第三章相互作用总结大全(知识点试题)详解

第三章相互作用

定义：力是物体之间的相互作用理解要点:

(1)力具有物质性：力不能离开物体而存在说明：①对某一物体而言，可能有一个或多个施力物体.②并非先有施力物体，后有受力物体

(2)力具有相互性：一个力总是关联着两个物体，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体

说明：①相互作用的物体可以直接接触，也可以不接触.

②力的大小用测力计测量

(3)力具有矢量性：力不仅有大小，也有方向.

(4)力的作用效果：使物体的形状发生改变；使物体的运动状态发生变化

(5)力的种类:

①根据力的性质命名：如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等

②根据效果命名：如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等说明：根据效果命名的，不同名称的力，性质可以相同；同一名称的力，性质可以不同.

重力定义：由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力说明：①地球附近的物体都受到重力作用②重力是由地球的吸引而产生的，但不能说重力就是地球的吸引力

③重力的施力物体是地球

④在两极时重力等于物体所受的万有引力，在其它位置时不相等

(1)重力的大小： G=mg

说明：①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的，纬度越高，同一物体的重力越大，因而同一物体在两极比在赤道重力大

②一个物体的重力不受运动状态的影响，与是否还受其它力也无关系

③在处理物理问题时，一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变

(2)重力的方向：竖直向下(即垂直于水平面)

说明：①只有在两极与在赤道上的物体，所受重力的方向指向地心.②重力的方向不受其它作用力的影响，与运动状态也没有关系.

(3)重心：物体所受重力的作用点

重心的确定：①质量分布均匀.物体的重心只与物体的形状有关.形状规则的均匀物体，它的重心就在几何中心上

②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关.③薄板形物体的重心，可用悬挂法确定.

说明：①物体的重心可在物体上，也可在物体外.②重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关

③引入重心概念后，研究具体物体时，就可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示，于是原来的物体就可以用一个有质量的点来代替

弹力

(1)形变：物体的形状或体积的改变，叫做形变.

说明：①任何物体都能发生形变，不过有的形变比较明显，有的形变及其微小.②弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变，叫做弹性形变，简称形变.

(2)弹力：发生形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力.

说明：①弹力产生的条件：接触；弹性形变.②弹力是一种接触力，必存在于接触的物体间，作用点为接触点.

③弹力必须产生在同时形变的两物体间.④弹力与弹性形变同时产生同时消失

(3)弹力的方向：与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反

几种典型的产生弹力的理想模型:

①轻绳的拉力(张力)方向沿绳收缩的方向.注意杆的不同.

②点与平面接触，弹力方向垂直于平面；点与曲面接触，弹力方向垂直于曲面接触点所在切面

③平面与平面接触，弹力方向垂直于平面，且指向受力物体；球面与球面接触，弹力方向沿两球球心连线方向，且指向受力物体.

(4)大小：弹簧在弹性限度内遵循胡克定律F=kx，k是劲度系数，表示弹簧本身的一种属性，k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关，而与运动状态、所处位置无关.

其他物体的弹力应根据运动情况，利用平衡条件或运动学规律计算 摩擦力

3.对物体受力分析时，应注意一下几点:

(1)不要把研究对象所受的力与它对其它物体的作用力相混淆 (2) 对于作用在物体上的每一个力都必须明确它的来源

(3)

分析的是物体受哪些“性质力”

，不要把“效果力”与“性质力”重复分析 力的合成

求几个共点力的合力，叫做力的合成.

一条直线上两力合成，在规定正方向后，可利用代数运算.

力的分解 求一个已知力的分力叫做力的分解

(1)力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则

(2)已知两分力求合力有唯一解，而求一个力的两个分力，如不限制条件有无数组解 要得到唯一确定的解应附加一些条件: ①已知合力和两分力的方向，可求得两分力的大小.

②已知合力和一个分力的大小、方向，可求得另一分力的大小和方向

③已知合力、一个分力 F1的大小与另一分力 F2的方向，求 F1的方向和F2的大小:

(1)滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候

，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力 ，这种力叫做滑动摩擦力.

说明：①摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的

.②摩擦力具有相互性.

1滑动摩擦力的产生条件： A.两个物体相互接触；B.两物体发生形变；C.两物体发生了相对滑动；D.接触面不光滑. 1滑动摩擦力的方向：总跟接触面相切，并跟物体的相对运动方向相反

说明：①“与相对运动方向相反"不能等同于“与运动方向相反"

②滑动摩擦力可能起动力作用，也可能起阻力作用.

m 滑动摩擦力的大小： F= 1 FN

说明：①FN 两物体表面间的压力，性质上属于弹力，不是重力.应具体分析. ②1与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关

，无单位.③滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关

w 效果：总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动 V 滚动摩擦：一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦

,滚动摩擦比滑动摩擦要小得多

(2)静摩擦力：两相对静止的相接触的物体间 ，由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力

说明：静摩擦力的作用具有相互性

1静摩擦力的产生条件：A.两物体相接触；B.相接触面不光滑；C.两物体有形变；D.两物体有相对运动趋势

11静摩擦力的方向：总跟接触面相切，并总跟物体的相对运动趋势相反 说明：①运动的物体可以受到静摩擦力的作用

.②静摩擦力的方向可以与运动方向相同

，可以相反，还可以成任一夹角0.③静摩擦力可以是阻力也可以是动力

m 静摩擦力的大小：两物体间的静摩擦力的取值范围

0< F < Fm ，其中Fm 为两个物体间的最大静摩擦力

.静摩擦力的大小应根据实际运动情况

，利用平衡条件或

牛顿运动定律进行计算.

说明：①静摩擦力是被动力，其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡 ，在取值范围内是根据物体的“需要”取值 ，所以与正压力无关.

②最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数(选学)

Fm = 11 s FN.

w 效果：总是阻碍物体间的相对运动的趋势

对物体进行受力分析是解决力学问题的基础

，是研究力学的重要方法，受力分析的程序是:

1.根据题意选取适当的研究对象，选取研究对象的原则是要使对物体的研究处理尽量简便 ，研究对象可以是单个物体 ,也可以是几个物体组成的系统

2.把研究对象从周围的环境中隔离出来，按照先场力，再接触力的顺序对物体进行受力分析

，并画出物体的受力示意图 ，这种方法常称为隔离法.

，不能无中生有.

(1) 力是矢量，其合成与分解都遵循平行四边形定则

(2) (3) 互成角度共点力互成的分析 ①两个力合力的取值范围是

|F1 — F2|W F< F1 + F2②共点的三个力，如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力

，那么这三个共点力的合力可能等于零

③ 同时作用在同一物体上的共点力才能合成(同时性和同体性)

.④合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一个分力

若F1 = Fsin e或F1 > F有一组解若F> F1> Fsin e有两组解

若F< Fsin e无解

(3)在实际问题中，一般根据力的作用效果或处理问题的方便需要进行分解

(4)力分解的解题思路

力分解问题的关键是根据力的作用效果画出力的平行四边形，接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题.因此其解题思路可表示为:

必须注意：把一个力分解成两个力，仅是一种等效替代关系，不能认为在这两个分力方向上有两个施力物体

思维升华一一规律？方法？思路

一、物体受力分析的基本思路和方法

物体的受力情况不同，物体可处于不同的运动状态，要研究物体的运动，必须分析物体的受力情况，正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握

的基本功.

分析物体的受力情况，主要是根据力的概念,从物体的运动状态及其与周围物体的接触情况来考虑.具体的方法是:

1.确定研究对象，找出所有施力物体

确定所研究的物体，找出周围对它施力的物体，得出研究对象的受力情况

(1)如果所研究的物体为A,与A接触的物体有B、C、D……就应该找出“ B对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等，不能把“ A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力;

(2)不能把作用在其它物体上的力，错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上;

(3)物体受到的每个力的作用，都要找到施力物体;

(4)分析出物体的受力情况后，要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态(静止或加速等) ，否则会发生多力或漏力现象

2.按步骤分析物体受力

为了防止出现多力或漏力现象，分析物体受力情况通常按如下步骤进行:

(1)先分析物体受重力.

(2)其研究对象与周围物体有接触，则分析弹力或摩擦力，依次对每个接触面(点)分析 ,若有挤压则有弹力，若还有相对运动或相对运动趋势，则有摩擦力.

(3)其它外力，如是否有牵引力、电场力、磁场力等

3.画出物体力的示意图

(1)在作物体受力示意图时，物体所受的某个力和这个力的分力，不能重复的列为物体的受力，力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程，合力和分力不能同时认为是物体所受的力

(2)作物体是力的示意图时，要用字母代号标出物体所受的每一个力

1. (2010 ?江西省吉安市高三测试)如图所示，一个木块A放在长木板B上，长木板B放在水平地面上，在恒力F作

用下，长木板B以速度v匀速运动，水平的弹簧秤的示数为F T.下列关于摩擦力的说法正确的是

A.木块受到的滑动摩擦力的大小等于F

B.木块受到的静摩擦力的大小等于F T

C.若长木板B以2v的速度匀速运动时，木块受到的摩擦力的大小等于2F T

D.若用2F的力作用在长木板B上，木块受到的摩擦力的大小仍等于F T

2. (2010安徽理综)L型木板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( )

B. 4

D. 6

3. (2010临沂)在机场货物托运处，常用传送带运送行李和货物，如图所示，靠在一起的两个质地相同，质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行，下列

说法正确的是( )

A . 匀速上行时b受3个力作用

B. 匀加速上行时b受4个力作用

若上行过程传送带因故突然停止时, b受4个力作用

若上行过程传送带因故突然停止后, b受的摩擦力一定比原来小

4、（2012湖北黄冈期末）如图所示, 一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态，球的半径为R质量为m的蚂蚁只有在离桌面高度大

于或等于时, 才能停在碗上。那么蚂蚁和碗面间的最大静摩擦力为（

A. 0.6mg 0.8mg

C. 0.4mg 0.75mg

5、（2012北京东城期末）如图甲所示，质量为m的小物块以初速度v o冲上足够长的固定斜面, 斜面倾角为0，物块与该斜面间的动摩擦因数U >tan 0 ,（规定沿斜面向上方向为速度 v和摩擦力f的正方向）则图乙中表示该物块的速度v和所摩擦力f随时间t变化的图象正确的是（）

■

P-■—1

6、（2012福建六校联考）三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，其

中a放在光滑水平桌面上。开始时P弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉P弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10m/s2。该过程P弹簧的左端向左移动的距离是：

A. 4cm B . 6cm

C . 8cm D. 10cm

7、（2012年3月山东潍坊模拟）如图所示，水平地面上处于伸直状态的轻绳一端拴在质量为m的物块上，另一端拴在固定于 B点的本桩上.用弹簧称的光滑挂钩缓慢拉绳，弹簧称始终与地面平行.物块在水平拉力作用下缓慢滑动.当物块滑动至A位置，/ AOB=120时，弹簧称的示数为F.则

A,物块与地面间的动摩擦因数为 F/mg

B.木桩受到绳的拉力始终大于F

C?弹簧称的拉力保持不变

D.弹簧称的拉力一直增大

8、（2012年5月山东省烟台二模）如图所示，半径为R 的半球支撑面顶部有一小孔，质量分别为m 和m 的两个小球（视为质点）,

夹角为0时，贝U m 、m,、0之间的关系为

A. m i =msin 0

B. m=m/sin 0

C. m=mcos 0

D. m=m/cos 0

A.

a 所受的摩擦力一定不为零

B. b 所受的摩擦力一定不为零

C. 细绳剪断瞬间a 所受摩擦力不变

D .细绳剪断瞬间b 所受摩擦力可能为零

h 和k 2的两根弹簧，k 1 > k 2； a 和b 表示质量分别为 m 和m 的两个小物 将弹簧

与物块按图示方式悬挂起来。现要求两根弹簧的总长度最大，则应使

11、半圆柱体P 放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖向挡板

和MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体

Q ，整个装置处于静止状态，如图所示是这个装置的

截面图，若用外力使 MN 保持竖直且缓慢地向右移动，在 Q 落到地面以前，发现 P 始终保持静

A. MN 对Q 的弹力逐渐减小

B. 地面对P 的摩擦力逐渐增大

C. P 、Q 间的弹力先减小后增大

D. Q 所受的合力逐渐增大

通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连，不计所有的摩擦，当小球 m 静止在球面上、其平衡位置与半球面的球心连线跟水平面的

9、 （2012年3月山东德州一模）如图所示，将两个相同的木块 a 、b 置于固定在水平面上的粗糙斜面上。 a 、b 均静止，弹簧处于压缩状态，细绳上有拉力 连接。b 的右端用细绳与固定在斜面上的档板相连。开始时 a 、b 中间用一轻弹簧

下列说法正确的是

10、S l 和S 表示劲度系数分别为 块， m > m . A . B .

C.

D. S 1在

上， a 在上 S 1在上，

b 在上 S 2在上，

a 在上 S 2在上，

b 在上

上

下

Tffs

MN ，在 P

止，在此过程中，下列说法中正确的是（ fft

专题一：力的正交分解

目的和原则：把力沿着两个经选定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法，在多个共点力作用下, 运用正交分解法的目的是用代数运算公式来解决矢量的运算。

,

在力的正交分解法中，分解的目的是为了求合力尤其适用于物体受多个力的情况，物体受到F i、F2、F3…，求合力F时，可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解, 则在x轴方向各力的分力分别为F ix、F2X、F3X…，在y轴方向各力的分力分别为F iy、F zy、F sy…。那么在x轴

J 2 2 方向的合力F x = F1x+ F2x+ F3x+…，在y轴方向的合力F y= F2y+ F 3y+ F3y+…。合力F =J x + y ，设合力

F y

与x轴的夹角为0,则tan8 =——。在运用正交分解法解题时，关键是如何确定直角坐标系，在静力学中,

F x

以少分解力和容易分解力为原则；在动力学中，以加速方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标,

二.解题步骤：㈠以力的作用点为原点作直角坐标系，标出x轴和y轴，如果这时物体处于平衡状态，则两轴的

方向可根据自己需要选择，如果力不平衡而产生加速度，则x轴(或y轴)一定要和加速度的方向重合；㈡将与坐

标轴成角度的力分解成x轴和y轴方向的两个分力，并在图上标明，用符号F x和F y表示；㈢在图上标出与x轴或与y轴的夹角，然后列出F x、F y的数学表达式。如：F与x轴夹角分别为0, _则F x = F cosT;F y = F sin9。与两

轴重合的力就不需要分解了；㈣列出x轴方向上和各分力的合力和y轴方向上的各分力的合力的两个方程，然后再

求解。

三，典型例题：1.如图所示，重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N

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。

2. (6分)长为20cm的轻绳BC两端固定在天花板上，在中点系上一重60N的重物, 如图2

所示：

(1 )当BC的距离为10cm时，AB段绳上的拉力为多少？

(2)当BC的距离为10j2cm时.AB段绳上的拉力为多少？

12.如图所示，物体A质量为2kg，与斜面间摩擦因数为0.4若要使A在斜面上静止，物体B质量

的最大值和最小值是多少？

(1)当保持力F2不变，只增大F1时，如图所示，合力，的大小可能出现三种情况：减小、不变或增大,

它们的合力大小可能减小、不变或增大

⑵当两个分力F1、F2都增大时，如图所示，合力 F 的大小也有可能出现三种情况：减小、不变或增大，即

卜我们也可以得到这样的结论：当两个力

F1、F2夹角a 保持不变，在同时增大两个分力时，它们的合力

大小可能减小、不变或增大。

整体法与隔离法:

⑴整体法：当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时，一般可采用整体法。运用整体法解题的基本步骤是: ①明确研究的系统和运动的全过程;

专题二：共点力的平衡

共点力：作用在物体的同一点，或作用线相交于一点的几个力。

平衡状态：物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态，是加速度等于零的状态。 共点力作用下的物体的平衡条件：

物体所受的合外力为零，即 刀F=0,若采用正交分解法求解平衡问题，则平衡条件应为:

工Fx=0,工Fy=0。

解平衡问题的常用方法： 隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等。

图解法分析分力与合力的关系 当两个分力成一定的夹角

a ( a <180)时，增大其中一个分力或使两个分力都增大，合力的变化情况如何呢

?这个问题可以用数学公式推导分析，也可

以用函数图像数形结合分析，但最简捷有效的方法是图解法。为了便于分析合力的变化，设 如图所示，F1、F2的共点在圆心，而且开始时

F1、F2的合力为F,大小恰好为圆的半径

，借助辅助参考圆来进行分析。

2 /■

A P 。我们可以得到这样的结论：当两个力

F1、 F1夹角a 保持不变，在增大其中一个分力时,

V.

—H r L

?7——卜t 、———*