高中物理-相互作用-讲义

1 力的概念力的概念 1 定义 力是物体和物体之间的一种相互作用 2 作用效果 力可以使物体的形状发生改变 简称形变 也可以使物体的运动状态发生改变 速度的大小和方向 3 三要素 大小 方向 作用点 注意以下几点 力的物质性 有力发生则一定存在着施力物体和受力物体 施力物体和受力物体总是同时存在的 力的相互性 施力物体给予受力物体作用力的同时必然受到受力物体的反作用力 即力总是成对出现的 力的矢量性 力是矢量 既有大小又有方向 力的独立性 一个物体可能同时受几个力作用 每个力产生独立的作用效果 例 以下有关力的说法错误的是 A 力是物体对物体的作用 离开了物体就没有力的作用 B 物体间力的作用是相互的 施力物体同时也是受力物体 C 力的大小 方向 作用点是影响力的作用效果的三种要素 D 在各种力中 只有重力没有施力物体 2 力的图示和力的示意图力的图示和力的示意图 3 力的分类力的分类 1 根据力的性质命名 如重力 弹力 摩擦力 分子力 电磁力等 2 根据力的效果命名 如拉力 压力 支持力 动力 阻力等 注意以下几点 根据效果命名的不同名称的力 性质可能相同 同一性质的力 效果可能不同 同一个力按性质命名有一个名称 按效果命名可能有不同名称 如马拉车的力按性质叫弹力 按效果可以叫拉力或动 力 对力进行分类时 不能同时使用两种不同的标准 一般按性质来分 对物体进行受力分析时 只分析按性质命名的力 例 关于力的分类 下列说法中正确的是 A 根据效果命名的同一名称的力 性质一定相同 B 根据效果命名的不同名称的力 性质可能相同 C 性质不同的力 对物体的作用效果一定不同 D 性质相同的力 对物体的作用效果一定相同 4 重力重力 1 重力 由于地球的吸引而使物体受到的力 2 重心 由于地球吸引 物体各部分都会受到重力的作用 从效果上看我们把各部分受的重力作用集中于一点 注意以下几点 重心是重力的等效作用点 并非物体的全部重力都集中于重心 重心的位置可以在物体上 也可以在物体外 例 关于重力 下列说法中正确的是 A 重力就是地球对物体的吸引力 其方向一定指向地心 B 重力的方向就是物体自由下落的方向 C 重力的大小可以用弹簧秤或杆秤直接测出 D 在不同地点 质量相同的物体重力不变 5 弹力弹力 1 概念 发生形变的物体由于要恢复原状 对与它接触的物体会产生力的作用 这种力叫做弹力 2 产生的条件 直接接触 相互挤压 产生形变 3 弹力有无的判断方法 根据弹力产生的条件判断 根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力 假设法 对形变不明显的情况 可假设两个物体间弹力不存在 即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉 看物体还能否保持原有的状态 若运动状态不变 则此处不存在弹力 若运动状态改变 则此处一定存在弹力 4 弹力的方向 总是与引起形变的作用力的方向相反 判断弹力方向应掌握以下三种情况 当与面 或曲面 接触时 弹力垂直于接触面或接触面的切面 绳上弹力沿绳并指向绳收缩的方向 与球面接触的弹力方向的延长线或反向延 长线过球心 5 轻绳或细线模型 模型特点 柔软可弯曲 质量忽略不计 不可伸长和收缩 张力处处相等 绕 若绳绕过光滑的物体 滑轮 勾 环 杆等 则从始到终各段绳都是同一根绳 同一轻根绳处处弹力一定是相等 的 系 即在该点 打了个死结 这样不同段绳就不是同一根绳了 不同根绳上的弹力不一定相等 需具体问题具体分析 6 轻杆模型 7 轻弹簧模型 8 点与平面接触 点与曲面接触 平面与平面接触 平面与曲面接触 曲面与曲面接触模型 常见弹力的方向常见弹力的方向 类型类型方向方向图示图示 面与面垂直接触面指向被支持物体 点与面过接触点垂直于面指向被支持物体 点与点垂直于公共切面指向受力物体 活结轻绳 滑轮 沿绳收缩方向 张力相等 死结轻绳 系 沿绳收缩方向 张力不相等 轻杆可沿杆也可不沿杆 铰链拉力或压力 刚连接 轻弹簧沿弹簧恢复原状的方向 弹簧串联 1 K 1 k1 1 k2 1 kn 弹簧并联 K k1 k2 k3 kn 光滑小圆环 链 滑轮 6 滑动摩擦力和静摩擦力滑动摩擦力和静摩擦力 1 摩擦力产生的充分必要条件 第一 接触面粗糙 第二 物体间相互接触 第三 物体间有相互挤压作用 即有支持力和压力 第四 物体间有相对 运动趋势或相对运动 2 相对运动 与 物体运动 的区别 相对运动指受力物体相对于施力物体的位置发生了改变 物体的运动一般 指物体相对地面的位置发生了改变 所以静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用 例如擦黑板时静止的黑板受到的是黑 板擦对它的滑动摩擦力 例 关于滑动摩擦力 下列说法正确的是 A 物体的滑动速度越大 滑动摩擦力也一定越大 B 滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反 C 接触面的滑动摩擦系数越大 滑动摩擦力也越大 D 滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反 3 静摩擦力的有无和方向判断 假设法 假设接触面光滑 不存在摩擦力 然后分析这两个物体是否发生相对运 动 若无相对运动 说明这两物体间就没有相对运动趋势 若有相对运动 则存在静摩擦力 平衡条件法 当相 互接触的两物体处于静止或匀速直线运动状态时 可根据二力平衡条件判断静摩擦力是否存在 例 如图所示 A B 两物体竖直叠放在水平面上 今用水平力 F 拉 B 物体 两物体均静止 那么物体 A 和 B 是否 受静摩擦力作用呢 4 静摩擦力 最大静摩擦力 滑动摩擦力的区别 静摩擦 相互接触且相互挤压的物体之间有相对滑动趋势但没 有发生相对滑动时 物体之间产生的摩擦称为静摩擦 静摩擦力的大小为 f 与物体的受力状态有关 滑动摩擦 当 相互接触且相互挤压的物体之间有相对滑动时 物体之间产生的摩擦称为滑动摩擦 滑动摩擦力的大小 f FN 最大静 摩擦力 静摩擦力与一般约束力不同 它并不随外力的增大而无限制地增大 当外力的大小达到一定数值时 物体处 于将要滑动 但又未开始滑动的临界状态 此时静摩擦力达到最大值 即最大静摩擦力 fmax FN 7 受力分析受力分析 1 受力分析的要点 从物体所处的环境和运动状态着手 分析它受到所处环境中其他物体的哪些力的作用 2 受力分析的基本步骤 确定研究对象 按顺序分析物体的受力 一般先分析重力 再分析弹力 后分析摩擦力 和其他性质的力 正确地画出物体受力的示意图 检查受力分析图是否正确 有无漏力或多力现象 如果某个力 的方向难以确定 可以用假设法分析 例 在机场和港口 常用输送带运送旅客和行李 货物 如图所示 图甲为水平输送带 图乙为倾斜输送带 当一 个行李箱随输送带一起做匀速直线运动时 下列判断中正确的是 A 甲 乙两图中的行李箱都受到两个力作用