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1、第三讲 相 互 作 用知识点回顾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，施力物体同时也一定是受力物体。（3）力的作用效果：使受力物体发生形变形变；改变物体的运动状态。（4）力的表达：力的图示（用一根带箭头的线段来描述一个力，长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭头（或箭尾）表示力的作用点，把力的三要素：大小、方向和作用点表示出来）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：万有引力、电磁
2、相互作用、强相互作用和弱相互作用。）（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。施力物体是地球。（1）方向；总是竖直向下 （2）大小：Gmg (单位：牛顿 ( N ) )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
3、。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。k为劲度系数（单位：N/m），x为弹簧形变量的大小。 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
4、。（没有弹力不可能有摩擦力）（2）滑动摩擦力的大小在接触力中，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。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：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、力的合成与分解(1)、力的合成
5、：求几个已知力的合力叫力的合成。力的合成是唯一的。合力的大小范围：随两个力夹角的变化，合力F的大小和方向都会随之变化。F1-F2F合F1+F2。合力可能比分力大，也可能比分力小。(2)、力的分解：求一个已知力的分力叫力的分解。分解某个力时，要根据这个力产生的实际效果进行分解。同一个力可以分解成无数对大小、方向不同的分力。下面是有确定解的几种常见情况：A、已知合力和两个分力的方向，求两个分力的大小（有一组解）。B、已知合力和一个分力的大小与方向，求另一个分力的大小和方向（有一组解）。 C、已知合力、一个分力F1的大小和F2的方向求F1的方向和F2的大小（有一组解或两组解）。（3）、力的分解原则。
6、如果不加限制，从数学角度来看，将一个力分解答案将无穷多。从物理学角度来看，这样分解一个力是没有意义的。因此我们分解力时，要遵循以下原则才有意义：按照力产生的实际效果分解。 按照题设条件或解题实际需要分解。（4）、正确理解合力、分力及二者的关系。合力和分力是一种等效替代关系，因此在进行受力分析时，要注意以下两点：合力和分力不能同时共存，不能既考虑了合力，又考虑分力，这样就增加了力。不要把受力分析与力的分解相混淆，受力分析的对象是某一个物体，分析的力是实际受到的性质力；而力的分解的对象则是某一个力，是用分力代替这个力。（5）、力的正交分解法。力的正交分解法是将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方
7、法。正交分解的每一个力不一定按实际效果进行分解，往往按解题需要分解，原则上使更多的力落在互相垂直的坐标轴上。7、受力分析（1）明确研究对象在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体。选择研究对象的原则是使问题的处理尽量简单。研究对象确定以后，只分析研究对象受到的力，而不分析研究对象对别的物体施加的力。（2）按顺序找力一般按照重力、弹力、摩擦力、其它力的顺序（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）。每分析一个力，都应找到施力物体，这样分析不易漏掉某个力。（3）受力分析只画性质力，不画效果力：画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力
8、等）画力，否则将出现重复。（4）在解同一个问题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，千万不可重复。（5）.在不确定力是否存在时，可用假设法分析。典型例题【例1】（2003春季）在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动。假定两板与冰面间的动摩擦因数相同。已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于 （ ）A在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小解析：根据相互作用的规律，在推的过程中，作用力与反作用力大小
9、相等，相互作用的时间相等，故A、B均错。分离后，两者所受滑动摩擦力分别为f1=m1g，f2=m2g，由牛顿第二定律得，两者加速度大小相等，均为g。故D错误。甲在冰上滑行的距离比乙远，由运动学公式v2=2as，可知甲的初速度大于乙的初速度，故C正确。【例2】（2004春季上海综合）“神州”五号的飞行可看成近地运行，杨利伟的质量是65kg，他在运行过程中的向心力可估算为_N。解析 本题考查重力与万有引力的关系。2005年的考试大纲对重力与万有引力的关系作了调整，明确表述为：重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力。答案：6.31026.5102 N【例3】画出图中物体A所受的力（P为重心，接
10、触面均光滑）解析：判断弹力的有无，可以采用拆除法：“拆除”与研究对象（受力物体）相接触的物体（如题中的绳或接触面），如果研究对象的运动状态不发生改变，则不受弹力，否则将受到弹力的作用。各图受力如下图所示。F2APOF1B【例4】 如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。解析：由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A点，弹力F1应该垂直于球面，所以沿半径方向指向球心O；在B点弹力F2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O。点评：注意弹力必须指向球心，而不一定指向重心。又由于F1、F2、G为共点力，重力的作用线必须经过O点，因此P和O必在同
11、一竖直线上，P点可能在O的正上方（不稳定平衡），也可能在O的正下方（稳定平衡）。【例5】 如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力。F1F2AB解析：A端所受绳的拉力F1沿绳收缩的方向，因此沿绳向斜上方；B端所受的弹力F2垂直于水平面竖直向上。点评：由于此直杆的重力不可忽略，其两端受的力可能不沿杆的方向。杆受的水平方向合力应该为零。由于杆的重力G竖直向下，因此杆的下端一定还受到向右的摩擦力f作用。【例6】（2004全国卷）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
12、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 （ ）Al2l1 Bl4l3 Cl1l3 Dl2l4FFFFF解析 由于弹簧质量不考虑，所以四种情况下弹簧的伸长量只由力F决定，力F相同，则弹簧伸长量相同，所以D选项正确。练习（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
13、（ C ）A BC D【例7】（2005天津理综）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解析 物体P静止不动，轻绳上拉力和P的重力平衡，故轻绳上拉力一定不变，D项正确。若开始时，Q有下滑趋势，静摩擦力沿斜面向上，用水平恒力向左推Q，则静摩擦力减小；若开始时，Q有上滑趋势，静摩擦力沿斜面向下，用水平恒力向左推Q，则静摩擦力增大。因此，Q受到的摩擦力大小不确定。答案：D【例8】（2002江苏）如图所示，物体叠放在水平桌面上，水平力为Fb=5N、Fc=10N，分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示A与B、B与C、C与桌面间的静摩擦力的大小，则（ ）Af1=5N，f2=0，f3=5NBf1=5N，f2=5N，f3=0 Cf1=0，f2=5N，f3=5NDf1=0，f2=10N，f3=5N解析 本题考查摩擦力的产生条件及力的平衡条件。A与B之间无相对滑动趋势，故f1=0，根据物块B的水平方向平衡条件可判定f2=5N，再分析C的平衡条件，则得出f3=5N，即C项正确。答案：C用心 爱心 专心