高三物理物体的相互作用.doc

高三物理 物体的相互作用及平衡一、力的概念 三个性质力1力的概念：力是物体对物体的作用。（1）力的物质性：力不能离开物体而独立存在,有力就一定有“施力”和“受力”两个物体。二者缺一不可。（2）力的相互性：力的作用是相互的（3）力的作用效果：形变；改变运动状态。（4）力的表达：力的图示2力的分类（1）按性质分：重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力 （按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。宏观物体间只存在前两种相互作用。）（2）按效果分：压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力 （3）按产生条件分：场力（非接触力）、接触力。3重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。（1）方向；总是竖直向下 （2）大小：Gmg注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力。由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力。（3）重心：重力的等效作用点。重心的位置与物体的形状及质量的分布有关。重心不一定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体，重心在几何中心上薄板类物体的重心可用悬挂法确定。4弹力（1）弹力的产生条件：弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发生弹性形变。（2）弹力的方向：与弹性形变的方向相反。 （3）弹力的大小对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成F=kx，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。“硬”弹簧，是指弹簧的k值较大。（同样的力F作用下形变量x较小），明确其物理意义。5摩擦力（1）摩擦力产生条件：两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。这四个条件缺一不可。两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。（没有弹力不可能有摩擦力）（2）滑动摩擦力大小在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。 只有滑动摩擦力才能用公式F=FN，其中的FN表示正压力，不一定等于重力G。（3）静摩擦力大小必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=FN计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既Fm=FN静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是：0Ff Fm（4）摩擦力方向摩擦力方向总是沿着接触面，和物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。摩擦力的方向和物体的运动方向可能相同（作为动力），可能相反（作为阻力），可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力）。在特殊情况下，可能成任意角度。6、高考要点精析1关于物体的重心，以下说法中正确的是 （ ）A物体的重心不一定在物体上 B用线悬挂的物体静止时，细线方向一定通过重心 C一块砖平放、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动作时，其重心的位置不变 2一个物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化 （ ）A把它从赤道拿到南极 B把它送到月球上去 C把它放到水里D改变它的运动状态3. 如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：中弹簧的左端固定在墙上，中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有 （ ）FFFFF光滑不光滑Al2l1 Bl4l3 Cl1l3 Dl2l44. 如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连结起来，木块与地面间的滑动摩擦因数均为.现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 AL+m1gBL+ （m1+m2）g CL+m2gDL+ （）g5（2003上海）如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧。在这过程中下面木块移动的距离为 A B C D6. 如图所示，在水平面上有一静止的小车，其上表面是光滑的，两端个固定一轻弹簧，中间又固定一质量为的小球，两弹簧的劲度系数分别为和，当小车向右以加速度做匀加速运动时，稳定下来时，小球应向哪移动？移动的距离是多少？7关于相互接触的两个物体之间的弹力和摩擦力，以下说法中正确的是A有弹力必定有摩擦力 B有摩擦力必定有弹力C摩擦力的大小一定与弹力大小成正比 D摩擦力方向与弹力方向始终垂直8如图5（甲）所示，粗糙长木板的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板处于水平位置。当木板向下转动，角逐渐增大的过程中，摩擦力Ff的大小随角变化最有可能的是图5（乙）中的（ ）ACBF 9如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，AB边靠在竖直墙面上，物块与墙面间的动摩擦因数为。F是垂直于斜面BC的推力，物块沿墙面匀速下滑，则摩擦力的大小为 A B C D10. 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，均处于静止状态。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轻绳上拉力一定变小 D轻绳上拉力一定不变FBCA11如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，力F作用在物体C上后，各物体仍保持静止静止状态，那么以下说法正确的是（ ）A不受摩擦力作用 BB不受摩擦力作用CA受的各个摩擦力的合力不为零 D整体系统所受摩擦力为零三、力的合成与分解F1F2FO1合力与分力：求几个力的合力叫做力的合成。F1F2FO（1）平行四边形定则：力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用，这个力就是那几个力的“等效力”（合力）。力的平行四边形定则是运用“等效”观点，通过实验总结出来的共点力的合成法则，它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。（2）三角形定则：平行四边形定则可简化成三角形定则。由三角形定则还可以得到一个有用的推论：如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n个力的合力为零。（3）共点的两个力合力的大小范围： |F1F2| F合 F1F2（4）共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零。3力的分解：求一个力的分力叫力的分解。（1）力的分解遵循平行四边形法则，力的分解相当于已知对角线求邻边。（2）两个力的合力惟一确定，一个力的两个分力在无附加条件时，从理论上讲可分解为无数组分力，但在具体问题中，应根据力实际产生的效果来分解。（3）几种有条件的力的分解已知两个分力的方向，求两个分力的大小时，有唯一解。已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向时，有唯一解。已知两个分力的大小，求两个分力的方向时，其分解不惟一。已知一个分力的大小和另一个分力的方向，求这个分力的方向和另一个分力的大小时，其分解方法可能惟一，也可能不惟一。4力的合成与分解体现了用等效的方法研究物理问题。合成与分解是为了研究问题的方便而引入的一种方法。用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩，即考虑合力则不能考虑分力，同理在力的分解时只考虑分力而不能同时考虑合力。5、高考要点精析1. 一个力分解为两个分力，下列情况中，不能使力的分解结果一定唯一的有（ ）A已知两个分力的方向 B已知两个分力的大小C已知一个分力的大小和另一个分力的方向 D已知一个分力的大小和方向2关于分力和合力，以下说法不正确的是（ ）A合力的大小，小于任何一个分力是可能的B如果一个力的作用效果其它几个力的效果相同，则这个力就是其它几个力的合力C合力的大小一定大于任何一个分力 D合力可能是几个力的代数和 3.水平横粱的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的一端C固定于墙上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10 kg的重物，CBA=30，如图所示，则滑轮受到绳子的作用力为（g=10m/s2）A50N B50N C100N D100N4.如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮，如图所示。今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点（未到顶点），则此过程中，小球对半球的压力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是 （ ）A.N变大，T变大 B.N变小，T变大 .N不变，T变小 D.N变大，T变小ABPQ5如图所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，在Q的正上方的P点用丝线悬挂另一质点B， A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成角，由于缓慢漏电使A、B两质点的带电量逐渐减小。在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小 （ ） A保持不变 B先变大后变小 C逐渐减小 D逐渐增大AOBF6如图所示，绳子AB能承受的最大拉力为100N，用它悬挂一个重50N的物体，现在其中点O施加一个水平拉力F缓慢向右拉动，当绳子断裂时AO段与竖直方向间的夹角是多大？此时水平拉力F的大小为多少？FAB7.如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆，承受弹力的最大值一定，A端用铰链固定，滑轮在A点正上方（滑轮大小及摩擦均可不计），B端吊一重物。现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉（均未断），在AB杆达到竖直前（ ）A绳子越来越容易断 B绳子越来越不容易断CAB杆越来越容易断 DAB杆越来越不容易断8.重为G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。如图所示。若挡板逆时针缓慢转到水平位置，在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化？P9.如图所示，在“共点力合成”实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用F1与F2拉两个弹簧秤，将这端的结点拉至O点。现让F2大小不变，方向沿顺时针方向转动某一角度，要使结点仍位于O点，则F1的大小及图中角相应作如下哪些变化才有可能A增大F1的同时增大角 B增大F1而保持角不变C增大F1的同时减小角 D减小F1的同时增大角10如图所示物体处于平衡状态，若保持a不变，当力F与水平方向夹角多大时F有最小值 （ ）A0 B C D211如图所示一条易断的均匀细绳两端固定在天花板的A、B两点，今在细绳O处吊一砝码，如果OA2BO，则 （ ）A增加硅码时，AO绳先断 B增加硅码时，BO绳先断CB端向左移，绳子易断 DB端向右移，绳子易断12图所示，A、A两点很接近圆环的最高点BOB为橡皮绳，BOB120，且B、B与OA对称在点O挂重为G的物体，点O在圆心，现将B、B两端分别移到同一圆周上的点A、A，若要使结点O的位置不变，则物体的重量应改为AG B C D2G巩固练习1物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行，如图所示。两物体恰能沿固定斜面向下做匀速运动 AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下CA、B之间的摩擦力为零ACBFD，A、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质2如图所示，斜劈ABC放在粗糙的水平地面上，在斜劈上放一重为G的物块，物块静止在斜劈上，今用一竖直向下的力F作用于物块上，下列说法正确的是 A斜劈对物块的弹力增大 B物块所受的合力不变C物块受到的摩擦力增大 D当力F增大到一定程度时，物体会运动ABF3如图所示，水平地面上有一斜面体A，在A上放一物体B，若对物体B施加一个沿斜面向上的力，使B沿斜面匀速上滑，斜面体A处于静止状态，当力增大时AB受到的摩擦力一定增大 B地面对A的摩擦力一定增大C地面对A的支持力一定减小 DA对B的作用力一定不变4.人站在小车上,用水平力=50N拉绳子,绳子另一端绕过定滑轮栓住木板的一端.人和小车均静止,求：人对小车的摩擦力的大小和方向？地面对小车的摩擦力的大小和方向？OQBAP5.有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙。OB竖直向下，表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和细绳上的拉力T的变化情况是AFN不变，T变大 BFN不变，T变小CFN变大，T变大 DFN变大，T变小 6.如图所示，有一建筑工人，他在某次施工中，站在平板AB上，工人通过拉绳子，可以使自己和板一起匀速上升。若工人体重为G1，板AB重量为G2，滑轮质量和绳的质量及轴上的摩擦都可不计，则G1和G2必须满足 AG1=G2 BG1G2 CG1G2/3 DG1G2/37.如图所示，一物体放在斜面上处于静止状态。现加一水平推力F，若在推力F从零开始逐渐增大的过程中，物体仍保持静止，则下列判断中正确的是A斜面对物体的静摩擦力一定增大B斜面对物体的支持力一定增大C物体在水平方向所受合力一定增大D物体在竖直方向所受合力一定增大8.如图所示，轻绳OA、OB悬挂重物于O点，开始时OA水平。现缓慢提起A端而O点的位置保持不变，则A绳OA的张力逐渐减小 B绳OA的张力逐渐增大C绳OA的张力先变大，后变小 D绳OA的张力先变小，后变大9.如图所示，有两根立于水平地面上的竖直杆，将一根不能伸长的、柔软的轻绳的两端，分别系于竖直杆上不等高的两点a、b上，用一个光滑的动滑轮O悬挂一个重物后再挂在绳子上，达到平衡状态。现保持轻绳的a端不动，将b端缓慢下移。在此过程中，