相互作用力专题

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一、力

1.概念:力是物体对物体的作用

2.作用:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)

3.相互性:物体间力的作用总是相互的,相互作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。物体间的相互作用总是同时产生,同时变化,同时消失。

4.矢量性:力是矢量,既有大小又有方向,力的运算遵循平行四边形定则。

5.力的分类

(1)按力的性质分:重力、弹力、摩擦力、电磁力、分子力、核力等。

(2)按力的效果分:压力、支持力、拉力、浮力、向心力、回复力、动力、阻力等

(3)按研究对象分:内力和外力。

6.力的表示:力可用力的图示或力的示意图表示

其中力的图示指用与力的大小成一定比例的有向线段表示力的大小、方向、作用点。

二、重力

1.产生原因:由于地球对物体的吸引力而使物体受到的力。

地球周围的物体,无论与地球接触与否,运动状态如何,都受到地球的吸引力作用,因此任何物体都受到重力的作用。

2.大小:与物体的质量成正比,G=mg

3.方向:竖直向下

4.重心:重力的等效作用点。

重心的位置与物体的形状及质量分布情况有关,物体的重心不一定在物体上。质量分布均匀的规则物体的重心在其几何重心,薄板类物体的重心可以用悬挂法确定。

三、弹力

1.产生条件:两个物体相互接触且发生了弹性形变。

弹力和形变同时产生,同时消失。

2.方向:沿绳的方向或垂直接触面,与施力物体形变的方向相反。

弹力的受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的物体

3.大小:在弹簧的弹性限度内,弹簧类的弹力大小与形变量成正比,即F=kx

其中k 表示弹簧的劲度系数,反应弹簧的性质。其他弹力的大小随着形变量的增大而增大。

四、基本相互作用力

1.四种基本相互作用:引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用

2.重力属于引力相互作用,弹力、摩擦力、电场力、磁场力等本质上是电磁相互作用的不同表现。

五、滑动摩擦力

1.定义:一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时,所受到的阻碍相对滑动的力。

2.产生条件:(1)两物体相互接触、挤压;(2)物体间的接触面不光滑;(3)两物体间发生相对滑动。

3.大小:跟压力N 成正比,N F μ=,μ表示两物体间的动摩擦因数。

4.方向:与接触面平行,并且跟物体相对滑动的方向相反。

六、静摩擦力

1.定义:两个相互接触、相对静止的物体,由于有相对滑动的趋势而在物体接触处产生的阻碍物体之间相对滑动的力。

2.产生条件:(1)两物体相互接触、挤压;(2)物体间接触面不光滑;(3)两物体相对静止

但有相对滑动的趋势。

3.大小:在零至最大静摩擦力之间变化,一般情况下近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

4.方向:总是跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。

考点一、对力、重力、重心概念的理解

1.力的基本特性

(1)物质性:由于力是物体对物体的作用,所以力是不能脱离物体而独立存在的,一个力必然与两个物体密切相关,一个是其施力物体,另一个是其受力物体.

(2)矢量性:力不仅有大小,而且有方向,在相关的运算中所遵从的是平行四边形定则.

(3)瞬时性:所谓的力的瞬时性特征,指的是力与其作用效果是在同一瞬间产生的.

(4)

(5)相互性:力的作用总是相互的(牛顿第三定律).

2.重力与万有引力的区别与联系

(1)重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,

但不能认为重力就是地球对物体的吸引力.因地球对物体

的万有引力的一个分力是重力,另一个分力是物体随地球自转的向心力,如图所示.

(2)物体在地球上不同的纬度处随地球自转所需的向心力大小不同,方向垂直地轴,此原因导致同一物体在地球上不同纬度的重力的大小略有变化.由于地面与地心的距离不同,同一物体在不同高度受到的万有引力不同,这是导致同一物体在不同高度的重力的大小略有变化的又一原因.一般情况下,可不考虑地球的自转效果和所在高度差别,近似地认为重力等于万有引力.

(3)重力的方向竖直向下,垂直于水平面,不受其他作用力的影响,与物体的运动状态也没有关系.除赤道平面和两极点外,重力的方向也不指向地心,而万有引力的方向永远指向地心.

考点二、一般弹力的判定

1.弹力是否存在的判断方法

(1)根据弹力产生的条件直接判断

明显形变产生的弹力可根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.

[特别提醒] 判断是否存在弹力的依据是施力物体发生形变与否.

(2)利用假设法判断

微小形变产生的弹力,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定存在弹力.

(3)根据物体的运动状态判断

根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.

2.弹力方向的判断方法

(1)根据物体产生形变的方向判断

物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反,与自身(受力物体)形变方向相同.注意接触面间的弹力与接触面垂直.

(2)根据物体的运动状态判断

由状态分析弹力,即物体的受力必须与物体的运动状态符合,依据物体的运动状态,由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程,确定弹力方向.

(3)常见的几种弹力的方向特点

①弹簧的弹力:与弹簧测力计中心轴线重合,指向弹簧恢复原状方向.

②轻绳的弹力:轻绳对物体的弹力沿绳指向绳收缩的方向.