第三章 相互作用 学案 全章节.doc

成大育人 高一衔接班第三章 相互作用3.1重力 相互作用一、力的概念1力是物体间的 。2力的物质性是指_ 。我们谈到一个力时，一定有_物体，也一定有_物体；不存在只有_物体没有_物体的力，也不存在只有_物体没有_物体的力，这就是所谓力的“物质性”。推出去的铅球脱离人手之后，继续在空中向前飞行，_(受，不受)一个向前的力的作用。3力的相互性是: 物体之间的力的作用是相互的，施力物体必然是受力物体，力总是成对的。且这种相互作用总是同时_,同时_.用手“推”桌子，_是施力物体，_是受力物体。而力的作用是相互的，用手“推”桌子时，手也有被“挤压”的感觉，这种“挤压”来自于_对手的作用。这样，_同时又是施力物体，_同时又是受力物体。在力学中，我们的研究对象是“受力物体”。在谈到一个具体的力时，首先应该强调受力物体，其次再指出施力物体。4力的作用效果是 _或 _ 。力的作用效果与力的_,_,_这三要素密切有关。力的三要素不同，它们的作用效果就可能不同。例如：对一端固定的弹簧施以拉力，拉力大小不同，弹簧的伸长是不同的；将拉力反向，变为压力，弹簧就被压缩；5、力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法：图示和示意图。例一、下列说法正确的是()A马拉车前进，马先对车施力，车后对马施力，否则车就不能前进B因为力是物体对物体的作用，所以相互作用的物体一定接触C作用在物体上的力，不论作用点在什么位置产生的效果均相同D某施力物体同时也一定是受力物体变式训练 关于力的概念，下列说法中正确的是（ ）A. 力是使物体发生形变和改变运动状态的原因B. 一个力必定联系着两个物体，其中每个物体既是施力物体又是受力物体C. 只要两个力的大小相等，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二、重力1、产生：由于_对物体的吸引而使物体受到的力叫重力重力通常_地球的引力，两者间有微小的差异，所以不能把重力说成“就是”地球对物体的引力。重力的施力物体是_。地球表面附近的一切物体，不论是静止的还是运动的，不论是否与地面接触，均受重力作用。重力与物体的运动状态和接触面情况_（有关、无关）。向上向上向上向上向下向下向下向下向上向下O图31顺便指出，处于月球或其它星球上的物体，也会由于月球或其它星球的吸引而受到力的作用，这种力也称为“重力”。同一物体在地球、月球或其它星球上的“重力”的大小是不同的。2、大小：Gmg 3、方向：竖直向下4、作用点：物体的重心5、重心：重心是物体各部分所受重力合力的作用点(1) 物体各部分均受到地球的吸引，因此物体的重力是“彻体力”。但为了方便起见，我们可以认为各部分受到的重力作用_，这就是重心。(2) 重心是重力的_。引入重心的概念，就把实际作用于整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力等效替代了，从而使研究问题大为简化。等效方法是研究物理问题常用的思维方法。(3)如何确定物体重心的位置？形状规则、质量均匀分布的物体重心就在_。例如：一个由木质半球和铅质半球粘合而成的球体，尽管有规则形状球形，但其质量分布不均匀，其重心就不在其几何中心球心，而是偏向_一边。质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。薄板的重心可以用_测出。物体的重心可能在物体上，也可能在物体外；物体发生形变时，它的重心位置可能会发生变化。例如：一根粗细均匀的直铅丝的重心在_，把它弯成一个圆圈，其重心在_。6. 四种基本相互作用作用对象特点作用范围举例万有引力一切物体之间 力的作用随距离增大而减弱 长程力 重力 电磁相互作用电荷间、磁体间 力的作用随距离增大而减弱，但比万有引力要强长程力 弹力摩擦力强相互作用组成原子核的核子间 距离增大时，力的作用急剧减小 短程力 核力 弱相互作用基本粒子之间 距离增大时，力的作用急剧减小，且比强相互作用要小得多短程力 基本粒子间的力 7. 力的分类（力有许多种分类方式，比如力可以分成接触力和非接触力。但今天我们学习的是其他的分类方法）按力的性质分重力、摩擦力； 弹力、电场力、磁场力、分子力等（性质力）。按力的效果分引力、斥力； 压力、支持力、浮力、动力、阻力、拉力等（效果力）。例二下列说法正确的是()A把空气中的物体浸入水中，物体所受的重力变小B质量大的物体在同一地点受到的重力一定大C挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力D物体的重心可能在物体上也可能在物体外；任何有规则形状的物体，其重心都在物体的几何中心变式训练关于物体的重心，下列说法正确的是()A物体的重心一定在物体上B用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心C一砖块平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变D舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位置不变课堂检测1关于四种基本相互作用，以下说法中正确的是()A万有引力只发生在天体与天体之间，质量小的物体(如人与人)之间无万有引力B强相互作用只发生在宇宙天体等宏观物体之间C弱相互作用就是非常小的物体间的相互作用D电磁相互作用是不需要相互接触就能起作用的2薄板的重心位置可以用悬挂法确定(下图)(1)在A点_，通过A点画一条_；(2)再选另一处C点_，同样通过C点_；(3)AB和CD的_就是薄板的重心3如图所示的ABC是木匠用的曲尺，它是用粗细不同、质量分布均匀、AB和BC质量相等的木料做成的，D是AC连线的中点，E是AB的中点F和BC的中点G连线的中点，则曲尺的重心在()AB点BD点 CE点 DG点4一个人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G，则()AGG BGv2，B受到了A所施加向右的滑动摩擦力C若是v1v2，A受到了B所施加向左的滑动摩擦力3水平的传送带将工件匀速地从一端传送到另一端的过程中(不计空气阻力)()A工件受到与运动方向相同的静摩擦力作用B工件受到与运动方向相同的滑动摩擦力作用C工件受到与运动方向相反的滑动摩擦力作用 D工件不受摩擦力作用41F1F2情景1：如图1所示，甲、乙两物体叠放在水平面上静止不动。当甲受到水平向右的拉力F与乙一起匀速向右运动时，甲和乙是否受到摩擦力的作用？方向如何？情景2：如图2所示，在一条水平的传送带上放着一个物体A，物体A随着传送带一起向右做匀速直线运动，则此时物体A受到传送带对它的摩擦力方向如何？情景3：如图3所示，在一条倾斜的传送带上放着一个物体，物体随着传送带一起斜向上做匀速直线运动，则此时物体受到传送带对它的摩擦力方向如何？5下列关于摩擦力大小的有关说法，正确的是()A摩擦力的大小一定与接触面处的压力成正比B运动物体受到的摩擦力一定等于FNC在水平地面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力成正比D物体间的压力增大时，摩擦力的大小可能不变6用一个水平推力F将物体M挤压在竖直墙壁上，使物体处于静止状态，如图所示，则物体M受到()A重力、水平推力及墙壁对它的支持力B重力、水平推力、墙壁对它的支持力及向上的摩擦力C重力及墙壁对它的摩擦力 D水平推力及墙壁对它的支持力7重为G100N的物体与水平面间的动摩擦因数0.1，当它向右滑行时，受到的滑动摩擦力大小F_N，方向_；若物体在向右滑行过程中又突然受到一个水平向左的推力F15N，如下图所示，则物体此时受到的摩擦力大小F_N，方向_8右图为研究摩擦力的装置示意图，木块A受到的重力是100N，砝码盘B受到的重力忽略不计当B中放入25N的砝码时，A恰好能匀速运动，则A与桌面间的动摩擦因数_.当B中放入10N砝码时，A静止不动此时在水平方向A受到两个力的作用，即_力，大小为_N；_力，大小为_N当B中放入40N砝码时，A受到的摩擦力为_N.9要将重300N的木箱在水平地面上推动，至少需要150N的水平推力，但在推动以后只需120N的水平推力就能使它匀速运动，求：(1)木箱所受最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小(2)在木箱静止时用100N的水平推力和木箱在滑动过程中用100N的水平推力，这两种情况下木箱所受的摩擦力各为多大？10下列说法中正确的是()A人走路时，会受到静摩擦力作用B武警战士双手握住竖立的竹竿匀速攀上时，所受的摩擦力的方向是向下的C将酒瓶竖直用手握住停留在空中，当再增大手的用力，酒瓶受的摩擦力不变D在结冰的水平路面上撒些细土，人走上去不易滑倒，是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了11某研究小组对“滑动摩擦力的大小与接触面积、接触面湿度是否有关”的问题进行探究他们选择了一块各面粗糙程度相同并带有挂钩的长方体物块为研究对象那么：(1)实验所用到的测量工具是_(2)在测量滑动摩擦力的大小时，必须让物块在水平面上做_运动，才能使测出拉力的大小与滑动摩擦力的大小_(3)下表为实验记录表格，通过分析表中序号为1、2、3的实验记录可得到的初步结论是：滑动摩擦力的大小与_无关；表中序号为3、4、5的实验记录，则可说明滑动摩擦力的大小与_有关.序号接触面积S接触面干湿程度摩擦力f/N1小干0.52中干0.53大干0.54大较湿0.65大湿0.812如下图所示，水平面上有一重为40N的物体，受到F113N和F26N的水平力的作用而保持静止已知物体与水平面间的动摩擦因数0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)物体所受的摩擦力的大小与方向；(2)当只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1而是F2，则物体受到的摩擦力大小和方向又如何？13(2007高考海南卷)如右图所示，P是位于水平粗糙桌面上的物块用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连，小盘内有砝码，小盘与砝码的总质量为m.在P运动的过程中，若不计空气阻力，则关于P在水平方向受到的作用力与相应的施力物体，下列说法正确的是()A拉力和摩擦力，施力物体是地球和桌面B拉力和摩擦力，施力物体是绳和桌面C重力mg和摩擦力，施力物体是地球和桌面D重力mg和摩擦力，施力物体是绳和桌面14. 如图所示，物体A重40N，物体B重20N，A与B、B与地面的动摩擦因数相同，将物体B用细绳系住，当水平拉力F32N时，才能将A匀速拉出，求其接触面间的动摩擦因数。15:如图所示，有两条黑白毛巾折叠地放在桌面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接，黑毛巾的中部用线拉住.设线均水平，若每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及毛巾与地面之间的动摩擦因数均为，欲将黑白毛巾分离开来，则将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为（ ）A.2mg B.4mgC.5mg D.6mg16：如图，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的.已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计.若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为（ ）A.4mg B.3mg C.2mg D.mg家庭作业1. 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. 滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反2. 质量为M的木块，置于水平面上，物体受到水平方向的恒力F14N，F28N处于静止状态，如图所示，则（ ）A. 木块受到的静摩擦力方向水平向右B. 如果去掉F2，木块一定处于静止状态C. 如果去掉F1，木块可能处于静止状态D. 如果将F2增大到15N，木块可能运动起来3. 对下列物体进行受力分析：对物体A进行受力分析（并写出各力的施力物体）3.4 力的合成基本概念1、合力与分力（1）合力与分力的概念：一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果_，这个力就叫做那几个力的_，而那几个力就叫做这个力的_。（2）合力与分力的关系：合力与分力之间是一种_的关系。一个物体同时受到几个力的作用时，如果用另一个力来代替这几个力而作用效果_，这个力就叫那几个力的合力，但必须要明确合力是虚设的等效力，并非是真实存在的力。合力没有性质可言，也找不到施力物体，合力与它的几个分力可以等效替代，但不能共存，否则就添加了力。一个力可以有多个分力，即一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同。当然，多个力的作用效果也可以用一个力来代替。2、共点力（1）概念：几个力如果都_，或者它们的_，则这几个力叫共点力。（2）一个具体的物体，所受的各个力的作用点并非完全在同一个点上，若这个物体的形状、大小对所研究的问题没有影响，我们就认为物体所受到的力就是共点力。如图甲所示，我们可以认为拉力F、摩擦力Ff及支持力FN都与重力G作用于同一点O。又如图乙所示，棒受到的力也是共点力。3、力的合成：概念：_叫力的合成。力的合成的本质：力的合成就是找一个力去代替几个已知的力，而不改变其作用效果。求合力的基本方法利用_。 平行四边形定则内容：如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作_，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的_表示出来。这种方法叫做力的平行四边形定则。注意：平行四边形定则只适用于共点力。应用余弦定律F合=分力的大小与合力的大小的关系a. 两个分力同向，合力大小为两个分力之_。，方向_。b. 两个分力反向，合力大小为两个分力之_。，方向与_。c. 两个分力间的夹角越大，合力的大小_。【例1】两个力的合力与这两个力的关系，下列说法中正确的是：（ ）A、 合力比这两个力都大 B、合力至少比两个力中较小的力大C、合力可能比这两个力都小 D、合力可能比这两个力都大变式训练1：大小分别是5 N、7 N、9 N的三个力的合力F的大小范围是（ ）A. 2 NF20 N B. 3 NF21 N C. 0F20 N D. 0F21 N变式训练2：如图所示，AB为半圆的一条直径，P点为圆周上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3，求它们的合力。例2、施用一动滑轮将一物体提起来，不计滑轮与绳的质量及其间的摩擦力，则（ ） A总可以省力一半； B最大省力一半； C拉力可能大于被提物体的重量；D拉力可能等于被提物体的重量； 变式训练3：两位同学共同提一桶水，水和桶的总质量是15 kg，两人的手臂与竖直方向的夹角都是30，则这两位同学所用的力相同，大小为_。变式训练4：如图，跳伞运动员打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落.已知运动员和他身上装备的总重力为G1，圆顶形降落伞伞面的重力为G2，伞面下有8条相同的拉线，一端与飞行员相连（拉线重力不计），另一端均匀分布在伞面边缘上（图中没有把拉线都画出来），每根拉线和竖直方向都成30角。那么每根拉线上的张力大小为（ ）A. B. C. D. 课堂检测1弹簧秤两端各拴一绳，用大小都等于F，方向相反的两个力分别拉住两绳，则弹簧秤的读数F1和弹簧秤所受的合力F2分别为()AF12F，F22F BF10，F20CF12F，F20 DF1F，F202关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中正确的是()AF大小随F1、F2间的夹角的增大而增大BF大小一定大于F1、F2中最大者CF大小随F1、F2间的夹角的增大而减小DF大小不能小于F1、F2中最小者3有两个大小相等的共点力F1和F2，当它们的夹角为120时合力为F，则当它们间夹角为90时，合力多大？4有两个大小不变的共点力，它们的合力大小F随两力夹角变化情况如下图所示，则两力大小分别为多少？5两个共点力同向时合力为a，反向时合力为b，当两个力垂直时，合力大小为()A. B. C. D.6用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如下图所示，已知绳ac和bc与竖直方向的夹角分别为30和60，则ac绳和bc绳中的拉力分别为()A.mg，mg B.mg，mgC.mg，mg D.mg，mg7用细绳AC和BC吊一重物，绳与竖直方向夹角分别为30和60，如下图所示已知绳AC能承受最大拉力为150N，绳BC能承受最大拉力100N，为使绳子不断裂，求物体的最大重力不应超过多少？8大小均为10N的两个共点力，当其夹角为120时，合力的大小为多少？若再增加一个大小为12N的力，三个力共点且在一个平面内，并且互成120角，则这三个力的合力大小为多少？9(2010高考广东卷)右图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B两点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是()AFA一定小于G BFA与FB大小相等CFA与FB是一对平衡力 DFA与FB大小之和等于G10.两个大小相等同时作用于同一物体的共点力，当它们间的夹角为90时，其合力大小为F；当它们之间的夹角为120时，合力的大小为（ ）A. 2F B. C. D. 11.已知三个共点力的合力为零，则这三个力的大小可能为（ ）FA.15N，5N，6N B.3N，6N，4N C.1N，2N，10N D.1N，6N，3N12.一个重为20 N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F5 N的力竖直向上拉该物体时，如图所示，物体受到的合力为（ ）A.15 N B.25 N C.20 N D.0家庭作业：1关于合力与分力之间的关系的说法，正确的是()A合力就是分力的代数和 B合力总比某一分力大C分力与合力的方向总是不一致的 D合力等于某一分力是可能的2一个重为20N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F5N的力竖直向上拉该物体时，物体受到的合力为()A15NB25N C20N D03关于共点力，下列说法中不正确的是()A作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，这两个力是共点力B作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力C作用在一个物体上的几个力如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力D作用在一个物体上的几个力，如果它们力的作用线汇交于同一点，则这几个力是共点力4两个共点力的大小为F115N，F28N，它们的合力不可能等于()A9NB25N C8N D21N5.质量为m的木块静止在倾角为的斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是（ ）A.沿斜面向下 B.垂直于斜面向上 C.沿斜面向上 D.竖直向上3.5 力的分解基础知识 1.力的分解 如果一个力的作用可以用_来等效代替，这几个力就称为那个力的分力. 求_叫做力的分解. 2.力的分解方法 力的分解是力的合成的_，同样遵守_，即以已知力作为_画平行四边形，与已知共点的平行四边形的_，就表示两个分力的大小和方向. 若不加任何条件限制，将一个已知力分解为两个分力时可以有_种分解方式.通常在实际中，我们是根据力的_来分解一个力.这就要求在力的分解之前必须搞清楚力的_，这就确定了分力的方向，力的分解将是唯一的.否则，力的分解将毫无意义.【例1】一位同学在厨房里帮助妈妈做菜时对菜刀产生了兴趣，他发现菜刀的刀刃前部和后部的薄厚程度不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大（如下图），他先后作出过几个猜想，其中合理的是（ ）。A. 刀刃前部和后部薄厚不匀，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关B. 在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃薄厚无关C. 在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大D. 在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大【变式训练】在倾角为的斜面上，放一质量为m的光滑小球，小球被竖直的木板挡住，则球对斜面的压力为 ( ) 3.力分解的讨论力的分解时有解或无解，简单地说就是代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形（或三角形），如果能构成平行四边形（或三角形），说明该合力能按给定的分力分解，即有解.如果不能构成平行四边形（或三角形），说明该合力不能按给定的分力分解，即无解. （1）已知F的大小和方向及两个分力F1和F2的方向，则F1和F2有确定值. （2）已知F的大小和方向及F1的大小和方向，则F2有确定值. （3）已知F的大小和方向及F1和F2的大小，则有两种分解方式. （4）已知F的大小和方向及F1的方向，则分解情况有四种，方法是以F的一端A为圆心，以F2的大小为半径画圆. 若F2Fsin，不能分解（即无解）; 若F2=Fsin，有一解; 若FsinF2F，有二解; 若F2F，有一解.正交分解法的应用用正交分解法求多个力的合力的基本思路是：1. 对研究对象进行受力分析。2. 建立直角坐标系，再把不在轴上的所有的力沿两个坐标轴方向垂直分解。3. 根据两个坐标轴方向列状态方程，解出未知量。【例2】在水平路面上用绳子拉一个重力为G200 N的木箱，绳子与水平路面的夹角30，如图所示.木箱与路面间的动摩擦因数0.10，要使木箱能在水平路面上匀速移动，则绳上所加拉力F应为多大？【变式训练1】如图所示，电灯的重力，绳与顶板间的夹角为绳水平，则绳所受的拉力F1是多少？绳所受的拉力F2是多少？【变式训练2】在倾角斜面上有一块竖直放置的档板，在档板和斜面之间放有一个重为的光滑圆球，如图甲，试求这个球对斜面的压力和对档板的压力。课堂检测1将一个8N的力分解成两个分力，下列各组值可能的有()A1N和10NB10N和10N C10N和20N D20N和20N2如图所示，重物的质量为m，细绳AO和BO的A、B端是固定的，平衡时AO水平，BO与水平面的夹角为，AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是()AF1mgcos BF1mgcotCF2mgsin DF2mg/sin3放在斜面上的物体，所受重力G可以分解为使物体沿斜面向下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分力F2，当斜面倾角增大时()AF1和F2都增大 BF1和F2都减小CF1增大，F2减小 DF1减小，F2增大4如右图所示，一个半径为r，重为G的光滑均匀球，用长度为r的细绳挂在竖直光滑的墙壁上，则绳子的拉力F和球对墙壁压力FN的大小分别是()AG， B2G，GC.G， D.，5将质量为m的长方形木块放在水平桌面上，用与水平方向成角的斜向右上方的力F拉木块，如右图所示，则()A力F的水平分力为Fcos，等于木块受的摩擦力B力F的竖直分力为Fsin，它使物体m对桌面的压力比mg小C力F的竖直分力为Fsin，它不影响物体对桌面的压力D力F与木块重力mg的合力方向可以竖直向上6把力F分解为两个不为零的分力，下列分解哪些是可能的()A分力之一垂直于F B两分力在同一直线上，并与F所在直线重合C两分力都比F大 D两分力都与F垂直7已知竖直平面内有一个大小为10N的力作用于O点，该力与x轴正方向之间的夹角为30，与y轴正方向之间的夹角为60，现将它分解到x轴和y轴方向上，则()AFx5N，Fy5NBFx5N，Fy5NCFx5N，Fy5N DFx10N，Fy10N8如图所示，在三角形支架B点用一细绳悬挂一个重为150N的重物G.已知ABBCAC543，求横梁BC和斜梁AB所受的力9一个人要拉动一辆汽车是很困难的，如果按照下图所示的那样，先用结实的绳子把汽车和大树连起来，并尽量把绳子拉紧拴牢，然后