高一物理第三章相互作用【精品】

相互作用第三章力重力大?。篏=mg

，g=9.8N/kg方向：豎直向下等效作用點(diǎn)：重心彈力大?。河晌矬w所處的狀態(tài)、所受其它外力、形變程度決定方向：總是跟形變的方向相反，與物體恢復(fù)形變的方向一致大小：方向：與物體相對(duì)滑動(dòng)方向相反滑動(dòng)摩擦力靜摩擦力方向：與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反大?。耗Σ亮αΦ暮铣膳c分解基本規(guī)則：平行四邊形定則常用方法：正交分解法力的定義：物體間的相互作用

力的作用效果(1)使物體發(fā)生形變(2)使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。力的性質(zhì)

(1)物質(zhì)性：力不能脫離

而存在．沒(méi)有“施力物體”或“受力物體”的力是

的．

(2)相互性：力的作用是

的．施力(受力)物體同時(shí)也是受力(施力)物體．物體相互不存在(3)矢量性：力是矢量，既有

，又有

．(4)獨(dú)立性：一個(gè)力作用于某個(gè)物體上產(chǎn)生的效果，與這個(gè)物體是否受到其他力的作用

．方向大小無(wú)關(guān)

1、萬(wàn)有引力：存在于一切物體之間，相互作用的強(qiáng)度隨距離的增大而減小。

2、電磁相互作用：存在于電荷與電荷、磁體與磁體、電流與電流之間，他們本質(zhì)上是同一種相互作用的不同表現(xiàn)，作用規(guī)律與萬(wàn)有引力相似。

3、強(qiáng)相互作用：存在于原子核內(nèi)質(zhì)子質(zhì)子、質(zhì)子與中子、中子與中子之間，它是短程力，作用范圍只有約10－15m。

4、弱相互作用：在放射現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)的，也是短程力。強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用的10－12

倍。

四種基本相互作用力的大小、方向和作用點(diǎn)

力的三要素力的圖示：（體現(xiàn)力的三要素）1、選定標(biāo)度。

2、從作用點(diǎn)向力的方向畫(huà)一有向線段，有向線段的箭頭指向力的方向，有向線段長(zhǎng)短按選定標(biāo)度和力的大小來(lái)畫(huà)，線段上加刻度（一般兩至三格即可）

3、用箭頭（或箭尾）表示力的作用點(diǎn)。

力的表示方法【力的圖示】例：用150N的力豎直上提物體作出力的圖示。50NF=150N力的大小可以用測(cè)力計(jì)（彈簧秤）測(cè)量。在國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓（N）力的測(cè)量定義：大?。河捎诘厍虻奈刮矬w受到的力叫重力。

G=mgg就是前面學(xué)過(guò)的自由落體運(yùn)動(dòng)加速度。

g在地球上不同位移變化規(guī)律是什么？1、緯度越高，g越大；(地球自轉(zhuǎn)的影響）

2、同一緯度，高度越大，g越小。重力1、重心不是重力的真實(shí)作用點(diǎn)。2、重心不是物體上最重的一點(diǎn)?？偨Y(jié)3、重心的位置可以不在物體上。

1、定義：發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用。二、彈力的產(chǎn)生一、形變的概念1、定義：

2、彈性形變：能恢復(fù)原狀的形變物體形狀或體積的改變說(shuō)明：任何物體都能發(fā)生形變【彈力】2、產(chǎn)生的條件：接觸且有彈性形變?nèi)?、彈力的大?、與彈性形變大小有關(guān)，形變?cè)酱螅瑥椓υ?、胡克定律3）k叫勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧的材料、直徑、長(zhǎng)度和粗細(xì)決定。1）公式2）適用條件：彈性限度以?xún)?nèi)大A支持力壓力結(jié)論：與施力物體形變方向相反F1F2F1F2F2FFF1彈力方向的判定F1F2

FBB彈力彈力的方向彈簧兩端的彈力與彈簧測(cè)力計(jì)中心軸線相重合，指向彈簧恢復(fù)原狀的方向輕繩的彈力沿繩指向繩收縮的方向面與面接觸的彈力垂直于接觸面指向受力物體點(diǎn)與面接觸的彈力過(guò)接觸點(diǎn)垂直于接觸面(或接觸面的切面)而指向受力物體球與面接觸的彈力在接觸點(diǎn)與球心的連線上，指向受力物體球與球接觸的彈力垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的公切面，而指向受力物體桿的彈力可能沿桿，也可能不沿桿，應(yīng)具體情況具體分析3、大小【摩擦力】一、滑動(dòng)摩擦力1、產(chǎn)生條件2、方向①接觸面粗糙②接觸處有彈力③有相對(duì)運(yùn)動(dòng)沿接觸面的切線，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反F=

N叫動(dòng)摩擦因數(shù)，其數(shù)值與兩物體的材料有關(guān)，還跟兩個(gè)物體接觸面的粗糙程度有關(guān)，但與接觸的面積無(wú)關(guān)

4、最大靜摩擦力二、靜摩擦力1、產(chǎn)生條件2、方向3、大?、俳佑|面粗糙．②接觸處有彈力．③有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)沿接觸面的切線，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反0

F≤Fmax一個(gè)物體相對(duì)另一個(gè)物體剛要運(yùn)動(dòng)的靜摩擦力，比滑動(dòng)摩擦力略大。試一試AFAFCABFABFCABF下列各圖中的物體都處于靜止或相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，判定靜摩擦力的大小和方向。FF1、一個(gè)質(zhì)量為2kg的木塊靜止放在水平地面上，木塊與地面間的滑動(dòng)摩擦力因數(shù)為0.4，最大靜摩擦力大小為10N，現(xiàn)對(duì)木塊施加一個(gè)水平推力，求以下幾種情況中木塊與地面間的摩擦力的大?。?）F=4N；2）F=8N；3）F=12N；4）F=16N；5）在物塊向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中若撤去F，則摩擦力的大小又為多少？F課堂練習(xí)FF

例題1、L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連，如圖所示.若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計(jì)空氣阻力.則木板P的受力個(gè)數(shù)為()A.3 B.4 C.5D.6

例題2、用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體，靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為L(zhǎng).現(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為2m的物體，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量也為L(zhǎng).物體與斜面間摩擦因數(shù)為μ，斜面傾角為30°，如圖所示.則下列正確的是()A.摩擦力等于零

B.摩檫力大小為12mg，方向沿斜面向下

C.μ不可能等于零

D.μ可能等于零1．如圖所示，一木塊放在水平面上，在水平方向共受三個(gè)力作用，F(xiàn)1=10N，F(xiàn)2=2N，以及摩擦f，木塊靜止，撤去F2后，有關(guān)下列現(xiàn)象中判斷不正確的是（）

A．木塊可能不再靜止

B．木塊可能仍處于靜止?fàn)顟B(tài)

C．木塊所受合力可能為1N，

D．木塊所受合力可能為3N，

1．一質(zhì)量為的木塊放在動(dòng)摩擦因數(shù)μ的平板上（設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等），當(dāng)θ角度由0°增加到90°的過(guò)程中，如圖所示，則物體所受摩擦力變化為（）

A．一直增大

B．一直減小

C.保持不變

D．先增大后減小

2、如圖所示,將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為θ的固定斜面上?；瑝K與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小相等,重力加速度為g,則A.將滑塊由靜止釋放,如果μ＞tanθ,滑塊將下滑B.給滑塊沿斜面向下的初速度,如果μ＜tanθ，滑塊將減速下滑C.用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動(dòng)，如果μ=tanθ，拉力大小應(yīng)是2mgsinθD.用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動(dòng)，如果μ=tanθ，拉力大小應(yīng)是mgsinθmθ課堂練習(xí)如何判斷兩接觸物體間是否存在靜摩擦的作用呢？假設(shè)法——

根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析。BACFA、B均靜止FfBACFA、B一起勻速運(yùn)動(dòng)FFf思考與討論滑動(dòng)摩擦力的大小與最大靜摩擦力的關(guān)系物滑動(dòng)物不動(dòng)結(jié)論：Ff動(dòng)<F靜max

1、滑動(dòng)摩擦力的方向一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反嗎？一定為阻力嗎？滑動(dòng)摩擦力的方向可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，也可以與運(yùn)動(dòng)方向相同，故既可以為阻力，也可以為動(dòng)力。思考與討論2、只有運(yùn)動(dòng)的物體才能受到滑動(dòng)摩擦力的作用，靜止的物體只能受到靜摩擦的作用嗎？靜止的物體也可以受到滑動(dòng)摩擦力的作用，運(yùn)動(dòng)的物體也可以受到靜摩擦力的作用。Ff2Ff3Ff13、兩個(gè)相互接觸且接觸面粗糙又發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間一定能產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力嗎？F動(dòng)合力與分力若有一個(gè)力的和其他幾個(gè)力的作用效果相同，那么，我們就把這一個(gè)力叫做那幾個(gè)力的合力，那幾個(gè)力叫做分力。1、平行四邊形法則F1F2F2、兩個(gè)力F1、F2的合力大小的取值范圍為：驗(yàn)證力的平行四邊形定則一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證互成角度的二力合成時(shí)的平行四邊形定則．二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象為繩與橡皮條的結(jié)點(diǎn)，當(dāng)用一個(gè)力F′，與同時(shí)用兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2拉結(jié)點(diǎn)，使結(jié)點(diǎn)均至O點(diǎn)，說(shuō)明F′的作用效果，可用F1、F2的合作用效果代替，即F′應(yīng)為F1、F2的合力，根據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2的合力F的圖示，比較F′和F是否大小相等，方向相同．三、實(shí)驗(yàn)器材方木板，白紙，彈簧測(cè)力計(jì)(兩只)，橡皮條，細(xì)繩套(兩個(gè))，三角板，刻度尺，圖釘(幾個(gè))．四、實(shí)驗(yàn)步驟1.用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上．2．用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套．3．用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)到某一位置O，如圖所示，記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩套的方向．4．用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩套方向畫(huà)直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過(guò)O點(diǎn)畫(huà)平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示．

5.只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向，用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F′的圖示．6.比較一下，力F′與用平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同．7．改變兩個(gè)力F1與F2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次．2.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)不要直接以橡皮條端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，可拴一短細(xì)繩連兩細(xì)繩套，以三繩交點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，應(yīng)使結(jié)點(diǎn)小些，以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點(diǎn)O的位置．(2)在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)O的位置一定要相同．(3)不要用老化的橡皮條，檢查方法是用一個(gè)彈簧秤拉橡皮條，要反復(fù)做幾次，使橡皮條拉到相同的長(zhǎng)度看彈簧秤讀數(shù)有無(wú)變化．(4)細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向．不要直接沿細(xì)繩套的方向畫(huà)直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫(huà)一個(gè)點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連直線確定力的方向．(5)在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫(huà)力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些.例1畫(huà)出靜止在斜面上的A物體的受力示意圖。（F垂直于斜面）例2畫(huà)出下圖中光滑斜面上被一擋板擋住的靜止鋼球的受力示意圖。力的合成與分解---正交分解把所有的力放在一個(gè)直角坐標(biāo)系內(nèi)沿軸方向分解,根據(jù)“同向相加,異向相減”的原則分別得出兩坐標(biāo)軸方向上的合力.最后

(如果需要),再對(duì)兩坐標(biāo)軸上得出的合力進(jìn)行合成得到最終的合力.fNGxy建立坐標(biāo)軸x軸和y軸時(shí)應(yīng)使盡量多的力落在坐標(biāo)軸上,減少分解.

小竅門(mén)1正交分解法則?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塊,受到一個(gè)與水平面夾角為的力F.對(duì)物塊受到的力進(jìn)行正交分解.FxFyF合=Fx合2+Fy合2解:木塊受力分析如圖所示以水平方向和豎直方向?yàn)閤軸和y軸,將F分解在這兩個(gè)方向上.則有:小竅門(mén)2------常見(jiàn)的物體情景的正交分解1.斜面------常將平行于斜面方向和垂直于斜面方向作為x軸和y軸,然后將其它力都分解在這兩個(gè)方向上.2.水平面(或豎直面),但可能存在與水平面(或豎直面)成一定夾角的力.------常將水平面和豎直面作為x軸和y軸,然后將其它力都分解在這兩個(gè)方向上.------正交分解法解決平衡問(wèn)題當(dāng)運(yùn)用正交分解法把所有的力放在一個(gè)直角坐標(biāo)系內(nèi)時(shí),x軸上的合力和y軸上的合力均為0.小竅門(mén)3利用正交分解法解題的的一般步驟：

1、分析物體的受力情況；2、建立直角坐標(biāo)系；3、根據(jù)物體沿ｘ軸或ｙ軸的所處的狀態(tài)列方程求解。建立原則：ａ、沿物體的運(yùn)動(dòng)方向和垂直于物體的運(yùn)動(dòng)方向；ｂ、沿力的方向，使盡量多的力在坐標(biāo)軸上。5、一物體放在水平桌面上,現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)斜向上的拉力F,使物體在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng).下面說(shuō)法正確的是:A.物體不一定受摩擦力作用B.物體所受的滑動(dòng)摩擦力與F的合外力一定為0C.物體所受的滑動(dòng)摩擦力與F的合外力一定向前D.物體所受的滑動(dòng)摩擦力與F的合外力一定向上物體運(yùn)動(dòng)方向

一、合成、分解法

利用力的合成與分解解決三力平衡的問(wèn)題，具體求解時(shí)有兩種思路：一：將某力沿另兩個(gè)力的反方向進(jìn)行分解，將三力轉(zhuǎn)化為四力，構(gòu)成兩對(duì)平衡力；二：某二力進(jìn)行合成，將三力轉(zhuǎn)化為二力，構(gòu)成一對(duì)平衡力。

例1、如圖所示，兩滑塊放在光滑的水平面上，中間用一細(xì)線相連，輕桿OA、OB擱在滑塊上，且可繞鉸鏈O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，兩桿長(zhǎng)度相等，夾角為θ，當(dāng)豎直向下的力F作用在鉸鏈上時(shí)，滑塊間細(xì)線的張力為多大？

二、圖解法

在共點(diǎn)力的平衡中，有些題目中常有“緩慢”一詞，則物體處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。解決動(dòng)態(tài)平衡類(lèi)問(wèn)題常用圖解法，圖解法就是在對(duì)物體進(jìn)行受力分析(一般受三個(gè)力)的基礎(chǔ)上，若滿足有一個(gè)力大小、方向均不變，另有一個(gè)力方向不變時(shí)，可畫(huà)出這三個(gè)力的封閉矢量三角形來(lái)分析力的變化情況的方法，圖解法也常用于求極值問(wèn)題。

2、如圖所示，一小球在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮一切摩擦，如果把豎直擋板由豎直位置緩慢繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)至水平位置，則此過(guò)程中球?qū)醢宓膲毫1和球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是()

A．F1先增大后減小，F(xiàn)2一直減小

B．F1先減小后增大，F(xiàn)2一直減小

C．F1和F2都一直減小

D．F1和F2都一直增大3、【2012年全國(guó)二卷】如圖，一小球放置在木板與豎直墻面之間。設(shè)墻面對(duì)球的壓力大小為N1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镹2。以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開(kāi)始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計(jì)摩擦，在此過(guò)程中

A.N1始終減小，N2始終增大

B.N1始終減小，N2始終減小

C.N1先增大后減小，N2始終減小

D.N1先增大后減小，N2先減小后增大

4、如圖所示，小球在擋板與斜面間保持靜止，擋板保持豎直，不計(jì)摩擦，當(dāng)緩慢增大斜面傾角時(shí)，小球?qū)醢宓膲毫1和小球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是()A.F1變小，F(xiàn)2變小 B.F1變大，F(xiàn)2變小C.F1變小，F(xiàn)2變大 D.F1變大，F(xiàn)2變大

例4、一盞電燈重力為G，懸于天花板上A

點(diǎn)，在電線O處系一細(xì)線OB，使電線OA與豎直方向的夾角為β＝30°，如圖2－14所示?，F(xiàn)保持β角不變，緩慢調(diào)整OB方向至OB線上拉力最小為止，此時(shí)OB與水平方向的夾角α等于多少？最小拉力是多少？

三、正交分解法

物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用時(shí)，常用正交分解法列平衡方程求解：Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0。為方便計(jì)算，建立坐標(biāo)系時(shí)以使盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上為原則。

例3、如圖所示，用與水平成θ角的推力F作用在物塊上，隨著θ逐漸減小直到水平的過(guò)程中，物塊始終沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。關(guān)于物塊受到的外力，下列判斷正確的是(

)

A．推力F先增大后減小

B．推力F一直減小

C．物塊受到的摩擦力先減小后增大

D．物塊受到的摩擦力一直不變

四、三力匯交原理

物體受三個(gè)共面非平行外力作用而平衡時(shí)，這三個(gè)力必為共點(diǎn)力。例4、一根長(zhǎng)2m，重為G的不均勻直棒AB，用兩根細(xì)繩水平懸掛在天花板上，當(dāng)棒平衡時(shí)細(xì)繩與水平面的夾角如圖所示，則關(guān)于直棒重心C的位置下列說(shuō)法正確的是(

)

五、整體法和隔離法選擇研究對(duì)象是解決物理問(wèn)題的首要環(huán)節(jié)。若一個(gè)系統(tǒng)中涉及兩個(gè)或者兩個(gè)以上物體的平衡問(wèn)題，在選取研究對(duì)象時(shí)，要靈活運(yùn)用整體法和隔離法。對(duì)于多物體問(wèn)題，如果不求物體間的相互作用力——即不考慮內(nèi)部相互作用力，我們優(yōu)先采用整體法，這樣涉及的研究對(duì)象少，未知量少，方程少，求解簡(jiǎn)便；很多情況下，通常采用整體法和隔離法相結(jié)合的方法。

例5、如圖所示，放置在水平地面上的質(zhì)量為M的直角劈上有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，若物體在直角劈上勻速下滑，直角劈仍保持靜止，那么下列說(shuō)法正確的是(

)

A．直角劈對(duì)地面的壓力等于(M＋m)g

B．直角劈對(duì)地面的壓力大于(M＋m)g

C．地面對(duì)直角劈沒(méi)有摩擦力

D．地面對(duì)直角劈有向左的摩擦力

六、臨界問(wèn)題的常用處理方法——假設(shè)法

運(yùn)用假設(shè)法解題的基本步驟：

(1)明確研究對(duì)象；

(2)畫(huà)受力圖；

(3)假設(shè)可發(fā)生的臨界現(xiàn)象；

(4)列出滿足所發(fā)生的臨界現(xiàn)象的平衡方程求解。例6、傾角為θ＝37°的斜面與水平面保持靜止，斜面上有一重為G的物體A，物體A與斜面