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1、第三章第三章 相互作用相互作用 1 1、重力重力 基本相互作用基本相互作用2 2、弹力弹力3 3、摩擦力、摩擦力4 4、力的合成、力的合成5 5、力的分解、力的分解6 6、共点力的平衡、共点力的平衡重力重力1、力（、力（force）概念概念物体与物体之间的相互作用物体与物体之间的相互作用效果效果改变物体运动状态改变物体运动状态使物体发生形变使物体发生形变特点特点相互性相互性单位单位牛顿牛顿（newton）牛牛N2、力是矢量、力是矢量力的图示力的图示(三要素三要素)力的示意图力的示意图3、重力、重力产生原因产生原因由于地球的吸引而使物体受到的力由于地球的吸引而使物体受到的力大小大小 G=mg方向
2、方向竖直向下竖直向下作用点作用点重心重心g g随纬度的增大而增大随纬度的增大而增大,随高度的增加而减小随高度的增加而减小.基本相互作用基本相互作用1、万有引力（、万有引力（重力重力）2、电磁相互作用（、电磁相互作用（弹力、摩擦力等弹力、摩擦力等）3、强相互作用（、强相互作用（核子之间核子之间）4、弱相互作用（、弱相互作用（放射现象中放射现象中）力的命名力的命名1、按力的性质命名（、按力的性质命名（重力、弹力、摩擦力等重力、弹力、摩擦力等）2、按力的效果命名（、按力的效果命名（动力、阻力、拉力、压力等动力、阻力、拉力、压力等）AD下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（）A重心总在物体上重心总在物体
3、上B任何形状规则的物体，它们的重心都在几任何形状规则的物体，它们的重心都在几何中心处何中心处.C物体静止在水平地面上，由于受重力作用，物体静止在水平地面上，由于受重力作用，使得物体和地面发生弹性形变，物体产生了对使得物体和地面发生弹性形变，物体产生了对地面的压力，压力大小等于重力，方向竖直向地面的压力，压力大小等于重力，方向竖直向下，所以压力就是重力下，所以压力就是重力.D把物体由赤道移到北极，若用天平称量，把物体由赤道移到北极，若用天平称量，则示数在两地相同；若用弹簧秤称量，则示数则示数在两地相同；若用弹簧秤称量，则示数在北极略微增大在北极略微增大.DCD弹力（弹力（elastic forc
4、e）1、产生原因、产生原因物体发生弹性形变物体发生弹性形变2、研究弹力的方法、研究弹力的方法（1）了解弹性形变与弹力作用的关系（了解弹性形变与弹力作用的关系（弹力产生的弹力产生的根本原因是根本原因是发生形变发生形变物体恢复形变的作用物体恢复形变的作用）（2）观察物体的微小形变观察物体的微小形变3、弹力的方向、弹力的方向（1）绳子对物体的弹力绳子对物体的弹力（2）弹簧对物体的弹力弹簧对物体的弹力（3）硬杆对物体的弹力（硬杆对物体的弹力（需通过受力分析来确定需通过受力分析来确定）（4）各种形状的接触面之间的弹力（各种形状的接触面之间的弹力（垂直接触面垂直接触面）胡克定律（胡克定律（Hook law
5、）弹簧的弹力与弹簧的弹簧的弹力与弹簧的形变量形变量成正比（弹性限度内）成正比（弹性限度内）公式公式k：劲度系数（：劲度系数（由弹簧本身决定由弹簧本身决定）图象图象OF/Nx/mF2F1x1x2探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂内，悬挂15N15N重物时，弹簧长度为重物时，弹簧长度为0.16m0.16m；悬挂悬挂20N20N重物时，弹簧长度为重物时，弹簧长度为0.18m0.18m，则弹，则弹簧的原长簧的原长L L原和劲度系统原和劲度系统k k分别为分别为A AL L原原0.02m0.02mk k500N500NmmB BL L原原0.10m0.1
6、0mk k500N500NmmC CL L原原0.02m0.02mk k250N250NmmD DL L原原0.10m0.10mk k250N250Nmm在下图中，在下图中，a、b间一定有弹力的是（间一定有弹力的是（）ababababB判断有无弹力：消除法和假设法判断有无弹力：消除法和假设法ab以上各接触面光滑以上各接触面光滑ABCDE如图所示，小车上固定着一根弯成如图所示，小车上固定着一根弯成角的曲杆，杆角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为的另一端固定一个质量为mm的球，试分析下列两的球，试分析下列两种情况下杆对球的弹力大小及方向：种情况下杆对球的弹力大小及方向：(1)(1)小车静止不动；小车
7、静止不动；(2)(2)小车以加速度小车以加速度a a向向右运动向向右运动.由图可知，水平方向上：由图可知，水平方向上：FsinFsin=ma；竖直方向上：竖直方向上：FcosFcos=mg，得得F=F=tantan=a/g./g.=arctan(a/g)./g).FmgmaB摩擦力（摩擦力（frictional force）1 1、摩擦力产生的条件、摩擦力产生的条件接触接触相对相对滑动的趋势滑动的趋势静摩擦力静摩擦力相对相对滑动滑动滑动摩擦力滑动摩擦力挤压挤压 粗糙粗糙2 2、分析摩擦力的方法、分析摩擦力的方法种类种类静摩擦力静摩擦力实际静摩擦力实际静摩擦力()()最大静摩擦力最大静摩擦力滑动
8、摩擦力滑动摩擦力F Ff f =FFN N（与相对运动的快慢、（与相对运动的快慢、其他外力无关）其他外力无关）下列关于滑动摩擦力的说法正确的是下列关于滑动摩擦力的说法正确的是 ()()A A滑动摩擦力的方向总是阻碍物体的运动并与物滑动摩擦力的方向总是阻碍物体的运动并与物体的运动方向相反体的运动方向相反B B当动摩擦因数一定时，物体所受的重力越大，当动摩擦因数一定时，物体所受的重力越大，它所受的滑动摩擦力也越大它所受的滑动摩擦力也越大C C有滑动摩擦力作用的两物体间一定有弹力作用，有滑动摩擦力作用的两物体间一定有弹力作用，有弹力作用的二物体间不一定有滑动摩擦力作用有弹力作用的二物体间不一定有滑动
9、摩擦力作用D D滑动摩擦力总是成对产生的，两个相互接触的滑动摩擦力总是成对产生的，两个相互接触的物体在发生相对运动时都会受到滑动摩擦力作用物体在发生相对运动时都会受到滑动摩擦力作用C根据物体的运动状态，用牛顿第二定律来判断。根据物体的运动状态，用牛顿第二定律来判断。例、当汽车刹车或加速前进时，例、当汽车刹车或加速前进时，木箱子受到的静摩擦力方向如何木箱子受到的静摩擦力方向如何？相对静止相对静止利用作用力和反作用力来判断。利用作用力和反作用力来判断。如图所示，两个质量均为如图所示，两个质量均为mm的木块的木块P P、QQ，在水，在水平恒定平恒定F F作用下都静止在竖直墙上。画出作用下都静止在竖直
10、墙上。画出QQ物体物体受力分析的图示，受力分析的图示，QQ受受P P的弹力大小为的弹力大小为 ，受，受P P的静摩擦力大小为的静摩擦力大小为 ；画出；画出P P物体受力分析物体受力分析的图示，的图示，P P受墙的静摩擦力大小受墙的静摩擦力大小 ，P P受墙的受墙的支持力大小支持力大小 。如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力作用力F F而运动，则它们受到摩擦力大小关系是而运动，则它们受到摩擦力大小关系是 ()()A A三者相同三者相同 B B乙最大乙最大C C丙最大丙
11、最大 D D条件不足无法确定条件不足无法确定 B若三个物体都保持静止，则大小关系是（若三个物体都保持静止，则大小关系是（）C木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角即木板与水平面的夹角变大变大)，另一，另一端不动，如图所示，写出木板转动过程中摩擦力与端不动，如图所示，写出木板转动过程中摩擦力与角角的关系式，并分析随着角的关系式，并分析随着角的增大、摩擦力怎样的增大、摩擦力怎样变化变化.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(bcabc，若，若b+cb+caa，则三个力，则三个力的
12、合力最小值为零；若的合力最小值为零；若b+cb+caa，则三个力的合力最小值不，则三个力的合力最小值不为零，等于（为零，等于（a-a-b-cb-c）六个共点力的大小分别为六个共点力的大小分别为F F、2 2F F、3 3F F、4 4F F、5 5F F、6 6F F，相互之间夹，相互之间夹角均为角均为6060，如图所示，则它，如图所示，则它们的合力大小是们的合力大小是_，方向，方向_，在研究两个共点力合成的实验中在研究两个共点力合成的实验中得到如图所示的合力得到如图所示的合力F F与两个分与两个分力的夹角的关系图，问：力的夹角的关系图，问：（1 1）两个分力的大小各是多少）两个分力的大小各是
13、多少?（2 2）合力的变化范围是多少）合力的变化范围是多少?将一个有确定方向的力将一个有确定方向的力F=10NF=10N分解为两个分力，分解为两个分力，已知一个分力有确定的方向，与已知一个分力有确定的方向，与F F成成30300 0角，另一角，另一个分力的大小为个分力的大小为6N6N，则在分解时，则在分解时 ()()A A有无数组解有无数组解 B.B.有两组解有两组解 C.C.有唯一解有唯一解 D.D.无解无解B分解只有一解的条件：已知一个分力的大小和方向分解只有一解的条件：已知一个分力的大小和方向 已知两个分力的方向已知两个分力的方向如图所示，物体静止于光滑的水平面上，力如图所示，物体静止于
14、光滑的水平面上，力F F作作用于物体用于物体OO点，现要使合力沿着点，现要使合力沿着OOOO 方向，那么方向，那么必须同时加一个力必须同时加一个力F F，这个力的最小值是，这个力的最小值是 ()()A AFcosFcosB BFsinFsin C CF DF DFcotFcot B共点力作用下物体的平衡共点力作用下物体的平衡平衡状态平衡状态:静止或匀速直线运动静止或匀速直线运动平衡条件平衡条件:F合合=0或或a=0平衡条件的推论平衡条件的推论:当物体平衡时当物体平衡时,其中某个其中某个力必定与余下的几个力的合力力必定与余下的几个力的合力等大反向等大反向(1).(1).以以下下四四种种情情况况中
15、中，物物体体处处于于平平衡衡状状态态的的有有（）A.A.竖直上抛物体达到最高点时竖直上抛物体达到最高点时B.B.娱娱乐乐场场中中的的摩摩天天轮轮匀匀速速转转动动时时，坐坐在在上上面面的的乘客乘客C.C.荡秋千的人通过最高点时荡秋千的人通过最高点时D.D.做做“蹦极跳蹦极跳”运动的运动员有最大速度时运动的运动员有最大速度时 D物体处于平衡状态的特征是加速度为零物体处于平衡状态的特征是加速度为零,合外力为零合外力为零平衡问题平衡问题1如如图图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，口水平，O点点为为其球心，碗的内表面及碗口是光滑其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。
16、一根的。一根细线细线跨在碗口上，跨在碗口上，线线的两端分的两端分别别系有系有质质量量为为m1和和m2的小球，当它的小球，当它们处们处于平衡状于平衡状态时态时，质质量量为为m1的小球与的小球与O点的点的连线连线与水平与水平线线的的夹夹角角为为60。两小球的两小球的质质量比量比m2/m1为为A /3 B /3 C /2 D /2一般说对于三个共点力平衡一般说对于三个共点力平衡问题，画出平行四边形是解问题，画出平行四边形是解决问题的关键，然后就是根决问题的关键，然后就是根据平衡方程和几何关系据平衡方程和几何关系(如如直角三角函数、勾股定理、直角三角函数、勾股定理、菱形添对角线、相似三角形、菱形添对角
17、线、相似三角形、正弦定理）正弦定理）列出平衡方程列出平衡方程 把物体的平衡问题转化为把物体的平衡问题转化为二力平衡二力平衡的基本模型。的基本模型。很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，任意两任意两个力的合力必定跟第三个力个力的合力必定跟第三个力等大反向等大反向,从而把三力平从而把三力平衡转化为二力平衡。这种方法称为衡转化为二力平衡。这种方法称为合成法合成法。重重G G的均匀绳两端悬于水平天花板上的的均匀绳两端悬于水平天花板上的A A、B B两两点。静止时绳两端的切线方向与天花板成点。静止时绳两端的切线方向与天花板成角。角。求绳的求绳的A A端所受拉力端所受
18、拉力F F1 1和绳中点和绳中点C C处的张力处的张力F F2 2 A BCF1F2G/2OG/2F1F2如图，已知：如图，已知：=600、=300、G=100N，求：求：（1）两绳拉力各为多少？）两绳拉力各为多少？（2）若若绳绳1的的最最大大拉拉力力为为300N，绳绳2的的最最大大拉拉力力为为400N，则所挂物体最重为多少？则所挂物体最重为多少？一航天探测器完成对月球的探测任务后，在一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动。探测器
19、通过喷气而获得推动力。以下速运动。探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是关于喷气方向的描述中正确的是A.A.探测器加速运动时，沿直线向后喷气探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B.B.探测器加速运动时，竖直向下喷气探测器加速运动时，竖直向下喷气C.C.探测器匀速运动时，竖直向下喷气探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D.D.探测器匀速运动时，不需要喷气探测器匀速运动时，不需要喷气 C三力平衡中的动态平衡三力平衡中的动态平衡特点：特点：一个力保持不变；一个力方向保持不一个力保持不变；一个力方向保持不变；一个力大小方向都变化变；一个力大小方向都变化如图所示，如图所示，轻质杆轻质杆B
20、CBC（重力不计）的（重力不计）的C C端挂一端挂一重物，并用一细绳重物，并用一细绳ACAC拉着拉着C C端今将端今将A A逐渐下逐渐下移时，移时，ACAC绳的拉力大小将（绳的拉力大小将（BCBC不动）不动）（）A A逐渐变小逐渐变小B B先变大，后变小先变大，后变小C C先变小，后变大先变小，后变大D D，逐渐变大，逐渐变大 D用细绳将一小球拉住使球静止在一光滑斜面顶用细绳将一小球拉住使球静止在一光滑斜面顶端，如图，现把细线从图示实线位置移到水平端，如图，现把细线从图示实线位置移到水平虚线位置，在移动过程中，球始终静止不动，虚线位置，在移动过程中，球始终静止不动，则线对小球的拉力（）则线对小
21、球的拉力（）A逐渐减小逐渐减小B逐渐增大逐渐增大C先减小后增大先减小后增大D先增大后减小先增大后减小C一个力保持不变；另二个力方向都发一个力保持不变；另二个力方向都发生变化生变化需要运用相似三角形来解决需要运用相似三角形来解决多力平衡多力平衡(四个或四个以上的力四个或四个以上的力)应用应用正交分解法正交分解法求解，即建立坐标系将各求解，即建立坐标系将各力在坐标系上正交分解后，建立平衡方程力在坐标系上正交分解后，建立平衡方程:重重G G的的物物体体放放在在一一斜斜面面上上，与与斜斜面面的的动动摩摩擦擦因因数数为为u u，在在水水平平推推力力作作用用下下，物物体体沿沿斜斜面面匀匀速速运运动动，求求
22、F F的大小？的大小？F如图所示，重力为如图所示，重力为500N500N的人通过跨过定的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重滑轮的轻绳牵引重200N200N的物体，当绳与的物体，当绳与水平面成水平面成6060o o角时，物体静止，不计滑轮角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力。擦力。如如图图所所示示，质质量量为为m m的的滑滑块块在在与与竖竖直直方方向向成成角角的的推推力力作作用用下下沿沿竖竖直直墙墙壁壁匀匀速速运运动动，已已知知滑滑块块与与墙墙壁壁间间的的动摩擦因数为动摩擦因数为，求推力的大小。，求推力的大小。如如图图所示所示，一名一名骑骑独
23、独轮车轮车的的杂杂技演技演员员在空中在空中钢钢索上表演索上表演，如果演如果演员员与独与独轮车轮车的的总质总质量量为为80 kg，两两侧侧的的 钢钢索互成索互成150夹夹角角，求求钢钢索所受拉力有多大索所受拉力有多大?（钢钢索自重不索自重不计计，取取cos 75=0.259）如图所示，一球如图所示，一球A夹在竖直墙与三角劈夹在竖直墙与三角劈B的斜面之间的斜面之间,三角劈的重力为三角劈的重力为G，劈的底部与水平地面间的动摩擦，劈的底部与水平地面间的动摩擦因数为因数为，劈的斜面与竖直墙面是光滑的。问，劈的斜面与竖直墙面是光滑的。问:欲使欲使三角劈静止不动，球的重力不能超过多大三角劈静止不动，球的重力不能超过多大?（设劈的（设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。临界问题临界问题分析解决物理问题常用的方法分析解决物理问题常用的方法1、控制变量法、控制变量法2、假设法、假设法3、例举或赋值法、例举或赋值法4、极限推断法、极限推断法5、极限推断法、极限推断法把握物理问题一般思维程序把握物理问题一般思维程序1、从一般到特殊、从一般到特殊2、从整体到隔离、从整体到隔离1、从特殊到一般、从特殊到一般2、从隔离到整体、从隔离到整体