高中物理《相互作用》專題知識點(diǎn)及習(xí)題

1、相互作用專題知識點(diǎn)【重力認(rèn)識中的幾個(gè)問題】一、產(chǎn)生原因重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，地面上物體所受重力的施力物體是地球.在地球吸引物體的同時(shí)，物 體對地球也有吸引力.二、重力的大小和方向重力的大小G=mg,方向豎直向下.注意：重力的大小與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，但與地理位置有關(guān)，一般同一物體重力隨高度增加而減小，隨緯度增加 而增大，在兩極處重力最大.三、重力的測量測量工具：彈簧秤或臺秤測量原理：根據(jù)二力平衡知識，物體靜止或勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的豎直懸掛物的拉力或水平支持物的支持力在數(shù)值上 與物體的重力相等.注意：彈簧秤或臺秤測量的是對稱的拉力或壓力（即彈力），因此重力的測量屬于間接測量.四、物體重

2、心的確定定義：物體的任何部分都受到重力作用，從效果上看，我們可以認(rèn)為物體各部分受到重力的作用集中于一點(diǎn)，這 一點(diǎn)叫物體的重心，是物體重力的作用點(diǎn).物體的重心與物體的形狀與質(zhì)量的分布有關(guān)，物體的重心可以在物體上，也可以不在物體上.例如質(zhì)量分布均勻 的圓環(huán)其重心就不在圓環(huán)上.對質(zhì)量分布均勻、幾何形狀規(guī)則的物體，其重心在幾何中心.對質(zhì)量分布不均勻、形狀不規(guī)則的物體的重心可以用實(shí)驗(yàn)的辦法來確定，例如對薄板狀的物體可以用懸掛法來 確定，其原理是二力平衡.例 關(guān)于重心，正確的說法是（）A .將物體懸掛起來，靜止時(shí)物體的重心必在懸掛點(diǎn)的正下方B.質(zhì)量分布均勻、幾何形狀規(guī)則的物體，其重心一定和它的幾何中心重合

3、C.背躍式跳高運(yùn)動(dòng)員，在越過橫桿時(shí)，其重心可能在身體之外D .物體的重心與物體的質(zhì)量分布和幾何形狀有關(guān)解析由上面分析知正確選項(xiàng)為 ABCD .【如何判斷彈力的方向】彈力的產(chǎn)生條件是：（1）兩個(gè)物體相互接觸；（2）接觸處發(fā)生彈性形變。彈力的方向垂直接觸面。對于繩的彈力一定指向繩收縮的方向，對于桿的彈力可以沿桿的方向也可以不沿桿的方向，現(xiàn)分析如下：AB受的彈力。一、點(diǎn)與平面接觸時(shí)，彈力的方向垂直平面例1.如圖所示，桿的一端與墻接觸，另一端與地面接觸，且處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析桿二、點(diǎn)與曲面接觸時(shí)，彈力的方向垂直過切點(diǎn)的切面例2如圖2所示，桿處在半圓形光滑碗的內(nèi)部，且處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析桿受的彈力。解析：桿

4、白B B端屬于點(diǎn)與曲面接觸，彈力 N2的方向垂直于過 B點(diǎn)的切面，桿在 A點(diǎn)屬于點(diǎn)與平面接觸，彈力 Ni的方向垂直桿如圖 2所示。三、平面與平面接觸時(shí)，彈力的方向垂直于接觸面例3.如圖3所示，將物體放在水平地面上, 解析：物體和地面接觸屬于平面與平面接觸,且處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析物體受的彈力。彈力N的方向垂直地面，如圖 3所示。圖3桿與圓柱體接觸也處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析桿受的彈力。四、平面與曲面接觸時(shí)，彈力方向垂直于平面 例4.如圖4所示，一圓柱體靜止在地面上,解析：桿白B B端與地面接觸屬于點(diǎn)與平面接觸，彈力N2的方向垂直地面。桿與圓柱體接觸的A點(diǎn)屬于平面與曲面接觸，彈力N1的方向過圓心垂直于桿向上

5、。如圖 4所示。R高中圖4五、繩的彈力沿繩的方向且指向繩收縮的方向5所示。例5如圖5所示，兩條細(xì)繩上端固定，下端與物體接觸，物體處于平衡狀 態(tài)，分析物體受的彈力。圖5解析：物體在重力的作用下，兩條繩均發(fā)生形變，由于彈力的方向與繩 發(fā)生形變的方向相反，所以物體受的彈力不、T2均沿繩收縮的方向。如圖六、桿的彈力可能沿桿的方向也可能不沿桿的方向例6如圖所示，桿與物體接觸且均處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析桿對物體的彈力。解析：由于桿對物體可以產(chǎn)生拉力也可以產(chǎn)生支持力，桿的彈力可能沿桿的方向也可能不沿桿的方向。由二力平衡 可知，彈力F大小為mg其方向如圖甲、乙、丙所示?！灸Σ亮Α炕瑒?dòng)摩擦一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相

6、對于另一個(gè)物體滑動(dòng)的時(shí)候，要受到另一個(gè)物體阻礙它相對滑動(dòng)的力，這種力就叫 滑動(dòng)摩擦力。一、摩擦力產(chǎn)生的條件1 .接觸面粗糙；2 .兩個(gè)物體相互直接接觸并互相擠壓；3 .兩個(gè)物體間有相對運(yùn)動(dòng)。要產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力必須同時(shí)具備這三個(gè)條件，缺少任何一個(gè)條件，都不能產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力。例1.如圖1,木板B以vb = 2m/s的對地速度向右滑動(dòng)，物體A此時(shí)以va =2m/s的對地速度向右滑動(dòng)，A與B接觸，且接觸面粗糙，問A和B之間有無滑動(dòng)摩擦力?|ABta分析：滿足接觸面粗糙、兩個(gè)物體相互直接接觸并互相擠壓，但由于VbVa =Vb =2m/s,所以A與B無相對運(yùn)動(dòng)，即 A與B間無滑動(dòng)摩擦力。拓展：如果va #V

7、b，則A與B間有滑動(dòng)摩擦力。說明：確定滑動(dòng)摩擦力有無時(shí)一定要把握好運(yùn)動(dòng)和相對運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。二、物體對接觸面的壓力 FN壓力即為作用在支持面上且與作用面垂直的力，其大小不一定等于物體的重力，壓力可能大于重力，可能小于重 力，還可能等于重力，也可能與重力無關(guān)。三、滑動(dòng)摩擦力的方向判斷滑動(dòng)摩擦力與相對運(yùn)動(dòng)方向相反，所謂“相對運(yùn)動(dòng)”是指相對接觸的物體，而不是.”r , 一 , F 相對于別的物體（比如水平地面）。例2.如圖5所不，質(zhì)量為2 kg的物體，在N = 0.2的水平面上向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中還受到一個(gè)水平向左的大小為5N的拉力F的作圖5用，分析物體受到的滑動(dòng)摩擦力方向。 常見錯(cuò)解：錯(cuò)誤的思路是物

8、體所受外力方向既為此題物體的相對運(yùn)動(dòng)方向，相對運(yùn)動(dòng)方向向左，滑動(dòng)摩擦力向右。 正解分析：物體的相對運(yùn)動(dòng)方向與外力F無關(guān)，此題中相對運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槲矬w對地的速度方向。所以，滑動(dòng)摩擦力向左，與力F同向。四、動(dòng)摩擦因數(shù)科動(dòng)摩擦因數(shù)，是由相互接觸的兩個(gè)物體的材料及粗糙程度決定的。與接觸面積無關(guān)，通常情況下不做特殊說明時(shí)動(dòng)摩擦因數(shù)四v 1。例3.如圖6所示，在水平地面上疊放著 A、B兩個(gè)長方形物塊，F(xiàn)是作用在物塊B上沿水平方向的力， 物塊A和B以相同的速度一起作勻速直線運(yùn)動(dòng)。由此可知，A、B間動(dòng)摩擦因數(shù) 的和B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)有可能是（）AA、國=0,區(qū)=0;F . bB、國=0, .w0；C、國 W0

9、, M2=0；圖 6D、國 w 0, 22。分析：物塊A和B以相同的速度一起作勻速直線運(yùn)動(dòng)，隔離物塊A,據(jù)二力平衡可知 A在水平方向若受滑動(dòng)摩擦力與勻速直線運(yùn)動(dòng)的條件矛盾，所以A不受滑動(dòng)摩擦力，A和B的接觸面可以光滑也可以粗糙，既動(dòng)摩擦因數(shù)有兩種可能用=0或崗W0；根據(jù)上面的分析知 A和B間無摩擦力，隔離物塊B據(jù)二力平衡可知 B與地面間一定有摩擦力，既出W0。答案為（B、D）的現(xiàn)用水平力F拉木料，如五、應(yīng)用例4.質(zhì)量為m的均勻長方形木料放在水平桌面上，木料與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為圖7F1 、圖7所不。當(dāng)木料的1離開桌面時(shí)，桌面對它的摩擦力等于多少？31 , _ 常見錯(cuò)誤：學(xué)生對物體重心的概念不

10、清，理解不深就會誤認(rèn)為，已有 1探出桌面之外，3則對桌面的壓力只剩下 2mg，故摩擦力大小為 2叫。其實(shí)重心是重力的作用點(diǎn)，重力mg33是物體每一小部分所受重力的合力。分析：木料均勻，其重心在木料的幾何中心上，重力的作用線在支承面以內(nèi)，木料與桌面之間的彈力大小仍為mg。滑動(dòng)摩擦力只與正壓力和動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān)，與接觸面積的大小無關(guān)，既滑動(dòng)摩擦力為一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上有相對運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)所受到的力叫做靜摩擦力，靜摩擦力一定發(fā)生在相對靜止的物體間，相對靜止指的是兩物體的速度相同。 六、靜摩擦力有無的判斷思路例2 .如圖3所示，A、B、C三木塊疊放在水平桌面上，對 B木塊施加一水平向右的恒力 F ,三

11、木塊共同向右勻速運(yùn) 動(dòng)，已知三木塊的重力都是 G ,分別求出三木塊所受的摩擦力。解析：先從受力情況最簡單的 A開始分析，A受力平衡，豎直方向受向下的重力 G, B對A的支持力N1=G,水平方向不受力，如圖3【受力分析】順口溜分析對象先隔離，已知各力畫上面。接觸點(diǎn)、面要找全，推拉擠壓彈力顯。糙面滑動(dòng)動(dòng)摩擦，欲動(dòng)未動(dòng)靜摩 現(xiàn)。隔離體上力畫全，不多不少展笑顏。物體之所以處于不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 是由于它們的受力情況不同. 要研究物體的運(yùn)動(dòng)， 必須分析物體的受力情況. 正 確分析物體的受力情況，是研究 |力學(xué)問題的關(guān)鍵一|,是必須掌握的基本功.如何分析物體的受力情況呢 ？主要依據(jù)力的概念、 從物體所處的環(huán)

12、境（有多少個(gè)物體接觸）和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)著手，分析它 與所處環(huán)境的其它物體的相互聯(lián)系；一般采取以下的步驟分析 ：1 .確定所研究的物體，然后找出周圍有哪些物體對它產(chǎn)生作用.采用隔離法分析其他物體對研究對象的作用力，不要找該物體施于其它物體的力，譬如所研究的物體叫 A,那么就應(yīng)該找出“甲對 A和“乙對 A及“丙對A”的力而“ A對甲”或“ A對乙”等的力就不是 A所受的力.也不要把 作用在其它物體上的力錯(cuò)誤地認(rèn)為通過“力的傳遞”作用在研究對象上.2 .要養(yǎng)成按步驟分析的習(xí)慣.先畫重力：作用點(diǎn)畫在物體的重心.次畫接觸力（彈力和摩擦力）：繞研究對象逆時(shí)針（或順時(shí)針）觀察一周，看對象跟其他物體有幾個(gè)接觸點(diǎn) （

13、面），對 每個(gè)接觸點(diǎn)（面）若有擠壓，則畫出彈力，若還有相對運(yùn)動(dòng)或趨勢，則畫出摩擦力.要熟記：|彈力的方向一定與接觸面一或接觸點(diǎn)的切面垂直，摩擦力的方向一定沿著接觸面與物體相對運(yùn)動(dòng)（或趨勢）方向相反。分析完一|個(gè)接觸點(diǎn)（面）后再依次分析其他的接觸點(diǎn)（面）.再畫其他場力：看是否有電、磁場力作用，如有則畫出場力.順口溜| 一重、二彈、三摩擦、再其它。3 .受力分析的注意事項(xiàng)：初學(xué)者對物體進(jìn)行受力分析時(shí)，往往不是“少力”就是“多力”，因此在進(jìn)行受力分析時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）只分析研究對象所受的力，不分析研源族對其他物體所施加|的力。（2）每分析一個(gè)力，都應(yīng)找到施石物體，M沒有施力物體,則該力一定不存

14、在.這是防止“多力”的有效措施之 一。檢查一下畫出的每個(gè)力能否找出它的施力物體，特別是檢查一下分析的結(jié)果，能否使對象與題目所給的 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（靜止或加速）相一致，否則，必然發(fā)生了多力或漏力現(xiàn)象.（3） |合力和分力不能同同用物體受到的力。（4）只分析根據(jù)力的性質(zhì)命名的力（如重力、彈力、摩擦力），不分析根據(jù)諫果命名的（如下滑力、上升力等） ?！菊w法與隔離法】1、隔離法為了弄清系統(tǒng)（連接體）內(nèi)某個(gè)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況，一般可采用隔離法。運(yùn)用隔離法解題的基本步驟：（1）明確研究對象或過程、狀態(tài)；（2）將某個(gè)研究對象或某段運(yùn)動(dòng)過程、某個(gè)狀態(tài)從全過程中隔離出來；（3）畫出某狀態(tài)下的受力圖或運(yùn)動(dòng)過程示意圖

15、；（4）選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。2、整體法當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及內(nèi)部某些物體的受力或者運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般可采用整體法。運(yùn)用整體法解題的基本步驟:（1）明確研究的系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)的全過程；（2）畫出系統(tǒng)整體的受力圖或者運(yùn)動(dòng)全過程的示意圖；（3）選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。隔離法和整體法常常需要交叉運(yùn)用，從而優(yōu)化解題思路和方法，使解題簡潔明快。1 .如圖所示，滑塊 A置于水平地面上，滑塊 B在一水平力作用下緊靠滑塊 A（A、B接觸面豎直），此時(shí)A恰好不 滑動(dòng)，B剛好不下滑.已知 A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 出，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為跖最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.A與B的質(zhì)量之比為（）1 A.一 因由2

16、B 1 一卬！J2.出區(qū)23. （2013北京）如圖所示, 列結(jié)論正確的是（）A.木塊受到的摩擦力大小是mgcosaC.桌面對斜面體的摩擦力大小是mgsin acosaB.木塊對斜面體的壓力大小是mgsin aD,桌面對斜面體的支持力大小是（M + m）g2 .如圖所示，水平地面上堆放著原木，關(guān)于原木P在支寸t點(diǎn)M、N處受力的方向，下列說法正確的是 （）A. M處受到的支持力豎直向上B. N處受到的支持力豎直向上C. M處受到的靜摩擦力沿 MN方向D. N處受到的靜摩擦力沿水平方向傾角為“、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上.下物體靜止在斜面上，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為

17、4.9 N.關(guān)于物體受力A.斜面對物體的摩擦力大小為零5. （2013上海卷）（多選）兩個(gè)共點(diǎn)力Fi、F2大小不同，它們的合力大小為 F,則（）A. Fi、F2同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍 B. Fi、F2同時(shí)增加10 N, F也增加10 NC. Fi增加10 N, F2減小10 N, F 一定不變D.若Fi、F2中的一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大6.如圖，一不可伸長的光滑輕繩，其左端固定于。點(diǎn)，右端跨過位于 。點(diǎn)的固定光滑軸懸掛一質(zhì)量為M的物體；OO段水平，長度為 L;繩子上套一可沿繩滑動(dòng)的輕環(huán).現(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一鉤碼，平衡后，物體上升L.則鉤碼的質(zhì)量為（）A.-22MB.23MC. 2MD. 3M7.

18、 （2014山東理綜）如圖，用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn)，制成一簡易秋千.某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長且懸掛點(diǎn)不變.木板靜止時(shí)，F(xiàn)i表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對木板拉力的大小，則維修后（）A. Fi不變，F(xiàn)2變大C. Fi變大，F(xiàn)2變大B. Fi不變，F(xiàn)2變小D. Fi變小，F(xiàn)2變?。ǎ〣. Fn不斷增大，F(xiàn)t不斷減小D. Fn不斷增大，F(xiàn)t先減小后增大F的作用，F(xiàn)平行于斜面向上.若要物塊Fi和F2（F20）.由此可求出（）B.斜面的傾角C.物塊與斜面間的最大靜摩擦力D.物塊對斜面的正壓力0.1 kg的小球 A懸掛到水平板的 M、N兩10.（20

19、15浙江理綜）如圖所示，用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個(gè)質(zhì)量為點(diǎn)，A上帶有Q= 3.0X10-C.斜面對物體的支持力大小為4.93 N,方向豎直向上 C的正電荷.兩線夾角為120,兩線上的拉力大小分別為Fi和F2A的正下方0.3 m處放有一帶等量異種電荷的小球B, B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2 kg（重力加速度取 g= 10 m/s2;靜電力常量k=9.0X10 （2013天津理綜）如圖所示，小球用細(xì)繩系住，繩的另一端固定于。點(diǎn).現(xiàn)用水平力 F緩慢推動(dòng)斜面體，小球在斜面上無摩擦地滑動(dòng)，細(xì)繩始終處于直線狀態(tài)，當(dāng)小球升到接近斜面頂端時(shí)細(xì)繩接近水平.此過程中斜面對小球的 支持力Fn以及繩對小球的拉力 Ft的變化情況是A. Fn保持不變，F(xiàn)t不斷增大C. Fn保持不變，F(xiàn)t先增大后減小 （2013全國新課標(biāo)H ）如圖所示，在固定斜面上的一物塊受到一外力 在斜面上保持靜止，F(xiàn)的取值應(yīng)有一