高中物理第三者力的相互作用.doc

掌门1对1教育 高中物理高中 物理 第三章 力的相互作用（注：力是高中物理学的基础，近到两两物体间力的分析，远到电荷在磁场电场中运动，力无处不在。要学好力，关键是要运用好力的几个物理模型）知识点 1合力与分力 当一个物体受到几个力的共同作用时，如果这个力产生的共同效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那原来的几个力叫做这个力的分力。 2力的合成 求几个力的合力的过程叫做力的合成。 3力的合成法则 (1)遵循法则平行四边形定则。(2)方法：两个力合成时，以表示这两个力的线段为临边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。 4多个力合成的方法 先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，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。重点诠释 1合力与分力相关性 (1)等效性：合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，它们在效果上可以相互替代，是一种等效替代关系。 (2)同体性：各个分力是作用在同一物体上的，分力与合力是相对于同一个物体而言的，作用在不同物体上的力不能求合力。 (3)瞬时性：各个分力与合力具有瞬 2合力与分力间的大小关系 (1)两力同向时合力最大：FF1F2，方向与两力同向； (2)两力方向相反时，合力最小：F|F1F2|，方向与两力中较大的力同向；时对应关系，某个分力变化了，合力也同时发生变化。 (3)两力成某一角度时，如图341所示，三角形AOC的每一条边对应一个力，由几何知识可知：两边之和大于第三边，两边之差小于第三边，即|F1F2|FF1F2。因此合力大小的范围是：|F1F2|FF1F2。 (4)合力F的大小随角的增大而减小，随角的减小而增大。 (5)合力可以大于、等于两分力中的任何一个力，也可以小于两分力中的任何一个力。对应题型水平横梁一端插在墙壁内，另一端装小滑轮B。轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m10 kg的重物，CBA30，如图346所示，则滑轮受到绳子的作用力为(g取10 m/s2) ()A50 N B50 NC100 N D100 N解析本题考查合力的计算，关键是明确绳子拉力的夹角是120以滑轮为研究对象，悬挂重物的绳的拉力是Fmg100 N，故小滑轮受到绳的作用力沿BC、BD方向，大小都是100 N。从图中看出，CBD120，CBEDBE，得CBEDBE60，即CBE是等边三角形，故F合100 N。 答案C (1)由于BC段和BD段是同一根绳，所以拉力大小相等，弹力的方向沿绳收缩的方向。 (2)三角形的边角关系是求合力中常用的，必须熟练掌握。 知识点力的分解1定义 已知一个力求它的分力的过程。2与力的合成的关系 力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。3分解法则 把一个已知力F作为平行四边形的对角线，与力F共点的平行四边形的两个邻边，就表示力F的两个分力F1和F2。如图所示。4分解依据 依据平行四边形定则，如果没有限制，同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力。实际问题中，应把力向实际作用效果方向来分解。重点诠释下面表格是根据重力作用效果进行的分解实例分析质量为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，相当于分力F1的作用；二是使物体垂直压紧斜面，相当于分力F2的作用。F1mgsin，F2mgcos。质量为m的光滑小球被竖直挡板挡住而静止于斜面上时，其重力产生两个效果：一是使球垂直压紧挡板，相当于分力F1的作用；二是使球垂直压紧斜面，相当于分力F2的作用。F1mgtan ，F2。质量为m的光滑小球被悬线挂靠在竖直墙壁上，其重力产生两个效果：一是使球垂直压紧墙面，相当于分力F1的作用；二是球拉绳，相当于分力F2的作用。F1mgtan ，F2。A、B两点位于同一平面上，质量为m的物体被AO、BO两绳拉住，其重力产生两个效果：一是使物体拉OA绳，相当于分力F1的作用；二是使物体拉OB绳，相当于分力F2的作用。F1F2。质量为m的光滑小球被支架悬挂而静止，其重力产生两个效果：一是使物体拉AB，相当于分力F1的作用；二是使物体压BC，相当于分力F2的作用。F1mgtan ，F2。要求：关于重力在斜面上的两个分力需要牢记，其他情况注重理解。知识点1.将力沿着两个选定的相互垂直的坐标轴进行分解，再在这两个坐标轴上求合力的方法，叫力的正交分解法。2优点 正交分解法是在平行四边形定则的基础上发展起来的，其目的是将矢量运算转化为代数运算。其优点有以下两点： (1)可借助数学中的直角坐标系对力进行描述。 (2)分解时只需熟知三角函数关系，几何关系简单，容易求解。3适用情况 常用于三个或三个以上的力的合成。4坐标轴的选取 建立坐标轴时，一般选共点力作用线的交点作为坐标轴的原点，并尽可能使较多的力落在坐标轴上，这样可以减少需要分解的力的数目，简化运算过程。5利用正交分解法求合力的一般步骤(1)建立直角坐标系；(2)将各力沿x、y两坐标轴依次分解为相互垂直的两个分力。(3)分别求出x、y两坐标轴上各分力的合力Fx、Fy；(4)求出Fx、Fy的合力F，其大小为：F，方向与x轴的夹角为，tan 。特别提醒：利用正交分解法要注意，如果物体做匀变速直线运动，分析时必定要令一个轴和运动方向平行。对应题型如图所示，重力为500 N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200 N的物体，当绳与水平面成60角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦。求地面对人的支持力和摩擦力的大小。解析：人和物体静止，所受合力皆为零，对物体分析得到：绳的拉力F等于物重200 N；人受四个力作用，将绳的拉力分解，即可求解。如图所示，将绳的拉力分解得：水平分力FxFcos 60200 N100 N。竖直分力FyFsin 60200 N100 N。在x轴上，Ff与Fx100 N平衡，即摩擦力Ff100 N。在y轴上，由三力平衡得地面对人的支持力FNGFy(500100) N326.8 N。重点诠释1.弹力和摩擦力的对比弹力摩擦力产生条件相互接触并发生弹性形变相互接触、相互挤压接触面粗糙两物体有相对运动或相对运动的趋势方向与物体发生形变的方向相反与相对运动或相对运动趋势的方向相反大小计算方法弹簧弹力：胡克定律发生微小形变物体的弹力：二力平衡静摩擦力：二力平衡滑动摩擦力：FFN 2.弹力或摩擦力的有无及方向的判断方法 (1)假设法。(2)结合物体运动状态判断。(3)效果法。 3认识摩擦力的“四个不一定” (1)受静摩擦力的物体不一定静止，受滑动摩擦力的物体不一定运动。 (2)静摩擦力不一定比滑动摩擦力小。 (3)摩擦力不一定与运动方向相反，还可以与运动方向相同，甚至可以与运动方向成一定夹角。 (4)摩擦力不一定是阻力，还可以是动力。典型题目把一重力为G的物体用一水平推力Fkt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上。从t0开始物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化关系是图中（ 解析因物体在水平方向上受力平衡，故墙壁对物体的支持力FN始终等于水平推力F的大小，即FNFkt。当墙壁对物体的摩擦力FfktG时，物体加速下滑，摩擦力随时间t成正比例增加；FfG后，物体减速下滑，但滑动摩擦力仍会随时间t成正比例增加，且一直增大到物体停止滑行为止；当物体速度减小到0时，物体受到的滑动摩擦力突变成静摩擦力，由二力平衡的条件得静摩擦力的大小FfG。综上可知，B正确。答案B受力分析的方法整体法和隔离法 (1)整体法：把相互连接的几个物体看成一个整体，分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力(外力)，称为整体法，一般用来研究不涉及整体内部某物体的力和运动。 (2)隔离法：将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来单独分析该物体所受到的各个力的方法，一般用来研究系统内物体之间的作用及运动情况。典型题目人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示。以下说法正确的是 ()A人受到重力和支持力的作用B人受到重力、支持力和摩擦力的作用C人受到的合力不为零D人受到的合力方向与速度方向相同解析：由于人做匀速运动，所以人所受的合力为零，水平方向不可能受力的作用，所以人只受到重力和支持力的作用。答案：A