第一章 力 物體的平衡
本章概述
本章知識所處的地位：
力是物理學(xué)的基本概念，本章內(nèi)容在高中物理中既是基礎(chǔ)又是重點(diǎn)。本章的中心內(nèi)容是對力的基本認(rèn)識和對力學(xué)問題的基本處理方法，如“受力分析”、“力的合成和分解”、 隔離體法和整體法等。本章中力的平衡問題是力學(xué)基本方法的初步運(yùn)用，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)多加。
知識網(wǎng)絡(luò)：
專題一 力 重力 彈力
【考點(diǎn)透析】
一 本專題考點(diǎn)：力的基本概念、三種常見的力
二 理解和掌握的內(nèi)容
1．力
（1）力的概念：力是物體對物體的作用。
理解：力是一種作用，區(qū)別于平常所說的“力氣”。力的作用可以通過物體的直接接觸實(shí)現(xiàn)，也可以通過場來實(shí)現(xiàn)。
（2）力的性質(zhì)：
物質(zhì)性力不能脫離物體而獨(dú)立存在
相互性力總是成對出現(xiàn)的，物體之間的力的作用是相互的
矢量性力既有大小又有方向，遵從矢量運(yùn)算法則
（3）力的描述：力有三要素，即大小、方向、作用點(diǎn)，描述一個(gè)力必須說明這三點(diǎn)。除直接說明外，描述一個(gè)力還可以用做力的圖示的方法。
（4）力的作用效果：①使物體產(chǎn)生形變；②使物體產(chǎn)生加速度。
（5）力的分類：
按力的性質(zhì)（即力的產(chǎn)生機(jī)理）可分為：重力、彈力、摩擦力、分子力、電場力、安培力、洛倫茲力、核力等。
按力的作用效果可分為：拉力、壓力、支持力、動(dòng)力、阻力、浮力、下滑力、向心力、回復(fù)力等。
2．重力
（1）由于地球的吸引而產(chǎn)生的，本質(zhì)上是地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個(gè)分力。
（2）重力的大�。篏=mg。重力應(yīng)是萬有引力和物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力的矢量差，其大小應(yīng)比萬有引力略小，在通常的計(jì)算中一般可做近似處理，取mg≈F引，g≈GM/R2。重力的大小和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，在超重、失重和完全失重的狀態(tài)下重力均不會(huì)發(fā)生改變。
（3）重力的方向：豎直向下，即和水平面垂直的方向。不能說成垂直地面。
（4）重心：物體的重力的等效作用點(diǎn)。重心的位置由物體的形狀和質(zhì)量分布決定，質(zhì)量分布均勻的物體其幾何中心就是物體的重心。物體的重心可以在物體上，也可以不在物體上（如均質(zhì)圓環(huán)，木工用的拐尺等）。
3．彈力
（1）概念：發(fā)生彈性形變的物體對與它相接觸的物體施加的力的作用。產(chǎn)生機(jī)理：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)形變，就會(huì)對阻礙它恢復(fù)形變的物體施加彈力的作用。例如放在桌面上的物體受到彈力是由于桌面發(fā)生了彈性形變。
（2）產(chǎn)生條件：①（相互）接觸；②（發(fā)生彈性）形變。
彈力有無的判斷可以用假設(shè)（拿開）法、平衡法或者其他運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
（3）大小：在彈性限度內(nèi)，彈力的大小隨形變量的增大而增大。對彈簧有胡克定律 。
（4）方向：總是指向形變恢復(fù)的方向。①壓力或支持力的方向總是垂直于接觸面；②繩的拉力的方向總是沿繩指向繩收縮的方向；③桿對物體的彈力不一定沿桿的方向。
【例題精析】
例題1 關(guān)于力的概念,下列說法正確的是：
A.一個(gè)受力物體可以找到兩個(gè)以上的施力物體
B.力可以從一個(gè)物體傳給另一個(gè)物體
C.只有相互接觸的物體之間才可能存在力的作用
D.一個(gè)受力物體可以不對其它物體施力
分析與解答：一個(gè)物體可以同時(shí)受到幾個(gè)力的作用，故A正確；傳力的概念是錯(cuò)誤的，如圖1-1我們只能說物體由于受到人的推力的作用而對墻產(chǎn)生壓力，而人的推力并沒有直接作用在墻上，故B錯(cuò)；彈力和摩擦力都是接觸力，但重力、電場力等都是通過場來實(shí)現(xiàn)的，相互作用的物體不一定直接接觸，C錯(cuò)；施力物體同時(shí)一定是受力物體，受力物體同時(shí)一定是施力物體，D錯(cuò)。
思考與拓寬：“固體傳遞力”，是同學(xué)們普遍認(rèn)同的經(jīng)驗(yàn)，除了本題中的否定分析之外，你能否通過其他途徑，如利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律等深入分析其錯(cuò)誤性。
例2如圖1-2甲所示，小球和光滑斜面接觸，懸線繃緊且處于豎直方向，則小球受到的作用力是
A.重力和繩的拉力
B.重力、繩的拉力和斜面的支持力
C.重力和斜面的彈力
D.重力、繩的拉力和下滑力
解析：關(guān)鍵是看小球受不受斜面的支持力。
可用拿開法判斷，即假設(shè)撤掉斜面，小球的平衡也不會(huì)受到影響，所以實(shí)際沒有彈力；或根據(jù)力的平衡條件直接分析，若有彈力，小球受力如圖1-2乙所示，彈力的水平分力無法平衡�？梢�,平衡條件的利用有時(shí)是分析受力的重要方法。
思考拓寬：如圖1-3所示兩種情況，物體A受物體B的彈力嗎？（接觸面均光滑）
【能力提升】
Ⅰ．知識與技能
1．下面的說法中正確的是
A.帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力作用，而這個(gè)力是脫離施力物體單獨(dú)存在的
B.正在飛行中的炮彈受到重力、空氣阻力和向前的沖力
C.力的大小、方向、作用點(diǎn)相同，性質(zhì)就一定相同
D.放在粗糙水平面上的物體做勻速運(yùn)動(dòng)，也不能說明力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
2．關(guān)于重力和重心的下列說法，正確的是
A.物體的重力是由于物體受到地球的萬有引力而產(chǎn)生的
B.物體的重心總在物體上
C.正方形物體的重心在它的幾何中心
D.只有物體的重心才受到重力作用
3.下列關(guān)于力的說法中，不正確的是
A.所有物體間力的作用都是相互的
B.施力物體必定也是受力物體
C.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了牽引力，可見有的力不是物體施加的
D.力是使物體產(chǎn)生形變和改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
4. 如圖1-4所示，兩根相同的輕彈簧S1、S2，勁度系數(shù)皆為k=4×102N/m，掛的重物的質(zhì)量分別為m1=2kg，m2=4kg。若不計(jì)彈簧質(zhì)量，取g=10m/s2，則平衡時(shí)彈簧S1、S2的伸長量分別為
A. 、10 B.10 、
C.15 、10 D.10 、15
5．如圖1-5，水平地面上放著一個(gè)球，一根直桿斜靠在球上，直桿上的 A點(diǎn)和B點(diǎn)受到兩個(gè)彈力，關(guān)于它們的方向，下列說法正確的是
A.A點(diǎn)和B點(diǎn)的彈力都垂直地面向上
B.A點(diǎn)的彈力垂直地面向下，B點(diǎn)的彈力垂直地面向上
C.A 點(diǎn)的彈力垂直地面向上，B點(diǎn)的彈力垂直直桿斜向上
D.A 點(diǎn)和 B 點(diǎn)的彈力都垂直直桿斜向上
6．關(guān)于彈力和形變，以下說法正確的是
A.兩物體如果相互接觸，就一定會(huì)產(chǎn)生相互作用的彈力
B.兩物體如果相互擠壓而發(fā)生了彈性形變，就會(huì)產(chǎn)生相互作用的彈力
C.兩物體如果不接觸，也有可能有相互作用的彈力
D.兩物體間有彈力作用，物體不一定發(fā)生了形變
Ⅱ．能力與素質(zhì)
7．關(guān)于彈簧的彈力和勁度系數(shù)k，下列說法中正確的是
A.同樣粗細(xì)的金屬絲繞制的彈簧一定具有相同的勁度系數(shù)
B.把勁度系數(shù)為k的彈簧剪成等長的兩段，每段彈簧的勁度系數(shù)仍為k
C.彈簧的彈力和長度成正比
D.在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力和形變量成正比
8.質(zhì)量為m的鐵球在水平推力F的作用下靜止于豎直光滑墻壁和光滑斜面之間。球跟傾角為θ的斜面的接觸點(diǎn)為A，推力的作用線通過球心O，球的半徑為R，如圖1-6，若水平推力緩慢增大，在此過程中
①球?qū)π泵娴淖饔昧徛龃�；②墻對球的作用力始終小于推力F；
③斜面對球的支持力為mgcosθ；④推力F對A點(diǎn)的力矩為FRcosθ[
上述結(jié)論中正確的是：
A. ①② B. ③④
C. ①③ D. ②④
9．有一根彈簧,受到20N的拉力作用時(shí)長為11cm，再增加40N拉力作用時(shí),彈簧再伸長2cm，求：(1)彈簧的原長。(2)彈簧的勁度是多少N/m？
答案
專題一 1.D 2.A 3.C 4.C 5.C 6.B 7.D 8.D 9.10cm；2×103
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