第2讲.相互作用.学生版(整理)

1、第2讲 相互作用阶段复习1 前段时间学习的内容现在是否依然很熟练？2 是否需要去自己的错题宝库游览一番？高考怎么考内容要求层次备注考纲要求滑动摩擦力、动摩擦因数、形变、弹性、胡克定律、力的合成和分解II不要求知道静摩擦因数静摩擦力、最大静摩擦力、力是矢量、矢量和标量I考点解读相互作用一般不会单独考查，通常出现在选择题某个选项或计算题某一问中2011年2012年2013年15题、16题、18题、22题、23题、24题16题、18题、22题、23题、24题16题、17题、18题、19题、22题、23题、24题目录力重力弹力摩擦力受力分析力的合成与分解平衡问题基础知识讲练1 力的概念与性质（1） 力

2、是物体间的相互作用其国际单位是牛顿（newton），简称牛，符号是N（2） 力有四个基本属性，即物质性、相互性、瞬时性和方向性力的物质性：物质性指力不能离开施力物体和受力物体而独立存在，即只要有力，必须同时存在施力物体和受力物体一个力应对应两个物体注意：力的作用可以是直接作用也可以是间接作用，两个物体不一定要接触力的相互性：相互性指力是物体与物体间的相互作用，施力物体同时也是受力物体注意：力总是成对出现的：物体间的作用是相互的，这两个力同时产生，同时消失，而且性质相同这一对力称为一对相互作用力或称为一对作用力与反作用力力的瞬时性：瞬时性指物体间的相互作用（力）随这种相互作用的施加与否而瞬时同步

3、有无力的方向性：方向性指力是有大小和方向的物理量，我们把这种既有大小又有方向的物理量称为矢量，所以力是矢量2 力的作用效果可以分为两种：（3） 静力效果使物体的形状发生变化（形变），如把物体拉伸、压缩、转、剪切等（4） 动力效果改变物体的运动状态，如使物体从静止开始运动，从运动变为静止（或使物体的运动速度从小变大、从大变小）；或使物体的运动方向发生变化等3 力的分类（5） 按性质分：重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力（按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强相互作用和弱相互作用宏观物体间只存在前两种相互作用）

4、（6） 按效果分：压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力（7） 按产生条件分：非接触力：重力，分子力，电场力，磁场力接触力：弹力（拉力，压力，支持力，张力，浮力），摩擦力【例1】 关于力的概念，下列说法正确的是（）A没有相互接触的物体间也可能有力的作用B力是使物体位移增加的原因C压缩弹簧时，手先给弹簧一个压力并使之压缩，弹簧压缩后再反过来给手一个弹力D力可以从一个物体传给另一个物体，而不改变其大小【例2】 关于动力和阻力，下列说法中正确的是（）A物体在运动中所受的力均为阻力B与物体运动方向相同的力均为动力，与物体运动方向相反的力均为阻力C作用力较大的是动力，作用力较小的是阻力D动力和阻

5、力不可能是同一性质的力4 重力（8） 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（9） 重力的大小：（）与地球密切相关，在地球上的不同地点，的大小是不同的（10） 重力的方向：竖直向下（11） 重力的作用点：重心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（12） 重力是万有引力的分力，另一个分力提供向心力，两极时重力和万有引力相等；通常的计算中因重力和万有引力相差不大，而认为两者相等【例3】 下

6、列说法正确的是（）A自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受重力越来越大B在空中飞行的物体不受重力作用C一抛出的石块轨迹是曲线，说明石块所受的重力方向始终在改变D将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的整个过程中，石块所受重力的大小与方向都不变【例4】 关于物体的重心，下列说法不正确的是（）A物体的重心不一定在物体上B用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心C一砖块平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变D舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位置不变5 弹力（13） 形变及其种类：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恢复原状，这种形变叫做弹性形变如

7、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形变的种类：拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变（14） 弹力的产生条件：物体直接接触发生弹性形变（15） 弹力的大小：弹簧弹力：胡克定律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（16） 弹力的方向：与接触面（或切面）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

8、面球和球：弹力沿两球球心连线“死杆”力可不沿杆，“活杆”（二力杆）力必沿杆；死结各绳力大小可不等，活结力必等。（17） 判断弹力有无假设法：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：球静止在平面和平面之间，若小心去掉，球静止，说明平面对球无弹力，若小心去掉，球将运动，说明平面对球有支持力【例5】 在图所示的各物体上画出所受弹力的示意图此时，物体处于静止状态【例6】 如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为300的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力（ ）A大小为2N，方向平行于斜面向上 B

9、大小为1N，方向平行于斜面向上C大小为2N，方向垂直于斜面向上 D大小为2N，方向竖直向上【例7】 如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是（ ）A小车静止时，F=mgsin，方向沿杆向上B小车静止时，F=mgcos，方向垂直杆向上C小车向右以加速度a运动时，一定有F=ma/sinD小车向左以加速度a运动时，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为=arctan（a/g）【例8】 原长为16cm的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲一人用2

10、00N的拉，这时弹簧长度变为 _cm，此弹簧的劲度系数为 _ N/m【例9】 如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同中弹簧的左端固定在墙上；中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（ ）Al2l1 Bl4l3 Cl1l3 Dl2=l4【例10】 如图所示，A、B是两个物块的重力分别为3N、4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直向方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F =

11、2N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（ ）A天花板所受的拉力为1N，地板受的压力为6N B天花板所受的拉力为5N，地板受的压力为6NC天花板所受的拉力为1N，地板受的压力为2N D天花板所受的拉力为5N，地板受的压力为2N【例11】 如图所示，原长分别为L1和L2、劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板下两弹簧之间有一个质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体整个装置处于静止状态，这时两个弹簧长度为_用一个质量为m的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，这时平板受到下面物体的压力大小等于_【例12】 如图（a）轻绳AD

12、跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体ACB=30；图（b）中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，求细绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比？6 摩擦力（18） 摩擦力产生条件：相互接触且挤压 接触面粗糙 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（19） 摩擦力大小滑动摩擦力：，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表示压力大小，可见，在一定时，静摩擦力：其大小与引起相

13、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之间，即静摩擦力的大小与无关，最大静摩擦力的大小与有关（20） 摩擦力方向：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（21） 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13】 物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为，物体的质量为M当物体沿着墙壁自由下落时，物体受到的滑动摩擦力为_【例14】 如图， A、B

14、置于光滑水平面上，在水平力F作用下共同运动A是否受摩擦力？如有，摩擦力的方向如何？【例15】 如图所示，物体B的上表面水平，B上面载着物体A，当它们一起沿斜面匀速下滑时，A物体受到的力（ ）A只有重力 B只有重力和支持力C只有重力、支持力和摩擦力 D有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力【例16】 如图所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为m的物块，物块和劈块均处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块（ ）A有摩擦力作用，方向向左 B有摩擦力作用，方向向右C没有摩擦力作用 D条件不足，无法判定【例17】 如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（

15、不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（ ）AQ受到的摩擦力一定变小 BQ受到的摩擦力一定变大C轻绳上拉力一定变小 D轻绳上拉力一定不变【例18】 人在自行车上蹬车前进时，车的前后两轮受到地面对它的摩擦力的方向（ ）A都向前 B都向后C前轮向前，后轮向后； D前轮向后，后轮向前【例19】 如图是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A与B、C与D分别是皮带与轮边沿相接触的一点，如果皮带不打滑，则下列判断错误的是（ ）AA与B、C与D处于相对静止状态；BB点相对于A点运动趋势的方向与B点的运动方向相反；CD点相对于C点运动趋

16、势的方向与C点的运动方向相反；D主动轮受的摩擦力是阻力，从动轮受的摩擦力是动力【例20】 如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，则摩擦力的大小为_【例21】 一质量为M、倾角为的斜面体在水平地面上，质量为m的小木块（可视为质点）放在斜面上，现用一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木块，拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和木块始终保持静止状态，下列说法中正确的是（ ）A小木块受到斜面的最大摩擦力为B小木块受到斜面的最大摩擦力为FmgsinC斜面体受到地面的最大摩擦力为FD斜面体受到地面的最大摩擦

17、力为Fcos【例22】 如图有一半径为r = 0.2m的圆柱体绕竖直轴OO以 = 9rad/s的角速度匀速转动今用力F将质量为1kg的物体A压在圆柱侧面，使其以v0 = 2.4m/s的速度匀速下降若物体A与圆柱面的摩擦因数 = 0.25，求力F的大小（已知物体A在水平方向受光滑挡板的作用，不能随轴一起转动）【例23】 长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如图所示铁块受到摩擦力f随木板倾角变化的图线可能正确的是（设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小）（ ） 【例24】 如右图所示，用一水平推力F=

18、kt（k为常数，t为时间）把重为G的物体压在足够高的平直的竖直墙上，则从t=0开始，物体受到的摩擦力随时间的变化图像是下图中的（ ）tFf0GAtFf0GBtFf0GCtFf0GD7 受力分析（22） 步骤明确研究对象：在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决.研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力.按顺序找力：先场力（重力、电场力、磁场力），后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦

19、力）.（23） 注意事项只画性质力，不画效果力画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力等）画力，否则将出现重复.在解同一个问题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，千万不可重复.8 力的合成、分解（24） 一个力作用在物体上产生的效果常常跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这一个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这一个力的分力.求几个已知力的合力叫做力的合成.（25） 求两个互成角度的力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，它的对角线就表示合力的大小和方向.F1F2FOF1F2FO说明:矢量的合成与分解都遵从平行四边形

20、定则（可简化成三角形定则）力的合成和分解实际上是一种等效替代.在分析同一个问题时，合矢量和分矢量不能同时使用.也就是说，在分析问题时，考虑了合矢量就不能再考虑分矢量；考虑了分矢量就不能再考虑合矢量.（26） 几个结论:共点的两个力（F1、F2）的合力（F）的大小，与它们的夹角（）有关；越大，合力越小；越小，合力越大.F1与F2同向时合力最大；F1与F2反向时合力最小，合力的取值范围是:F1-F2FF1+F2合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一分力.共点的三个力，如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力，那么这三个共点力的合力可能等于零.（27） 求合力的方法作图法：作图法是先作

21、力的图示，然后根据平行四边形定则作如图1所示的平行四边形，或如图2、3所示的三角形，再根据相同的标度，确定出合力的大小，再用量角器量出角度的大小，即合力的方向。公式法。公式法是根据合力和分力的大小关系，用公式，或用正弦定理、相似三角形的规律等数学知识来求合力大小和方向的方法。正交分解法：正交分解法就是把力沿着两个选定的互相垂直的方向上先分解，后合成的方法。其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算，它是处理合成和分解复杂问题的一种简便方法。（28） 力的分解方法1：按力产生的效果进行分解根据力的实际作用效果来确定两个实际分力的方向；根据两个实际分力方向画出平行四边形最后由平行四边形知识求

22、出两分力的大小（29） 力的分解方法2：正交分解正确选择直角坐标系，一般选共点力的作用点为原点，水平方向或物体运动的加速度方向为X轴，使尽量多的力在坐标轴上正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，分别求出坐标轴上分力分别求出轴方向上的各分力的合力Fx和轴方向上各分力的合力FyFx=F1xF2xFnxFy =F1yF2yFny利用勾股定理及三角函数，求出合力的大小和方向，共点力合力的大小为，合力方向与X轴夹角【例25】 如图所示，轻绳和共同吊起质量为的重物与垂直，与竖直方向的夹角已知重力加速度为则（）A所受的拉力大小为 B所受的拉力大小为C所受的拉力大小为 D所受的拉力大小为【例26】 用三根

23、轻绳将质量为的物块悬挂在空中如图所示已知绳ac和bc与竖直方向的夹角分别为30和60，则ac绳和bc绳中的拉力分别为（ ）A B C D【例27】 在图中电灯的重力为，绳与天花板间的夹角为，绳水平求绳、所受的拉力热点题型研究9 平衡问题（30） 共点力的判别：同时作用在同一物体上的各个力的作用线交于一点就是共点力当物体可视为质点时，作用在该物体上的外力均可视为共点力（31） 平衡状态：物体保持静止或做匀速直线运动（32） 共点力平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零二力平衡时，两个力必等大、反向、共线；三力平衡时，若是非平行力，则三力作用线必交于一点，三力的矢量图必为一闭合三角形；多

24、个力共同作用处于平衡状态时，这些力在任一方向上的合力必为零；多个力作用平衡时，其中任一力必与其它力的合力是平衡力；若物体有加速度，则在垂直加速度的方向上的合力为零（33） 平衡力与作用力、反作用力比较：相同：一对平衡力和一对作用力与反作用力都是大小相等、方向相反，作用在一条直线上的两个力不同：一对平衡力一对作用力与反作用力作用对象只能是同一物体分别作用在两个物体上力的性质可以是不同性质的力一定是同一性质的力作用效果二者的作用相互抵消各自产生自己的效果，互不影响（34） 正交分解法解平衡问题正交分解法是解共点力平衡问题的基本方法，其优点是不受物体所受外力多少的限制解题依据是根据平衡条件，将各力分

25、解到相互垂直的两个方向上正交分解方向的确定：原则上可随意选取互相垂直的两个方向；但是，为解题方便通常的做法是： 使所选取的方向上有较多的力；选取运动方向和与其相垂直的方向为正交分解的两个方向在直线运动中，运动方向上可以根据牛顿运动定律列方程，与其相垂直的方向上受力平衡，可根据平衡条件列方程使未知的力特别是不需要的未知力落在所选取的方向上，从而可以方便快捷地求解解题步骤：选取研究对象受力分析建立直角坐标系找角、分解力列方程求解【例28】 用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图所示，今对小球a持续施加一个向左偏下30的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30的同样大小的恒力，最后达到平衡，表

26、示平衡状态的图可能是（ ）a bA B C D【例29】 如图18（a）所示，两个质量均为m的小球A、B用轻杆连接后，斜放在墙上处于平衡状态，已知墙面光滑，水平地面粗糙现将A向上移动一小段距离，两球两次达到平衡，那么将移动后的平衡状态与原来的平衡状态比较，地面对B球的支持力、和轻杆上的压力F的变化情况为（ ）A不变、F变大 B不变、F变小 C变大、F变大 D变大、F变小【例30】 如图所示，光滑大球固定不动，它的正上方有一个定滑轮，放在大球上的光滑小球（可视为质点）用细绳连接，并绕过定滑轮，当人用力F缓慢拉动细绳时，小球所受支持力为N，则N，F的变化情况是（ ）A都变大 BN不变，F变小 C都变小 DN变小， F不变【例31】 如图所示竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，Q正上方的P点用丝线悬挂另一质点B， A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成角，由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减小在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小如何变化？【例32】 如图所示，AO、BO和CO三根绳子能承受的最大拉力相等，O