高中物理力学复习（上）包括力的概念、力的分类、力的合成与分解、力的分析方法、共流力作用下的力的平衡等。
1、力的概念：力是一个物体对另一个物体的作用。
（1）力不能独立于物体而存在（力的性质）
（2）力的相互性。受力对象和施力对象总是成对出现，施力对象也是受力对象。
（3）力是矢量，有大小，有方向，可用“力图”来表示。
（4）力的作用：使物体发生变形或改变其运动状态。
2.重力
（1）产生：受地球引力作用而产生。
（2）大小：G=mg，其中g一般取9.8m/s2，粗略计算时可认为g为10m/s2。地球上不同位置的g值一般略有不同，一般两极g值大于赤道，低洼处g值大于高洼处。
（3）方向：垂直向下
3. 弹性
（1）生成条件：“直接接触”+“弹性变形”
（2）弹力方向：由物体变形的方向决定。沿绳子方向，支撑力和压力垂直于支撑面（或被压缩面），若支撑面为曲面，则垂直于切线方向。
根据物体的运动和动态知识进行判断。
（3）弹力
一般弹力大小与弹性变形的程度有关，变形量越大，弹力越大，具体大小要根据运动情况而定。
弹簧力的大小：f=kx；k为刚度系数，单位N/m，x为弹簧变形的长度。
4.摩擦
（1）生成条件：“相互接触且有弹性”+“粗糙的接触面”+“相运动或相对运动趋势”。
（2）摩擦方向
a.滑动摩擦方向：沿接触面，与物体相对滑动方向相反。【注意相对运动（以相互作用的另一个物体为参考）和运动（以地面为参考）的区别】
b.静摩擦力的方向：与物体沿接触面相对运动趋势相反。
（3）摩擦
a.滑动摩擦力的大小f=μN，μ为滑动摩擦系数，只与材料、接触面粗糙度有关，没有单位。N为正压力，不一定等于重力。
b.静摩擦力的大小为0＜f≤fm，fm与法向压力成正比，当法向压力一定时，fm为常数，大于相同法向压力下的滑动摩擦力，粗略计算时可认为相等；静摩擦力的大小可根据平衡条件或牛顿定律计算得出。
5.合力与分力
如果一个力所产生的效果，与几个力的联合作用所产生的效果相同，则这个力叫几个力的合力，几个力叫这个力的分力。由于合力与分力所产生的效果相同，所以，一般情况下，合力与分力可以互相代替。
6. 力量的组成与分解
求几种力的合力叫力合成，求一种力的分力叫力分解。
运算法则：平行四边形法则，见图（A）。以代表两个合力F1、F2的线段作为邻边，构成一个平行四边形。则两条邻边之间的对角线代表合力F的大小和方向。
三角法则：要求两个相互成一定角度的共同力 F1 和 F2 的合力，可以如图 (B) 所示，首尾相连地画出表示 F1 和 F2 的线段。连接 F1 和 F2 的另外两端，这条线就表示合力 F 的大小和方向。
三角形法则是平行四边形法则的简化，本质上是相同的。
正交分解法是求多个力的合力常用的方法，根据平行四边形法则，将每个力分解为两个互相垂直的方向，分别计算这两个方向力的代数和Fx、Fy，进而计算出合力。
7.扭矩
a. 力臂是从旋转轴到力的作用线的垂直距离。
b. 扭矩，力与杠杆臂的乘积，即M=FL。扭矩决定了物体的旋转效果。
8. 共同点力量
a.共汇流力：当几种力作用于同一点，或它们的延长线交于同一点时，这些力叫做共汇流力。
b.物体在共向力作用下的平衡状态：当共向力的合力为零时，物体处于平衡状态（静止、匀速运动或匀速旋转）
【例题简析】
示例 1
如图1所示，一个刚度系数为k2的轻质弹簧垂直放置在工作台上，一个质量为m的块体压在其上。另一个刚度系数为k1的轻质弹簧垂直放置在块体上，其下端与块体的上表面相连。当块体静止时，为了使下部弹簧承受物体重量的2/3，上部弹簧的上端A应垂直升高多少？
分析：解决该问题的关键是明确各个弹簧的状态变化，一个有效的办法是明确各个弹簧的初始状态和最终状态，必要时画出直观的示意图。
物体在最终状态下的受力分析如图2所示，其中F1'、F2'分别为弹簧k1、k2所受力。
评论：
（1）复杂物理过程本质上是一些简单场景的有机组合。通过分析弹簧的初、终状态，可以明确弹簧状态（压缩、原始长度、伸长）的变化，将复杂过程分解为各个小过程，找到各个状态或过程遵循的规律，从而求解问题。这是解决复杂问题的常用方法。
（2）由于弹簧力F与变形量x成正比，所以，当弹簧在原基础上伸长（或缩短）Δx时，弹力的变化量ΔF=kΔx。
示例 2
如图3所示，直路上有一辆车，车上放着一个木箱，试判断下列情形下木箱所受摩擦力的方向。
（1）当车厢由静止加速时（木箱与车厢表面之间无相对滑动）；
（2）汽车制动时（二者之间已不发生相对滑动）；
（3）当汽车以恒定速度运动时（两者之间不存在相对滑动）；
（4）当汽车刹车时，木箱在汽车上向前滑动；
（5）小车在匀速行驶时突然加速，使木箱在小车上滑动。
分析：
（1）当木箱随车从静止加速到静止时，假设二者接触面光滑，当车加速时，木箱会因惯性而保持原有静止状态，因此相对于车会向后滑动。但实际上木箱并没有滑动，也就是说它相对于车只有向后滑动的趋势。因此，木箱受到的是向前的静摩擦力。
（2）当汽车刹车时，车速减小。假设木箱与汽车的接触面是光滑的，木箱会相对汽车向前滑动。但实际上木箱并不滑动，也就是说它相对汽车只有向前滑动的趋势。因此，木箱受到的是向后的静摩擦力。
（3）木箱随小车匀速运动时，二者之间无相对滑动。假设木箱受到水平向左的摩擦力，作用于木箱上的力如图4所示。与木箱接触的物体只有小车，小车最多能对木箱施加两个力（支撑力F1和摩擦力F2）。由两力平衡条件可知，F1抵消了G，但没有力抵消F2，物体不能做匀速直线运动。这与问题矛盾，所以假设错误，即木箱不受摩擦力。
（4）当汽车刹车时，木箱相对汽车向前滑动，显然木箱受到的是向后的滑动摩擦力。
（5）小车在匀速行驶过程中突然加速，木箱相对小车向后滑动，明显地，木箱受到向前的滑动摩擦力。
评论：
（1）假设法是确定相对运动趋势方向的有效方法；
（2）摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同，也可以相反，即摩擦力既可以是驱动力，也可以是阻力。
（3）摩擦力总是阻碍物体之间的相对运动，但并不一定阻碍物体的运动；
（4）静摩擦力不仅存在于两个静止物体之间，也存在于两个运动物体之间。
示例 3
将已知力 F 分解为两个分量 F1 和 F2。如果已知 F1 的大小以及 F2 与 F 之间的角度为 θ，则
分析：如图所示，以点A为圆心，以F1的大小为半径画一个圆。
当圆与直线OB相切时，力F、F1、F2组成直角三角形，即力F2有解。此时，F1=Fsinθ；
当圆与直线OB相交时，力F，F1，F2构成两个三角形，即力F2有两个解，且此时F>F1>Fsinθ。
回答：
示例 4
如图5所示，小车M在恒定力的作用下，沿水平地面做直线运动，由此可知（ ）
A.如果地面平坦，汽车必须受到三个力
B.如果地面不平，汽车可能受到三种力
C.如果汽车以恒定的速度行驶，它必须受到四种力的作用：
D.如果汽车加速，可能会受到三种力的作用：
分析：先分析重力和已知力F；再分析弹力。由于F的垂直分力可能等于重力，地面对物体可能没有弹力，所以选项A错误。
F垂直力可能小于重力，地面对物体有弹力，如果地面粗糙，车子受摩擦力，一共四个力。如果F垂直力刚好等于重力，物体就不存在地面弹力，也没有摩擦力，只有两个力作用在物体上。如果F垂直力大于重力，物体就不能在平面上运动，不符合题目要求。综上所述，不存在三个力的情况，所以选项B错误。
如果小车以恒定速度运动，那么水平方向的摩擦力必须与分力F平衡。此时小车必须受到四个力的作用：重力、恒定力F、地面弹力和摩擦力。选项C正确。
如果汽车加速，且地面光滑，汽车会受到重力和力 F 或重力、力 F 和地面弹力的影响。选项 D 正确。
评论：
（1）在常见的力中，重力是主要力，弹力和摩擦力是被动力。弹力的存在是摩擦力存在的前提。因此，在分析力时，应按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行分析。
（2）作用于物体上的力必须与物体的运动相一致。因此，我们常常从物体的运动状态出发，来分析某种力是否存在，例如本例中对选项CD的分析。
示例 5
一块重为G的木块与水平地面之间的动摩擦系数为μ，有人想用最小的力F使木块匀速移动，这个最小力的大小和方向应该是多少？
分析：木块在运动过程中受到摩擦力，为减小摩擦力，力F应斜向上，设向上的F与水平方向的夹角为α时，F值最小。
（1）正交分解法
木块受力分析如图6所示：
该方程基于平衡条件：
（2）三角法
由于f=μN，无论N如何变化，f与N的合力方向都不会改变。如图7所示，合力F1与垂直方向的夹角必定为j=arctgμ。力F1、G、F三者构成一个三角形。由几何关系可知，当F与F1方向垂直时，F有一最小值。由几何关系可知：
评论：力的三角法和正交分解法是解决并发力平衡问题最常见的两种方法。
前者适用于三力平衡问题，简单直观；后者适用于多力平衡问题，是最基本的解法，但有时计算过程较长，需灵活选择求解方法。
示例 6
一个光滑的半球固定在水平面上，其半径为R，在中心O的正上方固定一个小的定滑轮，一根细铁丝的一端绑着一个小球，放在半球上的A点，细铁丝的另一端绕过定滑轮，如图8所示。现在把小球从A点慢慢拉到B点，在这个过程中，小球对半球的压力N和细铁丝的拉力T的变化情况如下（ ）
A. N增加，T保持不变 B. N减少，T增加
C. N不变，T减小 D. N增加，T减小
分析：
（1）三角法
小球缓慢运动，所受净力为零。由于重力G、半球弹力N、绳子拉力T的方向始终沿着垂直方向、径向、绳子收缩方向，G、N、T构成的力三角形与长度三角形ΔAOC相似，因此有
在拉动过程中，AC变小，OC、R保持不变，故N保持不变，T变小。
（2）正交分解法
【模拟试题】
1.如图9所示，桌子上堆放着三件物体A、B、C，物体A受到力F，则物体C除受到自身重力外，还受到垂直向下的力（ ）
A. 1 种力 B. 2 种力 C. 3 种力 D. 4 种力
2、如图10所示，一质量为m的小物体P，位于一倾斜角为的粗糙斜面上，斜面固定在水平面上，物体P受到水平力F，F的大小等于mg，物体P静止不动。下列关于物体P所受力的表述中，正确的是（ ）
A、P受到四个力的作用，P上支撑力N、F的合力方向垂直于斜面，且向上。
B. P受到4个力的作用，N和F的合力方向垂直于水平面，向上
C.P受到三个力的作用，N和F的合力方向垂直于斜面且向上
d.P受到三个力的作用，N和F的合力方向垂直于水平面且向上
3、同一平面上三个大小不同的共点力同时作用于一个物体，下列各组中，能使物体保持平衡的是（ ）
A.3N、4N、8N B.2N、6N、7N
C.4N、7N、12N D.4N、5N、10N
4、设直角支架AOB，AO横放且表面粗糙，OB竖放且表面光滑。AO上放一小环P高中物理的sin，OB上放一小环Q，两环的质量均为m。两环间用一根质量可忽略、不能拉伸的细绳连接，在某一位置达到平衡（如图11所示）。现将P环向左移动一小段距离，两环又达到平衡。再将移动后的平衡状态与原平衡状态进行比较，则AO杆对P环的支撑力N与细绳上的拉力T的变化量为（ ）
A. N 不变，T 增加 B. N 不变，T 减少
C. N增加，T增加 D. N增加，T减少
5、如图12所示，一个球被一个垂直光滑的挡板挡在光滑的斜面上，处于静止状态。现在慢慢旋转挡板，直到水平。在这个过程中，球对挡板的压力和球对斜面的压力。（填入它们是如何变化的）
6.如图13所示，物体M处于静止状态，三根绳索的拉力比为F1:F2:F3=。
7、如图14所示，一厚度均匀、重量G=100N的圆柱体，放在V形槽上，其角平分线沿垂直方向，若小球与两表面接触，则当圆柱体轴线方向的水平拉力F相等时，圆柱体沿槽作匀速运动。
8.如图15所示，一块木块重60N，放在斜面上，若用水平力推动木块，木块刚好能以匀速沿斜面滑落，则木块的滑动速度为
（1）块体与斜面之间的摩擦力大小；
（2）木块与斜面之间的动摩擦系数。
【答案】
1. 一个
提示：物体 C 受到重力、来自 B 的压力和来自地面的支撑力的影响。不能假设力 F 通过 A 和 B 传递到物体 C。
2. D
分析：F为沿斜面向上的分力，重力为沿斜面向下的分力。由于 ，物体无沿斜面运动的趋势，不受摩擦力的影响，只受重力、斜面支撑力和力F的作用。根据力的平衡条件高中物理的sin，N与F的合力方向与重力方向相反。
3.B
4.B
分析：设绳索与垂直方向的夹角为，对于P、Q环整体垂直方向，保持不变；对于Q环在垂直方向：，P环向左移动，减小，变小。
5.先减后增，持续减少
6.
7.50N
8.（1）28N（2）0.52
分析：物体受力情况如图所示，建立如图所示的直角坐标系。
知识点讲的很详细，如果有错误欢迎留言指正。
