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1、第三章 相互作用本章讲述的是力的基础知识 重点是三个基本力：重力、弹力、摩擦力 一个基本方法：利用平行四边形定则对力 及其他矢量的合成与分解 一个延伸方法：正交分解法 一个基本能力：对物体的受力分析能力 一个基本条件：共点力平衡的条件教学要求和建议一、力和力的图示1、力的定义：力是物体和物体之间的相互作用重点：“相互”的含义a、力不会离开物体独立存在（避免多余力的出现）如： b、两物体不一定接触：力分接触力和非接触力两种 。 c、 施力物体和受力物体同时存在。2、力的测量方法：测力计 3、力的单位和矢量性 4、力的描述方法：力的图示：力的三要素，通过力的图示来描述力时 ，细节问题，比如标度、箭
2、头、规范性。力的示意图：只要画出力的方向和作用点，不要求 严格画出力的大小，但可用大体长短表示大小。5 5、力的分类、力的分类 按力的性质和力的效果分类按力的性质和力的效果分类性质力：重力、弹力、摩擦力、电磁力、分子力性质力：重力、弹力、摩擦力、电磁力、分子力效果力：支持力、压力、拉力、动力、阻力、向效果力：支持力、压力、拉力、动力、阻力、向 心力心力正确区分性质力和效果力是对物体进行受力分析的基正确区分性质力和效果力是对物体进行受力分析的基 础，也是正确解决力学问题的重要环节。础，也是正确解决力学问题的重要环节。根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同，如压根据效果命名的不同名称的力，性质可
3、能相同，如压 力和支持力都是弹力。性质不同的力，可以叫同一个力和支持力都是弹力。性质不同的力，可以叫同一个 名称，如重力、弹力都可使物体由静止开始运动，都名称，如重力、弹力都可使物体由静止开始运动，都 可叫动力，其作用效果可以相同。可叫动力，其作用效果可以相同。二、重力二、重力1 1、产生原因：由于物体受到地球吸引而产生，重力的、产生原因：由于物体受到地球吸引而产生，重力的 大小一般情况下小于地球对物体的引力大小大小一般情况下小于地球对物体的引力大小 2 2、大小：、大小：G=mgG=mg（说明（说明g g的含义，的含义，9 9。8N/kg8N/kg含义，地含义，地 球上不同位置球上不同位置g
4、 g的大小不同，随纬度的变化或高度的变的大小不同，随纬度的变化或高度的变 化而变化）化而变化）3 3、重力的方向：竖直向下（区别竖直向下和垂直向下、重力的方向：竖直向下（区别竖直向下和垂直向下 ）4 4、重心：重力的作用点、重心：重力的作用点重心是一个模型，实际不存在重心是一个模型，实际不存在错误认识：错误认识： 具有规则几何形状物体的重心在物体的几何中心；具有规则几何形状物体的重心在物体的几何中心； 重心一定在物体上重心一定在物体上 重心是物体上最重的一点重心是物体上最重的一点 重心位置和物体形状和质量分布有关，比如一杯水重心位置和物体形状和质量分布有关，比如一杯水 薄板重心的确定方法：悬挂
5、法薄板重心的确定方法：悬挂法三、四种基本相互作用：三、四种基本相互作用：1 1、万有引力：、万有引力： 存在于一切物体之间，相互作用强度随距离的增存在于一切物体之间，相互作用强度随距离的增 大而减小大而减小 2 2、电磁相互作用：、电磁相互作用： 存在于电荷和电荷间，运动电荷和磁极间，磁极存在于电荷和电荷间，运动电荷和磁极间，磁极 和磁极间和磁极间 3 3、强相互作用：、强相互作用： 存在于质子和质子间，质子和中子间，中子和中存在于质子和质子间，质子和中子间，中子和中 子间，短程力子间，短程力 4 4、弱相互作用：在放射现象中发现的，短程力、弱相互作用：在放射现象中发现的，短程力只要求知道各种
6、相互作用的发生区域，第二节 弹力1 1、弹性形变：物体形变后能够回复原状、弹性形变：物体形变后能够回复原状物体在外力的作用下都能发生形变。物体在外力的作用下都能发生形变。 形变比较明显的可直接看出形变比较明显的可直接看出( (如弹簧的伸长或缩如弹簧的伸长或缩 短短) ) ；有的形变微小，需要特殊方法才可观察到。；有的形变微小，需要特殊方法才可观察到。如利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变，利如利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变，利 用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变，都是把微用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变，都是把微 小形变放大以利于观察，有条件的话尽量给学生演示小形变放大以利于观察，
7、有条件的话尽量给学生演示 。把微小变化放大以利于观察或测量的实验方法，可。把微小变化放大以利于观察或测量的实验方法，可 以叫以叫“ “微量放大法微量放大法” ”，这是物理学中研究问题的一种重，这是物理学中研究问题的一种重 要方法，。要方法，。2 2、弹力的产生条件：、弹力的产生条件：相互接触；相互挤压；发生弹性形变相互接触；相互挤压；发生弹性形变 特点：弹力是接触力，方向与接触面垂直特点：弹力是接触力，方向与接触面垂直弹力是否存在的判断方法：弹力是否存在的判断方法： 按照弹力产生的条件判断按照弹力产生的条件判断 假设法：有些形变不明显，可假设把相接触的某个假设法：有些形变不明显，可假设把相接触
8、的某个 物体撤去，看研究对象的运动状态有无改变：若无改物体撤去，看研究对象的运动状态有无改变：若无改 变，则无弹力作用；若发生改变，则有弹力存在。变，则无弹力作用；若发生改变，则有弹力存在。 利用力的作用效果判断利用力的作用效果判断3 3、弹力的分类：、弹力的分类： 高中阶段的弹力大致可划分为：支持力、压力和拉力高中阶段的弹力大致可划分为：支持力、压力和拉力4、弹力的方向：指向发生形变的物体回复原状的方向 。学生在学习弹力方向判定的时候，很容易糊涂。 （是重点也是难点）绳子拉力(绳子对所拉物体的弹力)的方向总是沿着 绳而指向绳收缩的方向压力的方向垂直于支持面指向被压的物体支持力的方向垂直于支持
9、面指向被支持的物体“ “支持面支持面” ”就是两物的接触面。深入考察一般物体的就是两物的接触面。深入考察一般物体的 接触情况，大致有以下几种：接触情况，大致有以下几种： A A平面与平面接触：弹力与平面垂直平面与平面接触：弹力与平面垂直 B B点与平面接触：弹力通过接触点垂直于平面点与平面接触：弹力通过接触点垂直于平面 C C点与曲面接触：弹力通过接触点垂直于过点的切面点与曲面接触：弹力通过接触点垂直于过点的切面 D D曲面与曲面接触：弹力通过接触点垂直于公切面曲面与曲面接触：弹力通过接触点垂直于公切面( ( 相当于点与点接触相当于点与点接触) )弹力是否存在，如何来判断【例例题题题题】如如图
10、图图图所示，所示，质质质质量量为为为为m m的小球，在互成的小球，在互成120120的的 两光滑平面两光滑平面间间间间静止，且静止，且0N0N水平，水平，则则则则球球对对对对OMOM面的面的压压压压力大力大 小小为为为为_。球面接触处弹力的方向： 垂直于切面；必定过球心；与重心位置无关绳的拉力沿绳ABAAA AAOAB5 5、胡克定律：、胡克定律： 条件：在弹性限度内条件：在弹性限度内 大小：弹簧的弹力大小和弹簧的形变量成正比大小：弹簧的弹力大小和弹簧的形变量成正比公式：公式： 各个物理量的单位以及表示的含义要强调：各个物理量的单位以及表示的含义要强调： x x是形变量，不是弹簧长度，也不单是
11、弹簧的伸长是形变量，不是弹簧长度，也不单是弹簧的伸长 量而是弹簧的形变量。量而是弹簧的形变量。 K K的单位的单位N Nm m 要注意有时需要化单位要注意有时需要化单位，1.1.定定义义义义：理解：理解 “ “相相对对对对运运动趋势动趋势动趋势动趋势 ” ”：假：假设设设设没有静摩擦力没有静摩擦力 的存在，物体的存在，物体间间间间就会就会发发发发生相生相对对对对运运动动动动。斜面上物体就。斜面上物体就 是由于有静摩擦力存在；如果接触面光滑。没有静是由于有静摩擦力存在；如果接触面光滑。没有静 摩擦力，摩擦力，则则则则由于重力的作用，物体会沿斜面下滑。由于重力的作用，物体会沿斜面下滑。2.2.条件
12、：条件：两物体直接接触、相互两物体直接接触、相互挤压挤压挤压挤压 有有弹弹弹弹力力产产产产生；生；接触面粗糙；接触面粗糙；两物体保持相两物体保持相对对对对静止但有相静止但有相对对对对运运动趋势动趋势动趋势动趋势 。 3.3.大小：通常用二力平衡求大小：通常用二力平衡求0 0ffmaxffmax一、静摩擦力一、静摩擦力4.4.方向：与接触面相切，与方向：与接触面相切，与相对运动趋势相对运动趋势方向相反，方向相反， 与弹力垂直与弹力垂直 “ “相对运动趋势的方向相对运动趋势的方向” ”的确定：假设接触面光滑时的确定：假设接触面光滑时 ，物体将要发生的相对运动的方向，从而得出静摩擦，物体将要发生的相
13、对运动的方向，从而得出静摩擦 力的方向力的方向-与相对运动趋势的方向相反与相对运动趋势的方向相反 静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反， 但并非一定与物体的运动方向相反但并非一定与物体的运动方向相反5.5.注意：注意： 静摩擦力的大小是被动的，一般等于产生相对运静摩擦力的大小是被动的，一般等于产生相对运 动趋势的力的大小。动趋势的力的大小。 最大静摩擦力是固定不变的，没有特殊说明时认最大静摩擦力是固定不变的，没有特殊说明时认 为最大静摩擦力为最大静摩擦力=滑动摩擦力，实际上要比滑动摩滑动摩擦力，实际上要比滑动摩 擦力要大一点。这一点可以通过手拉
14、弹簧秤带动桌擦力要大一点。这一点可以通过手拉弹簧秤带动桌 面上的木块由静止到运动这个过程中读数的变化来面上的木块由静止到运动这个过程中读数的变化来 说明。说明。【例题】皮带传动装置中，主动轮 和从动轮以及传送带都没有打滑 ，判断主动轮和从动轮边缘受到 的摩擦力是什么摩擦力？摩擦力 的方向？两轮相对于皮带运动趋 势的方向如何？主动轮从动轮该题目较难，可以从相对运动趋势方法来判断。也可以换 一个角度来思考，让学生考虑：从动轮为什么转动？从而 判断从动轮受的摩擦力方向。再反过来判断相对运动趋势 的方向。同理：主动轮受的摩擦力也很容易判断了。通过这个题目的练习，让学生知道，解决物理问题的方法 不只一个
15、。可以多方位、多渠道去解决，增强学生思维的 灵活度。二、滑二、滑动动动动摩擦力摩擦力1.1.条件：条件：两个物体直接接触、相互两个物体直接接触、相互挤压挤压挤压挤压 有有弹弹弹弹力力产产产产生生 强强调调调调有有弹弹弹弹力才有摩擦力，无力才有摩擦力，无挤压挤压挤压挤压 的的弹弹弹弹力一定无摩擦力力一定无摩擦力接触面粗糙：凡接触面粗糙：凡题题题题中写明中写明“ “接触面光滑接触面光滑” ”、“ “光滑小球光滑小球 ” ”等，等，统统统统统统统统 不考不考虑虑虑虑摩擦力摩擦力 接触面上接触面上发发发发生相生相对对对对运运动动动动注意：注意：“ “相相对对对对运运动动动动” ”与与“ “物体运物体运
16、动动动动” ”不是同一概念，不是同一概念，“ “相相 对对对对运运动动动动” ”是指受力物体相是指受力物体相对对对对于施力物体的运于施力物体的运动动动动；而；而“ “ 物体的运物体的运动动动动” ”一般指物体相一般指物体相对对对对地面的运地面的运动动动动2.2.大小：大小： 压压压压力力N N与重力与重力G G是两种不同性是两种不同性质质质质的力，它的力，它们们们们在大在大 小上可以相等，也可以不等，也可以毫无关系，用小上可以相等，也可以不等，也可以毫无关系，用 力将物力将物块压块压块压块压 在在竖竖竖竖直直墙墙墙墙上且上且让让让让物物块块块块沿沿墙墙墙墙面下滑，物面下滑，物 块块块块与与墙墙墙墙面面间间间间的的压压压压力就与物力就与物块块块块重力无
