1、相互作用复习,第一节 重力 弹力,一、力的概念,1.力是物体对物体的作用。 2.力的基本特征： （1）物质性：力不能脱离物体而独立存在，有受力物体必有施力物体，反之亦然. （2）相互性：力的作用是相互的.物体间的相互作用力称为作用力和反作用力，遵守牛顿第三定律。相互作用可以发生在直接接触的物体之间，也可以发生在不接触的物体之间。 （3）矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向.力的三个要素是大小、方向、作用点，可用一根带箭头的线段表示力 ，这种方法叫做力的图示. 力的独立性：一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。,两个效果,使物体发生形变 改变物体的运动状态产生加速度,3
2、力的作用效果,运动状态： 由瞬时速度以及和瞬时速度有关的物理量来描述，如动能、动量等； 改变运动状态就是改变这些与瞬时速度有关的物理量 运动状态发生变化时物体必然有加速度,4.力的分类： （1）根据力的性质命名：如重力、弹力、摩擦力、分子力、磁场力、核力等； （2）根据力的效果命名：如拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等.,（3）按研究对象分：内力 研究对象内部各部分间的相互作用力，它对研究对象整体的运动状态变化不发生影响，只引起内部形变或局部产生加速度外力 研究对象以外其他物体对研究对象所施的作用力，它是使整个研究对象运动状态发生变化的外部原因,例1下列关于力的叙述正确的有： A
3、、力是物体对物体的作用，总是成对出现的。 B、只有相互接触的物体，才有力的作用。 C、两物体相互作用不一定要直接接触。 D、直接接触的物体间一定有力的相互作用。,析与解力是物体间的相互作用，必定是成对出现的，有力相互作用的两物体不一定直接接触，直接接触的物体不一定有力的相互作用，由此可断定A、C选项是正确的。,练习1下列关于力的作用效果的叙述中正确的是： A、物体的运动状态发生改变，则物体必定受到力的作用。 B、物体运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用。 C、力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还同力的作用点有关。 D、力作用在物体上，必是同时出现形变和运动状态的改变。,提示力的作用
4、效果是使物体发生形变或改变物体的运动状态但两者不一定是同时发生的。力的作用效果由力的三个要素决定。故选项ABC正确,二、重力,2.大小：G=mg， 在地球上不同地方g不同（两极处最大，赤道处最小）；在地球表面上方不同高度处g不同（越向上g越小）。 注：物体的重力大小与物体的运动状态无关.,3.方向：竖直向下（是物体自由下落的方向，不等同于指向地心，只有在两极和赤道处才指向地心）.,4.重心：重力的作用点。重心是一个等效概念，重心可以在物体上，也可以不在物体上.说明：重心是一个等效替代点，不要认力只有重心处受重力，物体的其它部分不受重力。 （1）质量分布均匀的物体的重心，只与物体的形状有关。形状
5、规则的均匀物体，它的重心在几何中心上。 （2）质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关。 （3）薄板形物体的重心，可用悬挂法确定。,例2关于重力的说法下述正确的是（ ）A物体不论是静止还是运动时都受到重力作用B跳伞员在下落过程中，由于受空气阻力作用，因而重力比静止时小C向上抛出的物体上升过程中的重力大于下落过程的重力D一个物体无论上升还是下降，不论运动中是否有阻力，其重力大小不变,AD,例3.关于重力的说法正确的是（ ） A物体重力的大小与物体的运动状态有关，当物体处于超重状态时重力大，当物体处于失重状态时，物体的重力小。 B重力的方向跟支承面垂直 C重力的作用点是物体的重心 D重
6、力的方向是垂直向下,解析：物体无论是处于超重或失重状态，其重力不变，只是视重发生了变化，物体的重力随在地球上的纬度变化而变化，所以 A错重力的方向是竖直向下，不可说为垂直向下，垂直往往给人们一种暗示，与支承面垂直，重力的方向不一定与支承面垂直，如斜面上的物体所受重力就不跟支承面垂直所以DB错重心是重力的作用点，所以C对,练习3.关于物体的重心说法正确的是（ ） A、重心就是物体内最重的一点； B、重心是物体各部分受重力的合力的作用点； C、任何有规则形状的物体,它的重心必在其几何中心; D、重心是物体受重力的作用点,重心总是在物体上,不可能在物体外；,析与解根据重心是重力的作用位置可知选项B是
7、正确的,物体的重心可能在物体内, 也可以在物体外.,1.一个圆球形薄壳容器所受重力为G，用一细线悬挂起来，如图 112所示，现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，将小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，系统(包括容器和水)的重心位置，重力的大小如何变化( ),图112,A重力慢慢减小 B重心慢慢上升 C重心先下降后上升 D重心先上升后下降 解析：选AC.当水流出时水的质量不断减小，依据Gmg，得重力慢慢减小，此时系统的重心不断下降，当容器中水即将流尽时，系统的重心位置又接近于容器的中心位置，故重心先下降后上升选项A、C正确,三、弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力
8、的作用，这种力叫弹力。弹力是由施力物体的形变产生,1.产生条件：直接接触、相互挤压(或发生弹性形变).,2.方向：弹力的方向与形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的物体上 .,例：下列说法正确的是 A木块放在水平桌面上要受到一个竖直向上的弹力，这是由于木块发生微小的形变而产生的B拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的 C挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，这是因为电线发生微小的形变而产生的D绳对物体拉力的方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,CD,(一)弹力有无判断,弹力产生的条件是“接触且有弹性形变”。若物体间虽然有接触但无拉伸或挤压，则无弹力产生。在许多情
9、况下由于物体的形变很小，难于观察到，这给判断弹力是否存在带来困难。可用以下方法解决。,1、拆除法(反证法、假设法),即解除所研究处的接触，看物体的运动状态是否改变。若不变，则说明无弹力；若改变，则说明有弹力。,2、运动状态判断弹力是否存在 分析主动力就是分析沿弹力所在直线上，除弹力以外其它力的合力。看该合力是否满足给定的运动状态，若不满足，则存在弹力，若满足则不存在弹力。,例5：一块铁板折成如图形状，光滑的球置于水平面BC上，铁板和球一起（1）向右加速运动；（2）沿垂直AB斜向上匀速运动；AB对球有无弹力？,平面与平面接触，弹力垂直接触平面。(简称为“面面”接触),点与平面接触，弹力通过接触点
10、而垂直平面。(简称为“点面”接触),曲面和曲面接触，弹力通过接触点垂直于切面而指向圆心。（相当于点与点接触，简称为“点点”接触）,(二)弹力的方向,(1)压力、支持力的方向总是垂直于接触面指向被挤压或被支持的物体这里的接触面可以是平面，也可以是曲面(这种情况下压力和支持力垂直于曲面在该点的切面),轻杆的弹力方向可能沿杆也可能不沿杆，杆可提供拉力也可提供压力 ，这一点跟绳是不同的。,(2)绳对物体的拉力方向总是沿着绳指向绳收缩的方向,(4)弹簧对物体的弹力方向总是沿着弹簧的轴线指向弹簧恢复原长的方向,(5)杆对物体的弹力方向不一定沿杆的方向如果轻杆只有杆上的两个点受力且处于平衡处态，则该轻杆在这
11、两点对物体的弹力方向一定沿杆的方向,(3)绳上任何一个横截面两边相互作用的拉力叫做“张力”轻绳任何一个横截面上的张力大小都等于绳的任意一端所受拉力的大小,O,A,B,N1,N2,(三)弹力大小：(1)弹簧的弹力：在弹性限度内，可由胡克定律求出.胡克定律表达式F=kx.k为弹簧的劲度系数。(2)非弹簧的弹力，一般可由牛顿定律或平衡条件求出.,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200N的拉，这时弹簧长度变为 _cm，此弹簧的劲度系数为 _ N/m,析与解：由胡克定律可知100：200 = (
12、1816)：(l 16)，解得l = 20cm由胡克定律可弹簧劲度系数k =,=,点评：本题要求考生掌握胡克定律，并理解正比的本质特征此外对两人拉弹簧与一人拉弹簧的受力分析也是本题设计的陷井,N/m = 5103N/m,例9.如图所示，小车上固定着一根弯成角的轻杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：小车静止；小车以加速度a水平向右加速运动.小车以加速度a水平向左加速运动？,，与竖直方向夹角,与竖直方向夹角,答案：（mg，竖直向上；,例10. 如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的轻度系数分别为k1和k2，上面的木块压在上面的弹簧上（但不拴
13、接），整个系统处于平衡状态现缓慢地向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，求这个过程中下面木块移动的距离,析与解：设整个系统处于平衡时，下面弹簧压缩形变量为x2，则由平衡条件有：(m1+m2)g = k2x2；设上面弹簧因压缩而产生形变量为x1，则同理可有：m1g= k1x1现缓慢向上提m1至它刚离开弹簧时时x1消失，对下面木块而言，又处于新的平衡，形变量为x3，则m2g= k2x3，则其上移的距离为,= x2 x3 =,练习7. 图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过定滑轮的轻绳，它们连接如图1.1.2并处于平衡状态A有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B有可能N处于压缩
14、状态而M处于拉伸状态C有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态,析与解：由于轻绳只能拉而不能压缩弹簧，故N不能处于压缩状态，只能处于位伸或不伸不缩状态，则B选项错误若N处于拉伸状态，则轻绳对N的拉力必不为零，因而绳子R对物体块a的拉力也不必不零，即a必受R作用于它的向上拉力T作用，对a受力分析得T+Fmag = 0，弹簧对a的作用力F = magT，F 0表示竖直向上，F 0表示竖直向下，F = 0表示弹簧M不伸不缩状态，显然与a重力有关综合上述分析可知A、D选项正确 点评：本题要求考生结合弹簧可伸可缩而软绳不能有推力这些条件进行推理，从而找出可能性结
15、论的条件,第二节 摩擦力,1.摩擦力：物体相对与之接触的物体有相对运动或相对运动趋势时 ,受到接触物体阻碍它对接触物体相对运动或相对运动趋势的力。,一.摩擦力,2.摩擦力的产生条件,(1)两物体直接接触;,(2)两物体间发生挤压形变(有弹力);,(3)两物体间的接触面粗糙；,(4)两物体间有相对运动或有相对运动趋势,以上条件的(1)、(2)说明达两个物体间一定有弹力产生，所以两物体间有弹力是这两个物体间有摩擦力的必要条件(但不是充分条件)在分析受力时，必须先分析弹力，再分析与其对应的摩擦力,二.滑动摩擦力的大小和方向,1.滑动摩擦力的大小,(1)滑动摩擦力的大小跟压力成正比，也就是跟一个物体对
16、另一个物体表面的垂直作用力成正比，表达式可写作f=N,(2)它只与接触面间的动摩擦因数及正压力N有关，而与相对运动速度大小和加速度、接触面积的大小无关。而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关,(3)式中的N不一定等于物体的重力G,要根据具体情况来确定， 因此不能把此式写作f G有些同学会习惯地把水平面上物体受摩擦力写成mg，把斜面上的物体受的摩擦力写成mgcos,这是造成错误的常见原因.,2.滑动摩擦力的方向,(1)滑动摩擦力的方向跟接触面相切，并且跟物体的相对运动方向相反,特别要注意：是和相对运动方向相反，而不是和运动方向相反.,(2)所谓相对运动方向，即是把与研究对象接触的物体作为
17、参照物，研究对象相对该参照物运动的方向。,(3)效果：总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动，可能是动力，也可能是阻力。,(4)滑动摩擦力方向可能与运动方向相同，可能与运动方向相反，可能与运动方向成一夹角。,三.静摩擦力的大小和方向,1.静摩擦力的大小,(1)静摩擦力的大小不能用fN计算静摩擦力也是一种被动力，其取值范围是从零到最大静摩擦力fm之间，即0f fm.确切的大小要根据物体的受力情况和运动情况，当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小由平衡条件来求解；而物体处于非平衡态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律求解。,(2)正压力是静摩擦力产生的条件之一，但静摩擦力的大小与正压力无
18、关（最大静摩擦力除外）。,(3)静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力两物体间的最大静摩擦力略大于它们间的滑动摩擦力,在一般情况下,可以认为最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小,2.静摩擦力的方向,(1)静摩接力的方向与接触面相切，并且跟物体间相对运动趋势的方向相反特别耍注意：是和相对运动趋势的方向相反，而不是和运动方向相反,(2)所谓相对运动趋势的方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照物,假若没有摩擦力,研究对象相对该参照物可能出现运动的方向。,（3）效果：阻碍物体的相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动，可以是动力，也可以是阻力。,(4)在相对运动趋势的方向不明显时，可以根据物体的受力情况和运
19、动情况、利用平衡条件或牛顿第二定律来确定静摩擦力方向,(5)正确理解动摩擦力和静摩擦力中的“动”与“静”的含义。“动”和“静”是指研究对象相对于跟它接触的物体而言的，静不是相对于地面的运动和静止，所以受滑动摩擦力作用的物体可能是静止的，反之，受静摩擦力作用的物体可能是运动的。,练习3.下列关于摩擦力的说示中正确的是：（ ）A阻碍物体运动的力称为摩擦力B滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D接触面上的摩擦力总是与接触面平行,析与解：摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的，而不是阻碍物体的运动，因此A选项错误另一方面摩擦力的方向与相对运动方向
20、或相对运动趋势方向相反，故B选项错误当相对运动趋势方向与运动方向垂直时，静摩擦力的方向就与运动方向垂直，故C正确摩擦力是切向力，故与接触面平行，D正确综上所述C、D正确 点评：本题要求考生正确理解摩擦力的概念，并能把握相对运动与物体运动的区别,四、摩擦力的有无及方向的判断方法 1假设法：即假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动 (1)若发生相对运动，则说明物体原来虽相对静止却有相对运动的趋势，且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为原来相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向 (2)若没有发生相对运动，则说明没有静摩擦力,2根据摩擦力的效果来判断其方向：如平衡其他力、作动力、作阻力、提
21、供向心力等，再根据平衡条件或牛顿定律来计算大小用牛顿第二定律判断，关键是先判断物体的运动状态(即加速度方向)，再利用牛顿第二定律(Fma)确定合力的方向，然后由受力分析判断静摩擦力方向,3利用牛顿第三定律来判断 此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向，再确定另一物体受到的摩擦力方向,例1.重力为G的物体A受到与竖直方向成角的外力F后，静止在竖直墙面上，如图所示，试求墙对物体A的静摩擦力,例7.如图所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为1，Q与斜面间的动摩擦因数为2。当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静
22、止，则物体P受到的摩擦力大小为:( ) A0； B. 1mgcos; C. 2mgcos; D. (1+2)mgcos;,C,例:如图所示，C为固定在地面上的斜面体，A、B是两个长方形的物体，F为作用在B上沿斜面向上的力，物体A和B以相同的速度做匀速运动。AB间和BC间的摩擦因数1和2有可能是 A、1=0;2=0; B、 1=0;20; C、 1 0;2=0; D、 1 0;2 0;,CD,练习1：如图所示，质量为m的物体位于斜面上，在沿斜面向上的力F作用下处于静止状态，则斜面作用于物体的静摩擦力怎样？,例2.如图所示，A、B为两个相同木块，A、B间最大静摩擦力Fm=5N，水平面光滑。拉力F至
23、少多大，A、B才会相对滑动？,解：A、B间刚好发生相对滑动时，A、B间的相对运动状态处于一个临界状态，既可以认为发生了相对滑动，摩擦力是滑动摩擦力，其大小等于最大静摩擦力5N，也可以认为还没有发生相对滑动，因此A、B的加速度仍然相等。分别以A和整体为对象，运用牛顿第二定律，可得拉力大小至少为F=10N,【练习7】如图所示，一木块放在水平面上，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.0,D,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（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，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轻绳上的拉力一定变小 D轻绳上的拉力一定不变,D,情景2、静动突变 如图2 (a)所示，铁块放在粗糙的木板上，木板可绕M端自由转动，若将其N端缓慢地抬起，木板与水平地面的夹角为 从0逐渐增大到90的过程中，铁块所受木板的摩擦力为f，那么铁块所受摩擦力的大小随角 变化的图象是图2 (b)图中的图 ( ),C,
