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专题一　物体的平衡专题二 牛顿运动定律与直线运动专题三 曲线运动专题四 万有引力与天体运动

第一单元　力与运动

第一单元　力与运动

知识网络构建

第一单元 │ 知识网络构建

考情分析预测

第一单元 │ 考情分析预测

　 　 力和运动单元包括物体在共点力作用下的平衡、牛顿运动定律与直线运动、曲线运动、万有引力与天体运动四部分，本单元是整个高中物理最重要的主干知识之一，且这部分知识和生产、生活实际、近代科技紧密联系，因而成为近几年新课标区高考的必考点。　 　 物体在共点力作用下的平衡专题包括物体受力分析、力的合成与分解、物体的平衡条件等，涉及的知识点有重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力作用下的平衡问题，以及共点力的合成与分解等。

第一单元 │ 考情分析预测

在受力分析的基础上，应用牛顿运动定律求解力与直线运动结合的实际问题，是牛顿运动定律与直线运动专题的考查重点，直线运动规律的应用、运动图象的理解和应用、牛顿第二定律的应用 (加速度在受力和运动结合问题中的桥梁作用 )是考查热点。　 　 曲线运动专题的考查重点是运动的合成与分解、平抛运动和圆周运动。可将抛体运动、圆周运动、直线运动多种运动形式组合，也可与电场、磁场知识综合，以运动为线索，从力和能量的角度进行命题。

第一单元 │ 考情分析预测

　 　 万有引力与天体运动专题的考查热点是应用万有引力定律解决天体运动和变轨问题。考查重点包括应用万有引力定律比较不同天体圆周运动中的线速度、加速度、周期问题，卫星发射和回收变轨过程中相关物理量的变化及功能转化问题。　 　 预测 2012年高考涉及运动和力的考题主要表现为以下几种形式：

第一单元 │ 考情分析预测

　 　 1．有关物体受力分析和平衡条件在生活、生产的实际应用的选择题；　 　 2．有关牛顿运动定律与运动结合的选择题，注意与运动图象问题的结合；　 　 3.　 应用万有引力定律解决天体圆周运动和椭圆运动中的变轨问题有关的选择题；　 　 4．抛体运动、圆周运动、直线运动组合情景下的运动问题、受力问题与功能问题综合的力学计算题。

专题一 物体的平衡

专题一　物体的平衡专题一　物体的平衡

主干知识整合

专题一 │ 主干知识整合

一、几种常见力的比较

力的种类

产生原因或条件

作用点 大小 方向

重力 由于地球的吸引 重心 G＝ mg 竖直向下

弹力 直接接触、发生弹性形变

接触面

二力平衡或牛顿第二定律；弹簧的弹力： F＝ kx

与引起形变的力方向相反；压力、支持力垂直于接触面；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向

专题一 │ 主干知识整合

摩擦力

接触面粗糙；存在　压力；相对滑动

(或有相对滑动的趋势 )

接触面

静摩擦力：0＜ Ff≤Ffm滑动摩擦力： Ff ＝ μFN

与接触面相切，与物体相对滑动或相对滑动趋势方向相反 (与运动方向不一定相反 )

电场力 电场 电荷 F＝ qE(F

＝ )

正电荷受电场力与场强同向，负电荷受电场力

与场强反向

安培力 磁场 通电

导体F＝

BLI(I⊥B)

用左手定则判断 (垂直于 I、 B所决定的平

面 )

洛伦兹力 磁场 运动

电荷F＝

qvB(v⊥B)

用左手定则判断 (垂直于 v 、 B所决定的平

面 )

专题一 │ 主干知识整合

　　二、力的合成与分解　　 1 ．常用方法：合成法、分解法 ( 按实际力的作用效果分解 ) 、正交分解法。　　 2 ．合力与分力的关系：等效替代　　 3 ．平行四边形定则适用于所有矢量的合成和分解，如位

移、速度、加速度等。　　三、共点力作用下物体 ( 或系统 ) 的平衡　　 1 ．平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态。　　 2 ．平衡衡条件： F ＝ 0 ( 正交分解 Fx ＝ 0 ， Fy ＝ 0)

专题一 │ 主干知识整合

　 　 四、物体受力分析　 　 1 ．受力分析的步骤　 　 (1)明确研究对象，研究对象可以是一个点、一个物体或物体系等。　 　 (2)按顺序找力：①先分析是否受重力；②分析接触力：接触力中先分析弹力，后分析摩擦力。应逐个分析研究对象跟其它物体接触处的弹力和摩擦力；③分析电场力、磁场力等。　 　 (3)画出受力图，每个力都要标明表示力的符号。　 　 (4)防止多力和漏力：①检查画出的每个力能否找到施力物体，如果没有施力物体，则该力不存在；②检查物体在受力分析的基础上，能否使物体处于题目给定的运动状态 ( 静止、匀速、变速 ) 　。

专题一 │ 主干知识整合

　 　 2．受力分析的注意事项　　①只分析研究对象受到的力 (即研究对象以外的物体对研究对象施加的力 )，而不分析研究对象对其它物体施加的力。

　　②只分析性质力，如重力、弹力、摩擦力、电场力 (包括静电力即库仑力 )、磁场力 (洛伦兹力和安培力 )等，不分析效果力，如向心力等。

　　③分析物体受力时，应关注力的产生条件、物体运动状态(例如物体的平衡、加速与减速 )、力的反作用力。

要点热点探究

专题一 │ 要点热点探究

► 　探究点一　三力平衡问题

　　 (1)共点力作用下物体的平衡条件：　　物体处于平衡状态 (静止或匀速直线运动 )时，作用在物体上的所有力的合力为零。　　 (2)三力平衡：　　如果物体仅受三个力作用而处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反。可根据平行四边形定则，利用直角三角形、相似三角形 (或正、余弦定理 )等知识，采用合成法、分解法、三角形法、正交分解法、封闭三边形法等方法求解。

专题一 │ 要点热点探究

　　例 1 　　 [2011·江苏卷 ]　如图 1-1-1所示，石拱桥的正中央有一质量为 m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为 α，重力加速度为 g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为 ( 　 　 )

图 1-1-14

专题一 │ 要点热点探究

　 　 A 　 【解析】　以楔形石块为研究对象，它受到竖直向下的重力和垂直侧面斜向上的两个支持力，利用正交分解法可得： 2Fsinα＝mg，则 F 　　　　　　　　　　　　　＝ ， A正确．

　　【点评】本题是应用力的合成的方法求解三力作用下物体的平衡问题，下面的变式题则是应用分解的方法求解三力作用下物体的平衡问题．

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　　　　 [2011· 安徽卷 ] 一质量为m的物块恰好静止在倾角为 θ的斜面上．现对物块施加一个竖直向下的恒力 F，如图1-1-2 所示．则物块 ( 　　 )

A ．仍处于静止状态 B ．沿斜面加速下滑C ．受到的摩擦力不变 D ．受到的合外力增大

图 1-1-2

专题一 │ 要点热点探究

专题一 │ 要点热点探究

► 　探究点二　多力平衡问题

(1)求解共点力平衡问题的一般思路

专题一 │ 要点热点探究

(2)多力平衡问题：如果物体受 n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余 (n－ 1)个力的合力大小相等、方向相反。当物体受四个及以上共点力的作用而平衡时，一般采用正交分解法求解，即把物体受到的各个力沿互相垂直的两个方向分解，当物体处于平衡状态时有： Fx 合＝ 0， Fy 合＝ 0。如果物体在某一方向上做匀速运动或者静止，则这个物体在此方向的合力为零。当物体受四个及以上力的作用而平衡时也可采用分解法求解，如例 2。

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　 　 例 2　　如图 1-1-3所示， A、 B为竖直墙壁上等高的两点，AO、 BO为长度相等的两根轻绳， CO为一根轻杆，转轴 C

在 AB中点 D的正下方， AOB在同一水平面上，∠ AOB＝90°，∠ COD＝ 60°。若在 O点处用轻绳悬挂一个质量为 m

的物体，则平衡后绳 AO所受拉力的大小为 ( 　 　 )

图 1-1-3

专题一 │ 要点热点探究

专题一 │ 要点热点探究

专题一 │ 要点热点探究

　　【点评】选取 O点为研究对象进行受力分析，将 O点受到的不在同一平面的多力平衡问题，利用等效替代的物理方法，转化为水平面和竖直面内的平衡问题，并用力的分解的方法求解，是解答本题的有效方法．下面的变式则是应用正交分解法解平衡问题．

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► 　探究点三　物体组的平衡问题

　　求解物体组 (连接体 )平衡问题的方法　　 1．整体法：选取几个物体组成的整体为研究对象，进行受力分析的方法。当只涉及系统外力而不涉及系统内部物体之间的内力以及整体的加速度问题时，通常选取整个系统为研究对象，不必对系统内部物体隔离分析。　　 2．隔离法：把研究对象从周围物体中隔离出来受力分析的方法。当涉及系统内各物体之间的作用力或加速度时，通常选取隔离体为研究对象。隔离法不仅能求出其他物体对整体的作用力，而且还能求出整体内部物体之间的作用力。 同一题目中，若采用隔离法，往往先用整体法，再用隔离法。

专题一 │ 要点热点探究

　 　 例 3　　[2011·海南卷 ]　如图 1-1-4所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度 v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力 ( 　 　 )

A．等于零B．不为零，方向向右C．不为零，方向向左D．不为零， v0较大时方向向左，v0较小时方向向右 图 1-1-4

专题一 │ 要点热点探究

　 　 A 　 取斜劈和物块组成的整体为研究对象，因物块沿斜面匀速下滑、斜劈静止，故说明系统水平方向加速度为零，由牛顿第二定律可知，水平方向合外力为零，故地面与斜劈间没有摩擦力， A选项正确．

　　【点评】本题也可应用隔离法求解，即分别物块和斜劈进行受力分析，结合平衡条件和牛顿第三定律求解．物体组整体以共同的加速度一起运动和整体处于平衡状态情况下均可应用整体法解题．物体组各部分运动的加速度不同时，可应用隔离法求解．

专题一 │ 要点热点探究

　 　 　　变式题 如图 1-1-5所示，在水平传送带上有三个质量分别为 m1 、 m2 、 m3的木块 1、 2、 3,1和 2及 2和 3间分别用原长为 L，劲度系数为 k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数为 μ，现用水平细绳将木块 1固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后， 1、 3

两木块之间的距离是 ( 　 　 )A． 2L＋ μ(m2 ＋ m3)g/k

B． 2L＋ μ(m2 ＋ 2m3)g/k

C． 2L＋ μ(m1 ＋ m2 ＋ m3)g/k

D． 2L＋ μm3g/k

图 1-1-5

专题一 │ 要点热点探究

专题一 │ 教师备用习题

　　【备选理由】带电体在电场力或磁场力作用下的平衡问题，既考查了共点力的平衡条件的应用，又考查了电场或磁场对电荷的作用，符合课标考题解决“题量少考点多”问题的特点．

教师备用习题

　 　 1．如图所示，将一带正电小球放置在光滑绝缘斜面上．若 A、 B 　图中加匀强电场 E， C、 D图中加匀强磁场 B，则小球可能保持静止的是 ( 　 　 )

专题一 │ 教师备用习题

专题一 │ 教师备用习题

　 　 B 　 【解析】　 A图中，小球受竖直向下的重力和水平向左的电场力，这二力的合力斜向左下方，斜面的弹力不可能与之平衡，故选项 A错误． B图中，小球受竖直向下的重力和竖直向上的电场力，这二力若等大反向，则能平衡，选项 B

正确． C、 D图中，小球受竖直向下的重力和斜面的弹力，磁场对静止的电荷无洛伦兹力作用，不可能平衡，选项 CD错误．

专题一 │ 教师备用习题

　　【备选理由】本题既考查了正交分解法的应用，又考查了根据物体受到的除弹力以外的其它外力，结合物体的运动状态，确定是否存在因微小形变引起的弹力．

　 　 2.如图所示，倾角为 30°的斜面固定于竖直墙上，一质量分布均匀的光滑球，在水平推力 F作用下静止在如图所示的位置， F的作用线通过球心．设球所受的重力为 G，竖直墙对球的弹力为 FN1，斜面对球的弹力为 FN2.下列说法正确的是( 　 　 )

专题一 │ 教师备用习题

A． FN1一定等于 F 　 　 　 　 　

B． FN2一定大于 FN1

C． FN2一定大于 G　　

D． F一定小于 G

专题一 │ 教师备用习题

　 　 C 　 【解析】　 小球受重力 G、水平推力 F、墙对球的水平弹力 FN1、斜面对球的支持力 FN2共四个力作用．将 FN2沿水平和竖直方向正交分解，根据平衡条件知： F ＝ F2 ＋FN1 ， G＝ F1 ＝ FN2cos　30°.选项 C正确．

专题二 牛顿运动定律与直线运动

专题二　牛顿运动定律与直专题二　牛顿运动定律与直 线运动线运动

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