《章末优化总结》相互作用——力课件PPT
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把一重为 G 的物体，用一个水平的推力 F＝kt(k 为恒量，t 为时间)压在竖直的足够高的平整的墙面上， 如图所示，从 t＝0 开始物体所受的摩擦力 Ff 随 t 的变 化关系是图中的哪一个( )
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第三章 相互作用——力
[解析] 由于物体受的水平推力为 F＝kt，由二力平衡得，墙与 物体间的压力 FN＝kt.当 F 比较小时，物体受到的摩擦力 Ff 小于 物体的重力 G，物体将沿墙壁下滑，此时物体受到的摩擦力为滑 动摩擦力．由 Ff＝μFN 得，滑动摩擦力 Ff＝μkt，当摩擦力 Ff 大 小等于重力 G 时，由于惯性作用，物体不能立即停止运动，物 体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力．随着摩擦力的增大，摩擦力 将大于重力，物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为静摩擦力， 静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡． [答案] B
第三章 相互作用——力
摩擦力的“突变”问题
摩擦力突变的常见情况
分类
说明
案例图示
物体在摩擦力和其他力作用 下处于平衡状态，当作用在 静—静 物体上的其他力发生突变 “突 时，如果物体仍能保持静止 变” 状态，则物体受到的静摩擦
在水平力 F 作用下物体 静止于斜面，F 突然增大 时物体仍静止，则所受静 摩擦力大小或方向将 “突变”
栏目 导引
第三章 相互作用——力
(3)图 2 中，根据平衡方程有 FTEGsin 30°＝M2g， FTEGcos 30°＝FNG， 所以 FNG＝tanM32g0°＝ 3M2g，方向水平向右． [答案] (1)2MM12 (2)M1g 方向和水平方向成 30°指向右上方 (3) 3M2g 方向水平向右
力的大小或方向将会发生
“突变”
栏目 导引
第三章 相互作用——力
分类
说明
案例图示
静—动 “突 变”
物体在摩擦力和其他 放在粗糙水平面上的物体， 力作用下处于静止状 水平作用力 F 从零逐渐增大， 态，当其他力变化时， 物体开始滑动时，物体受到 如果物体不能保持静 地面的摩擦力由静摩擦力 止状态，则物体受到的 “突变”为滑动摩擦力 静摩擦力将“突变”为
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第三章 相互作用——力
如图甲所示，轻绳 AD 跨过固定的水平横梁 BC 右端的 定滑轮挂住一个质量为 M1 的物体，∠ACB＝30°；图乙中轻杆 HG 一端用铰链固定在竖直墙上，另一端 G 通过细绳 EG 拉住， EG 与水平方向也成 30°，轻杆的 G 点用细绳 GF 拉住一个质 量为 M2 的物体，求：
栏目 导引
第三章 相互作用——力
(1)绳杆支架问题中一定先判断绳是“死结”还是“活结”，杆 是“自由杆”还是“固定杆”，一般选结点为研究对象受力分 析． (2)杆的弹力与绳的弹力不同，绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的 方向，但杆的弹力方向不一定沿杆的方向，其大小和方向的判 断要根据物体的运动状态来确定，可以理解为“按需提供”， 即为了维持物体的状态，由受力平衡求解得到所需弹力的大小 和方向．
分类
说明
案例图示
动—动 “突 变”
某物体相对于另一 物体滑动的过程 中，若突然相对运 动方向变了，则滑 动摩擦力方向发生
水平传送带的速度 v1 大于滑块 的速度 v2，滑块受到的滑动摩擦 力方向向右，当传送带突然被卡 住时滑块受到的滑动摩擦力方 向“突变”为向左
“突变”
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第三章 相互作用——力
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第三章 相互作用——力
如图所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与 竖直方向的夹角为 37°，小球的重力为 12 N，轻 绳的拉力为 10 N，水平轻弹簧的弹力为 9 N，求 轻杆对小球的作用力．
栏目 导引
第三章 相互作用——力
解析：(1)弹簧向左拉小球时，设杆的弹力大小为 F，与水平方
章末优化总结
第三章 相互作用——力
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第三章 相互作用——力
对杆、绳弹力的进一步分析 1．杆的弹力 自由转动的杆：弹力一定沿杆方向，可提供拉力，也可提供推 力． 固定不动的杆：弹力不一定沿杆方向，由物体所处的状态决定．
栏目 导引
第三章 相互作用Βιβλιοθήκη Baidu—力
2．绳的弹力 (1)“死结”绳：可理解为把绳子分成两段，结点不可沿绳滑动， 两侧看成两根独立的绳子，弹力大小不一定相等． (2)“活结”绳：一般是由绳跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩，实 际上是同一根绳子．结点可沿绳滑动，两侧绳上的弹力大小相 等．
向的夹角为 α，小球受力如图甲所示．
由平衡条件知：
Fcos α＋F1sin 37°＝F2 Fsinα＋F1cos 37°＝G 代入数据解得：F≈5 N，α＝53° 即杆对小球的作用力大小约为 5 N，
方向与水平方向成 53°角斜向右上方．
甲
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(2)弹簧向右推小球时， 小球受力如图乙所示，
第三章 相互作用——力
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第三章 相互作用——力
(1)图 1 中轻绳 AD 跨过定滑轮拉住质量为 M1 的物体，物体处 于平衡状态，轻绳 AC 段的拉力 FTAC＝FTCD＝M1g， 图 2 中由 FTEGsin 30°＝M2g，得 FTEG＝2M2g. 所以FFTTAECG＝2MM12. (2)图 1 中，三个力之间的夹角都为 120°，根据平衡规律有 FNC ＝FTAC＝M1g，方向和水平方向成 30°，指向右上方．
滑动摩擦力
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第三章 相互作用——力
分类
说明
案例图示
滑块以 v0 冲上斜面做减速 在摩擦力和其他力作 运动，当到达某位置静止 用下，做减速运动的物 时，滑动摩擦力“突变”为 动—静“突 体突然停止滑行时，物 静摩擦力 变” 体将不受摩擦力作用，
或滑动摩擦力“突
变”为静摩擦力
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第三章 相互作用——力
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第三章 相互作用——力
(1)轻绳 AC 段的张力 FTAC 与细绳 EG 的张力 FTEG 之比； (2)轻杆 BC 对 C 端的支持力； (3)轻杆 HG 对 G 端的支持力． [解析] 题图甲和乙中的两个物体 M1、M2 都处于平衡状态，根 据平衡条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物 体的重力；分别取 C 点和 G 点为研究对象，进行受力分析如图 1 和 2 所示，根据平衡规律可求解．
乙
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第三章 相互作用——力
由平衡条件知： Fcosα＋F1sin 37°＋F2＝0 Fsinα＋F1cos 37°＝G 代入数据解得： F≈15.5 N，α＝π－arctan145. 即杆对小球的作用力大小约为 15.5 N，方向与水平方向成 arctan145斜向左上方． 答案：见解析
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第三章 相互作用——力
[解析] 由于物体受的水平推力为 F＝kt，由二力平衡得，墙与 物体间的压力 FN＝kt.当 F 比较小时，物体受到的摩擦力 Ff 小于 物体的重力 G，物体将沿墙壁下滑，此时物体受到的摩擦力为滑 动摩擦力．由 Ff＝μFN 得，滑动摩擦力 Ff＝μkt，当摩擦力 Ff 大 小等于重力 G 时，由于惯性作用，物体不能立即停止运动，物 体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力．随着摩擦力的增大，摩擦力 将大于重力，物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为静摩擦力， 静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡． [答案] B
第三章 相互作用——力
摩擦力的“突变”问题
摩擦力突变的常见情况
分类
说明
案例图示
物体在摩擦力和其他力作用 下处于平衡状态，当作用在 静—静 物体上的其他力发生突变 “突 时，如果物体仍能保持静止 变” 状态，则物体受到的静摩擦
在水平力 F 作用下物体 静止于斜面，F 突然增大 时物体仍静止，则所受静 摩擦力大小或方向将 “突变”
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第三章 相互作用——力
(3)图 2 中，根据平衡方程有 FTEGsin 30°＝M2g， FTEGcos 30°＝FNG， 所以 FNG＝tanM32g0°＝ 3M2g，方向水平向右． [答案] (1)2MM12 (2)M1g 方向和水平方向成 30°指向右上方 (3) 3M2g 方向水平向右
力的大小或方向将会发生
“突变”
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第三章 相互作用——力
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案例图示
静—动 “突 变”
物体在摩擦力和其他 放在粗糙水平面上的物体， 力作用下处于静止状 水平作用力 F 从零逐渐增大， 态，当其他力变化时， 物体开始滑动时，物体受到 如果物体不能保持静 地面的摩擦力由静摩擦力 止状态，则物体受到的 “突变”为滑动摩擦力 静摩擦力将“突变”为
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第三章 相互作用——力
如图甲所示，轻绳 AD 跨过固定的水平横梁 BC 右端的 定滑轮挂住一个质量为 M1 的物体，∠ACB＝30°；图乙中轻杆 HG 一端用铰链固定在竖直墙上，另一端 G 通过细绳 EG 拉住， EG 与水平方向也成 30°，轻杆的 G 点用细绳 GF 拉住一个质 量为 M2 的物体，求：
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第三章 相互作用——力
(1)绳杆支架问题中一定先判断绳是“死结”还是“活结”，杆 是“自由杆”还是“固定杆”，一般选结点为研究对象受力分 析． (2)杆的弹力与绳的弹力不同，绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的 方向，但杆的弹力方向不一定沿杆的方向，其大小和方向的判 断要根据物体的运动状态来确定，可以理解为“按需提供”， 即为了维持物体的状态，由受力平衡求解得到所需弹力的大小 和方向．
分类
说明
案例图示
动—动 “突 变”
某物体相对于另一 物体滑动的过程 中，若突然相对运 动方向变了，则滑 动摩擦力方向发生
水平传送带的速度 v1 大于滑块 的速度 v2，滑块受到的滑动摩擦 力方向向右，当传送带突然被卡 住时滑块受到的滑动摩擦力方 向“突变”为向左
“突变”
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第三章 相互作用——力
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第三章 相互作用——力
如图所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与 竖直方向的夹角为 37°，小球的重力为 12 N，轻 绳的拉力为 10 N，水平轻弹簧的弹力为 9 N，求 轻杆对小球的作用力．
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第三章 相互作用——力
解析：(1)弹簧向左拉小球时，设杆的弹力大小为 F，与水平方
章末优化总结
第三章 相互作用——力
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第三章 相互作用——力
对杆、绳弹力的进一步分析 1．杆的弹力 自由转动的杆：弹力一定沿杆方向，可提供拉力，也可提供推 力． 固定不动的杆：弹力不一定沿杆方向，由物体所处的状态决定．
栏目 导引
第三章 相互作用Βιβλιοθήκη Baidu—力
2．绳的弹力 (1)“死结”绳：可理解为把绳子分成两段，结点不可沿绳滑动， 两侧看成两根独立的绳子，弹力大小不一定相等． (2)“活结”绳：一般是由绳跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩，实 际上是同一根绳子．结点可沿绳滑动，两侧绳上的弹力大小相 等．
向的夹角为 α，小球受力如图甲所示．
由平衡条件知：
Fcos α＋F1sin 37°＝F2 Fsinα＋F1cos 37°＝G 代入数据解得：F≈5 N，α＝53° 即杆对小球的作用力大小约为 5 N，
方向与水平方向成 53°角斜向右上方．
甲
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(2)弹簧向右推小球时， 小球受力如图乙所示，
第三章 相互作用——力
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第三章 相互作用——力
(1)图 1 中轻绳 AD 跨过定滑轮拉住质量为 M1 的物体，物体处 于平衡状态，轻绳 AC 段的拉力 FTAC＝FTCD＝M1g， 图 2 中由 FTEGsin 30°＝M2g，得 FTEG＝2M2g. 所以FFTTAECG＝2MM12. (2)图 1 中，三个力之间的夹角都为 120°，根据平衡规律有 FNC ＝FTAC＝M1g，方向和水平方向成 30°，指向右上方．
滑动摩擦力
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第三章 相互作用——力
分类
说明
案例图示
滑块以 v0 冲上斜面做减速 在摩擦力和其他力作 运动，当到达某位置静止 用下，做减速运动的物 时，滑动摩擦力“突变”为 动—静“突 体突然停止滑行时，物 静摩擦力 变” 体将不受摩擦力作用，
或滑动摩擦力“突
变”为静摩擦力
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第三章 相互作用——力
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第三章 相互作用——力
(1)轻绳 AC 段的张力 FTAC 与细绳 EG 的张力 FTEG 之比； (2)轻杆 BC 对 C 端的支持力； (3)轻杆 HG 对 G 端的支持力． [解析] 题图甲和乙中的两个物体 M1、M2 都处于平衡状态，根 据平衡条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物 体的重力；分别取 C 点和 G 点为研究对象，进行受力分析如图 1 和 2 所示，根据平衡规律可求解．
乙
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第三章 相互作用——力
由平衡条件知： Fcosα＋F1sin 37°＋F2＝0 Fsinα＋F1cos 37°＝G 代入数据解得： F≈15.5 N，α＝π－arctan145. 即杆对小球的作用力大小约为 15.5 N，方向与水平方向成 arctan145斜向左上方． 答案：见解析
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