高一物理相互作用.docx

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高一物理相互作用

相互作用

一．基本相互作用：

强相互作用、电磁物理学相互作用、弱相互作用和万有引力相互作用。

二．力

1．定义：

力是物体之间的相互作用。

大小、方向、作用点是力的三要素。

　　2．国际单位：

牛顿，简称牛，符号是N。

这是为了纪念英国科学家伊萨克·牛顿而命名的。

　　3．性质：

力的性质是指力的大小、方向、作用点。

（1）物质性：

力是物体对物体的作用，一个物体受到力的作用，一定有另一个物体对它施加这种作用，力是不能摆脱物体而独立存在的。

（2）相互性：

任何两个物体之间的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体。

　　（3）矢量性：

力是矢量，既有大小又有方向。

　　（4）同时性：

力的作用是同时的。

　　（5）独立性：

一个力的作用并不影响另一个力的作用。

　4　测量工具：

弹簧秤（测力计）

　　　5．力的图示：

用一条有向线段把力的三要素准确的表达出来的方式成为力的图示。

大小用有标度的线段的长短表示，方向用箭头表示，作用点用箭头或箭尾表示，力的方向所沿的直线叫做力的作用线。

力的图示用于力的计算。

　　6力的示意图：

不需要画出力的标度，只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向，力的示意图用于力的受力分析。

　　7．力的分类：

　　1）根据力的性质可分为重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。

　　2）根据力的效果可分为拉力、张力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。

　　3）根据研究对象可分为外力和内力。

　8．　力的作用效果：

　　1）力可以使物体发生形变。

2）力可以改变物体的运动状态（速度大小、运动方向、两者同时改变）。

三．力学中常见的三种力

1．重力

（1）定义：

重力，是由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力（gravity），生活中常把物体所受重力的大小简称为物重。

重力的单位是N，但是表示符号为G.公式为：

G=mg。

m是物体的质量，g一般取9.8N/kg。

在一般使用上，常把重力近似看作等于万有引力。

但实际上重力是万有引力的一个分力。

重力之所以是一个分力，是因为我们在地球上与地球一起运动，这个运动可以近似看成匀速圆周运动。

我们作匀速圆周运动需要向心力，在地球上，这个力由万有引力的一个指向地轴的一个分力提供，而万有引力的另一个分力就是我们平时所说的重力了。

（2）施力物体与受力物体

　　施力物体：

　施加力的物体（地球）

　　受力物体：

受到施加力的物体

　　注：

施力物体同时也是受力物体（因为物体间力的作用是相互的）

（3）基本概念及成因

　　由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力[1]。

方向总是竖直向下。

地面上同一点处物体受到重力的大小跟物体的质量m成正比，用关系式G=mg表示。

通常在地球表面附近，g值约为9.8牛每千克，表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛。

（9.8牛是一个平均值）

　　物体的各个部分都受重力的作用。

但是，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用都集中于一点，这个点就是重力的等效作用点，叫做物体的重心。

重心的位置与物体的几何形状及质量分布有关。

形状规则，质量分布均匀的物体，其重心在它的几何中心，但是重心的位置不一定在物体之上。

　　重力并不等于地球对物体的引力。

由于地球本身的自转，除了两极以外，地面上其他地点的物体，都随着地球一起，围绕地轴做近似匀速圆周运动，这就需要有垂直指向地轴的向心力，这个向心力只能由地球对物体的引力来提供，我们可以把地球对物体的引力分解为两个分力，一个分力F1，方向指向地轴，大小等于物体绕地轴做近似匀速圆周运动所需的向心力；另一个分力G就是物体所受的重力其中F1=mr（为地球自转角速度，r为物体旋转半径），可见F1的大小在两极为零，随纬度减少而增加，在赤道地区为最大F1max。

因物体的向心力是很小的，所以在一般情况下，可以近似认为物体的重力大小等于万有引力的大小，即在一般情况下可以略去地球转动的影响。

其中引力的重力分量提供重力加速度，引力的向心力分量提供保持随地球自转的向心加速度。

　　重力大小可以用测力计测量，静止或匀速直线运动的物体对测力计的拉力或压力的大小等于重力的大小。

（4）附加解释:

　　重力的大小除可用万有引力大小计算以外，还可以由牛顿第二定律F=ma计算，这时重力可以写成：

G=mg。

重力是矢量，它的方向总是竖直向下的。

重力的作用点在物体的重心上。

　　此外，有密度较大的矿石附近地区，物体的重力要比周围地区稍大些，利用重力的差异可以探矿，这种方法叫重力探矿。

　　根据大量的实验数据,可以得出,:

物体所受的重力跟它的质量成正比.重力和质量的比值大约是9.8牛/千克.

　　由万有引力定律可知，G（重力）=G（万有引力常数，G≈6.67259×10^-11米2/（千克·秒^2））*M（地球质量）*m（受力物体质量）/R（物体距地心距离）^2.

　　所以g（重力加速度）=G*M/R^2

重心的影响因素

　　规则几何物体∶重心在几何中心上或几何中心内

　　不规则几何物体∶

　　a、物体形状

　　b、质量的分布

（5）重力方向的应用

　　重垂线：

检查所砌的墙是否竖直。

　　水平仪：

检查桌面或窗台是否水平。

　　（6）力的三要素：

大小、方向、作用点。

2．弹力

（1）定义：

物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫做形变。

在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变。

发生弹性形变的物体，会对跟它接触的物体产生力的作用。

这种力叫弹力。

（2）代表：

拉力压力支持力推力张力

（3）胡克定律：

弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即F=kx。

其中，k称为弹簧的劲度系数（也作倔强系数或弹性系数），在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。

单位是牛顿每米，符号是N/m。

k值与其材料的性质有关。

弹簧软硬之分，指的就是它们的劲度系数不同。

而且不同的弹簧的劲度系数一般是不同的。

这个规律是英国科学家胡克发现的，叫做胡克定律。

（4）弹力产生的条件

　　1.两物体互相接触

　　2.物体发生弹性形变

　　需要注意的是：

任何物体只要发生了形变，就一定会产生弹力。

（5）弹性限度

　　如果形变过大，超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度。

物体因形变而导致形状不能完全恢复，这种形变叫做“塑性形变”。

也称范性形变。

（6）力的三要素

　　1.力的大小

　　2.力的方向

　　3.力的作用点

（7）易错点

　　1，举重时，人对地面的力属于弹力。

2，空气阻力也属于弹力。

3．摩擦力

（1）定义：

摩擦力是两个表面接触的物体相互运动时互相施加的一种物理力。

（2）分类：

固体表面之间的摩擦力分滑动摩擦、滚动摩擦、滚压摩擦和转动摩擦。

（3）物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:

　　第一,物体间相互接触、挤压

　　第二,接触面不光滑

第三,物体间有相对运动趋势或相对运动

（4）滑动摩擦力

Ⅰ定义：

当一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力

Ⅱ研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关系的实验:

实验时为什么要用弹簧秤拉木块做匀速直线运动?

这是因为弹簧秤测出的是拉力大小而不是摩擦力大小。

当木块做匀速直线运动时,木块水平方向受到的拉力和木板对木块的摩擦力就是一对平衡力。

根据两力平衡的条件,拉力大小应和摩擦力大小相等。

所以测出了拉力大小也就是测出了摩擦力大小。

大量实验表明,滑动摩擦力的大小只跟压力大小、接触面的粗糙程度相关。

压力越大,滑动摩擦力越大;接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。

Ⅲ滑动摩擦力是阻碍相互接触物体间相对运动的力,不一定是阻碍物体运动的力。

即摩擦力不一定是阻力,它也可能是使物体运动的动力,要清楚阻碍“相对运动”是以相互接触的物体作为参照物的。

“物体运动”可能是

以其它物体作参照物的。

如:

实验中在木块上放一个砝码,用弹簧秤拉木块作匀速直线运动时,砝码是由于受到木块对它的静擦力才随木块一道由静止变为运动的。

具体情况是:

当木块受到拉力由静止向前运动时,砝码相对于木块要向后滑动,木块就给砝码一个阻碍它向后滑动的摩擦力,这个摩擦力的方向是向前的。

所以砝码相对于木块没有滑动,这时的摩擦力就是静摩擦力。

Ⅳ滑动摩擦力大小与物体运动的快慢无关,与物体间接触面积大小无关。

Ⅴ研究实际问题时,为了简化往往采用“理想化”的做法,如某物体放在另一物体的光滑的表面上,这“光滑”就意味着两个物体如果发生相对运动时,它们之间没有摩擦。

（5）静摩擦力

静摩擦力是由两个相互静止的物体相互作用产生的。

典型习题

一、选择题

1.

如右图所示，木块放在水平地面上，在F=8N的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为1m/s，则下列说法中正确的是（　　）

A．以1m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力为8N

B．当木块以2m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力小于8N

C．当水平拉力F＝20N时，木块受到的摩擦力为20N

D．将水平拉力F撤去，木块速度越来越小，是因为木块受到的摩擦力越来越大

2．关于弹力，下列说法正确的是（　　）

A．形变量微小时，弹力很小

B．弹力越大，形变量就越大，弹力大小总是与形变量成正比的

C．放在水平桌面上的书对桌面的压力就是物体的重力

D．通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力

3．如下图所示，有一质量为m的砖，它的长、宽、高分别为25cm、15cm、8cm，则当它平放、侧放和竖放时，运动的砖块所受到的摩擦力大小关系为（　　）

A．f1＞f2＞f3　　　　　　　B．f1＝f2＝f3

C．f1＜f2＜f3D．无法比较

4．在斜面上放一物体静止不动，该物体受重力G、弹力N和静摩擦力f的作用，该物体的受力（如下图所示）正确的是（　　）

5.

如图所示，P是位于水平的粗糙桌面上的物块．用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连，小盘内有砝码，小盘与砝码的总质量为m.在P运动的过程中，若不计空气阻力，则关于P在水平方向受到的作用力与相应的施力物体，下列说法正确的是（　　）

A．拉力和摩擦力，施力物体是地球和桌面

B．拉力和摩擦力，施力物体是绳和桌面

C．重力mg和摩擦力，施力物体是地球和桌面

D．重力mg和摩擦力，施力物体是绳和桌面

6.

如图所示，甲、乙两物体叠放在水平面上，用水平力F拉物体乙，它们仍保持静止状态，甲、乙间接触面也为水平，则乙物体受力的个数为（　　）

A．3B．4C．5D．6

7．（2009年高考天津卷）物体静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物体施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物体仍然静止，则物体所受的静摩擦力增大的是（　　）

8.

（2010年太原五中月考）如图所示，两木块A、B叠放在水平桌面上，现以水平拉力F拉B没有拉动，则以下说法正确的是（　　）

A．A、B间不存在摩擦力作用

B．A、B间有静摩擦力作用

C．B与桌面间有静摩擦力作用

D．若撤去外力F后，则A与B、B与桌面间都没有摩擦力

9．如右

图所示，一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度“0”，在弹性限度内，当挂上100N重物时指针正对刻度50.若要指针正对刻度25，应挂的重物是（　　）

A．30NB．40NC．50ND．由于劲度系数k不知道无法计算

10.

在水平力F作用下，重为G的物体匀速沿墙壁下滑，如右图所示，若物体与墙之间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力的大小为（　　）

A．μFB．μF＋GC．GD.

二、非选择题

11．如

右图所示，在水平桌面上放一个重G