第三章相互作用------谈受力分析的基本方法和原则

第三章相互作用3.1 重力基本相互作用一、力和力的图示1．定义：力是物体和物体间的相互作用．2．力的性质(1)物质性：施力物体、受力物体同时存在．(2)相互性：成对出现．一个物体是施力物体的同时一定也是受力物体．(3)矢量性：大小和方向．用有方向线段表示．3．物体间发生相互作用有两种情况：一是两个物体直接接触；二是两物体并未接触．例如两块磁铁间的力．4．力的作用效果(1)使物体产生形变(即物体形状或体积发生变化)．如被拉伸、压缩．(2)使物体运动状态发生改变，即物体的速度发生变化（大小或者方向）．5．力的三要素：力的大小、方向、作用点称为力的三要素．6．力的图示(1)力的大小可以用测力计(弹簧秤)测量．(2)力的单位：牛（N）.(3)力的图示：用有向线段表示力，线段长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾表示力的作用点。

(4)画力的图示的步骤①选定标度，选某一长度表示多少牛顿(例如用1cm长的线段表示5牛顿)．②沿力的方向并从力的作用点开始，按选定的标度画出一线段，表示力的大小．③在线段的末端标出箭头，表示力的方向．7．力的图示和力的示意图的区别（1）力的示意图：只画出物体受到力及力的方向，不需选定标度确定线段的长短．（2）力的三要素均能在力的图示中找到，而力的示意图则不同，它可以表示出力的作用点和方向，不严格画力的大小．【例1】下列说法中正确的是()A．“风吹草动”草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力是存在的B．网球运动员用力击球，网球受力飞出，网球受力的施力物体是人C．磁铁吸引铁块，而铁块不会吸引磁铁D．甲对乙施加了力的作用，甲是施力物体，同时甲也受到乙的作用力【练习1】下列说法正确的是()A．只有直接接触的物体间才会有力的作用B．力是使物体产生形变和运动状态改变的原因C．两个物体相互作用，其相互作用是有先后顺序的D．书放在桌子上，书受到的支持力就是书对桌子的压力【例2】如图所示，静止木块对桌面的压力为6N，试画出压力的图示，说明施力物体和受力物体；并画出木块所受重力和支持力的示意图．【练习2】重30N的铅球被投出后在空中飞行，请画出重力的图示。

第三章相互作用—力知识梳理第1节重力与弹力一、重力1.产生原因：由于地球的吸引。

2.重力大小：G = mg3.重力的方向：竖直向下4.重心的位置：(1)形状规则、质量分布的物体的重心的位置在其几何中心；(2)质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量分布有关；(3)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。

(4)悬挂法确定重心二、弹力1.弹力的产生条件：(1)相互接触（互相挤压拉伸或扭曲）；(2)发生弹性形变2.方向：(1)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面；(2)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。

(3)杆的弹力方向不一定沿杆的方向。

3.胡克定律：（1）内容：弹簧发生弹性形变时，弹力大小F跟弹簧伸长（或缩短）长度x成正比。

（2）公式：F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号N/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度。

（3）适用条件：在弹簧的弹性限度内。

第2节摩擦力一、滑动摩擦力1.产生条件：接触面粗糙、物体间相互接触且挤压、两物体间有相对运动。

2.滑动摩擦力的方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动方向相反。

3. 大小：(1)滑动摩擦力的大小跟压力成正比。

(2)公式：F f=μF N，μ是动摩擦因数，它的数值只跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关；动摩擦因数无单位。

4.滑动摩擦力的作用效果：是阻碍物体间的相对运动，而不是阻碍物体的运动，所以滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能相反。

二、静摩擦力1.产生条件：接触面粗糙、物体间相互接触且挤压、两物体间有相对运动趋势。

2.静摩擦力的方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势方向相反。

3.静摩擦力的大小(1)随着产生相对运动趋势的外力大小的变化而变化；(2)跟物体间接触面的压力大小无关；(3)大小取值范围0<F≤F m；(4)最大静摩擦力大于滑动静摩擦力。

4.静摩擦力的作用效果：是阻碍物体间的相对运动趋势，而不是阻碍物体的运动，所以静摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能相反,还可能垂直。

物体受力分析【学习目标】1．认识物体受力分析的一般顺序，会画物体受力图2．初步掌握物体受力分析的一般方法，加深对力的概念、常见三种力的认识 3．进行逻辑思维的训练，培养思维的条理性和周密性【学习重点】掌握受力分析的方法【学习难点】对物体进行准确的受力分析【学习流程】【自主先学】知识点1．力学中的三种力重力弹力摩擦力静摩擦力滑动摩擦力产生由于地球吸引相互接触挤压、有弹性形变接触面粗糙、有弹力、有相对运动趋势接触面粗糙、有弹力、有相对运动趋势方向竖直向下垂直接触面（切向）沿接触面（切向）、垂直弹力沿接触面（切向）、垂直弹力大小G=mg 弹簧：F=kx 根据力的平衡；……. f=μN备注重心确定例：拉力、压力、支持力大小、方向均可以突变一般μ〈1，与接触面材料、粗糙程度有关知识点2 受力分析1．概念把指定物体(或研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都分析出来，并画出物体______________的示意图的过程．2．顺序先分析，再分析，最后分析_____________．3．步骤【注意】1．首先应该确定研究对象，并把研究对象从周围的物体隔离出来。

2．要养成按一定步骤分析的习惯，以免漏分析某个力，一般应先分析重力，然后环绕物体一周，找出跟v v研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力，最后再分析其它的力。

3．每分析一个力，都应找出施力物体，以防止多分析出某些不存在的力。

4．只分析研究对象受到的力，不分析研究对象对其它物体所施加的力；只分析根据性质命名的力(如：重力、弹力、摩擦力)，不分析根据效果命名的力（拉力、压力、下滑力、动力、阻力等）5．分析物体受力时，若不能确定某力是否存在,可先对其做出存在或不存在的假设,然后根据假设判断该力对物体运动状态的影响. 【组内研学】1．分析下列物体的受力（1）沿粗糙水平面上向右运动的物体 （2）沿竖直墙面下滑的物体（3）静止在竖直墙面上的物体（4）沿光滑斜面上滑的物体（5）随水平传送带匀速运动的物体 （1） （2） （3） （6）随电梯匀速上升的人（4） （5） （6）2．分析光滑球的受力3．分析下列图中两物体的受力M 、m 均静止，两悬线均竖直F v ABA 静止 α ABC A 、B 一起匀速向右运动【反馈评学】1．如图所示，用力F 把铁块紧压在竖直墙面上不动，那么，当F 增大时（设铁块对墙的压力F N ，物体受墙的摩擦力为f ），下列说法正确的是 （ ） A ．F N 增大，f 不变 B ．F N 增大，f 增大 C ．F N 变小，f 不变 D ．关于F N 和f 的变化，以上说法都不正确 2．如图所示，A 、B 、C 三个物体叠放在桌面上，在A 的上面再加一个作用力F ，则C 物体受到竖直向下的作用力除了自身的重力之外还有（ ） A ．1个力 B ．2个力 C ．3个力 D ．4个力3．如图所示质量为m 的物体在沿斜面向上的力F 1作用下沿粗糙斜面匀速下滑,此过程中斜面仍静止,斜面质量为M, 则水平地面对斜面体（ ） A ．无摩擦力 B ．有水平向左的摩擦力 C ．支持力为 (M+m )g D ．支持力小于 (M+m)g 4．画出图中A 物体的受力图，A 处于静止状态。

专题：受力分析（基础篇）一、受力分析1、定义：把某个特定的物体在某个特定的物理环境中所受到的力一个不漏，一个不重地找出来，并画出定性的受力示意图。

对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。

2、相对合理的顺序：先找场力（电场力、磁场力、重力），再找接触力（弹力、摩擦力），最后分析其它力。

3、为了在受力分析时不多分析力，也不漏力，一般情况下按下面的步骤进行：（1）确定研究对象:可以是某个物体也可以是整体。

（2）按顺序画力①．先画重力：作用点画在物体的重心上，方向竖直向下。

②．次画已知力③．再画接触力（弹力和摩擦力）：看研究对象跟周围其他物体有几个接触点（面），先对某个接触点（面）分析，若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或相对运动的趋势，则再画出摩擦力。

分析完一个接触点（面）后，再依次分析其他的接触点（面）。

④．再画其他场力：看是否有电、磁场力作用，如有则画出。

二、受力分析的方法1、整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。

2、隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分析，分别列出方程，再联立求解的方法。

3、通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。

有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用。

三、受力分析的判断依据：①从力的概念判断，寻找施力物体；②从力的性质判断，寻找产生原因；③从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态。

总之，在进行受力分析时一定要按次序画出物体实际受的各个力，为解决这一难点可记忆以下受力口诀：地球周围受重力 绕物一周找弹力 考虑有无摩擦力 其他外力细分析 合力分力不重复 只画受力抛施力四、例题例1、单个物体受力情况（A 静止）（A 匀速下滑）空中飞行的足球 匀速行驶的汽车例2、两个物体受力情况ABA 、B 都静止A 、B 都静止A 、B 静止不动 （A 向下运动，斜面不光滑）A 沿着墙向上运动A 沿着水平面向右运动A 沿着斜面向上运动A 静止v例3、三个物体受力情况变式：如图所示，各图中，物体总重力为G，请分析砖与墙及砖与砖的各接触面间是否有摩擦力存在？如有大小是多少？五、习题精选1．（2020·山东滕州市第一中学新校高三月考）如图所示，质量为m的木块，被垂直于墙面的推力F紧压在倾角为θ的墙面上并保持静止。

第三章 相互作用力的概念与常见的几种力【知识梳理】 一．力1．力的定义：力是物体与物体的相互作用。

2．力的分类：①性质力，如重力、弹力、摩擦力、万有引力、电场力、磁场力…，所以可以归并为四种力：万有引力、电磁作用、强相互作用、弱相互作用；② 效果力，由力的效果命名的力，如支持力、动力、向心力、回复力等等。

3．力的三要素：大小、方向、作用点。

二．常见的力1．重力：重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。

①大小：G = mg ；②方向：竖直向下；③作用点：作用点。

2．弹力：发生在形变物体之间，物体恢复形变的力。

①弹簧的弹力：胡克定律ΔF =k Δx ；②物体间的压力、支持力也是弹力，方向垂直于接触面或接触点的切面；绳的拉力也是弹力，总是沿绳背向受力物体。

3．摩擦力：分为动摩擦力与静摩擦力。

①动摩擦力：发生在相对滑动物体之间。

大小F = μF N ；方向与物体相对运动方向相反；②静摩擦力：发生在有相对滑动趋势物体之间。

大小在零与最大静摩擦之间；方向与物体相对运动趋势方向相反。

【典型例题】例1请在图2-1中画出杆和球所受的弹力.分析与解：（a ）杆在重力作用下对A 、B 两处都产生挤压作用，故A 、B两点处对杆都有图2-1弹力，弹力方向与接触点的平面垂直，如图2-2（a ）所示.（b ）杆对C 、D 两处均有挤压作用，因C 处为曲面，所以弹力垂直其切面指向球心；D 处为支撑点，弹力垂直杆斜向上.如图2-2（b ）所示.（c ）球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳斜向上.如图2-2（c ）所示.（d ）球与地面接触处，受地面的支持力，垂直地面向上，如图2-2（d ）所示；而与侧壁接触处，若撤去侧壁，球仍能静止，故无弹力.点评：弹力产生的前提之一就是接触，但不一定接触就有弹力.可以采用“撤物法”判别有无弹力.例2 如图为皮带传动装置,当机器正常运转时,关于主动轮上A 点、与主动轮接触的皮带上的B 点、与从动轮接触的皮带上的C 点及从动轮上的D 点,这四点的摩擦力的方向的描述,正确的是( ) A ．A 点受到的摩擦力沿顺时针方向 B ．B 点受到的摩擦力沿顺时针方向 C ．C 点受到的摩擦力沿顺时针方向D 点受到的摩擦力沿顺时针方向思考：若在水平皮带上轻放一个物体，试分析物体的受力和运动状况。

第三章 相互作用习题课：物体的受力分析受力分析就是把选定的物体（研究对象）在题目给定的物理环境中受到的所有力找出来，并画出受力图。

这是解决力学问题的前提与关键。

一、 受力分析的基本步骤：1． 选取研究对象：选取的原则是要使对问题的研究尽量简便，研究对象可以是单个物体或物体的一部分，也可以是由几个物体组成的系统。

2． 按顺序进行受力分析，并画出受力分析图：已知力→重力→接触力；分析接触力时，要先分析弹力，在有弹力的接触面上再判断是否存在摩擦力。

（要边分析边画受力分析图，养成画受力分析图的习惯）3． 检验：看所分析的物体受力结果能否与题目所给状态相符；能否找出每个力的施力物体二、 注意问题：1. 只画所研究物体受到的力；2. 找不出施力物体的力往往是“无中生有”的；3. 只画实际存在的力，不要画“效果力”。

例题：分析下列各物体的受力情况（已知各接触面均粗糙）练习：1. 下列各种力的名称，根据力的效果命名的是( )A 、浮力B 、弹力 C、重力 D 、拉力 E 、摩擦力F 、动力G 、阻力 H、压力 I、支持力2.一木块重G=30N ，按图中四种方法放置时施加的外力分别为F 1=10N ，F 2=20N ，F 3=30N ，F 4=40N ，则木块与接触面之间的压力分别为N 1=______，N 2=______，N 3＝______，N 4=______．3.如图所示，质量为20Kg 的物体在动摩擦因数为0.1的水平上向右运动,在运动过程中受到水平向左、大小为１0N 的拉力F 1作用则物体所受的摩擦力大小为 方向 （g 取9.8N/Kg ）4.水平桌面上静止放有一重为200N 的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15N 、30N 、80N 的水平力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）A ．15N 、30N 、40NB ．15N 、30N 、80NC ．0N 、0N 、40ND ．40N 、40N 、40N5.如图所示，甲乙两物体叠放在水平面上，用水平拉力F=10N 拉物体乙，他们仍保持静止状态，甲乙间接触面为水平，则乙受地面的摩擦力大小为 ，方向 乙受力的个数为 。

第三章：相互作用一、力1.概念：力是物体间的相互作用力是物体对物体的作用，不能离开施力物体和受力物体而独立存在。

有力就一定有“施力”和“受力”两个物体，互为，二者缺一不可。

2.性质：①物质性：力不能脱离物体而独立存在，施力物体与受力物体同时存在②相互性：力的作用是相互的，力总是成对出现③同时性④瞬时性⑤矢量性:（合成和分解）遵循平行四边行定（不在于方向例I,Φ）⑥独立性：每个力各自独立地产生效果，好像其它力不存在一样。

用牛顿第二定律表示时，则有合力产生的加速度等于几个分力产生的加速度的矢量和。

（积累引起一些变化）⑦积累性:时间积累I=ΔP 空间积累W=ΔEK3.力的作用效果：①形变②改变运动状态（产生加速度）4.力的三要素：大小、方向、作用点（描述单位图示示意图）测量：测力计单位：N注：同一题中选同一标度5. 力的分类：（注：效果不同的力，性质可能相同；性质不同的力，效果可能相同）①按性质分：重力（万有引力）、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力、核力……②按效果分：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力、推力、浮力……③按作用方式分：场力（非接触力）、接触力。

④研究对象分：内力外力（方法：整体、隔离）注：按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强相互作用（距离增大强相互作用急剧减小作用范围只有约10－15m,超出就不存在了，存在于相邻的核子之间）和弱相互作用（强度只有强相互作用的10－12倍）。

宏观物体间只存在前两种相互作用。

宏观物体间只存在前两种相互作用。

二重力1、产生：由于地球的吸引而产生的（严格的说不等于地球的吸引力）说明：①地球表面附近的物体都受到重力的作用.②重力的施力物体就是地球.注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力。

由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力。