1、 第二章 相互作用北京师范大学 物理系 王若彬一课前自主回顾知识点 1：力的概念1. 定义：力是 之间的一种相互作用。2. 作用效果： ， 。3. 三要素： ， ， 。【注意】：(1)物体的运动状态发生变化时物体的速度必定变化，包括速度的大小和方向中的一个发生变化或两个同时变化。(2)力的作用效果取决于力的三要素。(3)力的性质：力的物质性：有力发生则一定存在着施力物体和受力物体，施力物体和受力物体总是同时存在的。力的相互性：施力物体给予受力物体作用力的同时必然受到受力物体的反作用力，即力总是成对出现的。力的矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。力的独立性：一个物体可能同时受几个力作用，每个力产
2、生独立的作用效果。【例 1】 以下有关力的说法错误的是( )A力是物体对物体的作用，离开了物体就没有力的作用B物体间力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体C力的大小、方向、作用点是影响力的作用效果的三种要素D在各种力中，只有重力没有施力物体知识点 2：力的图示和力的示意图力的图示与力的示意图的比较步骤 力的图示 力的示意图1 选定标度( 用某一长度表示多少牛的力) 无需选标度2从作用点开始沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段即可3 在线段的末端标出箭头，表示力的方向 在线段末端标出箭头，表示力的方向知识点 3：力的分类1根据力
3、的性质命名如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。2根据力的效果命名如拉力、压力、支持力、动力、阻力等。【注意】：(1)根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同；同一性质的力，效果可能不同。(2)同一个力按性质命名有一个名称，按效果命名则可能有不同的名称，如马拉车的力按性质叫弹力，按效果可以叫拉力，也可以叫动力。(3)对力进行分类时，不能同时使用两种不同的标准，一般按性质来分。(4)对物体进行受力分析时，只分析按性质命名的力。【例 2】 关于力的分类，下列说法中正确的是( )A根据效果命名的同一名称的力，性质一定相同B根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同C性质不同的力，对物体的作用效果一定
4、不同D性质相同的力，对物体的作用效果一定相同知识点 4：重力的概念及大小1. 定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。2. 方向： 。3. 大小：G 。其中 m 表示物体的质量，g 为 重力加速度。4. 重心（1） 定义由于地球吸引，物体各部分都会受到重力的作用，从效果上看我们可以认为各部分所受的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。（2） 决定重心位置的因素物体的形状。 物体各部分的质量分布。【注意】：(1)重心是重力的等效作用点，并非物体的全部重力都集中于重心。(2)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。【例 3】 关于重力，下列说法中正确的是( )A重力就是地球对物体的吸引力，其方向
5、一定指向地心B重力的方向就是物体自由下落的方向C重力的大小可以用弹簧秤或杆秤直接测出D在不同地点，质量大的物体可能比质量小的物体所受的重力小【例 4】 如图所示， “马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世珍宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为( )A马跑得快的缘故B马蹄大的缘故 C马的重心在飞燕上D马的重心位置和飞燕在一条竖直线上知识点 5：形变(1)定义：物体形状或体积的变化。(2) 常见的形变：伸长、缩短、扭曲、弯曲等。(3)形变的分类弹性形变：撤去外力作用后物体 的形变。范性形变：撤去外力作用后物体的形变或
6、多或少仍有保留而 的形变。知识点 6： 弹力1. 概念：发生 的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。2. 产生的条件：两物体 ；接触面之间发生 。【注意】：弹力有无的判断方法(1)根据弹力产生的条件直接判断：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用于判断形变较明显的情况。(2)利用假设法判断：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉，看物体还能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力。如图所示，有一球放在光滑水平面 AC 上，并和光滑斜面 AB
7、 接触，球静止，分析球所受的弹力。假设去掉 AB 面，因球仍然能够保持原来的静止状态，则 可以判断出在球与 AB 面的接触处没有弹力；假设去掉 AC 面，则球将向下运动，故在与 AC 面的接触处球受到弹力，其方向垂直于 AC 面向上。3 . 弹力的方向（重点）总是与引起形变的作用力的方向 判断弹力方向应掌握以下三种情况：当与面(或曲面)接触时，弹力垂直于接触面或接触面的切面。绳上弹力沿绳并指向绳收缩的方向。与球面接触的弹力方向的延长线或反向延长线过球心。常见弹力的方向：类型 方向 图示面与面 垂直接触面指向被支持物体点与面 过接触点垂直于面指向被支持物体接触方式 点与点 垂直于公共切面指向受力
8、物体轻绳 沿绳收缩方向可沿杆轻杆可不沿杆轻弹簧沿弹簧形变的反方向(弹簧恢复原状的方向)【注意】：压力或支持力的方向总是垂直于支持面而指向被压或被支持的物体。绳子的拉力的方向总是沿着绳子而指向绳子要收缩的方向。4. 弹力的大小(1)弹力的大小跟物体形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大。(2)弹簧的弹力大小胡克定律：内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F 跟弹簧伸长(或缩短) 的长度 x 成正比。公式：Fkx，其中 k 为弹簧的 劲度系数，单位：牛顿每米，符号： N/m。它取决于弹簧本身的结构(材料、匝数、直径等 )。适用条件：胡克定律仅适用于在弹性限度内，计算像弹簧、橡皮条等弹性体的弹力。【
9、例 5】 如图所示，用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触，并保持静止，甲中细绳倾斜，乙中细绳呈竖直方向。判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用？【例 6】 分别画出图中物体 P 受到的弹力。【例 7】 关于胡克定律，下列说法中正确的是( )A由 Fkx 可知，弹力 F 的大小与弹簧的长度 x 成正比B由 k 可知，劲度系数 k 与弹力 F 成正比，与弹簧的长度形变量 x 成反比FxC弹簧的劲度系数 k 是由弹簧本身的性质决定的，与弹力 F 的大小和弹簧形变量 x的大小无关D弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长 (或缩短)单位长度时弹力的大小知识点 7：滑动摩擦力1. 定义：两个物体相互 并 ，当它
10、们沿接触面发生相对运动时，每个物体的接触面上都会受到对方作用的阻碍 的力，这种力叫做滑动摩擦力。2. 产生条件：(1)两物体直接接触且在接触面上存在 。(2)接触面 。(3)物体间有 。3 方向：总是跟物体的 相切，并且跟它们相对运动的方向 。4. 滑动摩擦力的大小(1)规律：滑动摩擦力的大小与正压力成正比。(2)公式： f 其中 叫做动摩擦因数，它是两个力的比值，没有单位。它和 有关。(3)作用效果：总是阻碍物体间的相对运动。【注意】：如何理解相对运动？两物体间有相对运动。 “相对运动”与“物体运动”不是同一概念。 “相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参考系 )的位置发生了改
11、变；而 “物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。所以静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用，例如擦黑板时静止的黑板受到的是黑板擦对它的滑动摩擦力。【例8】 关于滑动摩擦力，下列说法正确的是：（ ）A、物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大；B、滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反；C、接触面的滑动摩擦系数越大，滑动摩擦力也越大；D、滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。知识点 8：静摩擦力1定义两个彼此 的物体之间没有发生相对滑动，但它们之间存在 时，在它们的接触面上会产生一种阻碍物体间发生相对运动的力，这种力叫做静摩擦力。2产生的条件(1)两物体 。(2)接触面
12、是 。(3)两物体有 。3方向总是与接触面相切并且与物体间 的方向相反。4大小范围 ，f max 为最大静摩擦力，f 由物体的运动状态及外界对它的施力情况决定。【注意】：静摩擦力的有无和方向判断(1)假设法：假设接触面光滑，不存在摩擦力，然后分析这两个物体是否发生相对运动。若无相对运动，说明这两物体间就没有相对运动趋势；若有相对运动，则一物体相对另一物体的运动方向即为相对运动趋势的方向，其反方向就是静摩擦力的方向。(2)平衡条件法：当相互接触的两物体处于静止或匀速直线运动状态时，可根据二力平衡条件判断静摩擦力是否存在。【例 9】 如图所示，A、B 两物体竖直叠放在水平面上。今用水平力 F 拉
13、B 物体，两物体均静止，那么物体 A 和 B 是否受静摩擦力作用呢？【例 10】 质量为 2 kg 的物体静止在水平地面上，如图 245 所示，物体与地面间的动摩擦因数为 0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力。(取g10 N/kg)图 245(1)当推力大小为 5 N 时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当推力大小为 12 N 时，地面对物体的摩擦力是多大？思路点拨 该题可按如下思路分析：知识点 9：力的合成满足规律：用表示两个共点力 F1 和 F2 的线段为邻边作平行四边形，那么合力 F 的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。这叫做力的平行四边形定则。【注
14、意】：多个共点力的合力取值范围问题(1)共点的两个力 F1、 F2的合力 F 的大小与它们的夹角 有关：夹角 越大，合力越小；夹角 越小，合力越大； F1与 F2同向时合力最大， F1与 F2反向时合力最小；合力大小的取值范围是| F1 F2| F F1 F2。(2)三个共点力的合成：三个力共线且同向时，其合力最大，为 F1 F2 F3。最小值：a：当其中两个较小分力之和 F1 F2大于等于第三个分力 F3时，合力 F 最小值为零，即 Fmin0。b：如果其中两较小分力之和 F1 F20） 。由此可求出A.物块的质量 B斜面的倾角C物块与斜面间的最大静摩擦力 D物块对斜面的压力2.（2013
15、高考重庆理综第 1 题）如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角 。若此人所受重力为 G，则椅子各个部分对他作用力的合力大小为AG B GsinC Gcos D Gtan3 （2013 高考上海物理第 8 题）如图，质量 mA mB的两物体 A、B 叠放在一起，靠着竖直墙面。让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体 B 的受力示意图是4 （2013 高考上海物理第 18 题）两个共点力 Fl、 F2大小不同，它们的合力大小为 F，则(A)F1、 F2同时增大一倍， F 也增大一倍 (B)F1、 F2同时增加 10N， F 也增加10N(C)F1增加 10N， F2减
16、少 10N， F 一定不变 (D)若 F1、 F2中的一个增大， F 不一定增大5. （2013 高考山东理综第 14 题）如图所示，用完全相同的轻弹簧 A、B、C 将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧 A 与竖直方向的夹角为 30o，弹簧 C 水平，则弹簧 A、C 的伸长量之比为A 4 B.4 33C. 12 D216.(2013 高考广东理综第 20 题）如图 8，物体 P 静止于固定的斜面上，P 的上表面水平，现把物体 Q 轻轻地叠放在 P 上，则A.P 向下滑动 B.P 静止不动C.P 所受的合外力增大 D.P 与斜面间的静摩擦力增大7. （2012 海南卷）如图，表面处
17、处同样粗糙的楔形木块 abc 固定在水平地面上，ab 面和bc 面与地面的夹角分别为 a 和 b，且 ab。一初速度为 v0的小物块沿斜面 ab 向上运动，经时间 t0后到达顶点 b 时，速度刚好为零；然后让小物块立即从静止开始沿斜面 bc 下滑。在小物块从 a 运动到 c 的过程中，可能正确描述其速度大小 v 与时间 t 的关系的图像是8.（2012 天津卷） 如图所示，金属棒 MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由 M向 N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 ，如果仅改变下列某一个条件， 角的相应变化情况是（ ）A棒中的电流变大， 角变大B两悬线等长
18、变短， 角变小C金属棒质量变大， 角变大D磁感应强度变大， 角变小9.(2012 全国新课标).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，N 2 始终增大B.N1 始终减小，N 2 始终减小C.N1 先增大后减小，N 2 始终减小D.N1 先增大后减小，N 2 先减小后增大10(2011江苏高考)如图所示，石拱桥的正中央有一质量为 m 的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为 ，重力加速度为 g。若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为( ) 。A. B.mg2 sin mg2 cosC. mgtan D. mgcot12 12总结今天的收获：
