第三章相互作用.doc

第三章 相互作用

1、力和力的运算
力的概念： 力是物体与物体间的相互作用 ；
力是运动状态改变的原因（力是产生加速度原因）。
力的运算：力的合成 ；正交分解（分是为了更好的和）。
运算的依据是平行四边形定则（三角形定则）。
例题1.在验证力的平行四边形定则的实验中,两弹簧秤拉力的图示在图中作出方格每边的长度表示1 N,O是橡皮筋的一个端点.用两个直角三角板按照作图法作出合力F的图示,得到的合力的大小为 N.
2.如图所示,重物的质量为m,轻细线AO和BO的A、B
端是固定的,平衡时AO是水平的,BO与水平面的夹角θ。AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是多少？
练习1、将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮筋的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分 N和 N (只需读到0.1 N).
(2)在方格纸(见右图)上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.
F3
F2
F1
练习题2、如图F1=12N, F2 =8N, F3=10N.
F1在竖直方向，三力互成120O角。
求：三个力的合力。

2、重力和四种基本相互作用：
1）重力的产生；
2）重力在斜面的分解；重力与滑动摩擦力中正压力的关系；
3）对近地卫星有mg=F向心力可得();
4)、在具地面h高处的重力加速度也可以用公司计算。
5）、四种基本相互作用：万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
例1、设想地球是质量分布均匀的球体,同一物体分别位于赤道、北极和北纬60°上某一位置时,物体所受万有引力和重力依次是F1、F2、F3和G1、G2、G3,试比较F1、F2、F3和G1、G2、G3的大小关系.
2、下列说法正确的是 …………………………（ ）
A.形状规则的物体的重心,一定在物体的几何中心上 B.物体的重心一定在其内部
C.地球对物体的吸引力,就是物体的重力 D.物体的重力,是由于地球对物体的吸引而产生的
练习题1、 关于重力的大小,下列说法中正确的是 ……………………（ ）
A.物体的重力大小总是恒定的 B.同一地点,物体的重力与物体的质量成正比
C.物体落向地面时受到的重力大于它静止时所受到的重力 D.物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力
2、当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而 增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v,且正比于球半径r,即阻力f=krv,k是比例系数,对于常温下的空气,比例系数k=3.4×10-4 N·s/m2.已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,取重力加速度g=10 m/s2,试求半径r=0.10 mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度vT.(结果取两位有效数字) （1.2 m/s）
3、弹力（是一种接触力）
1）弹力的产生条件 ；
2）弹力的方向；
3）橡皮筋和弹簧（F=KX）的渐变弹力；
4）绳和杆上的突变弹力以及方向的不同。
【例1】如图1-1-5所示，轻质弹簧连接A、B两物体，A放在水平地面上、B的上端通过细线挂在天花板上；已知A的重力为8 N、B的重力为6 N、弹簧的弹力为4 N.则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是 …………………… ( )
A.18 N和10 N B.4 N和10 N C.12 N和2 N D.14 N和2 N
2．S1和S2表示劲度系数分别为和的两根弹簧，；和表示质量分别为和的两个小物块，＞，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 ………………………( )
（A）S1在上，在上 （B）S1在上，在上
（C）S2在上，在上 （D）S2在上，在上
3、光滑的水平面叠放有质量分别为m和m/2的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，系统的最大振幅为( )
A.       B.      C.       D.
4.如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O是球心,碗的内表面光滑.一根轻质杆的两端固定有两个小球,质量分别是m1、m2.当它们静止时, m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60°角、30°角,则碗对两小球的弹力F1、F2大小之比是。
A.1∶2 B.∶1 C.1∶ D. ∶2
5.如图所示,轻绳AB总长为l,用轻滑轮悬挂重为G的物体.绳能承受的最大拉力是2G,将A端固定,将B端缓慢向右移动d而使绳不断,求d的最大值.
6.表面光滑、半径为R的半球固定在水平地面上,球心O的正上方O′处有一无摩擦定滑轮,轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上,如图所示.两小球平衡时,若滑轮两侧细绳的长度分别为L1=2.4R和L2=2.5R,则这两个小球的质量之比m1∶m2为（不计球的大小）…………（ ）
A.24∶1 B.25∶1 C.24∶25 D.25∶24

7.如图所示,小车上固定一根折成θ角的折杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球,试分析下列情况下,杆对球的作用力.
（1）小车静止. （2）小车以加速度a水平向右运动.

8.如图9所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，Q正上方的P点用丝线悬挂另一质点B，A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减小.在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小……………（ ）
A.保持不变 B.先变大后变小 C.逐渐减小 D.逐渐增大

4、摩擦力（是一种接触力）
1）产生静、动摩擦力的条件；
2）静摩擦力用力的平衡（有时要根据运动状态）求解、动摩擦力据求解；3）方向判断；
4）摩擦力做功（特别是动摩擦力做功导致内能的产生）
例题1.木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上，如图所示。力F作用后……………………………( )
 A.木块A所受摩擦力大小是12.5 N
B.木块A所受摩擦力大小是11.5 N
C.木块B所受摩擦力大小是9 N
D.木块B所受摩擦力大小是7 N
2、用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L。现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L。斜面倾角为30，如图所示。则物体所受摩擦力 …………………( )
A.等于零 B.大小为，方向沿斜面向下
C.大于为，方向沿斜面向上 D.大小为mg，方向沿斜面向上
3、如图，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑。已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为。B与斜面之间的动摩擦因数是 …………(  )
A.       B.        C.      D.
4、长直木板的上表面的一端放置一个铁块,木板放置在水平面上,将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起,木板另一端相对水平面的位置保持不变,如图所示.铁块受到的摩擦力f随木板倾角α变化的图线可能正确的是（设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小） …… （ ）

5.如图所示,物体A、B叠放在物体C上,水平力F作用于A,使A、B、C一起共同匀速运动,各接触面间的摩擦力的情况是 ………………………………………………………………（ ）
A.A对C有向左的摩擦力 B.C对B有向左的摩擦力
C.物体C受到三个摩擦力作用 D.C对地有向右的摩擦力
6.如图所示,板A的质量为m,滑块B的质量为2m,板A用绳拴住,绳与斜面
平行,滑块B沿倾角为α的斜面在A板的中间一段匀速下滑,若A、B之间
以及B与斜面间的动摩擦因数相同,求动摩擦因数μ.
v
F
θ
　8．如图4是一主动轮A通过皮带带动从动轮B的示意图，主动轮的转动方向如图所示，试分析A轮上M点和B轮上N点受到的摩擦力的方向：fM______，fN______。
9.如图所示，质量为m的物体在与天花板夹角为θ的恒力F作用下，沿天花板做匀速直线运动，物体与天花板间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为：①Fsinθ，②Fcosθ，③μ(Fsinθ-mg)，④μ(mg- Fsinθ)。以上正确的有（ ）
A.只有①③ B.只有②④ C.只有②③ D.只有①④

10.如图，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计。若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为 （ ）
F
Q
P
A．4μmg B．3μmg C．2μmg D．μmg

5、整体法和隔离法：
1）隔离法：
将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体所受到的各个力，称为隔离法。隔离法的原则：把相连结的各物体看成一个整体,如果要分析的是整体内物体间的相互作用力(即内力),就要把跟该力有关的某物体隔离出来,当然,对隔离出来的物体而言,它受到的各个力就应视为外力了。
2)、整体法：
把相互连结的几个物体视为一个整体(系统)，从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力(外力)，称为整体法。
整体法的基本原则：
（1）当整体中各物体具有相同的加速度（加速度不相同的问题，中学阶段不易采用整体法）或都处于平衡状态（即a=0）时，命题要研究的是外力，而非内力时，选整体为研究对象。
（2）整体法要分析的是外力，而不是分析整体中各物体间的相互作用（内力）。
（3）整体法的运用原则是先避开次要矛盾（未知的内力）突出主要矛盾（要研究的外力）这们一种辩证的思想。
3)、整体法、隔离法的交替运用。
对于连结体问题，多数情况即要分析外力，又要分析内力，这时我们可以采取先整体（解决外力）后隔离（解决内力）的交叉运用方法，当然个别情况也可先隔离（由已知内力解决未知内力）再整体的相反运用顺序。
例题1、如图所示，物体A和B靠在一起放在光滑水平面上，物体A受到水平向右的推力，大小为10N，已知物体A的质量为2kg，物体B的质量为3kg，求物体A运动的加速度及物体A、B间的相互作用力．

2、如图所示，如图3所示，质量M=10kg的木楔ABC静止于粗糙的水平面上，动摩擦因数μ=0.02．在楔的倾角为θ=30°的斜面上，有一质量m=1.0kg的木块从静止开始沿斜面下滑，当滑行路程s=1.4m时，其速度v=1.4m/s，在这过程中楔没有动，求地面对楔的摩擦力的大小和方向（重力加速度取10m/s2）．

3．如图所示，水平桌面上的物体A，质量为m1，与桌面的滑动摩擦系数为μ，用细绳跨过定滑轮与质量为m2的物体B连接，设B的加速度为a.把B移去，用一竖直向下的拉力F＝m2g代替B，设这时A的加速度为a′，试比较a′与a的大小关系（要有分析过程）　

ө
m
M
F
4、如图所示，质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为，物体B与斜面间无摩擦。在水平向左的推力F作用下，A与B一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动。已知斜面的倾角为，物体B的质量为，则它们的加速度及推力F的大小为（ ）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
5、水平面上有一带圆弧形凸起的长方形木块A，木块A上的物体B用绕过凸起的轻绳与物体C相连，B与凸起之间的绳是水平的。用一水平向左的拉力F作用在物体B上，恰使物体A、B、C保持相对静止，如图。已知物体A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，不计所有的摩擦，则拉力F应为多大？

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