相互作用力与物体平衡.docx

相互作用力与物体平衡一、力的认识1．力的作用效果(1) 改变物体的运动状态．(2) 使物体发生形变．2．力的性质(1) 物质性：力不能脱离物体而存在，没有“施力物体”或“受力物体”的力是不存在的．(2) 相互性：力的作用是相互的．施力(受力)物体同时也是受力(施力)物体．(3) 矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向，力的运算遵循平行四边形定则或三角形定则 3．力的图示及示意图(1) 力的图示：从力的作用点沿力的方向画出的有刻度的有向线段(包括力的三要素)．(2) 力的示意图：受力分析时作出的表示物体受到某一力的有向线段．关于力的概念，下列说法正确的是( )A .一个受力物体可能受到两个施力物体的作用力B. 力可以从一个物体传给另一个物体C. 只有相互接触的物体之间才可能存在力的作用D. —个受力物体可以不对其他物体施力二、重力1. 产生：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力.2. 大小：G = mg.3. g 的特点(1) 在地球上同一地点 g 值是一个不变的常数.(2) g 值随着纬度的增大而增大.(3) g 值随着高度的增大而减小.4. 方向：竖直向下5. 重心(1) 相关因素① 物体的几何形状.② 物体的质量分布规律.(2) 位置确定① 质量分布均匀的规则物体，重心在其几何中心；② 对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定.下列关于力及重力的说法中正确的是( )A. 相距一定距离的两磁体间有相互作用力，说明力的作用可以不需要物质传递B. 物体的运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用C. 形状规则的物体，其重心一定在其几何中心D. 物体重力的大小总是等于它对竖直弹簧秤的拉力三、弹力1. 产生条件：物体相互挤压；并且发生弹性形变2．方向：弹力的方向总是与物体形变的方向相反．3．大小(1) 弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律F=kx.(2) 非弹簧类弹力大小可以由物体的平衡或牛顿运动定律求解．四、摩擦力滑动摩擦力1. 产生:两个相互接触的物体发生相对运动时产生的摩擦力.2. 作用效果:总是起着阻碍物体间相对运动的作用.3•产生条件:①相互接触且挤压;②有接触面粗糙;③相对运动.4•大小:滑动摩擦力大小与压力成正比，即：Ff = “ Fn•5•方向:跟接触面相切，并跟物体相对运动方向相反.静摩擦力1. 产生：两个相互接触的物体，有相对运动趋势时产生的摩擦力.2. 作用效果：总是起着阻碍物体间相对运动趋势的作用.3. 产生条件：①相互接触且挤压；②有相对运动趋势；③接触面粗糙.4. 大小：随外力的变化而变化，大小在零和最大静摩擦力之间.5. 方向：与接触面相切，且总是与物体的相对运动趋势方向相反.6. 最大静摩擦力：静摩擦力的最大值,叫做最大静摩擦力.【归纳提炼】1.弹力方向和大小(1) 根据物体产生形变的方向判断 物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反，与自身形变的方向相同.(2) 根据物体的运动状态判断 物体的受力必须与物体的运动状态符合，依据物体的运动状态，由共点力的平衡条件或牛顿 第二定律，确定弹力方向.(3)几种接触弹力的方向弹力弹力的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而 指向受力物体球与面接触的弹力在接触点与球心连线上，指向受力物体球与球接触的弹力垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体2.绳和杆的弹力的区别(1) 绳只能产生拉力，不能产生支持力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子收缩的方向(2) 杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，弹力的方向可能沿着杆，也可能不沿杆例 1. 如图 4 所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为 m 的照相机．三脚架的三根轻A．13mgC．36mg质支架等长，与竖直方向均成 30°角，则每根支架中承受的压力大小为( )B．23mgD．239mg3. 弹力有无的判断方法(1) 根据弹力产生的条件直接判断 根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力．此方法多用来判断形变较明显 的情况．(2) 利用假设法判断 对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体还能否保持原有的状态．若运 动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力．(3) 根据物体的运动状态分析 根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力的平衡条件判断弹力是否存在．例 2. 如图 5 所示，有一球放在光滑水平面 AC 上，并和光滑斜面 AB 接触，球静止．分析球所受的弹力．例 3. 如图 6 所示，小球 A 在内壁光滑的车厢内随车厢一起向右运动，试分析车厢后壁对球A 的弹力情况．例4.如图7所示，用轻质细杆连接的A、B两物体正沿着倾角为6的斜面匀速下滑，已知 斜面的粗糙程度是均匀的，A、B两物体与斜面的接触情况相同•试判断A和B之间的细杆 求出该弹力的大小；若无弹力，请说明理由．4. 弹力方向的判断方法(1) 根据物体产生形变的方向判断.(2) 根据物体的运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律判断，此法关键是先判明物体的运 动状态(即加速度的方向)，再根据牛顿第二定律确定合力的方向，然后根据受力分析确定弹力的方向.5. 弹力大小的计算方法(1) 一般物体之间的弹力，要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算.(2) 弹簧的弹力，由胡克定律(F= kx)计算.例5.如图8所示，光滑半球形容器固定在水平面上，0为球心•一质量为m的小滑块，在 水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为FN. OP与水平方向的夹角为0 •下列 关系正确的是( )A. F=mgtan 0C. FN = mgtan 0B. F=mgtan 0D. FN= mgtan 0例6.两刚性球a和b的质量分别为ma和mb、直径分别为da和db(da>db).将a、b球依次 放入一竖直放置、内直径为d(dak2； A和B表示质量分别为 mA和mB的两个小球，且mA>mB.现将弹簧和小球按如图12所示的方式悬挂起来，要求 两根弹簧的总长度最大，则应使( )A. S1 在上， A 在上 B . S1 在上， B 在上C. S2 在上， A 在上D. S2 在上， B 在上 例8.如图10所示，原长分别为L1和L2,劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在 天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装 置处于静止状态.求：(1) 这时两弹簧的总长.(2) 若用一个质量为 M 的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等于 两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力.考点二 对滑动摩擦力的理解1. 将丄定义为动摩擦因数，即p =丄，|J只与接触面的粗糙程度、接触面的材料有关,FN FN与接触面积和接触面上受力、运动状态无关.2. “Ff=p FN”中FN “并不总是等于物体的重力”，是易错点，例如，质量为m的物块沿倾 角为8的斜面下滑，则压力大小FN = mgcos 8，只有物体置于水平接触面上且在竖直方向 上处于平衡状态时，才有 FN=mg 成立.例9.如图7所示，人重600 N,木块A重400 N,人与木块、木块与水平面间的动摩擦因 数均为 0. 2，现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计， 求：(1) 人对绳的拉力；(2) 人脚对 A 的摩擦力的大小和方向.例10.如图8所示，在倾角为8 =30。

的粗糙斜面上放一物体，重力为G,现在用与斜面底 边平行的力F=G2推物体，物体恰能做匀速直线运动，则(1) 物体与斜面之间的动摩擦因数是多少？(2) 物体的运动方向与斜面底边成多大的夹角？例 11. 一块质量均匀分布的长方体木块按如图 10 甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动，其中甲图中木块做匀速运动，乙图中木块做匀加速运动，丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动．则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断图 10A. Ff甲=卩彳乙vFf丙 C. Ff甲=卩彳Z = Ff丙B. Ff甲=卩彳丙vFf乙 D. Ff 丙vFf 甲vFf 乙A随传送带—起匀逮运动(a)A静止在固定斜面上(b)IA静止在墙一侧(c)酒瓶A静止A、B相对静止且—起加逮运动(e)考点三 对静摩擦力的理解⑴静摩擦力产生在两个相对静止的物休之间，二者一定具有相对运动的趋势，如(a)图中， 物体 A 有相对于传送带下滑的趋势.(2)静摩擦力的方向一定与相对运动趋势方向相反，如图(c)中，A相对于竖直墙有下滑的趋势, 它受到的静摩擦力方向却向上.⑶还可以根据物休的运动状态来判断，如图(e)中，物休A受的静摩擦力起着动力作用，使A 与 B 一起加速.即静摩擦力可能是动力，也可能是阻力.(4) 受静摩擦力作用的物体不一定静止.(5) 静摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同，也可能相反，也可能成任意夹角，如图 (d) 中手拿瓶子可以向任意一个方向运动.2. 静摩擦力大小的计算(1) 最大静摩擦力Ffm是物休将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力，它的数值与FN成 正比；在FN不变的情况下，滑动摩擦力略小于Ffm，而静摩擦力可在0〜Ffm间变化.(2) 物体处于平衡状态时(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件求解.(3) 若有加速度时，可由动力学规律建立方程求解.例12•用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物休，静止时弹簧伸长量为x•现用该弹簧沿斜面方向 拉住质量为2m的物休，系统静止时弹簧伸长量也为x•斜面倾角为30°，如图1所示•则物体所受摩擦力( )A. 等于零B. 大小为12mg，方向沿斜面向下C. 大小为32mg，方向沿斜面向上D. 大小为mg，方向沿斜面向上 例13.如图3所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A与B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点，则下列判断正确的是( )A. B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反B. D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反C. D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同D. 主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是 动力 例14.如图5所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m = 2 kg的物休上, 另一端施一水平拉力 F. (g=10 m/s2)(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为 0．2，当弹簧拉长 12 cm 时，物体恰好匀速运动，弹 簧的劲度系数多大？(2)若将弹簧拉长 11 cm 时，物体所受到的摩擦力大小为多少？(3) 若将弹簧拉长13 cm时，物体所受的摩擦力大小为多少？(设最大静摩擦力与滑动摩擦力 F 相等)例15.如图11所示，放在水平桌面上的木块A处于。