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1、第三章 相互作用力定义：力是物体之间的相互作用.理解要点：（1） 力具有物质性：力不能离开物体而存在.说明：对某一物体而言,可能有一个或多个施力物体.并非先有施力物体,后有受力物体（2）力具有相互性：一个力总是关联着两个物体,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体.说明：相互作用的物体可以直接接触,也可以不接触.力的大小用测力计测量.（3）力具有矢量性：力不仅有大小,也有方向.（4）力的作用效果：使物体的形状发生改变；使物体的运动状态发生变化.（5）力的种类：根据力的性质命名：如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等.根据效果命名：如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等.说
2、明：根据效果命名的,不同名称的力,性质可以相同；同一名称的力,性质可以不同.重力定义：由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力.说明：地球附近的物体都受到重力作用.重力是由地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力.重力的施力物体是地球.在两极时重力等于物体所受的万有引力,在其它位置时不相等.（1）重力的大小：G=mg说明：在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的,纬度越高,同一物体的重力越大,因而同一物体在两极比在赤道重力大.一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其它力也无关系.在处理物理问题时,一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变.（2） 重力的方向：竖直向下（即垂
3、直于水平面）说明：只有在两极与在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心.重力的方向不受其它作用力的影响,与运动状态也没有关系.（3）重心：物体所受重力的作用点.重心的确定：质量分布均匀.物体的重心只与物体的形状有关.形状规则的均匀物体,它的重心就在几何中心上.质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关.薄板形物体的重心,可用悬挂法确定.说明：物体的重心可在物体上,也可在物体外.重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关.引入重心概念后,研究具体物体时,就可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示,于是原来的物体就可以用一个有质量的点来代替.弹力（1） 形变：物体的形状
4、或体积的改变,叫做形变.说明：任何物体都能发生形变,不过有的形变比较明显,有的形变及其微小.弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变,叫做弹性形变,简称形变.（2）弹力：发生形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力.说明：弹力产生的条件：接触；弹性形变.弹力是一种接触力,必存在于接触的物体间,作用点为接触点.弹力必须产生在同时形变的两物体间. 弹力与弹性形变同时产生同时消失.（3）弹力的方向：与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反.几种典型的产生弹力的理想模型： 轻绳的拉力（张力）方向沿绳收缩的方向.注意杆的不同. 点与平面接触,弹力方向垂直于平面；点与曲面接触,弹
5、力方向垂直于曲面接触点所在切面. 平面与平面接触,弹力方向垂直于平面,且指向受力物体；球面与球面接触,弹力方向沿两球球心连线方向,且指向受力物体.（4）大小：弹簧在弹性限度内遵循胡克定律F=kx, k是劲度系数,表示弹簧本身的一种属性,k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关,而与运动状态、所处位置无关.其他物体的弹力应根据运动情况,利用平衡条件或运动学规律计算.摩擦力（1） 滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.说明：摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的.摩擦力具有相互性.滑动摩擦力的产生条件：A.两个物体相互接
6、触；B.两物体发生形变；C.两物体发生了相对滑动；D.接触面不光滑.滑动摩擦力的方向：总跟接触面相切,并跟物体的相对运动方向相反.说明：“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用.滑动摩擦力的大小：F=FN说明：FN两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力.应具体分析.与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,无单位.滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关.效果：总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动.滚动摩擦：一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦,滚动摩擦比滑动摩擦要小得多.（2）静摩擦力：两相对静止的相接触的物体间,由于存在
7、相对运动的趋势而产生的摩擦力.说明：静摩擦力的作用具有相互性.静摩擦力的产生条件：A.两物体相接触；B.相接触面不光滑；C.两物体有形变；D.两物体有相对运动趋势.静摩擦力的方向：总跟接触面相切,并总跟物体的相对运动趋势相反.说明：运动的物体可以受到静摩擦力的作用.静摩擦力的方向可以与运动方向相同,可以相反,还可以成任一夹角.静摩擦力可以是阻力也可以是动力.静摩擦力的大小：两物体间的静摩擦力的取值范围0FFm,其中Fm为两个物体间的最大静摩擦力.静摩擦力的大小应根据实际运动情况,利用平衡条件或牛顿运动定律进行计算.说明：静摩擦力是被动力,其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡,在取值范围内是根
8、据物体的“需要”取值,所以与正压力无关.最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数（选学）Fms FN.效果：总是阻碍物体间的相对运动的趋势.对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学的重要方法,受力分析的程序是：1. 根据题意选取适当的研究对象,选取研究对象的原则是要使对物体的研究处理尽量简便,研究对象可以是单个物体,也可以是几个物体组成的系统.2. 把研究对象从周围的环境中隔离出来,按照先场力,再接触力的顺序对物体进行受力分析,并画出物体的受力示意图,这种方法常称为隔离法.3. 对物体受力分析时,应注意一下几点：（1）不要把研究对象所受的力与它对其它物体的作用力相混淆.（2）对于
9、作用在物体上的每一个力都必须明确它的来源,不能无中生有.（3）分析的是物体受哪些“性质力”,不要把“效果力”与“性质力”重复分析.力的合成求几个共点力的合力,叫做力的合成.（1） 力是矢量,其合成与分解都遵循平行四边形定则.（2） 一条直线上两力合成,在规定正方向后,可利用代数运算.（3） 互成角度共点力互成的分析两个力合力的取值范围是|F1F2|FF1F2共点的三个力,如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力,那么这三个共点力的合力可能等于零.同时作用在同一物体上的共点力才能合成（同时性和同体性）.合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一个分力.力的分解求一个已知力的分力叫做力的
10、分解.（1） 力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则.（2） 已知两分力求合力有唯一解,而求一个力的两个分力,如不限制条件有无数组解.要得到唯一确定的解应附加一些条件：已知合力和两分力的方向,可求得两分力的大小.已知合力和一个分力的大小、方向,可求得另一分力的大小和方向.已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小：若F1Fsin或F1F有一组解若FF1Fsin有两组解若FFsin无解（3） 在实际问题中,一般根据力的作用效果或处理问题的方便需要进行分解.（4） 力分解的解题思路力分解问题的关键是根据力的作用效果画出力的平行四边形,接着就转化为一个根据
11、已知边角关系求解的几何问题.因此其解题思路可表示为：必须注意：把一个力分解成两个力,仅是一种等效替代关系,不能认为在这两个分力方向上有两个施力物体.思维升华规律方法思路一、物体受力分析的基本思路和方法物体的受力情况不同,物体可处于不同的运动状态,要研究物体的运动,必须分析物体的受力情况,正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功.分析物体的受力情况,主要是根据力的概念,从物体的运动状态及其与周围物体的接触情况来考虑.具体的方法是：1. 确定研究对象,找出所有施力物体确定所研究的物体,找出周围对它施力的物体,得出研究对象的受力情况.（1）如果所研究的物体为A,与A接触的物体
12、有B、C、D就应该找出“B对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等,不能把“A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力；（2）不能把作用在其它物体上的力,错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上；（3） 物体受到的每个力的作用,都要找到施力物体；（4） 分析出物体的受力情况后,要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态（静止或加速等）,否则会发生多力或漏力现象.2. 按步骤分析物体受力为了防止出现多力或漏力现象,分析物体受力情况通常按如下步骤进行：（1）先分析物体受重力.（2）其研究对象与周围物体有接触,则分析弹力或摩擦力,依次对每个接触面（点）分析,若有挤压则有弹力,若还有相对
13、运动或相对运动趋势,则有摩擦力.（3）其它外力,如是否有牵引力、电场力、磁场力等.3. 画出物体力的示意图（1）在作物体受力示意图时,物体所受的某个力和这个力的分力,不能重复的列为物体的受力,力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程,合力和分力不能同时认为是物体所受的力.（2）作物体是力的示意图时,要用字母代号标出物体所受的每一个力.1(2010江西省吉安市高三测试)如图所示，一个木块A放在长木板B上，长木板B放在水平地面上，在恒力F作用下，长木板B以速度v匀速运动，水平的弹簧秤的示数为FT.下列关于摩擦力的说法正确的是()A木块受到的滑动摩擦力的大小等于FB木块受到的静摩擦力的大小等于F
14、TC若长木板B以2v的速度匀速运动时，木块受到的摩擦力的大小等于2FTD若用2F的力作用在长木板B上，木块受到的摩擦力的大小仍等于FT2(2010安徽理综)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力则木板P的受力个数为()A3B4C5 D63(2010临沂)在机场货物托运处，常用传送带运送行李和货物，如图所示，靠在一起的两个质地相同，质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行，下列说法正确的是()A匀速上行时b受3个力作用B匀加速上行时b受4个力作用C若上行过程传送带因故突然停止时，b受4
15、个力作用D若上行过程传送带因故突然停止后，b受的摩擦力一定比原来小4、（2012湖北黄冈期末）如图所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态，球的半径为R.质量为m的蚂蚁只有在离桌面高度大于或等于时，才能停在碗上。那么蚂蚁和碗面间的最大静摩擦力为（ ）A0.6mg B0.8mg C0.4mg D0.75mg 5、(2012北京东城期末)如图甲所示，质量为m的小物块以初速度v0冲上足够长的固定斜面， 斜面倾角为，物块与该斜面间的动摩擦因数tan，（规定沿斜面向上方向为速度v和摩擦力f的正方向）则图乙中表示该物块的速度v和所摩擦力f随时间t变化的图象正确的是 （ ）6、（2012福建六校联考）
16、三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，取10m/s2。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是: （ ） A4cm B6cm C8cm D10cm 7、（2012年3月山东潍坊模拟）如图所示，水平地面上处于伸直状态的轻绳一端拴在质量为m的物块上，另一端拴在固定于B点的本桩上用弹簧称的光滑挂钩缓慢拉绳，弹簧称始终与地面平行物块在水平拉力作用下缓慢滑动当物块滑动至A位置，AOB=120时，弹簧称的示数为F则A，物块
17、与地面间的动摩擦因数为F/mgB木桩受到绳的拉力始终大于FC弹簧称的拉力保持不变D弹簧称的拉力一直增大8、（2012年5月山东省烟台二模）如图所示，半径为R的半球支撑面顶部有一小孔，质量分别为m1和m2的两个小球（视为质点），通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连，不计所有的摩擦，当小球m2静止在球面上、其平衡位置与半球面的球心连线跟水平面的夹角为时，则m1、m2，、之间的关系为A m1=m2sin Bm1=m2/sin Cm1=m2cos Dm1=m2/cos9、(2012年3月山东德州一模)如图所示，将两个相同的木块a、b置于固定在水平面上的粗糙斜面上。a、b中间用一轻弹簧连接。b的右端用细绳
18、与固定在斜面上的档板相连。开始时a、b均静止，弹簧处于压缩状态，细绳上有拉力。下列说法正确的是 Aa所受的摩擦力一定不为零 Bb所受的摩擦力一定不为零 C细绳剪断瞬间a所受摩擦力不变 D细绳剪断瞬间b所受摩擦力可能为零10、Sl和S2表示劲度系数分别为hl和k2的两根弹簧，k1 k2；a和b表示质量分别为ma和mb 的两个小物块，mamb将弹簧与物块按图示方式悬挂起来。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11、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖向挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装
19、置处于静止状态，如图所示是这个装置的截面图，若用外力使MN保持竖直且缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止，在此过程中，下列说法中正确的是（ ）A. MN对Q的弹力逐渐减小B.地面对P的摩擦力逐渐增大C. P、Q间的弹力先减小后增大D.Q所受的合力逐渐增大专题一：力的正交分解一 目的和原则：把力沿着两个经选定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法，在多个共点力作用下，运用正交分解法的目的是用代数运算公式来解决矢量的运算。在力的正交分解法中，分解的目的是为了求合力，尤其适用于物体受多个力的情况，物体受到F1、F2、F3，求合力F时，可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解，则在x轴方向各力
20、的分力分别为 F1x、F2x、F3x，在y轴方向各力的分力分别为F1y、F2y、F3y。那么在x轴方向的合力Fx = F1x+ F2x+ F3x+ ，在y轴方向的合力Fy= F2y+ F3y+ F3y+。合力，设合力与x轴的夹角为，则。在运用正交分解法解题时，关键是如何确定直角坐标系，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则；在动力学中，以加速方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标，二解题步骤：以力的作用点为原点作直角坐标系，标出x轴和y轴，如果这时物体处于平衡状态，则两轴的方向可根据自己需要选择，如果力不平衡而产生加速度，则x轴（或y轴）一定要和加速度的方向重合；将与坐标轴成角度的力分解成x轴
21、和y轴方向的两个分力，并在图上标明，用符号Fx和Fy表示；在图上标出与x轴或与y轴的夹角，然后列出Fx、Fy的数学表达式。如：F与x轴夹角分别为，则。与两轴重合的力就不需要分解了；列出x轴方向上和各分力的合力和y轴方向上的各分力的合力的两个方程，然后再求解。三，典型例题：6001. 如图所示，重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N的物体，当绳与水平面成60o角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力。2. 图2(6分)长为20cm的轻绳BC两端固定在天花板上，在中点系上一重60N的重物，如图2所示：（1）当BC的距离为10cm时，AB段绳上的拉力为多少?（2）
22、当BC的距离为10cm时AB段绳上的拉力为多少? 12.如图所示，物体A质量为2kg，与斜面间摩擦因数为0.4若要使A在斜面上静止，物体B质量的最大值和最小值是多少？专题二：共点力的平衡共点力：作用在物体的同一点，或作用线相交于一点的几个力。平衡状态：物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态，是加速度等于零的状态。共点力作用下的物体的平衡条件：物体所受的合外力为零，即F=0，若采用正交分解法求解平衡问题，则平衡条件应为：Fx=0，Fy=0。解平衡问题的常用方法：隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等。图解法分析分力与合力的关系:当两个分力成一定的夹角(180。)时，增大其中一个分力或使
23、两个分力都增大，合力的变化情况如何呢?这个问题可以用数学公式推导分析，也可以用函数图像数形结合分析，但最简捷有效的方法是图解法。为了便于分析合力的变化，设,借助辅助参考圆来进行分析。如图所示，F1、F2的共点在圆心，而且开始时F1、F2的合力为F，大小恰好为圆的半径。(1)当保持力F2不变，只增大F1时，如图所示，合力，的大小可能出现三种情况：减小、不变或增大，即。我们可以得到这样的结论：当两个力F1、F1夹角保持不变，在增大其中一个分力时，它们的合力大小可能减小、不变或增大。(2)当两个分力F1、F2都增大时，如图所示，合力F 的大小也有可能出现三种情况：减小、不变或增大，即,我们也可以得到
24、这样的结论：当两个力F1、F2夹角保持不变，在同时增大两个分力时，它们的合力F大小可能减小、不变或增大。整体法与隔离法：(1)整体法：当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时，一般可采用整体法。运用整体法解题的基本步骤是：明确研究的系统和运动的全过程；画出系统整体的受力图和运动全过程的示意图；选用适当的物理规律列方程求解。(2)隔离法：为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况，一般可采用隔离法。运用隔离法解题的基本步骤是：明确研究对象或过程、状态；将某个研究对象或某段运动过程、某个状态从全过程中隔离出来；画出某状态下的受力图或运动过程示意图；选用适当的物理规律列方程求解。隔
25、离法和整体法常常需交叉运用，从而优化解题思路和方法，使解题简捷明了。ABCF例题：1. 物体A、B、C叠放在水平桌面上，用水平力F拉B，使三者一起匀速向右运动，则（ ）A、物体A对物体B有向左的摩擦力作用；B、物体B对物体C有向右的摩擦力作用；C、桌面对物体A有向左的摩擦力作用；D、桌面和物体A之间没有摩擦力的作用。O2. 如图所示，在倾角为的斜面上，放一质量为m的小球，小球和斜坡及挡板间均无摩擦，当档板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中，则有（ ）A、斜面对球的支持力逐渐增大 B、斜面对球的支持力逐渐减小 C、档板对小球的弹力先减小后增大 D、档板对小球的弹力先增大后减小3如图所示，电线
26、AB下有一盏电灯，用绳子BC将其拉离墙壁。在保证电线AB与竖直墙壁间的夹角不变的情况下，使绳子BC由水平方向逐渐向上转动，则绳子BC中的拉力的变化情况是（）A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大，后减小D.先减小，后增大OABPQ4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23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和摩擦力f的变化情况是( )A.FN不变，f变大 B.FN不
27、变，f变小 C.FN变大，f变大 D.FN变大，f变小ABPQ6.如图所示，A、B两物体通过两滑轮悬挂起来，处于静止状态。现将绳子一端从P点缓慢移到Q点，系统仍然平衡，以下说法正确的是（ ）A夹角将变小 B夹角保持不变C绳子张力将增大 D物体B位置将变高7. 如图所示，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们的一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在P、Q点，当物体平衡时，上面的弹簧k2处于原长，若要把物体的质量换成2 m（它的厚度不变，且均在弹簧的弹性限度内），再次平衡时，物体比第一次平衡时下降的距离x为（ ）A.mg(k1+k2)，B.k1k2 m g / (k1+k2)，C
28、.2 m g / (k1+k2)，D.2 k1 k2 m g / (k1+k2)。专题三：动态平衡在有关物体平衡的问题中，有一类涉及动态平衡。这类问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，故这是力平衡问题中的一类难题。解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”。根据现行高考要求，物体受到往往是三个共点力问题，利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点。一 物体受三个力作用F1GF2图1-3例1. 如图1所示，一个重力G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。今使板与斜面的夹角缓慢增大，问：
29、在此过程中，挡板和斜面对球的压力大小如何变化？图1-2GF1F2图1-1解析：取球为研究对象，如图1-2所示，球受重力G、斜面支持力F1、挡板支持力F2。因为球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，将三个力矢量构成封闭的三角形。F1的方向不变，但方向不变，始终与斜面垂直。F2的大小、方向均改变，随着挡板逆时针转动时，F2的方向也逆时针转动，动态矢量三角形图1-3中一画出的一系列虚线表示变化的F2。由此可知，F2先减小后增大，F1随增大而始终减小。例2一轻杆BO，其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图2-1所示。现将细绳
30、缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角逐渐减少，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是( )AFN先减小，后增大 B.FN始终不变CF先减小，后增大 D.F始终不变AFBOGFNFLlH图2-2AFBO图2-1解析：取BO杆的B端为研究对象，受到绳子拉力(大小为F)、BO杆的支持力FN和悬挂重物的绳子的拉力(大小为G)的作用，将FN与G合成，其合力与F等值反向，如图2-2所示，将三个力矢量构成封闭的三角形(如图中画斜线部分)，力的三角形与几何三角形OBA相似，利用相似三角形对应边成比例可得：(如图2-2所示，设AO高为H，BO长为L，绳长l,)，式中G、H、L均不变，l逐渐变小，所以可知FN不变，F逐渐变小。正确答案为选项B
