高中物理总复习相互作用讲义.docx

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高中物理总复习相互作用讲义

专题二相互作用

考点一常见的三种力

一、重力、基本相互作用知识点

1、物体运动状态的变化：

物体的运动状态用来表示，只要是速度发生了变化，不管是大小还是改变了，都说这个物体的运动状态发生了变化。

2、力的概念：

力是物体间的相互作用，是改变物体的和产生形变的原因。

力是量，它不但有大小，而且还有方向。

3、力的特性

a、力的物质性：

每个力必有施力物体，也必定有受力物体。

力不能离开物体而存在。

b、力的相互性：

当A对B施加力的作用时，必定B同时对A施加力的作用

4、重力

（1）产生：

重力是由于地球对物体吸引而使物体受到的力，它的施力物体是

（2）大小：

重力的大小G与物体的质量m成正比，关系式是，其中g是自由落体加速度，在地球表面附近，g=。

（3）g的变化：

随纬度的增大而增大；随高度的增大而减小。

物体所受重力不断随位臵而改变,故重力不是物体的固有属性。

5、重心：

物体所受重力的作用点。

（1）这是一种等效认识，物体的每部分都受重力作用，我们可以认为物体各部分受的重力集中作用于一点，这一点称为重心 

（2）影响重心位置的因素：

形状和质量分布

（3）只有形状规则且质量分布均匀的物体其重心才一定在几何中心。

物体重心不一定在物体上

6、四种基本相互作用力

自然界中的四种基本相互作用是、电磁相互作用、、和弱相互作用力。

重力是万有引力在地球表面附近的表现，弹力、摩擦力是由电磁力引起的。

知识点二：

弹力 

1产生：

发生弹性形变的物体，由于要恢复原状而对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。

故

（1）每个弹力都是由于该力的施力物体发生弹性形变要恢复原状而产生的

（2）产生条件：

直接接触且发生 

3、胡克定律：

F=KX

X：

被拉长的量或被压缩的量 

K：

由弹簧自身因素决定，与弹簧所受的拉力、压力无关。

知识点三：

摩擦力

（1）产生条件：

接触挤压、相对滑动且接触面不光滑 

思考题：

下列说法正确的是：

（A）相互挤压的两物体间一定有摩擦力 

（B）相对滑动的两物体间一定有摩擦力 

（C）相互压紧且发生相对滑动的两物体间一定有摩擦力

（D）只有相互压紧并有相对运动的物体间才有摩擦力的作用

（E）滑动摩擦力一定是阻力 

（F）只有运动的物体才会受到滑动摩擦力作用；只有静止的物体才会受到静摩擦力作用

（G）摩擦力一定与压力成正比 

（H）两物体间有压力就一定有摩擦力，有摩擦力就一定有压力

（K）同一接触面上的弹力与摩擦力一定相互垂直 

（L）只有相互压紧并有相对运动或有相对运动趋势的物体间才有摩擦力的作用

（2）方向：

一定与相对滑动的方向相反。

但不一定与运动方向相反。

故，摩擦力一定阻碍二者间的相对滑动，但不一定阻碍物体的运动。

相对滑动的方向：

摩擦力的受力物体相对施力物体的滑动方向。

运动方向：

受力物体对地的运动方向 

（3）大小：

与压力成正比，与接触面性质有关

ｕ：

由接触面决定，与压力、摩擦力无关

 静摩擦力

产生条件：

接触挤压、有相对滑动的趋势且接触面不光滑 

方向：

一定与相对滑动趋势的方向相反。

不一定与运动方向相反

故，静摩擦力也一定阻碍二者间的相对滑动。

大小：

与压力不成正比，随其他外力而变化，且0≤f≤fmax

重点难点

一、弹力的判定

对于形变明显的情况（如弹簧）可由形变直接判断，形变不明显的情况通常通过下面两种方法。

1、“假设法”判定物体间弹力是否存在

假设法分两种

（1）假设力存在

假设物体间的弹力存在，受力分析，如果物体的运动状态发生改变，则假设不成立。

即物体间的弹力不存在。

（2）假设物不存在

假设没有所接触的物体，由受力分析或直观判定物体的运动状态是否改变，如果改变，则物体对研究对象有弹力作用。

例1如图所示，已知小球静止，甲中的细线竖直，乙中的细线倾斜，试判断图中小球与斜面间是否有弹力存在。

2、“替换法”分析物体间的弹力

用细绳代替装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力，否则，提供的是支持力。

例2在如图甲所示装置中分析AB、AC杆对A点的弹力的方向，不计AB、AC的重力．

二、静摩擦力的判定

相对运动趋势不如相对运动直观，具有很强的隐藏性，所以静摩擦力的判定较困难，为此常用下面几种方法：

1、“假设法”和“反推法”

假设法即先假定没有静摩擦力（光滑），看相对静止的物体间能否发生相对运动。

若能，则有静摩擦力，方向与相对运动方向相反；若不能，则没有静摩擦力。

换句话说，静摩擦力的存在是为了使两物体相对静止，若没有它，两物体也能相对静止，就没有静摩擦力。

反推法从研究物体表现出的运动状态反推它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就容易判断摩擦力的方向了。

例3如图所示，物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是（）

A．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同

B．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反

C．甲、乙两图中A物体均不受摩擦力

D．甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向和F相同

2、根据“物体的运动状态来”判定

此法关键是先判明物体的运动状态（加速度的方向），再利用牛顿第二定律（F=ma）确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。

例4、如图所示，物体B叠放在物体A上，水平地面光滑，外力F作用于物体A上，使它们一起运动，试分析两物体受到的静摩擦力的方向．

考点二力的合成和分解

基础知识

一、力的合成

1.一个物体受到几个力共同作用时，如果有这样一个力，这个力产生的作用效果跟原来那几个力作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。

2.求几个力的合力叫力的合成。

3.如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线来表示，叫做平行四边形定则。

4.讨论：

当两个共点力F1和F2大小一定时，合力F的大小和方向随着F1、F2之间的夹角的变化而变化。

（1）当夹角θ=0°，力F1、F2在同一条直线上且方向相同，F=，方向跟两个力的方向相同，此时合力最大。

（2）当夹角θ=180°，力F1、F2在同一条直线上且方向相反，F=，方向跟两个力中相同，此时合力最小。

（3）当夹角θ=90°，F=

由上述分析可知，合力的大小可在最大值和最小值之间取值，取值范围为

≤F≤。

5.共点力

几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的延长线相交于同一点，这几个力叫做

共点力。

力的合成的平行四边形定则只适用于共点力。

6.多个共点力的合成

求多个共点力的合力，也可以应用平行四边形定则：

先求出的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。

二、力的分解

1．如果一个力作用于物体产生的效果与几个力共同作用于物体产生的效果相同，这几个力就叫做那一个力的。

2．求一个已知力的分力叫做力的，也就是找几个力来代替原来的一个力，而不改变其作用效果。

力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循。

3．若不加任何限制条件，将一个已知力分解为两个力时可以有种分解方式，在实际中我们是根据力的作用效果来分解一个力。

这就要求在力的分解之前必须搞清楚力的作用效果，也就是确定了分力的方向，力的分解将是唯一的。

4．力是矢量，它的合成遵循平行四边形定则。

重点难点

一、合力与分力的关系

合力可能大于每一个分力，也可能小于每一个分力，还可能大于一个分力而小于另一个分力。

1．合力的公式：

若两个力F1、F2的夹角为θ，如图所示，合力的大小可由余弦定理得到：

方向：

2.等大的两个共点力合成时的三个特殊值：

夹角θ=60°，F合=

夹角θ=90°时，F合=

夹角θ=120°时，F合=

3.两个力的合力范围

4.三个共点力的合力范围：

首先要看这三个力的大小是否符合三角形的性质（a+b＞c，|a-b|＜c），若有这样的性质则其其范围为0≤F合≤F1+F2+F3，若不符合三角形的性质则其最小值为|F1-（F2+F3）|，其中F1≥F2≥F3.

例5两个共点力F1、F2，其中F1=50N、F2=30N。

它们合力的大小不可能是（）

A、80NB、50NC、30ND、10N

二、力的分解的讨论

力分解时有解或无解，关键是看代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形（或三角形），说明合力可以分解成给定的分力，即有解。

如果不构成平行四边形（或三角形），说明该合力不能按给定的力分解，即无解。

具体情况有以下几种：

合力的大小和方向已知

1、已知两个分力的方向

2、已知一个分力的大小和方向

3、已知两个分力的大小

4、已知一个分力（F2）的大小和另一个分力（F1）的方向

①F2＜Fsinθ

②F2=Fsinθ

③Fsinθ＜F2＜F

④F2≥F

注意因为合力与两个分力能构成一封闭三角形，所以力的分解是无解还是有解或有几个解的问题常转化为能否作出力的三角形、作几个三角形的数学问题。

例6把一个力分解为两个力F1、F2，已知合力F=40N，F1与合力的夹角为30°。

如图所示，若F2取某一数值，可使F1有大小不同的数值，则F2大小的取值范围是什么？

三、常见重力情况分解

a、质量为m的物体静止在斜面上，其重力产生两个效果，

一是使物体沿斜面下滑，

二是是物体压紧斜面。

b、质量为m的小球被竖直挡板挡住静止于斜面上时，

其重力产生两个效果，一是使球压紧挡板，

二是使球压紧斜面。

c、质量为m的光滑小球被悬挂靠在竖直墙壁上，

其重力产生两个效果，一是使球压紧竖直墙壁，

二是使球拉紧悬线。

d、A、B两点位于同一水平面上，

质量为m的物体被a、b两线拉住，

其重力产生两个效果，

一是拉紧a线，二是拉紧b线

e、质量为m的物体被支架悬挂而静止，

其重力产生两个效果：

一是拉伸水平杆AB，二是压缩斜杆BC

考点三受力分析，共点力的平衡

基础知识

1、平衡状态

（1）静止：

物体的速度和加速度都等于零的状态。

（2）匀速直线运动：

物体的加速度为零，速度不为零且保持不变的状态。

2、平衡条件

（1）物体所受合外力为零：

F合=0

（2）若采用正交分解法，则平衡条件为Fx=0，Fy=0.

3、物体平衡的重要推论

（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，为一对平衡力。

（2）三力平衡

如果一个物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反。

4、三力汇交原理

如果一个物体受到三个非平行力作用而平衡，这三个力的作用线必定在内，而且必为。

重点难点

研究三个力（或几个力）平衡的常用方法

方法

内容

分解法

物体受到几个力的作用，将某一个力按力的效果进行分解，则其分力和其它力在所分解的方向上满足平衡条件

合成法

物体受几个力的作用，通过合成的方法将它们简化成两个力，这两个力满足二力平衡条件

正交分解法

将处于平衡状态的物体所受的力，分解为相互正交的两组，每一组的力都满足二力平衡

图解法

物体受同一平面内三个互不平行的力的作用而平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，可构成一个矢量三角形

相似三角形法

物体受三个力作用而处于平衡状态，若已知条件中涉及三角形的边长，则由三个力组成的矢量三角形和由边长组成的几何三角形相似，利用相似比可以方便地求解相关的问题。

突破方法

方法1弹力的方向的判定方法

总则：

弹力的方向与接触面的切面垂直，与施力物体的形变方向相反

具体可以