高一物理第三章相互作用【精品】

相互作用第三章力重力大小：G=mg

，g=9.8N/kg方向：竖直向下等效作用点：重心弹力大小：由物体所处的状态、所受其它外力、形变程度决定方向：总是跟形变的方向相反，与物体恢复形变的方向一致大小：方向：与物体相对滑动方向相反滑动摩擦力静摩擦力方向：与物体相对运动趋势方向相反大小：摩擦力力的合成与分解基本规则：平行四边形定则常用方法：正交分解法力的定义：物体间的相互作用

力的作用效果(1)使物体发生形变(2)使物体的运动状态发生改变。力的性质

(1)物质性：力不能脱离

而存在．没有“施力物体”或“受力物体”的力是

的．

(2)相互性：力的作用是

的．施力(受力)物体同时也是受力(施力)物体．物体相互不存在(3)矢量性：力是矢量，既有

，又有

．(4)独立性：一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受到其他力的作用

．方向大小无关

1、万有引力：存在于一切物体之间，相互作用的强度随距离的增大而减小。

2、电磁相互作用：存在于电荷与电荷、磁体与磁体、电流与电流之间，他们本质上是同一种相互作用的不同表现，作用规律与万有引力相似。

3、强相互作用：存在于原子核内质子质子、质子与中子、中子与中子之间，它是短程力，作用范围只有约10－15m。

4、弱相互作用：在放射现象中发现的，也是短程力。强度只有强相互作用的10－12

倍。

四种基本相互作用力的大小、方向和作用点

力的三要素力的图示：（体现力的三要素）1、选定标度。

2、从作用点向力的方向画一有向线段，有向线段的箭头指向力的方向，有向线段长短按选定标度和力的大小来画，线段上加刻度（一般两至三格即可）

3、用箭头（或箭尾）表示力的作用点。

力的表示方法【力的图示】例：用150N的力竖直上提物体作出力的图示。50NF=150N力的大小可以用测力计（弹簧秤）测量。在国际单位制中，力的单位是牛顿（N）力的测量定义：大小：由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。

G=mgg就是前面学过的自由落体运动加速度。

g在地球上不同位移变化规律是什么？1、纬度越高，g越大；(地球自转的影响）

2、同一纬度，高度越大，g越小。重力1、重心不是重力的真实作用点。2、重心不是物体上最重的一点。总结3、重心的位置可以不在物体上。

1、定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用。二、弹力的产生一、形变的概念1、定义：

2、弹性形变：能恢复原状的形变物体形状或体积的改变说明：任何物体都能发生形变【弹力】2、产生的条件：接触且有弹性形变三、弹力的大小1、与弹性形变大小有关，形变越大，弹力越2、胡克定律3）k叫劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧的材料、直径、长度和粗细决定。1）公式2）适用条件：弹性限度以内大A支持力压力结论：与施力物体形变方向相反F1F2F1F2F2FFF1弹力方向的判定F1F2

FBB弹力弹力的方向弹簧两端的弹力与弹簧测力计中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体球与面接触的弹力在接触点与球心的连线上，指向受力物体球与球接触的弹力垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体杆的弹力可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析3、大小【摩擦力】一、滑动摩擦力1、产生条件2、方向①接触面粗糙②接触处有弹力③有相对运动沿接触面的切线，与相对运动方向相反F=

N叫动摩擦因数，其数值与两物体的材料有关，还跟两个物体接触面的粗糙程度有关，但与接触的面积无关

4、最大静摩擦力二、静摩擦力1、产生条件2、方向3、大小①接触面粗糙．②接触处有弹力．③有相对运动趋势沿接触面的切线，与相对运动趋势方向相反0

F≤Fmax一个物体相对另一个物体刚要运动的静摩擦力，比滑动摩擦力略大。试一试AFAFCABFABFCABF下列各图中的物体都处于静止或相对静止状态，判定静摩擦力的大小和方向。FF1、一个质量为2kg的木块静止放在水平地面上，木块与地面间的滑动摩擦力因数为0.4，最大静摩擦力大小为10N，现对木块施加一个水平推力，求以下几种情况中木块与地面间的摩擦力的大小：1）F=4N；2）F=8N；3）F=12N；4）F=16N；5）在物块向右运动的过程中若撤去F，则摩擦力的大小又为多少？F课堂练习FF

例题1、L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示.若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力.则木板P的受力个数为()A.3 B.4 C.5D.6

例题2、用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L.物体与斜面间摩擦因数为μ，斜面倾角为30°，如图所示.则下列正确的是()A.摩擦力等于零

B.摩檫力大小为12mg，方向沿斜面向下

C.μ不可能等于零

D.μ可能等于零1．如图所示，一木块放在水平面上，在水平方向共受三个力作用，F1=10N，F2=2N，以及摩擦f，木块静止，撤去F2后，有关下列现象中判断不正确的是（）

A．木块可能不再静止

B．木块可能仍处于静止状态

C．木块所受合力可能为1N，

D．木块所受合力可能为3N，

1．一质量为的木块放在动摩擦因数μ的平板上（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等），当θ角度由0°增加到90°的过程中，如图所示，则物体所受摩擦力变化为（）

A．一直增大

B．一直减小

C.保持不变

D．先增大后减小

2、如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则A.将滑块由静止释放,如果μ＞tanθ,滑块将下滑B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ＜tanθ，滑块将减速下滑C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是2mgsinθD.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是mgsinθmθ课堂练习如何判断两接触物体间是否存在静摩擦的作用呢？假设法——

根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律分析。BACFA、B均静止FfBACFA、B一起匀速运动FFf思考与讨论滑动摩擦力的大小与最大静摩擦力的关系物滑动物不动结论：Ff动<F静max

1、滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反吗？一定为阻力吗？滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反，也可以与运动方向相同，故既可以为阻力，也可以为动力。思考与讨论2、只有运动的物体才能受到滑动摩擦力的作用，静止的物体只能受到静摩擦的作用吗？静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用，运动的物体也可以受到静摩擦力的作用。Ff2Ff3Ff13、两个相互接触且接触面粗糙又发生相对运动的物体间一定能产生滑动摩擦力吗？F动合力与分力若有一个力的和其他几个力的作用效果相同，那么，我们就把这一个力叫做那几个力的合力，那几个力叫做分力。1、平行四边形法则F1F2F2、两个力F1、F2的合力大小的取值范围为：验证力的平行四边形定则一、实验目的验证互成角度的二力合成时的平行四边形定则．二、实验原理本实验的研究对象为绳与橡皮条的结点，当用一个力F′，与同时用两个共点力F1、F2拉结点，使结点均至O点，说明F′的作用效果，可用F1、F2的合作用效果代替，即F′应为F1、F2的合力，根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F′和F是否大小相等，方向相同．三、实验器材方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个)．四、实验步骤1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．2．用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．3．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向．4．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．

5.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向，用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示．6.比较一下，力F′与用平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同．7．改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次．2.实验注意事项(1)不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置．(2)在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同．(3)不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧秤读数有无变化．(4)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连直线确定力的方向．(5)在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些.例1画出静止在斜面上的A物体的受力示意图。（F垂直于斜面）例2画出下图中光滑斜面上被一挡板挡住的静止钢球的受力示意图。力的合成与分解---正交分解把所有的力放在一个直角坐标系内沿轴方向分解,根据“同向相加,异向相减”的原则分别得出两坐标轴方向上的合力.最后

(如果需要),再对两坐标轴上得出的合力进行合成得到最终的合力.fNGxy建立坐标轴x轴和y轴时应使尽量多的力落在坐标轴上,减少分解.

小窍门1正交分解法则•GFNfFx合=Fx-f=

F•cos-fFy合=Fy+N-G=

F•sin+N-G.F放置在水平地面上的物块,受到一个与水平面夹角为的力F.对物块受到的力进行正交分解.FxFyF合=Fx合2+Fy合2解:木块受力分析如图所示以水平方向和竖直方向为x轴和y轴,将F分解在这两个方向上.则有:小窍门2------常见的物体情景的正交分解1.斜面------常将平行于斜面方向和垂直于斜面方向作为x轴和y轴,然后将其它力都分解在这两个方向上.2.水平面(或竖直面),但可能存在与水平面(或竖直面)成一定夹角的力.------常将水平面和竖直面作为x轴和y轴,然后将其它力都分解在这两个方向上.------正交分解法解决平衡问题当运用正交分解法把所有的力放在一个直角坐标系内时,x轴上的合力和y轴上的合力均为0.小窍门3利用正交分解法解题的的一般步骤：

1、分析物体的受力情况；2、建立直角坐标系；3、根据物体沿ｘ轴或ｙ轴的所处的状态列方程求解。建立原则：ａ、沿物体的运动方向和垂直于物体的运动方向；ｂ、沿力的方向，使尽量多的力在坐标轴上。5、一物体放在水平桌面上,现对物体施加一个斜向上的拉力F,使物体在水平桌面上做匀速直线运动.下面说法正确的是:A.物体不一定受摩擦力作用B.物体所受的滑动摩擦力与F的合外力一定为0C.物体所受的滑动摩擦力与F的合外力一定向前D.物体所受的滑动摩擦力与F的合外力一定向上物体运动方向

一、合成、分解法

利用力的合成与分解解决三力平衡的问题，具体求解时有两种思路：一：将某力沿另两个力的反方向进行分解，将三力转化为四力，构成两对平衡力；二：某二力进行合成，将三力转化为二力，构成一对平衡力。

例1、如图所示，两滑块放在光滑的水平面上，中间用一细线相连，轻杆OA、OB搁在滑块上，且可绕铰链O自由转动，两杆长度相等，夹角为θ，当竖直向下的力F作用在铰链上时，滑块间细线的张力为多大？

二、图解法

在共点力的平衡中，有些题目中常有“缓慢”一词，则物体处于动态平衡状态。解决动态平衡类问题常用图解法，图解法就是在对物体进行受力分析(一般受三个力)的基础上，若满足有一个力大小、方向均不变，另有一个力方向不变时，可画出这三个力的封闭矢量三角形来分析力的变化情况的方法，图解法也常用于求极值问题。

2、如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()

A．F1先增大后减小，F2一直减小

B．F1先减小后增大，F2一直减小

C．F1和F2都一直减小

D．F1和F2都一直增大3、【2012年全国二卷】如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中

A.N1始终减小，N2始终增大

B.N1始终减小，N2始终减小

C.N1先增大后减小，N2始终减小

D.N1先增大后减小，N2先减小后增大

4、如图所示，小球在挡板与斜面间保持静止，挡板保持竖直，不计摩擦，当缓慢增大斜面倾角时，小球对挡板的压力F1和小球对斜面的压力F2的变化情况是()A.F1变小，F2变小 B.F1变大，F2变小C.F1变小，F2变大 D.F1变大，F2变大

例4、一盏电灯重力为G，悬于天花板上A

点，在电线O处系一细线OB，使电线OA与竖直方向的夹角为β＝30°，如图2－14所示。现保持β角不变，缓慢调整OB方向至OB线上拉力最小为止，此时OB与水平方向的夹角α等于多少？最小拉力是多少？

三、正交分解法

物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法列平衡方程求解：Fx合＝0，Fy合＝0。为方便计算，建立坐标系时以使尽可能多的力落在坐标轴上为原则。

例3、如图所示，用与水平成θ角的推力F作用在物块上，随着θ逐渐减小直到水平的过程中，物块始终沿水平面做匀速直线运动。关于物块受到的外力，下列判断正确的是(

)

A．推力F先增大后减小

B．推力F一直减小

C．物块受到的摩擦力先减小后增大

D．物块受到的摩擦力一直不变

四、三力汇交原理

物体受三个共面非平行外力作用而平衡时，这三个力必为共点力。例4、一根长2m，重为G的不均匀直棒AB，用两根细绳水平悬挂在天花板上，当棒平衡时细绳与水平面的夹角如图所示，则关于直棒重心C的位置下列说法正确的是(

)

五、整体法和隔离法选择研究对象是解决物理问题的首要环节。若一个系统中涉及两个或者两个以上物体的平衡问题，在选取研究对象时，要灵活运用整体法和隔离法。对于多物体问题，如果不求物体间的相互作用力——即不考虑内部相互作用力，我们优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；很多情况下，通常采用整体法和隔离法相结合的方法。

例5、如图所示，放置在水平地面上的质量为M的直角劈上有一个质量为m的物体，若物体在直角劈上匀速下滑，直角劈仍保持静止，那么下列说法正确的是(

)

A．直角劈对地面的压力等于(M＋m)g

B．直角劈对地面的压力大于(M＋m)g

C．地面对直角劈没有摩擦力

D．地面对直角劈有向左的摩擦力

六、临界问题的常用处理方法——假设法

运用假设法解题的基本步骤：

(1)明确研究对象；

(2)画受力图；

(3)假设可发生的临界现象；

(4)列出满足所发生的临界现象的平衡方程求解。例6、倾角为θ＝37°的斜面与水平面保持静止，斜面上有一重为G的物体A，物体A与斜面