高一物理物体间的相互作用复习1讲义A4.doc

有 付 出 ， 才 有 回 报高一物理教师辅导讲义学员姓名： 辅导课目：物理 年级：高一 学科教师：汪老师授课日期及时段 课 题第二章 物体间的相互作用1学习目标1、重力、弹力、摩擦力2、力的合成与分解教学内容 第 二 章 相 互 作 用（一）重力 弹力 摩擦力一、力： 1、定义：力是物体对物体的作用力是物体对物体的作用。 2、三要素：（1）大小 （2）方向 （3）作用点 3、力的图示（1） 力可以用一根带箭头的线段来表示。它的长短表示力的大小，它的指向(箭头所指方向)表示力的方向，箭头或箭 尾表示力的作用点，力的方向所沿的直线叫力的作用线。这种表示力的方法，叫做力的图示。这是把抽象的力直 观而形象地表示出来的一种方法。（2） 画力的图示的步骤：选定标度。画一个方块或一个点表示受力物体，并确定力的作用点。 从力的作用点开始，沿力的作用方向画一线段(根据所选标度和力的大小确定线段的长度)，并在线段上加上刻度。 在表示力的线段的末端画上箭头表示力的方向。在箭头的旁边标出表示这个力的字母或数值。（3） 注意：箭尾通常画在力的作用点上。若在同一个图上作出不同的力的图示，一定要用同一个标度。 力的图示与力的示意图不同。力的示意图是为了分析受力而作，侧重于画准力的方向，带箭头的线段上 没有标度，线段的长度只定性表示力的大小。2、 重力：1、定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。 2、大小：G=mg（g通常取9.8m/s2，越向两极越大，越向赤道越小）。 3、方向：竖直向下。地面上处在两极和赤道上的物体所受重力的方向指向地心，地面上其他位置的物体 所受重力的方向不指向地心。 4、作用点：因为物体各个部分都受到重力作用，可认为重力作用于一点即为物体的重心。 重心的位置与物体的质量分布和几何形状有关。重心是一个等效的概念。 重心不一定在物体上，可以在物体之外。 质量分布均匀的规则物体的重心在物体的几何中心不规则物体的重心可用悬线法求出重心位置三、弹力：1、定义：直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力，这是由于要恢复到原来的形状，对使它发生 形变的物体产生的力。 2、产生条件：直接接触、弹性形变 3、弹力方向的确定：（1）压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，指向被压或被支持的物体。 （2）绳的拉力方向：总是沿着绳，指向绳收缩的方向。 （3）杆子上的弹力的方向：可以沿着杆子的方向，也可以不沿着杆子的方向。 4、弹力大小的确定： 弹簧在弹性限度内，遵从胡克定律即 同一根张紧的轻绳上拉力处处相等。 弹力一般根据物体的运动状态，利用平衡知识或牛顿第二定律求解。四、摩擦力： 1、静摩擦力：产生：两个相互接触的物体，有相对运动趋势时产生的摩擦力。 作用效果：总是起着阻碍物体间相对运动趋势的作用。 产生条件：a：相互接触且发射弹性形变b：有相对运动趋势c:接触面粗糙 大小：根据平衡条件求解或牛顿运动定律求解。 方向：总是与物体的相对运动趋势方向相反。 2、滑动摩擦力：产生：两个相互接触的物体，有相对运动时产生的摩擦力。 作用效果：总是起着阻碍物体间相对运动的作用。 产生条件：a：相互接触且发射弹性形变b：有相对运动c:接触面粗糙 大小：滑动摩擦力的大小与正压力成正比，即f=FN ,FN指正压力不一定等于物体的重力,是 动摩擦因数，与相互接触的两个物理材料和粗糙程度有关，滑动摩擦力还可以根据二力平衡条件 求解。 方向：总是与物体的相对运动方向相反。五、弹力有无及方向的判断方法： 1、弹力有无的判断方法 （1）假设法。将与研究对象接触的物体，逐一移走，如果研究对象的状态发生变化，表示它们之间有弹力； 如果状态无变化表示它们之间无弹力。（2）根据弹力产生的条件来判断，此方法多用于变形较为明显的情况（3）根据物体的运动状态分析，可由力的平衡条件或牛顿运动定律求得。 2、弹力的方向的判断方法：（1）弹力的方向：跟物体恢复形状的方向相同（2）弹力方向的判断步骤： 确定产生弹力的物体 找出使物体发生形变的外力方向 确定该物体产生弹力的方向。弹力弹力的方向弹簧两端的弹力指向弹簧回复原状方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过点垂直于面指向受力物体球与面接触的弹力沿点与球心的连线，指向受力物体球与球接触的弹力垂直于公切面指向受力物体杆的弹力可能沿杆，也可能不沿杆，具体问题具体分析六、摩擦力有无及方向的判断方法： 1、摩擦力有无的判断 （1）由产生条件确定 接触面间有弹力； 接触面粗糙； 有相对运动或相对运动的趋势。 （2）由物体的运动状态，结合物体受其它外力的情况来进行判断。 假设没有摩擦力，看物体能否处于平衡，如不能处于平衡状态，则必有摩擦力；如能处于平衡状态，则必无摩擦力。 2、摩擦力方向的判断方法 （1）由相对运动或相对运动的趋势确定，摩擦力的方向总与相对运动或相对运动趋势的方向相反。 （2）用整体法来确定3、注意的问题 （1）摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反。而不一定与物体的运动方向相反。 如：课本上的皮带传动图。物体向上运动，但物体相对于皮带有向下滑动的趋势，故摩擦力向上。 （2）摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的。而不一定是阻碍物体的运动的。 如上例，摩擦力阻碍了物体相对于皮带向下滑，但恰恰是摩擦力使物体向上运动。注意：以上两种情况中，“相对”两个字一定不能少。 （3）摩擦力不一定是阻力，也可以是动力。摩擦力不一定使物体减速，也可能使物体加速。 （4）受静摩擦力的物体不一定静止，但一定保持相对静止。 （5）滑动摩擦力的方向不一定与运动方向相反典型练习题： 1、关于力的概念，下列哪些说法是正确的（ ） A力是使物体产生形变和速度的原因 B一个力必定联系着两个物体，其中每个物体既是受力物体又是施力物体 C只要两个力的大小相同，它们产生的效果一定相同 D两个物体相互作用，其相互作用力可以是不同性质的力2、在生活中，我们有这样的常识：用手握瓶，将瓶提离桌面，瓶越重，越要用力握紧瓶，这样是为了（ ） A增加对瓶的摩擦力 B增加对瓶的压力 C增加手瓶间的摩擦因数 D增加手瓶间的最大静摩擦力3、关于物体的重心，下列说法中正确的是（ ） A重心就是物体上最重的一点 B形状规则的物体的重心，一定在它的几何中心 C重心是物体所受重力的作用点，故重心一定在物体上 D用细软线将物体悬挂起来，静止时重心一定在悬线所在直线上4、关于相互接触的两物体之间的弹力和摩擦力，下列说法正确的是（ ） A有摩擦力一定有弹力 B摩擦力的大小与弹力成正比 C有弹力一定有摩擦力 D弹力是动力，摩擦力是阻力5、如图所示，小车M在恒力作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判定（ ） A若地面光滑，则小车一定受三个力作用 B若地面粗糙，则小车可能受三个力作用 C若小车做匀速运动，则小车一定受三个力作用 D若小车做加速运动，则小车可能受三个力作用 6、运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑时，他所受到的摩擦力分别为F上和F下，那么它们的关系是 AF上向上，F下向下，F上F下BF上向下，F下向上，F上F下 CF上向上，F下向上，F上F下DF上向上，F下向下，F上F下7、用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止，如图所示，对此，下列说法中正确的是 A铁块B受A给它的摩擦力方向可能向上，也可能向下 B铁块B肯定受墙给它的竖直向上的摩擦力 C铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力 DB受墙的摩擦力方向可能向上，也可能向下8、S1和S2表示劲度系数分别为k1和k2的两根弹簧，k1k2；a和b表示质量分别为ma和mb的两个小 物块，mamb。将两弹簧与物块按图方式悬挂起来.现要求两根弹簧的总长度最大，则应使（ ） AS1在上，a在上 BS1在上，b在上 CS2在上，a在上 DS2在上，b在上9、 如图所示,甲、乙两根相同的条形磁铁吸在一起，置于水平木质桌面上，已知两磁铁间的 磁力作用大小为F，每根磁铁重为G，则磁铁乙对磁铁甲的弹力作用大小为 ， 磁铁乙对桌面的弹力大小为 。10、 用劲度系数k=490 N/m的轻弹簧，沿水平桌面水平拉一木板使它做匀速直线运动，弹簧的长度l1=12 cm。若在木板上加上一个质量m=5 kg的铁块，仍用原弹簧拉住它沿水平桌面做匀速运动，弹簧的长度l2=14 cm，则木板与水平桌面间的动摩擦因数为多少？11、 如图所示，物体A被压在物体B和水平地面之间，A、B的质量分别为10kg和30kg，A与B及B与地面之间的动摩擦因数都为=0.2。(1)要用水平力F将整体拉动，则拉力的大小至少应为多少？ (2) 若 B用水平绳子拴在墙上,则要把A向右拉动，施加的水平力F又应为多少?（g=10m/s2） 二、力的合成和分解（1）物体受力分析：物体受力分析是解决物理问题的基础。 1明确研究对象 2隔离研究对象：将研究对象从周围物体中隔离出来，只分析研究对象受到的作用力，不考虑研究对象对别的物体 的作用力；只分析外力，不分析内力。 3按顺序分析：1、重力、电磁力、弹力、摩擦力(先场力，后接触力，再摩擦力) 2、弹力和摩擦力属被动力，它们的大小和方向与物体受其它力的情况有关。 3、凡有接触的地方都要考虑是否有弹力，凡有弹力的地方都要考虑是否有摩擦力。 4防止添力和漏力：按正确的顺序分析是防止漏力的有效措施；防止添力的方法是看能否找到施力物体。例1、如图，A和B在水平力F作用下，在水平面上向右做匀速直线运动。分析A、B物体所受的力，并指出B所受的每一力的反作用力。 二力的合成和分解 1原则：等效替代。用一个力等效代替几个力叫力的合成，用几个力等效代替一个力叫力的分解。 合力和分力是等效替代关系，即合力和分力的作用效果相同。 在对物体进行受力分析时，考虑了合力就不考虑分力，考虑了分力就不考虑合力，因为它们是等效替代关系。2方法：平行四边形法则、解三角形(主要是直角三角形)、公式法、正交分解法 3、力的合成 : 同一直线上两力的合成:先规定正方向，转化为代数运算。同向两力的合成：相加。(合力最大) 反向两力的合成：大力减小力，合力方向与大力方向相同。(合力最小)实质：规定正方向后，加上一个“负”的力。 互相垂直的两力的合成：解直角三角形。 互成角度的两力的合成4、力的分解： 斜面上重物的重力的分解： 注意：这种分解并不是绝对的。 为两力F1、F2的夹角。 F1=mgsin F2=mgcos 如图：分解力时，要根据力的实际作用效果来分。 、斜向上方（或斜向下方）的力的分解： F1=Fcos F2=Fsin 正交分解：正交分解法求合力，在解决多个力的合成时，有明显的优点。在运用牛顿第二定律解题时常常用到。 建立直角坐标系，将力向两个坐标轴分解，转化为同一直线上的力的合成。5、合力和分力的关系： 合力与分力是从力对同一物体产生的作用效果相同来定义的，因此，作用在不同物体上的 力，不能合成，因为它们的作用效果不会相同。 一个力被合力(或分力)替代后，本身不再参与计算，以免重复。 合力不一定大于分力。合力既可能大于分力，也可能等于或小于分力。例3、作用于同一质点上的三个力，大小分别是20N、15N和10N，它们的方向可以变化，则该质点所受这三个力的合 力（ ） A、最大值是45N； B、可能是20N； C、最小值是5N； D、可能是0.三用平行四边形法则解题 正交分解法是解决力学问题的基本方法，这种方法往往较繁琐，要求有较好的数学功底，容易因粗心而出错。平行四边形法则是一种较简洁的解题方法。在解决三力作用下物体的平衡问题时，灵活运用此法可以使解题过程大大简化。( 平行四边形法常常转化为三角形法。)例4、一个质量为m的物体受到三个共点力F1、F2、F3的作用，这三个力的大小和方向刚好构成如图所示的三角形， 则这个物体所受的合力是 ( ) A、2F1； B、F2； C、F3； D、2F3。1、 力的合成：类型题：求合力的方法1、有两个大小恒定的力，作用在一点上，当两力同向时，合力为A，反向时合力为B，当两力相互垂直时，其合力大 小为 （ ）A B CD2、有两个大小相等的共点力F1和F2，当它们夹角为90时的合力为F，它们的夹角变为120时，合力的大小为A2FB(/2)F C FD /2F3下列几组共点力分别作用在一个物体上，有可能使物体达到平衡状态的是（ ）A7 N，5 N，3 NB3 N，4 N，8 N C4 N，10 N，5 N D4 N，12 N，8 N类型题： 弄清合力大小的范围及合力与分力的关系 1、关于合力和分力的关系，下列说法正确的是（ ）A合力的作用效果与其分力作用效果相同 B合力大小一定等于其分力的代数和C合力可能小于它的任一分力 D合力可能等于某一分力大小2、关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法正确的是（ ）A合力大小随两力夹角增大而增大 B合力的大小一定大于分力中最大者C两个分力夹角小于180时，合力大小随夹角减小而增大 D合力的大小不能小于分力中最小者图1213、如图121所示装置，两物体质量分别为m1、m2，悬点ab间的距离大于滑轮的直径， 不计一切摩擦，若装置处于静止状态，则（ ）Am2可以大于m1Bm2一定大于Cm2可能等于D1一定等于22、 力的分解1、将一个力F=10 N分解为两个分力，已知一个分力的方向与F成30角，另一个分力的大小为6 N，则在分解中A有无数组解B有两解C有惟一解D无解2、 把一个力分解为两个力F1和F2，已知合力F=40 N，F1与合力的夹角为30 ， 如图129所示，若F2取某一数值，可使F1有两个大小不同的数值，则F2大 小的取值范围是什么？ 3、正交分解法1、质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动已知木块与地面间的动摩擦因数为，那么木块受到 的滑动摩擦力为下列各值的哪个? Amg （mg+Fsin） （mg+Fsin） Fcos 2、 氢气球重10 N，空气对它的浮力为16 N，用绳拴住，由于受水平风力作用，绳子与竖直方向成30角，则绳子的拉力大小是_，水平风力的大小是_.8如图所示，质量为m，横截面为直角形的物快ABC，ABC，AB边靠在竖直墙上， F是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，求摩擦力的大小。 练习题：1如图所示有五个力作用于一点P，构成一个正六边形的两个邻边和三条对角线，设F3=10N，则这五