相互作用 章末复习讲座

第三章 章末复习讲座
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当挡板与斜面间的夹角β由图示位置变化时，F1大小改变， 但方向不变，始终与斜面垂直，F2的大小、方向均改变．由图 可以看出，当F2与F1垂直即β＝90° 时，挡板AO所受压力最小， 最小压力F2min＝mgsinα. (二)完美答案(90° )
(二)完美答案(D) 二、巧用几何法求解力的合成问题 求解力的合成问题的基本方法是平行四边形定则，由于平 行四边形的几何特殊性，如果在求解力的合成问题时，能够灵 活运用图形的几何特性，找出图形的几何规律，则往往可以使 复杂的力的合成变得简单明了．
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2．受力分析的步骤
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若研究对象处在复杂环境中，则应将所要研究的物体从复 杂的周围环境中隔离出来，再分析它受到周围哪些物体的力的 作用．重点分析力的方向、作用点，并将这些力画在物体的受 力示意图上．
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(二)完美答案(3F2) 三、物体的受力分析 1．物体是否受某力的判断依据 (1)条件判断：根据是否满足力的产生条件来判断物体是否 受到某个力的作用． (2)效果判断：根据力的作用效果来判断物体是否受到某个 力的作用． (3)相互作用判断：利用力的作用的相互性，即施力物体同 时也是受力物体．
[例2]
如右图所示，有5个力作用于同一点O，表示这5个
力的有向线段恰好是一个正六边形的两邻边和3条对角线．已知 F1＝10 N，则这5个力的合力大小为________N.
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(一)名师详析解题过程 如图所示，把力F1和力F2的箭头用虚线连接，便可得到以 F2和F5为邻边的平行四边形，此平行四边形的对角线为F1，可 知F2和F5的合力等于F1. 把力F1和力F3的箭头用虚线连接，同理可得F3和F4的合力 也等于F1.因而这5个力的合力F合＝3F1＝30 N.
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2．动态平衡问题 (1)动态平衡问题的特点：通过控制某一物理量，使其他物 理量发生缓慢变化，而变化过程中的任何一个状态都看成是平 衡状态． (2)处理动态平衡问题常用的方法 ①解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平 衡方程，求出因变量与自变量的一般函数式，然后依据自变量 的变化确定因变量的变化(也叫代数法)．
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相互作用
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（对应学生用书P89）
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(2)函数转化思想： 运用数学中的函数知识将物理问题转化为函数问题，然后 结合函数所表达的物理意义进行分析，从而达到解决物理问题 的目的，这种转化就叫函数转化．
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[例6]
如图所示，人向右运动的过程中，物体A缓慢地上
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一、弹力和摩擦力的分析 1．弹力和摩擦力的对比
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ห้องสมุดไป่ตู้
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(二)完美答案(B)
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[例7]
压榨机如图所示，B为固定铰链，A为活动铰链．在
A处作用一水平力F，物块C就以比水平力F大得多的力压物块D. 已知L＝0.5 m，h＝0.1 m，F＝200 N，物块C的质量不计，且与 左壁接触面光滑，求物块D受到的压力．
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(一)名师详析解题过程 受力分析如图，四幅图中的摩擦力都是静摩擦力．A图中 FfA＝Gsinθ；B图中FfB＝Gsinθ，A、B均不变；C图中FfC＝(G －F)sinθ，变小了；D图中FfD＝(G＋F)sinθ，变大了．
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(一)名师详析解题过程 根据水平力F产生的效果，它可分解为沿杆的两个分力 F F1、F2，如图甲所示，则F1＝F2＝ . 2cosα
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而沿AC杆的分力F1又产生了两个效果：使物块C压紧左壁 的水平力F3和使物块C压紧物块D的竖直力F4，如图乙所示，则 Ftanα F4＝F1sinα＝ . 2 L FL 200×0.5 又tanα＝h，所以F4＝ ＝ N＝500 N 2h 2×0.1 由力的相互性可知，物块D受到的压力为500 N. (二)完美答案(500 N)
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(二)完美答案(30) [例3] 如下图所示，AB为半圆的直径，P点为圆周上的一
点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3，则它们的合力的大小 为________．
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(一)名师详析解题过程 如图所示，将半圆补成完整的圆，延长PO交圆周于C点， 连接AC、BC易知，四边形PACB为平行四边形．所以F1、F3的 合力大小为2F2，则这三个力的合力的大小为3F2.
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[例1]
物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物
块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜 面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静 止，则物块所受的静摩擦力增大的是( )
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[例4]
L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧
一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连， 如图所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木 板P的受力个数为( A．3 C．5 ) B．4 D．6
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(一)名师详析解题过程 先把P、Q看成一个整体进行分析，在重力、斜面的支持 力、斜面的摩擦力三个力作用下处于平衡状态．隔离Q进行分 析，在重力、木板P的支持力、弹簧的弹力(沿斜面向上)三个力 作用下处于平衡状态．由牛顿第三定律可知Q对P有一个压力， 弹簧对P有一个弹力(沿斜面向下)，所以P共受到5个力的作用， C正确． (二)完美答案(C)
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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．
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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．
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四、本章中的平衡问题 1．三力平衡问题的特点及求解步骤 物体在三个力的作用下处于平衡状态，则其中两个力的合 力与第三个力大小相等，方向相反．三力平衡问题的求解步骤 如下：
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(1)确定研究对象； (2)对研究对象进行受力分析； (3)将其中两个力进行合成(或将其中一个力按效果进行分解) 得一平行四边形； (4)根据几何知识和二力平衡求未知力．
升．若人对地面的压力为F1、人受到的摩擦力为F2、人拉绳的 力为F3，则( )
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A．F1、F2、F3均增大 B．F1、F2增大，F3不变 C．F1、F2、F3均减小 D．F1增大，F2减小，F3不变
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2．等效替代思想 等效替代是物理学中研究实际问题时常用的方法．重心的 概念、力的合成与分解都是等效替代思想在本章的具体应用， 合力与分力可以相互替代而不改变其作用效果． 3．数学转化思想 (1)数形转化思想： 数形转化是把物理问题转化为几何问题，利用几何图形的 性质来研究物理问题的一种解题思想．例如，用图解法分析力 分解的多种可能性和用相似三角形法求解力等．
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3．受力分析的方法 (1)整体法与隔离法：整体法研究系统外的物体对系统整体 的作用，不考虑系统内物体间的相互作用；隔离法研究系统内 物体之间的相互作用． (2)假设法：是受力分析有效的辅助方法．当不容易确定某 力的有无或方向时，可先假设该力有或无(或方向)，看引起的 结果是否符合给定的运动状态或形变效果．
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②图解法：就是对研究对象进行受力分析，根据力的平行 四边形定则画出不同状态时的力的矢量图(画在同一个图中)， 然后依据有向线段(表示力)的长度变化判断各个力的变化情 况．
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[例5]
(一)名师详析解题过程 设人和物体A质量分别为m、mA.物体A缓慢上升，即物体A 在任何位置都可以认为是处于静止状态，故绳的张力为mAg， 人拉绳的力F3与绳的张力大小相等，故人拉绳的力F3＝mAg不 变．对人进行受力分析，并建立直角坐标系如图所示，人始终 处于静止状态，可得F2－F3′cosθ＝0，F1′＋F3′sinθ＝mg， 由力的相互性知F1′＝F1，F3′＝F3，解得F1＝mg－ mAgsinθ，F2＝mAgcosθ，显然，F1、F2是关于自变量θ的函数， 当自变量θ减小时，函数F1、F2增大，故B正确．
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4．受力分析时需注意的问题 (1)在进行受力分析时，一定要注意，我们分析的是物体 “受到”的力，而不是物体对外施加的力． (2)区分内力和外力：对几个物体的整体进行受力分析时， 这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某 一物体单独隔离分析时，原来的内力变成了外力，要画在受力 分析图上．
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五、物理思想方法的应用 1．抽象思维法 从大量生活事例中抽象出“力是物体间的相互作用”，再 把这种抽象具体形象化——用有向线段进行描述，通过这种方 法，把对力的运算转化为几何问题来处理．
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如图所示，质量为m的球放在倾角为α的光滑斜面
上，试分析挡板AO与斜面间的夹角β多大时，AO所受压力最 小？
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(一)名师详析解题过程 虽然题目问的是挡板AO的受力情况，但若直接以挡板为研 究对象，因挡板所受力均为未知力，将无法得出结论． 以球为研究对象，球所受重力mg产生的效果有两个： 对斜面产生了压力F1，对挡板产生了压力F2，将重力分 解，如图．