相互作用知識(shí)點(diǎn)66894

1、相互作用一、力是物體間的相互作用1力的物質(zhì)性：力不能脫離物體而獨(dú)立存在2力的相互性：力的作用是相互的3 物體間發(fā)生相互作用的方式有兩種：直接接觸不直接接觸4力不但有大小，而且有方向，力具有矢量性。力的大小用測(cè)力計(jì)（彈簧秤 ）來(lái)測(cè)量。在國(guó)際單位制中，力的單位是 N（牛）。通常把力的大小、方向和作用點(diǎn)叫做力的三要素。力的三要素決定了力的作用效 果。若其中一個(gè)要素發(fā)生變化，則力的作用效果也將變化。5力的作用效果 使受力物體發(fā)生形變；使受力物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。 力的作用效果是由力的大小、方向和作用點(diǎn)共同決定的。例如用腳踢足球時(shí)，用力的大小不同，足球 飛出的遠(yuǎn)近不同；用力的方向不同，足球飛出的方向不

2、同；擊球的部位不同，球的旋轉(zhuǎn)方向不同。二、力的圖示1 力可以用一根帶箭頭的線段來(lái)表示。它的長(zhǎng)短表示力的大小，它的指向（箭頭所指方向）表示力的方向，箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn)，力的方向所沿的直線叫力的作用線。這種表示力的方法，叫做力的圖 示。這是把抽象的力直觀而形象地表示出來(lái)的一種方法。2 .畫(huà)力的圖示的步驟 選定標(biāo)度：畫(huà)出某一長(zhǎng)度的線段表示一定大小的力，并把該線段所表示的力的大小寫(xiě)在該線段的上 方。所選標(biāo)度要適當(dāng) （ 力的圖示上刻度不能過(guò)少，也不能多而密，要便于作圖計(jì)算 ），一般標(biāo)度的大小應(yīng)是 所圖示的力的1/n , n為除“ 1 ”以外的正整數(shù)。 畫(huà)一個(gè)方塊或一個(gè)點(diǎn)表示受力物體，并確定力的作用

3、點(diǎn)。 從力的作用點(diǎn)開(kāi)始，沿力的作用方向畫(huà)一線段（根據(jù)所選標(biāo)度和力的大小確定線段的長(zhǎng)度），并在線段上加上刻度 （垂直于力線段的小短線 ）。 在表示力的線段的末端畫(huà)上箭頭表示力的方向。在箭頭的旁邊標(biāo)出表示這個(gè)力的字母或數(shù)值。3 注意：箭尾通常畫(huà)在力的作用點(diǎn)上。若在同一個(gè)圖上作出不同的力的圖示，一定要用同一個(gè) 標(biāo)度。力的圖示與力的示意圖不同。力的示意圖是為了分析受力而作，側(cè)重于畫(huà)準(zhǔn)力的方向，帶箭頭的 線段上沒(méi)有標(biāo)度，線段的長(zhǎng)度只定性表示力的大小。三、力的示意圖 與力的圖示相比，只要求在圖中準(zhǔn)確畫(huà)出力的方向，表達(dá)出物體在這個(gè)方向受力即可，不要求準(zhǔn)確畫(huà)出力的大小。四、力的分類(lèi)（1）按力的性質(zhì)和力的效果分

4、類(lèi) 性質(zhì)力：重力、彈力、摩擦力、電磁力、分子力等。 效果力：支持力、壓力、拉力、動(dòng)力、阻力、向心力等。（2）按作用方式可分為接觸力 （如支持力、壓力等 ）和場(chǎng)力 （如重力等 ）。（3）按研究對(duì)象可分為內(nèi)力和外力。（4）按力的關(guān)系可分為：共點(diǎn)力、共面力、平行力、平衡力、作用力與反作用力等。（5）注意：正確區(qū)分性質(zhì)力和效果力是對(duì)物體進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)，也是正確解決力學(xué)問(wèn)題的重要環(huán)節(jié)。 根據(jù)效果命名的不同名稱的力，性質(zhì)可能相同，如壓力和支持力都是彈力性質(zhì)不同的力，可以叫同一個(gè)名 稱，如重力、彈力都可使物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，都可叫動(dòng)力，其作用效果可以相同。同一個(gè)力，可以有不 同的名稱，如用繩子拉小車(chē)前進(jìn)

5、，繩子對(duì)小車(chē)施以拉力，又叫彈力、動(dòng)力等。【重力】1 重力的產(chǎn)生：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力靜止釋放的物體豎直下落。拋出的物體會(huì)落回地面，水會(huì)從高處流向低處，這眾多的事例說(shuō)明地球上 的一切物體都受到地球的吸引。重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的。重力也叫重量，常用符號(hào)G表示。 重力的施力物體是地球，其本質(zhì)是地球?qū)ξ矬w的吸引力，但不能說(shuō)重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力。 地球表面附近的一切物體，不論是靜止的，還是運(yùn)動(dòng)的，不論是否與地面接觸，都受重力作用。重 力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和接觸面情況均無(wú)關(guān)。2 重力的方向總是豎直向下的豎直向下即垂直于 （當(dāng)?shù)氐?） 水平面向下，沿重錘線向下。物體只在重力作用下從靜止開(kāi)

6、始下落的方 向是豎直向下的。不能將“豎直向下”理解為“垂直于支持面向下” 、“垂直于地面向下”或“指向地心的 方向”。重力的方向不一定指向地心。3重力的大小由物體的質(zhì)量和所處的地理位置共同決定 在同一地點(diǎn)，重力 G與質(zhì)量m成正比；同一物體，在不同地點(diǎn)所受的重力可能不同（隨地理緯度的增加而增大，隨離地高度的增加而減小 ） ，不過(guò)這種差異很小，一般在地面附近不太大的范圍內(nèi)，可認(rèn)為 其重力大小恒定不變。 重力大小的計(jì)算公式是 G=mg式中m是物體的質(zhì)量，單位用 kg ； g是一個(gè)與地理位置有關(guān)的量，反 映地球?qū)ξ矬w作用力的強(qiáng)弱。 （g 值隨地理緯度的增加而增大， 隨離地面高度的增大而減小 ）通常情況

7、下 （在 地球表面附近），取g=9. 8NTkg,表示質(zhì)量是1kg的物體受到的重力是 9.8N。 重力的大小可以用彈簧秤測(cè)出。其依據(jù)的原理是二力平衡條件和力作用的相互性：用懸繩掛著的靜 止物體或用靜止的水平支持物支持的物體，對(duì)豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫Γ笮〉扔谖矬w受到 的重力。特別注意：拉力或壓力與重力大小相等是有條件 （平衡）的；且不能認(rèn)為拉力或壓力就是重力,因 力的性質(zhì)不同,施力物體和受力物體也不同。 重力的大小在一般情況下小于地球?qū)ξ矬w的引力大小。4.重力的作用點(diǎn)：重心。一個(gè)物體的各部分都要受到重力的作用。從效果上看,可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn), 這一點(diǎn)叫做物體的重

8、心。1. 重心是重力的等效作用點(diǎn)。引入重心的概念,就把實(shí)際作用于整個(gè)物體各部分的重力用作用于重 心的一個(gè)力等效地代替了, 于是原來(lái)的整個(gè)物體就可以用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)代替, 從而使研究問(wèn)題大為簡(jiǎn)便。 這種方法,在物理學(xué)上叫等效方法。等效方法是研究物理問(wèn)題常用的思維方法,它是在保證效果不變的前 提下用一種簡(jiǎn)化的形式來(lái)替代原來(lái)的形式以使研究問(wèn)題方便些。注意：重心并不是重力的實(shí)際作用點(diǎn),也 不是物體上最重的一點(diǎn),更不能認(rèn)為地球只吸引物體的這一點(diǎn)。2. 物體重心的位置跟物體的形狀和物體內(nèi)質(zhì)量的分布都有關(guān)系,跟物體的放置情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。 只有形狀規(guī)則、質(zhì)量均勻分布的物體的重心才在物體的幾何中心。重心的位

9、置可在物體上,也可以在物體 外。3. 對(duì)于薄板狀物體,可以用懸掛法找出其重心位置,其依據(jù)的原理是二力平衡條件。【彈力】一、形變物體的形狀和體積的改變叫形變。1. 形變產(chǎn)生的原因是受到了外力作用。任何物體在外力的作用下都能發(fā)生形變。只是形變的明顯程 度不同。有的形變比較明顯 （如彈簧的伸長(zhǎng)或縮短 ） ,可以直接看出；有的形變微小,需要采用特殊方法才 可觀察到.如利用激光反射法演示堅(jiān)硬桌面的微小形變,利用細(xì)管中液面的升降顯示硬玻璃瓶的形變,都 是把微小形變放大以利于觀察。把微小變化放大以利于觀察或測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方法,叫“微量放大法”,這是 物理學(xué)中研究問(wèn)題的一種重要方法。2. 形變的分類(lèi)從形變可否恢復(fù)

10、原狀分：A. 彈性形變：在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原來(lái)形狀的形變，如彈簧、鋼條在通常情況下發(fā)生的形 變都叫做彈性形變。B. 塑性形變：在外力停止作用后，不能恢復(fù)原來(lái)形狀的形變，如保險(xiǎn)絲、橡皮泥等發(fā)生的形變都叫 做塑性形變 （ 非彈性形變 ）。注意：如果對(duì)彈簧、鋼條用力過(guò)大,使之形變超過(guò)一定限度,既使撤去外力,也不能完全恢復(fù)原狀,這個(gè)限度叫 彈性限度 。在彈性限度內(nèi)，彈簧、鋼條發(fā)生的形變都是彈性形變。研究彈性形變有實(shí)際意義，今后凡說(shuō)到形變（除非特別說(shuō)明），都指彈性形變。 從對(duì)外表現(xiàn)形式上可分為拉伸形變（或壓縮形變）、彎曲形變、扭轉(zhuǎn)形變等。二、彈力 發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)跟它接觸的物體

11、會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。1 彈力的施力物體是發(fā)生形變的物體；受力物體是與施力物體接觸，使施力物體發(fā)生形變且阻礙其 恢復(fù)原狀的物體。2 彈力的產(chǎn)生條件：物體直接接觸；發(fā)生形變?；ハ嘟佑|的物體之間是否存在彈力，取決于是 否存在形變。有些物體形變明顯，如彈簧的伸長(zhǎng)或縮短，很容易判斷出是否有彈力；有些接觸物體間形變 不明顯，判斷有無(wú)彈力可用假設(shè)法。即假設(shè)把相接觸的某個(gè)物體撤去，看研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有無(wú)改變： 若無(wú)改變，則無(wú)彈力作用；若發(fā)生改變，則有彈力存在。3 通常所說(shuō)的拉力、壓力、支持力等，實(shí)質(zhì)上都是彈力。4 彈力的方向是從施力物體指向受力物體，與施力物體形變的方向相反。具體地說(shuō)： 繩子拉力

12、 （繩子對(duì)所拉物體的彈力 ） 的方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。 壓力的方向垂直于支持面指向被壓的物體。 支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物體。 “支持面”就是兩物的接觸面。深入考察一般物體的接觸情況，大致有以下幾種：A 平面與平面接觸：彈力與平面垂直；B 點(diǎn)與平面接觸：彈力通過(guò)接觸點(diǎn)垂直于平面；C 點(diǎn)與曲面接觸：彈力通過(guò)接觸點(diǎn)垂直于過(guò)點(diǎn)的切面；D.曲面與曲面接觸：彈力通過(guò)接觸點(diǎn)垂直于公切面（相當(dāng)于點(diǎn)與點(diǎn)接觸）。5 .彈力的大小跟形變的大小有關(guān)：形變?cè)酱?，彈力也越大，形變消失，彈力也隨之消失。 彈力具有被動(dòng)適應(yīng)性。 當(dāng)物體受力情況或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)， 形變情況將隨著改變， 彈力也隨著變化。

13、 彈力大小和物體形變的關(guān)系一般比較復(fù)雜。而彈簧的彈力和其形變（伸長(zhǎng)和縮短）的關(guān)系比較簡(jiǎn)單：在彈性限度內(nèi)，彈簧伸長(zhǎng)或縮短的長(zhǎng)度越大，彈簧的彈力就越大。彈簧的彈力大小跟彈簧的伸長(zhǎng)（或縮短 ）的長(zhǎng)度成正比。上述關(guān)系可用 胡克定律 表示： F=kx式中F為彈力大小。x為彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）量。k為彈簧的勁度系數(shù)，其大小由彈簧本身的結(jié)構(gòu)（如材料、長(zhǎng)度、彈簧絲粗細(xì)、截面積、匝數(shù)等）決定。其單位是 n/ m如k=i000N/ m表示使彈簧伸長(zhǎng)或縮短1m需用1000N的力。6 .彈力的作用點(diǎn)在兩物體接觸處的受力物體上。 【摩擦力】一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動(dòng)時(shí)，或者在另一個(gè)物體上有滑動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)我們會(huì)感到它們之間有

14、相互阻 礙的作用，這就是摩擦，這種情況下產(chǎn)生力我們就稱為 摩擦力 。固體、液體、氣體的接觸面上都會(huì)有摩擦 作用。二、滑動(dòng)摩擦力1 .產(chǎn)生：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相對(duì)于另一個(gè)物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng) 的力稱為滑動(dòng)摩擦力。2.產(chǎn)生條件：相互接觸、相互擠壓、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、表面粗糙。 兩個(gè)物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生。 摩擦力與彈力一樣屬接觸作用力，但兩個(gè)物體直接接觸并不擠壓就不會(huì)出現(xiàn)摩擦力。擠壓的效果是有壓力產(chǎn)生。壓力就是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體表面的垂直作用力，也叫正壓力，壓力屬?gòu)椓?，可依上一?jié)有 關(guān)彈力的知識(shí)判斷有無(wú)壓力產(chǎn)生。 接觸面粗糙。當(dāng)一個(gè)物體沿另一物體表面滑動(dòng)時(shí)，接觸

15、面粗糙，各凹凸不平的部分互相嚙合，形成 阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力， 即為摩擦力。 凡題中寫(xiě)明 “接觸面光滑” 、“光滑小球” 等，統(tǒng)統(tǒng)不考慮摩擦力 （“光滑” 是一個(gè)理想化模型 ）。 接觸面上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。特別注意：“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”與“物體運(yùn)動(dòng)”不是同一概念，“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”是指受力物體相對(duì)于施力物體(以施力物體為參照物)的位置發(fā)生了改變；而“物體的運(yùn)動(dòng)” 一般指物體相對(duì)地面的位置發(fā)生了改變。3方向：總與接觸面相切，且與受力體相對(duì)施力體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。這里的“相對(duì)”是指相互接觸發(fā)生摩擦的物體，而不是相對(duì)別的物體?；瑒?dòng)摩擦力的方向跟物體的相 對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，但并非一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。5m/s速度向右

16、傳送的傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)，試判斷:【例一】如圖，某時(shí)刻木塊正在以3m/s的速度在以v=3m/s(1) 木塊的運(yùn)動(dòng)方向。(2) 木塊相對(duì)于傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向。(3) 木塊所受滑動(dòng)摩擦力的方向。4. 大?。号c壓力成正比F =卩Fn壓力Fn與重力G是兩種不同性質(zhì)的力，它們?cè)诖笮∩峡梢韵嗟?，也可以不等，也可以毫無(wú)關(guān)系，用 力將物塊壓在豎直墻上且讓物塊沿墻面下滑，物塊與墻面間的壓力就與物塊重力無(wú)關(guān)，不要一提到壓 力，就聯(lián)想到放在水平地面上的物體，認(rèn)為物體對(duì)支承面的壓力的大小一定等于物體的重力。卩是比例常數(shù)，稱為動(dòng)摩擦因數(shù)，沒(méi)有單位，只有大小，數(shù)值與相互接觸的 、接觸面的程度有關(guān)。在通常情況下，卩<1。

17、計(jì)算公式表明：滑動(dòng)摩擦力 F的大小只由和Fn共同決定，跟物體的運(yùn)動(dòng)情況、接觸面的大小等無(wú) 關(guān)。5 滑動(dòng)摩擦力的作用點(diǎn)：在兩個(gè)物體的接觸面上的受力物體上。【例二】在東北的林場(chǎng)中，冬季常用馬拉的雪橇運(yùn)木材，雪橇有兩個(gè)與冰面接觸的鋼制滑板如果冰 面是水平的，雪橇和所裝的木材的總質(zhì)量是5.0t (噸)，滑板與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.027，馬要在水平方向上用多大的力才能拉著雪橇在冰道上勻速前進(jìn)？問(wèn)題：1.相對(duì)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)有什么區(qū)別？請(qǐng)舉例說(shuō)明。2 壓力Fn的值一定等于物體的重力嗎？請(qǐng)舉例說(shuō)明。3 滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間的接觸面積有關(guān)嗎？4 滑動(dòng)摩擦力的大小跟物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)嗎?三、靜摩擦1.

18、產(chǎn)生：兩個(gè)物體滿足產(chǎn)生摩擦力的條件，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，物體間所產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 的力叫靜摩擦力。2 產(chǎn)生條件：兩物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生；接觸面粗糙；兩物體保持相對(duì)靜止但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。 所謂“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”，就是說(shuō)假設(shè)沒(méi)有靜摩擦力的存在，物體間就會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。比如物體靜止 在斜面上就是由于有靜摩擦力存在；如果接觸面光滑沒(méi)有靜摩擦力，則由于重力的作用，物體會(huì)沿斜面 下滑。跟滑動(dòng)摩擦力條件的區(qū)別是：1 .大?。簝晌矬w間實(shí)際發(fā)生的靜摩擦力F在零和最大靜摩擦力 Fmax之間：Ov FW Fmax實(shí)際大小可根據(jù)二力平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律判斷。2. 方向：總跟接觸面相切，與受力體相對(duì)施力

19、體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反 所謂“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向”，是指假設(shè)接觸面光滑時(shí)，物體將要發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向。比如物體靜止在粗糙斜面上，假?zèng)]沒(méi)有摩擦，物體將沿斜面下滑，即物體靜止時(shí)相對(duì)(斜面)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向是沿斜面向下，則物體所受靜摩擦力的方向沿斜面向上，與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。 判斷靜摩擦力的方向可用假設(shè)法。其操作程序是：A 選研究對(duì)象-受靜摩擦力作用的物體；B 選參照物體-與研究對(duì)象直接接觸且施加靜摩擦力的物體；C. 假設(shè)接觸面光滑，找出研究對(duì)象相對(duì)參照物體的運(yùn)動(dòng)方向即相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向D. 確定靜摩擦力的方向一一與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 靜摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，但并非一

20、定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。 5靜摩擦力的作用點(diǎn)：在兩物體的接觸面受力物體上。)B 靜摩擦力的大小與物體的正壓力成正比;【例三】下述關(guān)于靜摩擦力的說(shuō)法正確的是：(A.靜摩擦力的方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反；C .靜摩擦力只能在物體靜止時(shí)產(chǎn)生；D 靜摩擦力的方向與接觸物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)相反【例四】用水平推力F把重為G的黑板擦緊壓在豎直的墻面上靜止不動(dòng)，不計(jì)手指與黑板擦之間的摩擦力，當(dāng)把推力增加到 2F時(shí)，黑板擦所受的摩擦力大小是原來(lái)的幾倍？四、滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的比較1. 在水平桌面上G=200N的木塊， 動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.2，設(shè)桌面對(duì)問(wèn)題：1.摩擦力一定是阻力嗎？2 靜摩擦力的大小與正壓力成正比嗎?3 最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力嗎？放一塊重木塊與桌面間的Fi=15N、F2=30N、木塊的最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力，則分別用水平拉力F3=80N拉木塊時(shí)，木塊受到的摩擦力分別為 f 1=,2. 一塊長(zhǎng)I、質(zhì)量為m的均勻木板，放在水平桌面上，木板與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)為當(dāng)木板受到水平推力F向右運(yùn)動(dòng)伸出桌面1 /3時(shí)，木板受到的摩擦力等于.3. 重100N的物體，靜止在粗糙水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 10N ,方向水平向右的力作用時(shí)，A . 10N，水平向左；C . 20N，水平向左；水平面對(duì)物體的摩擦力大小和方向是:B .10N，水平向右；D . 20N，水平向右.