第三章相互作用

第三章相互作用第1页，共78页，2023年，2月20日，星期三力重力大小：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：正交分解法第2页，共78页，2023年，2月20日，星期三

第一节

重力基本相互作用第3页，共78页，2023年，2月20日，星期三

力是物体间的相互作用

1.力的物质性—

2.力的相互性—

3.力的矢量性—大小用测力计来测量，单位是N（牛）离不开施力物体和受力物体

施力物体同时也是受力物体有大小又有方向

4.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变化一、力:知识回顾第4页，共78页，2023年，2月20日，星期三5.力的图示与力的示意图力的图示力的示意图只画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力力的三要素知识回顾(力的大小、方向和作用点)

第5页，共78页，2023年，2月20日，星期三【力的图示】例：用150N的力竖直上提物体作出力的图示。50NF=150N第6页，共78页，2023年，2月20日，星期三6.力的分类1、从力的性质来分重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等2、从力的效果来分拉力、压力、支持力、动力、阻力等注意：性质不同的力，效果可以相同；不同效果的力也可以是同一种性质的力

（一）传统分类方法第7页，共78页，2023年，2月20日，星期三万有引力电磁相互作用强相互作用弱相互作用重力电场力、磁场力等核力等引力、电磁力能在宏观世界里显示其作用

存在于放射现象中

（二）现代分类方法四种基本相互作用第8页，共78页，2023年，2月20日，星期三二、重力：可用弹簧秤测出

G=mgg=9.8N/kg

G值与高度、纬度、所在星球有关

由于地球的吸引而使物体受到的力弹簧秤测重力的原理是什么？1、大小：（施力物体是地球）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。第9页，共78页，2023年，2月20日，星期三——竖直向下——重心2、方向3、作用点一个物体的各部分都要受到重力作用，从效果上看，可以把物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。等效G(重力的等效作用点)第10页，共78页，2023年，2月20日，星期三质量分布均匀，形状规则的物体重心位置在几何中心物体的重心除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关第11页，共78页，2023年，2月20日，星期三3、重心的位置可以不在物体上。总结: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。物体的重心除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关第12页，共78页，2023年，2月20日，星期三思维体操悬挂法测重心的原理是什么？悬挂法测重心的适用条件是什么？物体重心的位置一定在物体上?第13页，共78页，2023年，2月20日，星期三1.关于力的下述说法中正确的是（）A．力是物体对物体的作用

B．只有直接接触的物体间才有力的作用C．力可以离开物体而独立存在

D．力的大小可以用天平测量A2.关于重力，以下说法中正确的是（）A.物体只有在地面静止时才受到重力作用B.物体在自由下落时所受的重力小于物体在

静止时所受到的重力C.物体在向上抛出时受到的重力大于物体在

静止时所受到的重力D.同一物体在同一地点，不论其运动状态如

何，它所受到的重力都是一样大D第14页，共78页，2023年，2月20日，星期三3.关于物体的重心，以下说法中正确的是（）A．物体的重心不一定在物体上B．用线悬挂的物体静止时，细线方向一定通过重心C．一块砖平放、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动作时，其重心的位置不变ABC4.一个物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化（）A．把它从赤道拿到南极 B．把它送到月球上去C．把它放到水里 D．改变它的运动状态AB第15页，共78页，2023年，2月20日，星期三一杯子装满水，杯的底部有一个小孔，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D第16页，共78页，2023年，2月20日，星期三第二节弹力第17页，共78页，2023年，2月20日，星期三物体形状或体积发生的改变（伸长、缩短、弯曲、扭转等等）1、形变：非弹性形变弹性形变形变的种类2、弹力：

指发生弹性形变的物体由于要恢复形变而对接触的物体产生力的作用第18页，共78页，2023年，2月20日，星期三施力物体：发生形变的物体受力物体：与施力物体接触，使它发生形变，并阻碍其恢复原状的物体产生的条件（原因）1、物体间相互接触2、物体发生弹性形变接触力第19页，共78页，2023年，2月20日，星期三3、弹力的方向：

从施力物体指向受力物体，与施力物体形变方向相反2、绳子（弹簧）的拉力方向是沿绳子而指向绳子收缩的方向。1、压力（支持力）的方向总是垂直于支持面而指向被压（被支持）的物体。第20页，共78页，2023年，2月20日，星期三例1.关于弹力的产生下列说法正确的是（）A、只要两物体接触就一定产生弹力B、只要两物体相互吸引就一定产生弹力C、只要两物体发生形变就一定产生弹力D、只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用ABCD第21页，共78页，2023年，2月20日，星期三自主探究：ABAB

例2.分析A对C有无弹力作用

下列两种情况中,A、B两墙对球有弹力的作用吗？判断弹力有无的方法——条件法、假设法FN

①寻找接触面。(一般有几个接触面就可能有几个弹力)。

②找形变(或挤压)。第22页，共78页，2023年，2月20日，星期三判断下列支持面对物体弹力的方向平面与平面接触，弹力垂直平面。曲与平面接触，弹力通过接触点而垂直平面。曲面和曲面接触，弹力通过接触点垂直于公切面。（相当于点与点）第23页，共78页，2023年，2月20日，星期三判断下列支持面对物体弹力的方向点和曲面接触，弹力通过接触点垂直于切面点和平面接触，弹力通过接触点垂直于平面第24页，共78页，2023年，2月20日，星期三例

画出木棒所受弹力·OABN1N2A点处是半圆球壳（点）与棒（面）相接触B点处是半圆（曲面）与棒（点）相接触第25页，共78页，2023年，2月20日，星期三4、弹力的大小

对于同一物体，弹力大小与物体形变量大小有关。㊀利用力的平衡来计算㊁弹簧弹力大小计算——胡克定律第26页，共78页，2023年，2月20日，星期三5、胡克定律：

1、内容：

弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。2、公式：

F＝kx

k——弹簧的劲度系数

(与弹簧的粗细、材料、弹簧的直径、绕法和长度等量有关)

单位：牛每米，符号N/mx——弹簧伸长（或缩短）的长度第27页，共78页，2023年，2月20日，星期三

例：一根劲度系数为103N/m的弹簧,在受500N的力作用时,长度为63cm,当不受外力作用时,弹簧的长度可能为:()

A.83cm

B.13cm

C.113cm

D.38cm

注：对于弹簧，要注意有伸长与压缩两种状态……

BC第28页，共78页，2023年，2月20日，星期三第三节摩擦力第29页，共78页，2023年，2月20日，星期三两个相互接触、相互挤压的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫摩擦力。第30页，共78页，2023年，2月20日，星期三推力

静摩擦力1、定义：

两个相互接触并挤压的物体间，存在相对运动趋势而又没有相对运动时,在接触面上产生的一种阻碍相对运动趋势的力称为静摩擦力。一、静摩擦力第31页，共78页，2023年，2月20日，星期三2、静摩擦力产生的条件两物体相互接触且挤压两物体间有相对运动趋势接触面不光滑第32页，共78页，2023年，2月20日，星期三例1:下列图中的物体都处于静止状态，有静摩擦力的是()ADFCFBBCD第33页，共78页，2023年，2月20日，星期三

1、条件判断法；2、假设法（假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动，如果物体仍相对静止，则不受摩擦力，反之则受静摩擦力）3、二力平衡法：根据二力平衡的条件判定第34页，共78页，2023年，2月20日，星期三例2:人用手握住一个处于竖直方向的奖杯,下列说法正确的是()A.奖杯越重,手握的越紧B.手握的越紧,奖杯受到的摩擦力越大C.不管手握得多紧,奖杯受到的摩擦力总是一定的.D.以上说法都不正确AC第35页，共78页，2023年，2月20日，星期三二.滑动摩擦力第36页，共78页，2023年，2月20日，星期三当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。（1）直接接触且挤压（2）物体发生相对运动（3）接触面不光滑2、产生条件：1、定义：第37页，共78页，2023年，2月20日，星期三滑动摩擦力大小跟哪些因素有关呢？说一说你在这方面的生活经验。

研究一个物理量可能同时与几个因素有关时，应该采用怎样的方法呢？猜想:压力大小粗糙程度接触面积大小…….实验探究控制变量法第38页，共78页，2023年，2月20日，星期三3静摩擦力和滑动摩擦力的对比静摩擦力滑动摩擦力定义只有相对运动趋势，没有相对运动物体间有相对滑动产生条件接触且接触面粗糙有挤压有相对运动趋势接触且接触面粗糙有挤压有相对运动方向沿着接触面，与物体相对运动趋势方向相反沿着接触面，与物体相对运动方向相反大小0<F≤Fm与正压力无关F=μFN与正压力成正比第39页，共78页，2023年，2月20日，星期三

例1

如图,在两块固定的木板间夹着质量为m=3kg的木块A.所加压力FN=50N.木块和木板间的动摩擦因数μ=0.4(g=10N/kg)问:

(1)当A静止时,两木板对A各施加多大的摩擦力?

(2)若要把A向上匀速抽出，则应对A施加多大的向上拉力F1?

(3)若要把A向下匀速抽出，则应对A施加多大的向下拉力F２?

(1)15N(2)F1=70N(3)F2=10N第40页，共78页，2023年，2月20日，星期三例2

一辆汽车在平直公路上，试判断下列情况中，车上木箱所受摩擦力的方向1、汽车由静止加速时（木箱和汽车无相对滑动）2、汽车刹车时（二者没相对滑动）3、汽车匀速运动时（二者没相对滑动）4、汽车刹车，木箱在车上向前滑动5、汽车在匀速行驶过程中突然加速，木箱在车上滑动时第41页，共78页，2023年，2月20日，星期三三滚动摩擦一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦。滚动摩擦比滑动摩擦小很多。有沙子无沙子第42页，共78页，2023年，2月20日，星期三一般步骤：①明确研究对象；②重力总是有，方向竖直向下；③弹力看周围；④摩擦力要分析。要领：①要按重力、弹力、摩擦力的顺序；②绕研究对象两周,找到与之接触的周围物体,根据弹力和摩擦力的产生条件,逐一分析各接触面的弹力、摩擦力；③在必要时结合假设法进行判断；④一般只分析“受”力,不分析“施”力。受力分析第43页，共78页，2023年，2月20日，星期三对下列各图中的物体A进行受力分析,画出示意图,已知所有接触面都是光滑的。ABABABCAGFGFNGN1N2N3GF1F2第44页，共78页，2023年，2月20日，星期三F1F2F第四节力的合成第45页，共78页，2023年，2月20日，星期三1、合力：

一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做分力。求几个力的合力的过程或方法，叫做力的合成。2、力的合成：第46页，共78页，2023年，2月20日，星期三合力与分力的作用效果相同，可以相互替代，这种思想叫等效替代。

在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的等效替代。而不是物体又多受了一个合力。第47页，共78页，2023年，2月20日，星期三F2F合·F1O求两个力的合力时，可分别用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这叫做力的平行四边形定则。3、结论：第48页，共78页，2023年，2月20日，星期三阅读课本62页的“实验”部分，思考下面的问题，自主回答。为了保证合力与两分力作用效果相同。2、实验中应记录什么？3、怎样直观、准确地表示分力与合力?1、为什么在两次实验中必须使橡皮筋沿着同一直线伸长相同的长度?

结点的位置、拉线的方向、弹簧秤的示数。做力的图示。二、实验探究总结规律第49页，共78页，2023年，2月20日，星期三实验步骤：A、在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好。

B、用图钉把橡皮筋的一端固定在木板的顶端附近。C、用两只弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置O。

D、用铅笔记下O的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧秤的示数F1和F2(在同一条件下)．

E、用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示。

F、只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示。

G、探究这三个力的大小及方向的关系。

第50页，共78页，2023年，2月20日，星期三力F对橡皮条作用与F1、F2对橡皮条作用的效果相同，所以F等于F1、F2的合力。效果相同操作要领：①拉弹簧秤时,细绳应平行于纸面,并注意弹簧秤内部不要卡壳；②两次拉橡皮筋时，一定要将活动端拉到同一点；③两个分力夹角不要太大或太小；④力的方向要记录准确；(力的大小精确到0.05N即可)⑤作图时，标度要选择恰当；第51页，共78页，2023年，2月20日，星期三实验结论：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。平行四边形定则二、实验探究总结规律OF1FF2第52页，共78页，2023年，2月20日，星期三矢量相加的法则1、平行四边形定则在位移运算中的应用[探求]人从A到B，再到C的过程中，总位移与两段位移的关系。ABCX1X2X第53页，共78页，2023年，2月20日，星期三2、三角形定则把两个矢量首尾连接求出合矢量的方法。一个物体的速度V1在一小段时间内发生了变化，变成了V2，你能根据三角形定则找出变化量ΔV吗？3、矢量和标量矢量：有大小，又有方向，相加时遵循平行四边形定则标量：有大小，没有方向，求和时按算术法则相加V1V2ΔV说一说第54页，共78页，2023年，2月20日，星期三共点力

几个力同时作用在物体的同一点，或它们的作用线相交于一点，这几个力叫做共点力。【温馨提示】：

平行四边形定则只适用于共点力。第55页，共78页，2023年，2月20日，星期三1作图法(力的图示法)15NF1F2F530大小:F=75N方向:与F1成530斜向右上方【例】力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。平行四边形定则的应用⑴选择某一标度，例如用1cm长的线段表示15N的力。⑵作出力的平行四边形⑶用刻度尺测量后得知，表示合力F的对角线长5.00cm，所以合力的大小=15N×(5.00/1)=75N。⑷用量角器量得合力F与力F1的夹角为530。第56页，共78页，2023年，2月20日，星期三作图时的注意事项：（1）作图时要先确定力的标度，同一图上的各个力必须采用同一标度。（2）表示分力和合力的有向线段共点要画成实线，与分力平行的对边要画成虚线。（3）在表示力的线段上要画上刻度和箭头。迁移运用拓展延伸第57页，共78页，2023年，2月20日，星期三F1F2F合上例中根据平行四边形定则可作出下图:解：由直角三角形知识可得：θ方向：与F1成53°角斜向右上方tanθ=F2/F1=4/5θ=53°迁移运用拓展延伸2、计算法求合力第58页，共78页，2023年，2月20日，星期三讨论1、F1、F2大小一定,夹角增大,合力如何变化?合力什么时候最大,什么时候最小?合力的范围如何?第59页，共78页，2023年，2月20日，星期三第60页，共78页，2023年，2月20日，星期三思考：合力是否一定比分力大？合力与分力间夹角θ关系：①θ＝0°时，即F1、F2共线同方向：

F合＝F1＋F2合力方向与两个力的方向相同②θ＝180°时，即F1、F2共线反方向：

F合＝｜F1－F2｜方向与分力F1、F2中较大的方向相同。④合力的取值范围：｜F1－F2｜≤F合≤F1＋F2③夹角θ越大，合力就越小：

F合随F1和F2的夹角增大而减小⑤F合可能大于、等于、小于F1、F2注意：同一直线上力的合成是平行四边形定则应用的特例。第61页，共78页，2023年，2月20日，星期三多个力合成的方法

先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，……，得到合力。F1F2F3F4F12F123F1234第62页，共78页，2023年，2月20日，星期三例

关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，

下列说法中正确的是（）A．F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大B．F的大小一定大于F1、F2中的最大者C．F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小D．F的大小不能小于F1、F2中的最小者C第63页，共78页，2023年，2月20日，星期三练习：1、关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中正确的是（）A、分力与合力同时作用在物体上B、分力同时作用于物体时产生的效果与合力单独作用于物体时产生的效果相同C、F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大D、F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小E、F的大小一定大于F1、F2中的最大者F、F的大小不能小于F1、F2中的最小者BD第64页，共78页，2023年，2月20日，星期三2．两个共点力，大小都是50N，如果要使这两个力的合力也是50N，这两个力之间的夹角应为（）A．300B．600C．1200D．1500c3．两个共点力的合力最大值为35N，最小值为5N，则这两个力的大小分别为

N和

N.若这两力的夹角为900，则合力大小为

N．152025第65页，共78页，2023年，2月20日，星期三4、三个力的大小分别为F1=4N、F2=5N和F3=6N，已知其合力为0，则F1、F2的合力的大小和方向如何？

思考:三个力F1=4N、F2=5N、F3=6N的合力F的大小的范围？6N;与F3反向0—15N三个力F1=3N、F2=4N、F3=8N的合力F的大小的范围?1—15N第66页，共78页，2023年，2月20日，星期三第五节力的分解第67页，共78页，2023年，2月20日，星期三力的合成遵循平行四边形定则力可以合成，是否也可以分解？复习：力的合成求一个力的分力的过程，叫力的分解力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则F1F2F如果不加限制条件，一个力可分解为无数组不同的分力力的分解力的分解第68页，共78页，2023年，2月20日，星期三已知放在水平面上的物体，受到与水平方向成θ角的拉力F的作用F2=FsinθθFF1F2F1=Fcosθ1按力所产生的实际作用效果进行分解第69页，共78页，2023年，2月20日，星期三θ按力所产生的实际作用效果进行分解

放在斜面上的物体所受重力G产生怎样的作用效果？如何分解？GF1=GsinθF2F1θF2=Gcosθ当θ增大时，F1、F2