第三章相互作用-力高一物理单元复习

1重力与弹力一、力和力的图示1．力的特性(1)力的物质性：力是物体间的相互作用，力不能脱离物体而独立存在．我们谈到一个力时，一定同时具有受力物体和施力物体．(2)力的相互性：力总是成对出现的．施力物体同时又是受力物体，受力物体同时又是施力物体．(3)矢量性：力不仅有大小而且有方向．1重力与弹力2．力的作用效果：改变物体的运动状态或使物体发生形变．3．力的表示方法(1)力的图示：用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力．①线段的长短(严格按标度画)表示力的大小；②箭头指向表示力的方向；③箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便，常把物体用一个点表示)．(2)力的示意图：用一条带箭头的线段表示力的方向和作用点．【典型例题】1.如图中表示的是小车所受外力F的图示，所选标度都相同，那么对于小车的运动，作用效果相同的是()A．F1和F2B．F1和F4C．F1和F3、F4D．都不相同B【变式训练】1.如以下图所示，压缩弹簧对拇指的弹力15N，作出拇指受力的图示．1重力与弹力二、重力1．重力定义：由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力．2．产生原因：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力．但不能说成“重力就是地球对物体的吸引力〞．3．大小：G＝mg，g为重力加速度，g＝9.8m/s2，同一地点，重力的大小与质量成正比，不同地点重力的大小因g值不同而不同．(注意：重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关)1重力与弹力4．方向：重力的方向总是竖直向下的(竖直向下不是垂直于支撑面向下，也不是指向地心)．5．作用点：在重心上．(1)重心是物体各局部所受重力的等效作用点．(2)重心位置与质量分布和物体形状有关，质量分布均匀、形状规那么的物体的重心在物体的几何中心上．重心可以不在物体上．【典型例题】2.物体所受重力在以下哪些情况下要发生变化()A．把物体从赤道拿到南极B．把物体放到加速上升的电梯里C．把物体放到抽成真空中的容器里D．用一个气球使物体悬浮在屋子内A【变式训练】2.以下说法正确的选项是()A．自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受重力越来越大B．在空中飞行的物体不受重力作用C．一抛出的石块轨迹是曲线，说明石块所受的重力方向始终在改变D．将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的整个过程中，石块所受重力的大小与方向都不变D1重力与弹力三、弹性形变和弹力1．弹性形变和弹力(1)形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化．①弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变．②非弹性形变：外力撤去后不能完全恢复原状的形变．(2)弹性限度：当形变超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度．1重力与弹力(3)弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力．2．弹力产生的条件：(1)两物体相互接触；(2)发生弹性形变．【典型例题】3.关于弹性形变，以下说法正确的选项是()A．物体形状或体积的改变叫弹性形变B．一根钢筋用力折弯后的形变就是弹性形变C．物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变D．物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变C【变式训练】3.以下说法中正确的选项是()A．两物体在接触处一定有弹力作用B．两物体间存在弹力作用，一定接触C．两物体间无弹力作用，一定不接触D．两物体不接触也会有弹力作用B1重力与弹力四、几种弹力1．压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，假设接触面是曲面，那么垂直于接触面的切线；假设接触面是球面，弹力方向延长线或反向延长线过球心．2．绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向．【典型例题】4.请在图中画出杆或球所受的弹力．甲图：杆靠在墙上．乙图：杆一端放在地面上，另一端靠在固定的半球面上．丙图：球用细线悬挂在竖直墙上．丁图：点1、2、3都可能是球的重心位置，点2是球心，点1、2、3在同一竖直线上．【变式训练】4.如下图，球A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法正确的选项是()A．球A仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上B．球A受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下C．球A受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上D．球A受三个弹力作用，一个水平向右，一个重直斜面向上，一个竖直向下C1重力与弹力五、胡克定律1．内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．2．公式：F＝kx.3．说明(1)应用条件：弹簧发生形变时必须在弹性限度内．(2)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度．(3)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关．1重力与弹力(4)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如下图)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.(5)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.【典型例题】5.弹簧原长为10cm，当挂上一个50g的钩码时，弹簧的长度变为12cm，当在原钩码下再挂一个同样的钩码时，弹簧仍处于弹性限度内，以下说法中正确的选项是(取g＝10m/s2)()A．弹簧长度变为24cmB．弹簧劲度系数为25N/mC．弹簧伸长了4cmD．弹簧伸长了2cmBC【变式训练】5.在竖直悬挂的轻质弹簧下端挂一个钩码，弹簧伸长了4cm，如果在该弹簧下端挂两个这样的钩码(弹簧始终在弹性限度内)，弹簧的伸长量为()A．4cmB．6cmC．8cmD．16cmC2摩擦力一、静摩擦力1．定义：两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时产生的摩擦力叫做静摩擦力．2．静摩擦力产生的条件(1)物体相互接触且相互挤压．(2)接触面粗糙．(3)两物体间相对静止但有相对运动趋势．2摩擦力3．静摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体间相对运动趋势的方向相反．4．静摩擦力的大小(1)静摩擦力的大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化，与正压力大小无关．(2)静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦力Fmax，静摩擦力的范围是0<F≤Fmax.【典型例题】6.如下图，放在粗糙水平桌面上的一个物体，同时受到水平方向的两个力，F1＝8N，方向向右，F2＝12N，方向向左．当F2从12N逐渐减小到零时，物体始终保持静止，物体与桌面间摩擦力大小变化情况是()A．逐渐减小B．先减小后增大C．逐渐增大D．先增大后减小B【变式训练】6.用手握重为1N的圆柱形瓶子，握力为20N，使其在竖直方向处于静止状态，那么手与瓶子间的摩擦力为()A．21NB．20NC．19ND．1ND2摩擦力二、滑动摩擦力1．定义：当一个物体在另一个物体外表滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力．2．滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触且相互挤压．(2)接触面粗糙．(3)两物体间有相对运动．2摩擦力3．滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且与相对运动的方向相反．4．滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小跟压力成正比．公式：F＝μFN，μ为动摩擦因数，取决于相互接触的两物体的材料和接触面的粗糙程度，与接触面的面积无关，与物体间相对运动的速度大小无关．【典型例题】7.关于动摩擦因数μ，以下说法正确的选项是()A．两物体间没有摩擦力产生说明两物体间的动摩擦因数μ＝0B．两物体的材料一定时，两物体间的动摩擦因数仅决定于接触面的粗糙程度C．物体在一支持面上滑动，当支持面倾斜放置时，动摩擦因数比水平放置时小一些D．增大两物体的接触面积，那么两物体间的动摩擦因数增大B【变式训练】7.重为50N的物体，在粗糙水平面上向右运动，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，同时物体还受到一个大小为10N、方向水平向左的拉力F作用，如以下图所示，那么水平面对物体的摩擦力的大小和方向是()A．10N，水平向左B．20N，水平向左C．10N，水平向右D．20N，水平向右A2摩擦力三、摩擦力的比较静摩擦力滑动摩擦力说明产生条件相同点①相互接触；②相互挤压；③接触面粗最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大；在有些计算中可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力不同点有相对运动趋势有相对运动力的三要素大小不同点被动力，与压力无关，大小为0<F≤Fmax与压力成正比，公式F＝μFN方向相同点①与运动方向无直接关系，可与运动方向同向，也可与运动方向反向或者成某一夹角；②与接触面相切；③与同一接触面上的弹力方向垂直不同点与相对运动趋势方向相反与相对运动方向相反作用点相同点在接触面上，作力的图示时，可根据等效原理画到物体的重心上【典型例题】8.如下图，质量为m的木块在水平桌面上的木板上外表滑行，木板静止，它的质量为M＝3m，木板与木块、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，那么木板受桌面的摩擦力大小为()A．μmgB．2μmgC．3μmgD．4μmgA【变式训练】8.水平的皮带传输装置如下图，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地放在A端皮带上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，随后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端，在传输过程中，该物体受摩擦力的情况是()A．在AC段受水平向左的滑动摩擦力B．在AC段受水平向右的滑动摩擦力C．在CB段不受静摩擦力D．在CB段受水平向右的静摩擦力BC3牛顿第三定律一、作用力和反作用力1．作用力和反作用力力的作用是相互的，物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力，其中任何一个力称为作用力，另外一个力称为反作用力．2．判断作用力和反作用力的方法，主要看两个方面：一是看作用点，作用力和反作用力应作用在两个物体上；二是看产生原因，作用力和反作用力总是相互的且一定是同一性质的力．【典型例题】9.物体静止在斜面上，以下的几种分析中正确的选项是()A．物体所受到的静摩擦力的反作用力是物体对斜面的摩擦力B．物体所受重力沿垂直斜面方向的分力就是物体对斜面的压力C．物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力D．物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力AD【变式训练】9.对于作用力与反作用力的理解，以下说法中正确的选项是()A．当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失B．弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力C．甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力D．作用力和反作用力在任何情况下都不会平衡D3牛顿第三定律二、牛顿第三定律1．牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．2．作用力与反作用力具有“四同〞和“三异〞的关系“四同〞：(1)同大小(2)同直线(3)同存亡：同时产生、同时消失、同时变化．(4)同性质3牛顿第三定律“三异〞：(1)异向：方向相反．(2)异体：作用在不同的物体上．(3)异效：在不同的物体上分别产生不同的作用效果，不能相互抵消，因此，不能认为作用力和反作用力的合力为零．【典型例题】10.如以下图所示，将两弹簧测力计a、b连结在一起，当用力缓慢拉a弹簧测力计时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明()A．这是两只完全相同的弹簧测力计B．弹力的大小与弹簧的形变量成正比C．作用力与反作用力大小相等、方向相反D．力是改变物体运动状态的原因C【变式训练】10.下面说法中正确的选项是()A．以卵击石，鸡蛋“粉身碎骨〞，但石头却“安然无恙〞是因为鸡蛋对石头的力小于石头对鸡蛋的力B．马拉车前进，马对车的拉力大小等于车对马的拉力大小C．物体间的作用力在先的是作用力，在后的是反作用力D．人压弹簧时“人弱它就强〞说明人与弹簧间的相互作用力不是等大的B3牛顿第三定律三、一对相互作用力和一对平衡力的区别作用力与反作用力一对平衡力相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上不同点作用对象两个物体上同一个物体上作用时间同时产生，同时变化，同时消失，不可单独存在不一定同时产生或消失力的性质一定是同性质的力不一定是同性质的力作用效果因为一对作用力与反作用力作用在两个物体上，各自产生作用效果，故不能(填“能”或“不能”)求合力一对平衡力的作用效果是使物体处于平衡状态，合力为零【典型例题】11.如下图，人站立在体重计上，以下说法正确的选项是()A．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力C．人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力D．人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力B【变式训练】11.(多项选择)如下图，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，以下说法中正确的选项是()A．作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B．作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力C．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力CD4力的合成和分解一、力的合成1．合力与分力(1)定义：如果一个力F产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，我们就称F为那几个力的合力，原来的几个力叫做分力．(2)合力与分力的相互关系①等效性：合力与分力产生的效果相同，可以等效替代．②同体性：各个分力是作用在同一物体上的．作用在不同物体上的力不能求合力．4力的合成和分解2．力的合成(1)定义：求几个力的合力的过程叫做力的合成．(2)力的合成遵守平行四边形定那么．(如下图)4力的合成和分解3．合力与两分力的大小关系两分力大小不变时，合力F随夹角α的增大而减小，随α的减小而增大．(1)F的最大值：当α＝0时，Fmax＝F1＋F2；(2)F的最小值：当α＝180°时，Fmin＝|F1－F2|；(3)合力大小的范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.【典型例题】12.(多项选择)关于几个力与其合力，以下说法正确的选项是()A．合力的作用效果跟原来那几个力共同作用产生的效果相同B．合力与原来那几个力同时作用在物体上C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用D．求几个力的合力遵循平行四边形定那么ACD【变式训练】12.关于合力的下述说法中正确的选项是()A．合力的性质与原来分力性质相同B．合力与原来的分力间的关系是等效替代关系C．合力总比分力大D．合力总比一个分力大，比另一个分力小B4力的合成和分解二、求合力大小的方法1．图解法2．计算法可以根据平行四边形定那么作出力的示意图，然后由几何关系求解对角线，其长度即为合力大小．(1)相互垂直的两个力的合成(即α＝90°)：F合＝，F合与F1的夹角的正切值tanβ＝，如图4所示．图4(2)两个等大的力的合成：平行四边形为菱形，利用其对角线互相垂直平分的特点可解得F合＝2Fcos，如图5所示．

图5图6假设α＝120°，那么合力大小等于分力大小(如图6所示)．4力的合成和分解2．计算法可以根据平行四边形定那么作出力的示意图，然后由几何关系求解对角线，其长度即为合力大小．(1)相互垂直的两个力的合成(即α＝90°)：，F合与F1的夹角的正切值，如下图．4力的合成和分解(2)两个等大的力的合成：平行四边形为菱形，利用其对角线互相垂直平分的特点可解得F合＝2Fcos〔α/2〕，如下图．假设α＝120°，那么合力大小等于分力大小(如下图)．【典型例题】13.物体只受两个力F1和F2的作用，F1＝30N，方向水平向左，F2＝40N，方向竖直向下，求这两个力的合力F.50N方向为与F1的夹角为53°斜向左下【变式训练】13.如下图，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200N，二力之间的夹角为60°，求这两个拉力的合力．(结果保存三位有效数字)

346N方向与F1、F2的夹角均为30°4力的合成和分解三、力的分解1．力的分解(1)定义：一个力求它的分力的过程叫做力的分解．(2)分解法那么：力的分解是力的合成的逆运算，遵守力的平行四边形定那么．2．对一个力的分解可根据力的实际效果来确定：(1)根据力的实际作用效果确定两个分力的方向．(2)根据两个分力的方向作出力的平行四边形．(3)利用数学知识解三角形，分析、计算分力的大小．4力的合成和分解3．力的分解的讨论(1)如果没有限制，一个力可分解为无数对大小、方向不同的分力．(2)有限制条件的力的分解①合力和两个分力的方向时，有唯一解．②合力和一个分力的大小和方向时，有唯一解．4力的合成和分解(3)合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时，假设F与F1的夹角为α，有下面几种可能：①当Fsinα<F2<F时，有两解，如图甲所示．②当F2＝Fsinα时，有唯一解，如图乙所示．③当F2<Fsinα时，无解，如图丙所示．④当F2>F时，有唯一解，如图丁所示．【典型例题】14.(多项选择)假设将一个力F分解为两个力F1、F2，那么以下说法正确的选项是()A．F是物体实际受到的力B．F1、F2不是物体实际受到的力C．物体同时受到F、F1、F2三个力的作用D．F1、F2共同作用的效果与F相同ABD【变式训练】14.一个力的大小为100N，它的一个分力F1的大小为60N，那么另一个分力F2的大小()A．一定是40NB．一定是80NC．不能大于100ND．不能小于40ND4力的合成和分解四、力的正交分解法1．正交分解的目的：当物体受到多个力作用，并且这几个力只共面不共线时，其合力用平行四边形定那么求解很不方便，为此先将各力正交分解，然后再合成．2．正交分解法求合力的步骤(1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系，直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上．4力的合成和分解(2)正交分解各力，即将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如下图．(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和，即：Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋…(4)求共点力的合力：合力大小，合力的方向与x轴的夹角为α，