌面都有向右的運動趨勢，所以手受到的摩擦力與毛刷受到桌面的摩擦力方向都向左，方向相同，所以B選項錯誤，C選項正確4.(2017浙江4月學考7)如圖16所示，重型自卸車利用液壓裝置使車廂緩慢傾斜到一定角度，車廂上的石塊就會自動滑下以下說法正確的是()圖16A在石塊下滑前后自卸車與石塊整體的重心位置不變B自卸車車廂傾角越大，石塊與車廂的動摩擦因數越小C自卸車車廂傾角變大，車廂與石塊間的正壓力減小D石塊開始下滑時，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力答案C解析物體的重心的位置跟形狀還有質量分布有關，石塊下滑前后，質量分布變化，形狀變化，所以重心改變，選項A錯誤；動摩擦因數與傾角無關，選項B錯誤；由圖可知，FNmgcos ，Ffmgsin ，傾角變大，所以正壓力FN減小，選項C正確；石塊開始下滑時，重力沿斜面方向的分力大于石塊受到的摩擦力，選項D錯誤5.(2017浙江4月學考10)重力為G的體操運動員在進行自由體操比賽時，有如圖17所示的比賽動作，當運動員豎直倒立保持靜止狀態時，兩手臂對稱支撐，夾角為，則()圖17A當60時，運動員單手對地面的正壓力大小為B當120時，運動員單手對地面的正壓力大小為GC當不同時，運動員受到的合力不同D當不同時，運動員與地面之間的相互作用力不相等答案A解析運動員豎直倒立在地面上保持靜止狀態時，地面對兩手的支持力豎直向上，運動員的受力如圖所示，由平衡關系可知，2FNG，即FN，FN與角無關，所以選項A正確，B錯誤；不管角度如何，運動員受到的合力都為零，即地面對運動員的作用力與重力大小相等、方向相反，選項C、D錯誤6.(2017浙江11月學考5)疊放在水平地面上的四個完全相同的排球如圖18所示，質量均為m，相互接觸，球與地面間的動摩擦因數均為，則()圖18A上方球與下方三個球間均沒有彈力B下方三個球與水平地面間均沒有摩擦力C水平地面對下方三個球的支持力均為mgD水平地面對下方三個球的摩擦力均為mg答案C解析將四個球看成一個整體，地面的支持力與球的重力平衡，設下方三個球中的一個球受到的支持力大小為FN，因此3FN4mg，即FNmg，所以選項C正確；由力的平衡條件知，下面三個球對上面的球有彈力，故上面的球對下面三個球肯定有彈力，選項A錯誤；對下方地面上的其中一個球進行受力分析，如圖所示由受力分析可知，選項B錯誤；由于球是受到地面的靜摩擦力，因此不能通過FfFN求解此摩擦力，選項D錯誤7.(2018浙江名校新高考聯盟第一次聯考)圖19是汽車45極限爬坡時的照片，若汽車要緩慢勻速地開上45的斜坡，車胎和斜坡面之間的動摩擦因數至少要達到()圖19A0.7B0.8C0.9D1答案D解析汽車受力如圖所示，汽車恰好不打滑時，Ffmgsin 45mgcos 45，1，即車胎和斜坡面之間的動摩擦因數至少為1.一、選擇題1.(2016浙江4月學考2)如圖1所示是某人在投飛鏢，飛鏢在飛行途中受到的力有()圖1A推力B重力、空氣阻力C重力、推力D重力、推力、空氣阻力答案B2.(2018浙江“七彩陽光”聯盟期中聯考)如圖2所示，一把重為G的梯子僅在一石塊的支持下處于靜止狀態，此時梯子受到石塊作用力的大小與方向分別是()圖2A大于G、沿梯子斜向上B等于G、沿梯子斜向上C等于G、豎直向上D小于G、豎直向上答案C3如圖3所示是我國的極地考察破冰船“雪龍號”為滿足破冰航行的要求，其船體結構經過特殊設計，船體下部與豎直方向成特殊角度則船體對冰塊的彈力示意圖正確的是()圖3答案C解析彈力的方向垂直于支持面而指向被壓或被支持的物體，符合條件的只有C項，故選C.4.(2018嘉興市教學測試)如圖4是某街舞愛好者在水平面上靜止倒立的情景，則此街舞愛好者()圖4A手掌所受支持力等于人的重力B手掌所受靜摩擦力方向向左C手掌所受靜摩擦力方向向右D重心在腰部某處答案A5.(2018臺州中學第一次統練)如圖5所示，鐵質的棋盤豎直放置，每個棋子都是一個小磁鐵，能吸在棋盤上，不計棋子間的相互作用力，下列說法正確的是()圖5A小棋子共受三個力作用B棋子對棋盤的壓力大小一定等于重力C磁性越強的棋子所受的摩擦力越大D質量不同的棋子所受的摩擦力不同答案D6(2017溫州中學期末)在如圖6所示的三種情況中，砝碼的質量均為M，不計一切摩擦和彈簧測力計的重力，且砝碼均處于靜止狀態，則三個彈簧測力計的示數FT1、FT2、FT3的關系是()圖6AFT1FT2FT3 BFT1FT3FT2CFT1FT2FT3 DFT1FT2FT3答案A解析三幅圖中，分別對砝碼進行受力分析，砝碼受重力和繩子的拉力，繩子的拉力等于彈簧測力計受到的拉力，所以彈簧測力計的示數都等于砝碼的重力，FT1FT2FT3G，故B、C、D錯誤，A正確7.(2018嘉興市期末)在浙江省某次學考考試過程中，某位監考老師遵守規定，采取圖7甲或乙的監考姿勢，則()圖7A甲、乙兩圖，人都不受地面的摩擦力B腳底部受到的支持力，圖甲大于圖乙C甲、乙兩圖，人對地面的壓力相等D地面對人的作用力，圖甲大于圖乙答案C解析受力分析可知題圖甲中腳相對地面有向兩邊的運動趨勢，所以受到地面的摩擦力，A選項錯誤；地面對腳的支持力都是向上，根據豎直方向力的平衡可知2FNmg，所以甲、乙兩圖中的人受到地面的支持力相等，B選項錯誤；根據牛頓第三定律可知人對地面的壓力也相等，C選項正確；根據平衡條件可知地面對人的作用力與人的重力是平衡力，D選項錯誤8.(2018嘉興市期末)如圖8所示，足球彈射到球網上，關于對足球受力分析的說法正確的是()圖8A足球受到重力、彈力、摩擦力B圖中足球沒有發生形變C足球受到的彈力是足球形變產生的D足球所受的合外力為零答案A解析足球彈射到球網上，網對球有作用力，通過受力分析可知球受重力、彈力和摩擦力，A選項正確；足球受到網的彈力，由力的相互性可知，足球對網也有彈力，所以足球也要發生形變，B選項錯誤；足球受到的彈力的施力物體是球網，所以是球網發生形變產生的，C選項錯誤；足球彈射到網上后運動狀態在不斷改變，受到的合外力不為0，D選項錯誤9(2017金華市十校聯考)如圖9所示，拖拉機拉著耙耕地，拉力F與水平方向成角，若將該力沿水平方向和豎直方向分解，則它的水平分力為()圖9AFsin BFcos CFtan D.答案B解析根據題意將F沿水平和豎直方向分解，由平行四邊形定則可知F水平Fcos ，故選B.10.(2017臺州市模擬)余伯在水庫中釣獲一尾大頭魚，當魚線拉著大頭魚在水中向左上方勻速運動時，如圖10所示，魚受到水的作用力方向可能是()圖10A豎直向下 B水平向左C水平向右 D沿魚線方向答案C解析由題意可知，大頭魚受豎直向下的重力、斜向左上方的拉力以及水的作用力，處于平衡狀態，根據力的平衡條件，結合平行四邊形定則可知，魚受到水的作用力方向一定沿拉力與重力的合力的反方向，故選C.11.(2017寧波市效實中學期中)如圖11所示，在某同學通過滑輪組將一重物緩慢吊起的過程中，該同學對繩的拉力將(滑輪與繩的重力及摩擦不計)()圖11A保持不變B逐漸變大C逐漸變小D先變小后變大答案B解析對滑輪進行受力分析，由于為同一根繩子，故F1F2F人；設F1與F2的夾角為，則F1F2.在重物被吊起的過程中，變大，故F1與F2同時變大，該同學對繩的拉力逐漸變大，故B正確12.(2018群星外國語學校三月考)在某駕校的訓練場地上，有一段圓弧形坡道，如圖12所示，若將同一輛車先后停放在a點和b點，下述分析和比較正確的是()圖12A車在a點受坡道的支持力大于在b點受的支持力B車在a點受坡道的摩擦力大于在b點受的摩擦力C車在a點受到的合外力大于在b點受的合外力D車在a點受的重力的下滑分力大于在b點受的重力的下滑分力答案A13.如圖13所示，與水平面夾角為30的固定斜面上有一質量m1.0 kg的物體細繩平行斜面的一端與物體相連另一端經摩擦不計的輕質定滑輪與固定的彈簧測力計相連，物體靜止在斜面上，彈簧測力計的示數為5 N關于物體受力的判斷(取g10 m/s2)，下列說法正確的是()圖13A斜面對物體的摩擦力大小為零B斜面對物體的摩擦力大小為5 N，方向沿斜面向上C斜面對物體的支持力大小為5 N，方向豎直向上D斜面對物體的支持力大小為5 N，方向垂直斜面向上答案A解析物體的重力沿斜面方向的分力大小和繩子的拉力相等，所以斜面對物體的摩擦力大小為零，選項A正確，B錯誤；斜面對物體的支持力FNmgcos 305 N，方向垂直斜面向上，選項C、D錯誤二、非選擇題14.(2018寧波市期末)某人用一根輕繩繞過樹枝將石塊懸掛起來，如圖14所示，此時輕繩與水平地面的夾角37.已知石塊的質量為10 kg，此人的質量為50 kg，不計輕繩與樹枝間的摩擦(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)求：圖14(1)輕繩對人的拉力的大小(2)地面對人的支持力的大小(3)人對地面的摩擦力的大小和方向答案(1)100 N(2)440 N(3)80 N方向水平向左解析(1)以石塊為研究對象，受力分析，得到拉力FTmg100 N.故輕繩對人的拉力也為100 N.(