高一物理第三章 相互作用
本章知识归纳
力:物体对物体的作用,力的作用是相互的力的概念力的三要素:大小、方向、作用点力的图示和示意图:表示力的几何方法四种基本的力:万有引力、电磁相互作用力、强相互作用力、弱相互作用力力的作用效果使物体发生形变使物体的运动状态发生变化产生条件:地球的吸引大小:G＝mg重力方向:竖直向下作用点:重心产生条件:两物体接触且发生弹性形变力的种类弹力方向:弹力的方向与物体形变方向相反大小:在弹力限度内弹力的大小与形变成正比F=kx产生条件:弹力、不光滑、相对运动趋势静摩擦大小:随外界条件变化，存在最大值方向:和相对运动趋势方向相反摩擦力产生条件:弹力、不光滑、相对运动滑动摩擦力、滚动摩擦力大小:F＝FN方向:和相对运动方向相反合力与分力:等效代替关系力的合成与分解运算定则:平行四边形定则、三角形定则力的正交分解法方法：隔离法物体受力分析分析顺序：重力、弹力、摩擦力、其他力 一 受力分析
1、受力分析：把指定物体（研究对象） 在特定的物理环境中受到的所有力找出来，并画出受力示意图。这就是受力分析。对物体进行正确的受力分析，是分析、求解力学问题的关键，对物体进行受力分析，通常采用“隔离法“，即要把分析的物体隔离出来，只分析它受到的力，而不分析它对别的物体施加的力。 2、物体受力分析的一般思路
(1) 选择研究对象 选择研究对象的原则是使问题的处理尽量简单（灵活地选择研究对象可以使问题简洁地得到解决），研究对象可以是某一个物体，也可以是物体的一部分或几个物体组成的系统。明确研究对象，将它从周围的物体中隔离出来，只分析研究对象受到的力，而不分析研究对象给别的物体的力。
(2) 按顺序分析物体所受的力。根据不同力产生条件的不同，一般按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，这样分析较好，不容易漏掉某个力。
(3) 正确画出物体受力示意图，画每个力时不要求严格按比例画出每个力的大小，但方向必须正确，另外注
1
意同一题中有多个研究对象时，一定要采用隔离法分别画出它们的受力示意图。 (4) 检查防止错画力、多画力和漏画力。
3、受力分析的注意事项 初学者对物体进行受力分析时，往往不是“少力”就是“多力”，因此在进行受力分析时应注意以下几点：
(1) 只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施加的力。 (2) 每分析一个力，都应找到施力物体，这是防止“多力”的有效措施之一。 (3) 合力和分力不能同时作为物体受到的力。
(4) 结合物体的运动状态和利用力作用的相互性也是确保受力分析正确的有效途径。 (5) 为使问题简化，可根据题设条件忽略某些次要的力。
例1 在斜面上放一物体静止不动，该物体受重力G、弹力N和静摩擦力f的作用，该物体的受力图（如图(1)所示）画出正确的是（ ）
图(1)
例2 如图(2)所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态。其中F1＝10N、F2＝2N。若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为（ ）
A、10N，方向向左 B、6N，方向向右C、2N，方向向左 D、零
常用的方法
（1）特殊值法
（2）三角形相似：这种方法应用广泛，具体应用时先画出力的三角形，再寻找与力的三角形相似的空间三角形，（即具有物理意义的三角形和具有几何意义的三角形相似）由相似三角形建立比例关系求解。
（3）、正交分解的方法 多力合成时为了便于计算，往往把这些力先正交分解，根据：
∑FX=0 ∑FY=0 求解。
（4）、动态平衡问题：所谓动态平衡问题是指通过控制某些变量，使物体发生缓慢的变化，而这个过程中物体始终处于平衡状态。通常有两种方法分析动态平衡问题：解析法和图象法。
解析法：对研究对象形的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出因变量与自变量的一般函数关系，然后根据自变量变化情况而确定因变量的变化情况。
图象法：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化，在同一图中作出若干状态下的平衡图，再由边角变化关系确定某些力的大小及方向的变化情况。（要求学生熟练运用它）**解答物理问题，往往要进行一定的数算才能求得结果，有时数学方法选择合适与否对快速解答出物理问题显得相当重要。研究物理平衡问题中，遇上物体受三力作用而平衡，且三力成一定的夹角时，一般可以化三力平衡为二力平衡，其中涉及到力的三角形。如果能找出一个几何意义的三角形与这个具有物理意义的三角形相似时，可以快速利用相似三角形对应边成比例的规律建立比例关系式。可以避免采用正交分解法解平衡问题时对角度（力的方向）的要求．
例1、一个底面粗糙，质量为m的劈放在水平面上，劈的斜面光滑且倾角为300，如图5-3所示。现用一端固定的轻绳系一质量也为m的小球。绳与斜面夹角为300，求：当劈静止时绳子拉力为多大？
例2、如图5所示，轻绳长为L，A端固定在天花板上，B端系一个重量为G的小球，小球静止在固定的半径为R的光滑球面上，小球的悬点在球心正上方距离球
2
面最小距离为h，则轻绳对小球的拉力和半球体对小球的支持力分别是多大？
例3、如图5-2所示，AB两球用轻绳相连静止在光滑半圆柱面上，若A的质量 为m，则B的质量为多少？（sin370=0.6）(球面上平衡问题要等效斜面上问题求解)
同步练习
一、选择题
1、关于力这一概念的认识，下列说法中正确的是（ ）
A、只有相互接触的物体之间才会有力的作用B、弹簧秤与天平都是用来测量力大小的工具 C、只要物体受到力的作用，运动状态必然发生改变D、物体受到的每一个力都有它的施力物体
2、如图所示，甲、乙两物体叠放在水平面上，用水平力F拉物体乙，它们仍保持静止状态，甲、乙接触面也为水平，则乙物体受力的个数为（ ） A、3个B、4个C、5个D、6个
3、关于摩擦力，下列说法中正确的是（ ） A、摩擦力的大小总是跟压力的大小成正比
B、接触且相对静止的两个物体之间不会产生摩擦力 C、滑动摩擦力大小跟物体相对运动的速度大小有关 D、摩擦力的方向总是跟压力的方向垂直的
4、关于合力与分力的大小关系，下列说法的是（ ）
A、合力必比分力大、合力至少比某一个分力大C、合力可以比任一分力都小D、合力可以和两个分力都等大
5、一个物体放在斜面上，如图所示。当斜面的倾角逐渐增大而物体仍静止在斜面上时，则物体所受（ ） A、重力与支持力的合力逐渐增大 B、重力与静摩擦力的合力逐渐增大 C、支持力与静摩擦力的合力逐渐增大
D、重力、支持力、静摩擦力的合力逐渐增大
6、运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速滑下，它所受的摩擦力分别是f1和f2，那么（ ）
A、f1向下，f2向上，且f1＝f2 B、f1向下，f2向下，且f1＝f2
C、f1向上，f2向上，且f1＝f2 D、f1为静摩擦力，f2为滑动摩擦力
7、倾角为α的传送带上有一物体，如图所示，在下列情况中，物体将受到沿传送带斜向上方向的静摩擦力的是（ ） A、物体与传送带均保持静止 B、物体沿静止的传送带匀速下滑
C、物体被传送带匀速向上传，物体与传送带间不发生打滑现象 D、物体随传送带一起匀速向下运动，且两者保持相对静止
8、如图所示，两根绳子下端系在一起，上端固定在天花板上的某两点，两根绳一长一短，现于两绳连结点施以竖直向下的拉力F，在F逐渐增大的过程中（ ） A、如果两绳抗断力相同，则长绳先断
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B、如果两绳抗断力相同，则短绳先断
C、如果长绳抗断力小于短绳的抗断力，短绳也可能先断 D、两绳将同时被拉断，与各自抗断力大小无关
二、填空题
9、某弹簧的劲度系数k＝3×103N/m，当它伸长1.5 cm时，产生的弹力是 N，当它受到150N拉力时，它应伸长 cm，当它受到75N压力时，它应缩短 cm。（假设均不超过弹性限度）
10、绳子AB能承受的最大拉力为100N，现用它悬挂一个重50N的物体，并在其中点O处加一个水平力F缓慢拉绳，如图所示。当绳子断裂时，AO段与竖直方向的夹角为 。 四、解答题
12、如图所示，在与水平地面成θ角的拉力F作用下，质量为m的物块沿地面向右做匀速直线运动。试求物体与地面间的滑动摩擦因数，以及地面对物块的支持力。
13、如图所示，斜绳(与水平方向夹45°角)与水平绳最大承受拉力分别为20N和10N，竖直绳抗拉能力足够强，三绳系于O点，问：各绳均不断时，最多可悬吊多重的物体？
14、如图所示，光滑球A的直径为10 cm，悬线长50 cm，B物厚20 cm，重12N。若B恰匀速下滑，又知μBC＝0.2，C墙竖直，试求： (1) B对墙的压力为多大？ (2) A球重量多大？
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参
一、选择题 1、D
2、C
3、D
4、CD 5、A
二、填空题 9、45，5，2.5 10、60° 三、作图题 11、略 四、解答题 12、
FcosmgFsin，mg－F·sinθ
13、10N
14、(1) 60N，(2) 104N
6、C
7、ACD
8、BC
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