专题二 相互作用
考纲展示 命题探究
考点一 常见的性质力
基础点
知识点1 力、重力 1．力的概念
(1)力是物体间的相互作用，力总是成对出现的，这一对力的性质相同，不接触的物体间也可以有力的作用，如重力、电磁力等。
(2)力是矢量，其作用效果由大小、方向及作用点三个要素决定。力的作用效果是使物体产生形变或加速度。
2．力的分类
按力的性质可分为重力、弹力、摩擦力、安培力、洛伦兹力、分子力、核力等。按力的效果可分为动力、阻力、向心力、回复力、浮力、压力、支持力等。即使力的作用效果相同，这些力产生的条件及性质也不一定相同。
3．重力
(1)产生：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。
(2)大小：G＝mg，大小与物体的运动状态无关，与物体所在的纬度、高度有关。 (3)方向：竖直向下。 (4)作用点：重心。
(5)测量：用弹簧测力计测量，测量时需使物体处于平衡状态。 知识点2 形变、弹性、胡克定律 1．形变
物体在力的作用下形状或体积的变化。 2．弹性形变
有些物体在形变后撤去外力作用后能够恢复原状的形变。 3．弹力
(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。 (2)产生条件 ①物体间直接接触；
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②接触处发生弹性形变。
(3)方向：总是与施力物体形变的方向相反。 4．胡克定律
(1)内容：在弹性限度内，弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成正比。 (2)表达式：F＝kx。
①k是弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，用符号N/m表示；k的大小由弹簧自身性质决定。
②x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。 知识点3 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 1．静摩擦力与滑动摩擦力
名称 项目 定义 产生 条件 大小、 方向 作用 效果 ①接触面粗糙 ②接触处有压力 ③两物体间有相对运动趋势 大小：0 重难点 一、弹力的分析与计算 1．弹力有无的判断 (1)弹力产生的条件 ①两物体相互接触；②物体发生弹性形变。 这两个条件缺一不可。弹力是接触力，但相互接触的物体间不一定存在弹力，还要看两 总是阻碍物体间的相对运动 FfFN 物体间有没有挤压而发生弹性形变。 (2)判断是否发生形变的方法 对于形变明显的情况(如弹簧)，可由形变直接判断。 形变不明显时，通常用下面的三种方法进行分析判断。 假设法 思 假设将与研究对象接触的物体移走，判断研究对象的运动状态是否发生改变，路 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 2 / 16 例 证 图中细线竖直、斜面光滑，因去掉斜面体，小球的状态不变，故小球只受细线的拉力，不受斜面的支持力 思 用细绳替换装置中的杆，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说明路 杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力 替代法 例 证 图中AB、AC为轻杆。用绳替换AB，原装置状态不变，说明AB对A点施加的是拉力；用绳替换AC，原状态不能维持，说明AC对A点施加的是支持力 思 由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体路 的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程，求解物体间的弹力 状态法 例 证 若小车匀加速向右运动，A必然受车厢壁的弹力才能随车向右加速运动；若小车向右匀速运动，则由平衡条件可得，车厢壁对A没有弹力 2.弹力方向的判断 (1)根据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)形变方向相同判断。 (2)由物体的运动状态，根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律进行判断。 物体的受力必须与物体的运动状态相符合。可根据物体的运动状态，先假设一个弹力的方向，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程，求出弹力。若所得结果为正值，则弹力方向与假设方向相同；若为负值，则弹力方向与假设方向相反。 (3)几种弹力的方向 弹力 弹簧两端的弹力 轻绳的弹力 面与面接触的弹力 点与面接触的弹力 球与面接触的弹力 球与球接触的弹力 杆的弹力 特别提醒 3 / 16 弹力的方向 与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向 沿绳指向绳收缩的方向 垂直于接触面指向受力的物体 过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体 在接触点与球心的连线上，指向受力物体 垂直于过接触点的公切面而指向受力物体 可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析 “自由杆”即在连接处可以自由转动的杆，杆的受力一定沿杆的方向，否则就会转动；“固定杆”即在连接处不能自由转动的杆，杆的受力不一定沿杆的方向，应由物体所处的状态决定。 3．弹力的大小 (1)与形变大小有关，同一物体形变越大，弹力越大。 (2)一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等。 (3)对于弹簧，弹力的大小可以由胡克定律F＝kx进行计算，k为弹簧的劲度系数，由弹簧本身特性决定。 ①弹簧的劲度系数k由弹簧本身的特性(材料、长度、横截面积等)决定，与F、x无关。可以证明，劲度系数为k1、k2的两个弹簧串联后，k串＝ k1k2 ；并联后，k并＝k1＋k2。 k1＋k2 ②相比而言，k越大，弹簧越“硬”；k越小，弹簧越“软”。弹簧发生“弹性形变”必须在弹性限度内。 ③表达式中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长或缩短的长度，而不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度。弹簧伸长或压缩相同长度，弹力大小相等，但方向不同。 ④根据胡克定律，可作出弹力F与形变量x的关系图象，如图所示。这是一条通过原点ΔF的倾斜直线，其斜率k＝反映了劲度系数的大小，故胡克定律还可写成ΔF＝kΔx，即弹 Δx力的变化量跟弹簧形变的变化量成正比。 二、摩擦力的分析与计算 1．摩擦力有无的判断 (1)由摩擦力的产生条件判断 摩擦力的产生条件：①接触面间有弹力；②接触面粗糙；③有相对运动或相对运动的趋势。当这三个条件都满足时，有摩擦力产生；有一个条件不满足，就没有摩擦力。 特别提醒 摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，不一定阻碍物体的运动，即摩擦力可能是阻力，也可能是动力。 (2)根据运动状态判断 对于处于平衡状态的物体，结合物体所受其他外力的情况进行判断。即：①假设没有摩 4 / 16