力与平衡
考试要求
内容 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 形变、弹性、胡克定律 矢量和标量 力的合成和分解 共点力的平衡
略高要求 能用动摩擦因数计算摩擦力 用力的合成与分解分析问题 运用共点力平衡条件进行简单计算 较高要求 运用共点力的平衡条件求解较复杂的力学问题 基本要求 认识滑动摩擦、静摩擦的规律 知道常见的形变，了解物体的弹性，知道胡克定律 区分矢量与标量 理解力的合成与分解 知道共点力的平衡条件 知识点睛
知识点1 力 1．力的基本概念
（1）力的三要素：要想对一个力有完整且正确的认识，就必须要明确力的大小、方向和作用点（即力的三
要素），另外，还要明确力产生的原因和条件．
（2）力的基本性质：物质性、相互性、瞬时性、方向性、独立性、积累性． （3）常见力：重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力、核力．
以上七种常见力都是性质力，是根据力的性质命名的．力还可以根据其作用效果进行命名，如阻力、动力、压力、支持力等都是效果力．
2. 重力
（1）重力是由于地球吸引而产生的，但重力不是地球对物体的吸引力，地球对物体的吸引力是万有引力，
重力是万有引力的一个分量．
（2）重力的大小：G?mg（g?9.8N/kg）
g与地球密切相关，在地球上的不同地点，g的大小是不同的． （3）重力的方向：竖直向下．
①应用：铅垂线
②注意区分竖直向下和垂直向下． （4）重力的作用点：重心．
重心位置：决定因素——质量分布和形状．质量分布均匀且形状规则的物体的重心在其几何中心处（均匀细直棒、均匀三角形、均匀球体、均匀圆柱体、均匀长方体等）. 物体重心位置可由实验法确定：悬挂法，平衡法．
3. 弹力
（1）形变及其种类：①定义：物体在力的作用下形状或体积发生改变，叫做形变．有些物体在形变后能够
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恢复原状，这种形变叫做弹性形变．如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能完全恢复原来的形状．这个限度叫做弹性限度．②形变的种类：拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变等．
（2）弹力的产生：①物体直接接触②发生弹性形变．
（3）弹力的大小：①弹簧弹力：胡克定律F?kx．②根据物体所处的状态利用力学规律来计算（平衡条件、
牛顿运动定律）．胡克定律仅适用于在弹性限度内弹簧的拉升或压缩形变． （4）弹力的方向：与接触面（或截面）垂直，与施力物体的形变方向相反．
轻绳：弹力方向沿绳且指向绳收缩方向
轻杆：与轻绳不同，轻杆的弹力可以指向任意方向 点和杆：弹力垂直于杆
点和平面：弹力过接触点垂直于平面
点和曲面：弹力过接触点垂直于曲面的切面 面和面：弹力垂直于接触面 球和球：弹力沿两球球心连线 （5）判断弹力有无：
①消除法：去掉与研究对象接触的物体，看研究对象能否保
持原状态，若能则说明此处弹力不存在，若不能则说明弹力存在．如图：球A静止在平面B和平面C之间，若小心去掉B，球静止，说明平面B对球A无弹力，若小心去掉C，球将运动，说明平面C对球有支持力．
②假设法：假设接触处存在弹力，做出受力图，再根据平衡条件判断是否存在弹力．如图，若平面B和平面C对球的弹力都存在，那么球在水平方向上将不再平衡，故平面B的弹力不存在，平面C的弹力存在． ③替换法：用轻绳替换装置中的轻杆，看能否维持原来的力学状态，如果可以，则杆提供的是拉力，如果不能，则提供支持力．
4. 摩擦力
（1）产生：①相互接触且挤压 ②接触面粗糙 ③物体间有相对运动或相对运动的趋势．有相对运动时产生
的摩擦力叫滑动摩擦力，有相对运动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力． （2）大小
①滑动摩擦力：F??FN，?是动摩擦因数，与接触物体的材料和接触面的粗糙程度有关，与接触面
的大小无关．FN表示压力大小，可见，在?一定时，F?FN．
②静摩擦力：其大小与引起相对运动趋势的外力有关，根据平衡条件或牛顿运动定律求出大小．静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力Fmax之间，即0?F?Fmax．静摩擦力的大小与FN无关，最大静摩
擦力的大小与FN有关．
（3）方向：滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反． （4）判断静摩擦力的有无：在接触面粗糙，两物体接触且互相挤压的条件下，可使用下列方法
①假设法：假设没有静摩擦力，看物体是否发生相对运动，若发生，则存在相对运动趋势，存在静摩擦力．
②反推法：根据物体的状态和受力分析推出静摩擦力的大小和方向．
例题精讲
基础题
【例1】 下列几组力中，都按力的性质命名的是（ ）
A．重力、浮力、摩擦力 B．弹力、压力、分子力 C．重力、分子力、磁力 D．支持力、摩擦力、拉力
【答案】 C
【例2】 关于重力的说法，正确的是（ ）
A．同一地点物体所受重力的大小仅与物体质量有关，与物体是否运动及怎样运动无关
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B．重力的大小可以用测力计称出，物体对弹簧的拉力（或压力），就是物体受到的重力 C．物体受到的重力，就作用在重心上
D．具有规则几何形状的物体的重心，不一定就在其几何中心
【答案】 AD
【例3】 （2006江苏卷）关于重心，下列说法中正确的（ ）
A．重心就是物体内最重的一点
B．物体发生形变时，其重心位置一定不变 C．物体升高时，其重心在空中的位置一定不变
D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下
【答案】 D
【例4】 关于弹力的下列说法中，正确的是（ ）
A．只有发生形变的物体，才会对它接触的物体产生弹力 B．只有受弹簧作用的物体才受到弹力
C．通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力 D．压力和支持力的方向总是垂直于接触面
【答案】 ACD
【例5】 如图所示，某球用A、B两根绳悬挂起来，若A绳竖直且A、B两绳的延长线都
通过球心，球受几个力（ ）
A．1个 B．2个 C．3个 D．无法确定
【答案】 B
【例6】 在图所示的各物体A上画出所受弹力的示意图．此时，物体A处于静止状态．
【答案】
【巩固】 请在下图中画出静止的杆或球所受的弹力．
甲图：杆靠在墙上；
乙图：杆放在半球形的槽中； 丙图：球用细线悬挂在竖直墙上；
丁图：点1是球的重心位置，点2是球心，1、2点在同一竖直线上．
【答案】
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【例7】 汽车在平直的公路上匀速前进，则（驱动轮在后）（ ）
A．前、后轮受的摩擦力方向均向后 B．前、后轮受的摩擦力方向均向前
C．前轮受到的摩擦力方向向前，后轮受到的摩擦力方向向后 D．前轮受到的摩擦力方向向后，后轮受到的摩擦力方向向前
【答案】 D
【例8】 如图所示，位于斜面上的物块m在沿斜面上的力F作用下处于静止状态，则
斜面对物体的静摩擦力（ ） A.方向可能沿斜面向上 B.方向可能沿斜面向下 C.大小可能等于零 D.大小可能等于F
【答案】ABCD
【例9】 如图所示，物体P、Q并排放在水平地面上，已知P、Q与地面间的最大静
摩擦力都为fm?6N，两物体的重力均为10N．（1）若用水平力F?5N去推
物体P，这时P、Q各受到地面的摩擦力f1、f2为多大？（2）若水平力F?10N，则情况又如何?
【答案】 （1）f1?5N，f2?0（2）f1?6N，f2?4N
【例10】 如图所示，A、B、C三个物体完全相同，且各接触面不光滑，现用水平力F
拉B，三物体仍处于静止，下列说法正确的是（ ） A．C物体共受四个力作用 B．B物体共受四个力作用
C．A物体共受三个力作用 D．B对C的摩擦力大小为F，方向与F相同
【答案】 D
中档题
【例11】 如图所示，一饮料杯装满水，杯的底部有一小孔，在水从小孔不断流出的
过程中，杯连同杯中水的共同重心将（ ）
A．一直下降 B．一直上升 C．先升后降 D．先降后升
【解析】 由于杯中水不断流出，剩余水的重心不断下降，而杯的重心不变，故开始
一段时间内，两者共同的重心将下降；当水流出一定量以后，剩余水的重心继续下降；当杯中水即将流尽时，水的重心在最底层，但水的质量很小，两者的重心位置接近于杯的重心位置，故重心先降后升．正确答案为D．
D【例12】 把一盘放在地上长为l的匀质铁链向上拉起至刚好拉直时，它的重心
升高了多少？如图所示，一个边长为l的匀质立方体，绕bc棱翻到使
A对角面AbcD处于竖直面时，其重心位置升高了多少?
【解析】 当铁链盘放在地面上时，重心位置在水平地面上．当铁链刚好拉直时，
l重心位于铁链的中心，即重心升高了．连接bD，Ac，交点为F，d2此点为重心位置．过F向底面引垂线交底面于E点，过F向bc棱引
a2ll垂线交bc于H点．由题意可知EF?，FH?．因此，重心位
22小孔CBFcEbH力与平衡 题库 page 4 of 28
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