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专题 03 相互作用
考点内容 要求 课程标准要求
重力、基本相互作用 c
1.认识重力、弹力与摩擦力。通过实验,
弹力 c
了解胡克定律。知道滑动摩擦和静摩擦现象,
摩擦力 c 能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。
2.通过实验,了解力的合成与分解,知道
力的合成 c 矢量和标量。
3.能用共点力的平衡条件分析生产生活中
力的分解 c
的问题。
共点力平衡条件及应用 c
力是物体间的相互作用. 物质性,相互性,矢量性.
力的三要素:大小、方向、作用点. 力的示意图
力的概念 力的图示:用一条带箭头的线段形象地表示力的三要素
常 产生:地球吸引. 大小:G=mg. 方向: 竖直向下.
重力
见 重心:重力的等效作用点,重心不一定在物体上.
三
种 产生:①物体间直接接触 ②接触面发生弹性形变
力
力 方向:与物体所受外力方向、物体形变方向相反
弹力 大小:胡克定律:F=kx (k劲度系数,由弹簧本身定)
产生:①面粗糙 ②有挤压(即有弹力)
静摩擦力 ③相对静止,但有相对运动趋势
摩擦力 方向:沿接触面,与相对运动趋势方向相反
大小:0F+F时无解)
1 2 1 2
已 知 合
力 与 一
个 分 力
的 大 小
和方向 有唯一解
已 知 合
力 与 一 在0<θ<90°时有三种情况:
个 分 力 (1)当F=Fsinθ或F>F时,有一组解;
1 1
的 大 小 (2)当FF时有一组解,其余情况无解
1
的方向
六、正交分解法及其求合力的基本步骤
1.选取正交方向:正交的两个方向可以任意选取,不会影响研究
的结果,但如果选择合理,则解题较为方便.
技巧点拨:选取正交方向的一般原则:①使尽量多的矢量落在坐标轴上;②平行和垂直于接触面;③平行和垂直于运动方向.
2.分别将各力沿正交的两个方向(x轴和y轴)分解.
3.求分解在x轴和y轴上的各分力的合力F 和F,则有
x y
F = + + +…,
x合
F = + + +….
y合
4.求合力:求F 和F 的合力F
x合 y合 合
F
F = √F2 +F2
tanθ=
F
y合
大小 合 x合 y合,方向 x合
七、受力分析
1.力学中,有且仅有三种性质的力:重力、弹力、摩擦力。因此,要明确一个受几个力的作用。就只
须从这三方面入手分析。
2. 受力分析的基本方法:
①明确研究对象
在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体(整体),只
分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(既研究对象所受的外力),而不分析研究对象施予外界的力。
②隔离研究对象,按顺序找力(注意避免多力或少力).
把研究对象从实际情景中分离出来,按先已知力,再重力,再弹力,然后摩擦力(只有在有弹力的接
触面之间才可能有摩擦力),最后其它力的顺序逐一分析研究对象所受的力,并画出各力的示意图。
每分析一个力,都应找到施力物体,若没有施力物体,则该力一定不存在,特别是检查一下分析的结果,
能否使对象与题目所给的运动状态(静止或加速)相一致,否则,必然发生了多力或漏力现象.
合力和分力不能同时作为物体受到的力.
③只画性质力,不画效果力
画受力图时,只能按力的性质分类(如重力、弹力、摩擦力)画力,不能按作用效果(拉力、压力、
向心力、下滑力、上升力等)画力,否则将出现重复.
技巧点拨:
①画受力分析时,统一将作用点画在重心上;先使用铅笔和刻度尺画出受力示意图;分析无误后,用
黑色字迹的钢笔或签字笔描黑,并标记力,涂改者不得分.
②确定所研究的物体,分析周围物体对它产生的作用,不要分析该物体施于其他物体上的力,也不要
把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上.③按“性质力”的顺序分析.即按重力、弹力、摩擦力、其他力顺序分析,不要把“效果力”与“性
质力”混淆重复分析.
④如果有一个力的方向难以确定,可用假设法分析.先假设此力不存在,想像所研究的物体会发生怎
样的运动,然后审查这个力应在什么方向,对象才能满足给定的运动状态.
八、动态平衡问题
动态平衡是指研究对象的某些参量在变化,如速度、受力状态等,但是非常缓慢,可以看成平衡状态,
因此题目中有关键词「缓慢」、「轻轻地」等
1.平行四边形定则是基本方法,但也要根据实际情况采用不同的方法,若出现直角三角形,常用三角函
数表示合力与分力的关系.
2.图解法的适用情况:用图解法分析物体动态平衡问题时,一般物体只受三个力作用,且有两个不变量,
即其中一个力大小、方向均不变,另一个力的方向不变或另两个力的夹角不变.
技巧点拨:图解法的一般步骤
①对研究的对象进行受力分析
②画出受力分析的平行四边形或者头尾相连的三角形
③找出一个大小方向都不变的力,找出一个方向不变的力,结合平行四边形各边或者角
度的变化确定力的大小及方向的变化情况
3. 相似三角形法的适用情况:对于两个力的方向都在变化的情况,通过相似,转移力三角形到结构三
角形中求解
技巧点拨:相似三角形法的一般步骤
①对物体受力分析
②若处于平衡状态且受三个力,构成首尾相接的力学三角形
③寻找与力学三角形相似的几何三角形
④根据几何三角形长度及夹角的变化判断力的大小和方向的变化
4.用力的矢量三角形分析力的最小值问题的规律:
①若已知F 的方向、大小及一个分力F的方向,则另一个分力F取最小值的条件为F⊥F;
合 1 2 2 1
②若已知F 的方向及一个分力F的大小、方向,则另一个分力F取最小值的条件为F⊥F .
合 1 2 2 合
九、平衡中的临界与极值问题
1.临界问题
当某物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好
不出现”,在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述.2.极值问题
平衡物体的极值,一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题.
3.解决极值问题和临界问题的方法
①极限法:首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,找出平衡的临界点和极值点;临界条件必须在
变化中去寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而要把某个物理量推向极端,即极大和极小.
数学分析法:通过对问题的分析,依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(画出函数图像),用数学
方法求极值(如求二次函数极值、三角函数极值).
(3)物理分析方法:根据物体的平衡条件,作出力的矢量图,通过对物理过程的分析,利用平行四边形定
则进行动态分析,确定最大值与最小值.