浙江物理新学考讲义第2讲 相互作用Word格式.docx

浙江物理新学考讲义第2讲 相互作用Word格式.docx

《浙江物理新学考讲义第2讲 相互作用Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江物理新学考讲义第2讲 相互作用Word格式.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

【例1】下列关于自然界中的四种基本相互作用的描述中，正确的是（　　）

A．一切物体之间都存在着相互作用的吸引力

B．强相互作用存在于宏观物体之间，而弱相互作用存在于原子核内部

C．电荷间的相互作用、磁体间的相互作用在本质上不是同一种相互作用的表现

D．原子核内部的带正电的质子之间存在着斥力，但原子核仍能紧密地保持在一起，是万有引力作用的结果

【小思点评】引力是自然界中一种基本相互作用，存在于一切物体之间，故A正确；

强相互作用和弱相互作用都存在于原子核内部，作用范围都很小，并随距离的增大而急剧减小，原子核之所以紧密地保持在一起，是由于核子间存在着强相互作用，故B、D均错误；

电荷间的相互作用与磁体问的相互作用都属于电磁相互作用，故C错误．故选A。

【例2】

（2016·

浙江4月学考）如图所示是某人在投飞镖，飞镖在飞行途中受到的力有（　　）

A．推力　　B．重力、空气阻力

C．重力、推力D．重力、推力、空气阻力

【小思点评】飞镖在飞行途中已经脱离手的作用，所以受到重力和空气阻力，B正确．

【考点2】弹力

1．产生条件

（1）两物体相互接触．

（2）两物体发生弹性形变．

2．方向

弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反．几种典型的弹力的方向如下：

（1）压力：

垂直于支持面而指向被压的物体．

（2）支持力：

垂直于支持面而指向被支持的物体．

（3）细绳的拉力：

沿绳指向绳收缩的方向．

（4）轻杆的弹力：

不一定沿杆，要根据运动状态具体分析．

3．弹力大小计算的三种方法

（1）根据力的平衡条件进行求解．

（2）根据牛顿第二定律进行求解．

（3）根据胡克定律进行求解．

①内容：

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．

②表达式：

F＝kx.k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；

k的大小由弹簧自身性质决定．x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度．

【例3】如图所示，是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”．为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度，则船体对冰块的弹力示意图正确的是（　　）

【小思点评】船体对冰块的弹力应垂直接触面且作用在冰块上，故选C.

【例4】下列说法不正确的是（　　）

A．木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的

B．拿一根竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于竹竿发生形变产生的

C．绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向

D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的

【小思点评】弹力是由于发生弹性形变的物体要恢复原状而对接触物体产生的作用力，因此物体受到的弹力是因为施力物体发生弹性形变，而要恢复原状而产生的；

弹力的方向总是与施力物体发生形变的方向相反，故A错误，B、C、D正确．

【考点3】摩擦力

1．静摩擦力与滑动摩擦力

名称

静摩擦力

滑动摩擦力

产生条件

接触面粗糙接触处有弹力两物体间有相对运动趋势

接触面粗糙

接触处有弹力

两物体间有相对运动

大小、方向

大小：

0<

Ff≤Ffm方向：

与受力物体相对运动趋势的方向相反

Ff＝μFN

方向：

与受力物体相对运动的方向相反

作用效果

总是阻碍物体间的相对运动趋势

总是阻碍物体间的相对运动

2．滑动摩擦力大小的计算

（1）公式F＝μFN中的FN是两个物体接触面上的压力，称为正压力（垂直于接触面的力），性质上属于弹力，它不一定等于物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定．

（2）滑动摩擦力F的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小无关．

（3）公式F＝μFN适用于滑动摩擦力大小的计算，求静摩擦力的大小时，该公式不成立．

【例5】

（2015·

浙江10月学考）将质量为1.0kg的木块放在水平长木板上，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，木块先静止后相对木板运动．用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小，并用计算机绘制出摩擦力大小Ff随拉力大小F变化的图象，如图216所示．木块与长木板间的动摩擦因数为（g取10m/s2）（　　）

A．0.3　　　　　B．0.5

C．0.6D．1.0

【小思点评】由图可知最大静摩擦力为5N，滑动摩擦力为3N，且滑动摩擦力满足公式Ff＝μmg，所以μ＝0.3.故选A.

【例6】如图所示，用弹簧测力计拉着滑块在水平桌面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计读数为0.90N，已知滑块重为3N，则滑块与桌面间的动摩擦因数为（　　）

A．0.1B．0.3

C．2.0D．3.0

【小思点评】由Ff＝μFN＝μG得μ＝

＝0.3.故选B.

【考点4】力的合成

1．合力与分力

（1）定义

如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同，这一个力就叫作那几个力的合力，那几个力叫作这一个力的分力．

（2）关系

合力与分力是等效替代关系．

2．共点力

（1）共点力

作用在一个物体上，作用线或作用线的延长线交于一点的几个力．如图所示均是共点力．

（2）共点力平衡的条件

物体所受的合外力为零．

数学表达式有两种：

①F合＝0；

②

Fx合和Fy合分别是将力进行正交分解后，物体在x轴和y轴上所受的合力．

3．力的合成

求几个力的合力的过程．

（2）运算法则

①平行四边形定则：

求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向．

②三角形定则：

把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量．

4．合力大小的范围

（1）两个共点力的合成：

|F1－F2|≤F≤F1＋F2.

即两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两个力反向时，合力最小，为|F1－F2|；

当两力同向时，合力最大，为F1＋F2.

（2）三个共点力的合成．

①三个力共线且同向时，其合力最大为F＝F1＋F2＋F3.

②以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力最小值为零，若不能组成封闭的三角形，则合力最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和．

【例7】光滑水平面上的一个物体，同时受到两个力的作用，其中F1＝8N，方向水平向左；

F2＝16N，方向水平向右．当F2从16N逐渐减小到0时，二力的合力大小变化是（　　）

A．逐渐增大　　　　B．逐渐减小

C．先减小后增大D．先增大后减小

【小思点评】F2减至8N的过程中合力减小至0，当F2继续减小时，合力开始增大，但方向与原来合力的方向相反，故选项C正确．

【例8】如图所示，体操吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环（图甲），然后身体下移，双臂缓慢张开到图乙位置，则在此过程中，吊环的两根绳的拉力FT（两个拉力大小相等）及它们的合力F的大小变化情况为（　　）

甲　　　　　乙

A．FT减小，F不变B．FT增大，F不变

C．FT增大，F减小D．FT增大，F增大

【小思点评】吊环两绳拉力的合力与运动员重力相等，即两绳拉力的合力F不变．在合力不变的情况下，两分力之间夹角越大，分力就越大，由甲图到乙图的过程是两分力间夹角增大的过程，所以FT增大，选项B正确．

【考点5】力的分解

1．矢量和标量

（1）矢量：

既有大小又有方向的物理量，叠加时遵循平行四边形定则，如速度、力等．

（2）标量：

只有大小没有方向的物理量，求和时按算术法则相加，如路程、动能等．

2．力的分解

（1）定义：

求一个力的分力的过程．力的分解是力的合成的逆运算．

（2）遵循的原则：

①平行四边形定则．

②三角形定则．

3．力的效果分解法

（1）根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向；

（2）再根据两个实际分力的方向画出平行四边形；

（3）最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小．

4．正交分解法

将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．

（2）建立坐标轴的原则：

以少分解力和容易分解力为原则（即尽量多的力在坐标轴上）．

【例9】如图所示，把光滑斜面上的物体所受重力mg分解为F1、F2两个力．图中FN为斜面对物体的支持力，则下列说法正确的是（　　）

A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力

B．物体受到mg、FN、F1、F2共四个力的作用

C．F2是物体对斜面的压力

D．力FN、F1、F2这三个力的作用效果与mg、FN这两个力的作用效果相同

【小思点评】F1是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物体沿斜面下滑，施力物体是地球，故选项A错误．物体受到重力mg和支持力FN两个力的作用，F1、F2是重力的分力，故选项B错误．F2是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物体压斜面，F2的大小等于物体对斜面的压力，但二者的受力物体不同，F2的受力物体是物体本身，物体对斜面的压力的受力物体是斜面，故选项C错误．合力与分力有相同的作用效果，故选项D正确．

【例10】如图所示，质量为m的物体在推力F的作用下，在水平地面上做匀速直线运动．已知物体与地面间动摩擦因数μ，则物体受到的摩擦力的大小为（　　）

A．μmgB．μ（mg＋Fsinθ）

C．μ（Fcosθ＋mg）D．Fsinθ

【小思点评】先对物体进行受力分析，如图所示，然后对力F进行正交分解，F产生两个效果：

使物体水平向前的F1＝Fcosθ，同时使物体压紧水平地面的F2＝Fsinθ.由力的平衡可得F1＝Ff，F2＋mg＝FN，又滑动摩擦力Ff＝μFN，即可得Ff＝μ（Fsinθ＋mg）．选B.]

【考点6】受力分析

1．定义

把指定物体（研究对象）在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图的过程．

2．受力分析的一般顺序

（1）首先分析场力（重力、电场力、磁场力）．

（2）其次分析接触力（弹力、摩擦力）．

（3）最后分析其他力．

3．整体法与隔离法

（1）对整体法和隔离法的理解

①整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法．

②隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体的方法．

（2）整体法和隔离法的使用技巧

当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；

而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时，宜用隔离法．

【例11】

10月浙江学考）中国女排在2016年奥运会比赛中再度夺冠．图231为比赛中精彩瞬间的照片，此时排球受到的力有（　　）

A．推力

B．重力、推力

C．重力、空气对球的作用力

D．重力、推力、空气对球的作用力

【小思点评】力是物体之间的相互作用，图中排球已经离开手，球已经跟手不接触了，没有力的作用点了，因此不受手对球的推力了．

【例12】如图所示，物体A在光滑的斜面上沿斜面下滑，则A受到的作用力有（　　）

A．重力、弹力和下滑力

B．重力和弹力

C．重力和下滑力

D．重力、压力和下滑力

【小思点评】物体A受到重力以及斜面对它的支持力作用．选项B正确．

【考点7】共点力的平衡及应用

1．平衡状态

物体处于静止状态或匀速直线运动状态．

2．共点力的平衡条件

F合＝0或者

3．平衡条件的推论

（1）二力平衡：

如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反．

（2）三力平衡：

如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等，方向相反，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形．

（3）多力平衡：

如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等，方向相反．

【例13】如图所示，有一只重为G的蜻蜓在空中沿虚线方向匀速直线飞行，在此过程中，蜻蜓受到空气对它作用力的方向是

（　　）

A．a方向　　　　B．b方向

C．c方向D．d方向

【小思点评】蜻蜓做匀速直线运动，蜻蜓受重力和空气的作用力而平衡，故空气对蜻蜓的作用力竖直向上，即沿a方向；

故选A.

【例14】如图所示，重物挂在弹性很好的橡皮筋的中点，在橡皮筋的两点S、P相互缓慢靠近的过程中，其长度（　　）

A．先增加后缩短　B．逐渐增加

C．逐渐缩短D．保持不变

【小思点评】两条橡皮筋拉力的合力与重物的重力平衡，设它们的夹角为2θ，则橡皮筋的拉力F满足2Fcosθ＝mg，当θ减小时，cosθ增大，F减小，橡皮筋的长度减小，C正确．

【小纳一级习题练】

难易度：

☆☆☆

1．弹簧拉力器是一种适合于大众健身的器械，如图所示，它由几根规格相同的弹簧并联而成，弹簧根数可以调整．甲同学使用挂有3根弹簧的拉力器训练，乙同学使用挂有2根弹簧的拉力器训练，乙同学将弹簧拉伸的最大长度是甲同学的2倍，则乙同学对拉力器施加的最大拉力是甲同学的（　　）

A.

倍B.

倍C.

倍D．2倍

【小思点评】　B

2．如图所示，传送带靠静摩擦力把货物从低处匀速送往高处，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　）

A．货物所受静摩擦力方向沿传送带向上

B．货物越重则越不容易相对传送带滑动

C．货物越轻则越不容易相对传送带滑动

D．若使传送带反转，将货物从高处匀速送往低处，则静摩擦力的方向沿传送带向下

【小思点评】由于匀速，根据受力平衡，所以静摩擦力方向沿斜面向上，A正确；

货物是否容易相对传送带滑动主要看动摩擦因数和斜面倾角，与货物质量无关，B、C错误；

传送带反转，但只要还是匀速运动，根据受力平衡，静摩擦力仍沿斜面向上，D错误．故选A。

3．在某驾校的训练场地上，有一段圆弧形坡道，如图所示，若将同一辆车先后停放在a点和b点，下述分析和比较正确的是（　　）

A．车在a点受坡道的支持力大于在b点受的支持力

B．车在a点受坡道的摩擦力大于在b点受的摩擦力

C．车在a点受到的合外力大于在b点受的合外力

D．车在a点受的重力的下滑分力大于在b点受的重力的下滑分力

【小思点评】　A

4．一小球在水平面上移动，每隔0.02秒小球的位置如图所示．每一段运动过程分别以甲、乙、丙、丁和戊标示．试问在哪一段，小球所受的合力为零（　　）

A．甲B．乙C．丙D．戊

【小思点评】小球所受的合力为零时，物体处于静止或匀速直线运动状态，根据图象可知，甲阶段做减速直线运动，乙阶段做曲线运动，丙阶段做匀速直线运动，丁阶段做曲线运动，戊阶段做加速直线运动，故丙阶段小球所受的合力为零，故C正确．

5.2015年12月，第二届世界互联网大会在浙江乌镇召开，会上机器人的展示精彩纷呈．如图所示，当爬壁机器人沿竖直墙壁缓慢攀爬时，其受到的摩擦力（　　）

A．大于重力

B．等于重力

C．小于重力

D．与其跟墙壁间的压力成正比

【小思点评】　缓慢运动，能看做是匀速运动，处于平衡状态，在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，二力平衡，故摩擦力大小等于重力大小，B正确．

6．如图，是某炮兵部队训练时的情景，关于图中瞬间炮弹的受力分析正确的是（　　）

A．只受重力作用

B．受重力与空气阻力作用

C．受重力与向前的冲击力作用

D．受重力、空气阻力与向前的冲击力作用

7．台州的刘建廷被称为中国的“大力水手”，在2015年深圳全国腕力大赛暨亚洲腕力邀请赛中获得了第二名，是中国名副其实的“腕力王”．下列说法正确的是（　　）

A．刘建廷“掰倒”对手时，刘建廷对对手的力大小大于对手对刘建廷的力

B．刘建廷“掰倒”对手时，刘建廷对对手的力大小等于对手对刘建廷的力

C．对手“掰倒”刘建廷时，对手对刘建廷的力大小大于刘建廷对对手的力

D．对手和刘建廷相持不下时，对手对刘建廷的力与刘建廷对对手的力是一对平衡力

【小思点评】因为物体间力的作用是相互的，所以在刘建廷与对手“掰手腕”的游戏中，不管是对手“掰倒”刘建廷，还是刘建廷“掰倒”对手，对手对刘建廷的力大小等于刘建廷对对手的力，之所以被掰倒，是因为两人的承受力不同，选项A、C错误，B正确；

两人间的力是作用力和反作用力的关系，作用在不同物体上，不是平衡力，选项D错误．故选B。

8．可伸缩式自拍杆风靡全球，小明将质量为m的手机固定在自拍杆上保持静止状态，杆与水平方向成θ角，则自拍杆对手机的作用力大小为（　　）

A．mgB．mgsinθ

C．mgcosθD．无法计算

9．如图所示，气球冒险家利用一簇气球使一座房屋成功升空．图示时刻房屋正在加速上升，此时（　　）

A．绳对房屋的拉力与房屋对绳的拉力大小相等

B．房屋对绳的拉力与房屋所受的重力大小相等

C．房屋受到的绳的拉力与房屋所受的重力是一对平衡力

D．房屋对绳的拉力与房屋所受的重力是一对作用力和反作用力

【小纳二级习题练】

☆☆☆☆

1.牙医建议每天早晚各刷一次牙能够有效预防各种口腔疾病，生活中人们常常在刷完牙之后，用力甩一甩牙刷后放回牙刷杯中，关于用力甩牙刷的分析正确的是（　　）

A.仅仅是个人习惯，没有科学依据

B.甩牙刷时，在突然运动和突然停止瞬间，刷毛之间的水由于惯性继续运动，导致水、刷毛分离，有利于保持刷毛干燥，从而有利于口腔健康

C.用力甩牙刷的启动和停止，说明牙刷的运动状态要靠力来维持

D.刷毛间的水被甩出去是因为刷毛太细太光滑，没有摩擦力造成的

【小思点评】　力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，C错误；

刷毛尽管很细，但摩擦力仍然存在，D错误；

甩牙刷时，由于突然运动和突然停止，刷毛之间的水由于惯性与刷毛分离，A错误，B正确.

2.下面是生活中常见的四幅图画，图甲是厨房做饭使用的菜刀，其前端刀刃和后端刀刃的横截面是不一样的；

图乙，在秋收的打谷场上，脱粒后的谷粒用传送带送到平地上堆积起来形成圆锥体，随着堆积谷粒越来越多，圆锥体体积越来越大；

图丙是一支旅行用的“两面针”牙膏，该牙膏的外壳是由铝薄皮做的；

图丁，手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度，为了获得更好的舒适度，由原卡位1调至卡位4，电脑始终处于静止状态.根据生活经验和力学知识，下列分析正确的是（　　）

A.图甲中，在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大

B.图乙中，随着堆积的谷粒越来越多，圆锥体体积越来越大，圆锥体底角越来越大

C.图丙中，挤牙膏时手对牙膏皮的作用力大于牙膏皮对手的作用力

D.图丁中，电脑受到的支持力与摩擦力的大小之和等于其重力

【小思点评】解析　图甲中，相同的压力下，顶角越小，分力越大，A正确；

图乙中，对最外层谷粒受力分析可得，当mgsinθ＝μmgcosθ，tanθ＝μ时，坡角达到最大值，此后坡角保持不变，B错误；

图丙中，根据牛顿第三定律，挤牙膏时手对牙膏皮的作用力等于牙膏皮对手的作用力，C错误；

图丁中，电脑受到重力、支持力和摩擦力的作用而处于平衡状态，其中支持力与摩擦力的矢量和与重力等值反向，但是支持力与摩擦力的大小之和大于重力，D错误.故选A。

5.如图所示，弹簧测力计、绳子的质量都不计，摩擦也不计.物体A重40N，物体B重10N，滑轮重2N，两物体均处于静止状态，则弹簧测力计示数和物体A对水平地面的压力大小分别是（　　）

A.22N和30NB.20N和32N

C.52N和10ND.50N和40N

6.如图所示是汽车45°

极限爬坡时的照片，若汽车要缓慢匀速地开上45°

的斜坡，车胎和斜坡之间的动摩擦因数至少要达到多少（　　）

A.0.7B.0.8

C.0.9D.1.0

【小思点评】　D

4.如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢地从底部爬到a处，下列说法正确的是（　　）

A.在a点碗对蚂蚁的作用力大于在b点碗对蚂蚁的作用力

B.在a点碗对蚂蚁的作用力和在b点碗对蚂蚁的作用力都指向半球形碗的球心

C.在a点碗对蚂蚁的作用力等于在b点碗对蚂蚁的作用力

D.蚂蚁在a点受到的合力大于在b点受到的合力

【小思点评】蚂蚁缓慢上爬，可以认为蚂蚁处于平衡状态，则合力始终为零，选项D错误；

在a点和b点，碗对蚂蚁的作用力都等于蚂蚁的重力，所以在a点碗对蚂蚁的作用力等于在b点碗对蚂蚁的作用力，选项A、B错误，C正确.

8.检测汽车的爬坡性能，如图所示.则关于上坡过程，下列说法正确的是（　　）

A.汽车为爬上斜坡，应选择高速挡位

B.若汽车匀速上坡，则斜坡对汽车的作用力沿斜坡向上

C.若汽车匀速上坡，则汽车的机械能守恒

D.若汽车关闭发动机静止在斜坡上，则斜坡对汽车的作用力竖直向上