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1、本 章 整 合第三章 相互作用本章知识可分为三个组成部分。第一部分:力的基本概念;第二部分:三种常见的力;第三部分:力的合成与分解及其应用。一、力的基本概念二、三种常见的力 三、力的合成与分解及其应用 一、弹力与摩擦力的对比理解1.弹力有无的判断方法(1)直接法。对于物体形状变化明显的情况,可由形变情况直接判断弹力是否存在,如弹簧、橡皮条产生弹力的情况。(2)假设法。假设与研究对象相接触的物体施加了弹力,画出假设状态下的受力分析图,判断受力情况与物体的运动状态是否矛盾。若矛盾,说明二者之间没有弹力,若不矛盾,说明二者之间有弹力。(3)状态法。将与研究对象相接触的物体撤离,看研究对象的运动状态是
2、否改变,若没有改变,则无弹力作用,若发生改变,则有弹力存在。2.摩擦力(1)对摩擦力的进一步理解。摩擦力的方向与“相对运动”或“相对运动趋势”方向相反,但并不一定与物体的运动方向相反。摩擦力阻碍的是物体的“相对运动”或“相对运动趋势”,并不是阻碍物体的运动,摩擦力并不都是阻力。(2)摩擦力有无的判断方法。(3)摩擦力的计算方法。静摩擦力:根据平衡知识求解。滑动摩擦力:用公式Ff=FN求解。【例1】 跨过光滑定滑轮的轻绳,两端各拴一个物体,如图所示。物体A和B重力均为20 N,水平拉力F=12 N。若物体A和B均处于静止状态,试分析物体A和B的受力情况,并计算各力的大小。解析:物体的受力情况如图
3、所示,物体A和B均处于静止状态,它们所受合力均为0。物体B受重力GB和拉力FT,则GB=FT=20 N。 物体A受重力GA=20 N,水平拉力F=12 N,绳子拉力FT=20 N,水平面支持力FN=GA-FTsin 30=10 N,FT的水平分力为FTcos 3017 N。由于FT向左的水平分力比方向向右的水平拉力F大5 N,所以物体A还受到5 N 的静摩擦力Ff的作用,其方向向右。答案:见解析二、物体的受力分析1.受力分析的方法:整体法与隔离法2.受力分析时需要注意的问题(1)只分析所受的力在进行受力分析时,一定要注意,我们分析的是物体“受到”的力,而不是物体对外施加的力,也不要把作用在其他
4、物体上的力,错误地认为通过“力的传递”而作用在研究对象上。(2)只分析外力对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力分析图上。(3)合力与分力进行受力分析时,同一物体受到的合力与分力是“等效替代”的关系,不能同时出现。(4)力与物体的运动状态分析物体受力时,要注意物体所处的状态,物体所处的状态不同,其受力情况一般也不相同。如:放在水平传送带上的物体随传送带一起运动时,若传送带加速运动,物体受到的摩擦力向前;若传送带减速运动,物体受到的摩擦力向后;若传送带匀速运动,物体不受摩擦力作用。【例2】 如图
5、所示,截面为三角形的木块a上放置一铁块b,三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直面上,现用竖直向上的作用力F推动木块与铁块一起向上匀速运动,运动过程中铁块与木块始终保持相对静止,则下列说法正确的是()A.木块a与铁块b间一定存在摩擦力B.木块与竖直墙面间一定存在水平弹力C.木块与竖直墙面间一定存在摩擦力D.竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和解析:铁块b匀速运动,故铁块b受重力、斜面对它的垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力,选项A正确;将a、b看作一个整体,竖直方向:F=Ga+Gb,选项D错误;整体水平方向不受力,故木块与竖直墙面间不存在水平弹力,没有弹力也就没有摩擦力,选
6、项B、C均错误。答案:A方法技巧受力分析时如何防止“多力”或“丢力”?(1)防止“多力”的有效途径是找出力的施力物体,若某力有施力物体则它实际存在,无施力物体则它不存在。另外合力与分力不要重复分析。(2)按正确的顺序(即一重、二弹、三摩擦、四其他)进行受力分析是保证不“丢力”的有效措施。变式训练变式训练1 (多选)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直挡板MN,在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使MN保持竖直,缓慢地向右移动,在Q落到地面以前,发现P始终保持静止。在此过程中,下列说法中正确的是() A.Q所受
7、的合力始终为零B.地面对P的摩擦力逐渐增大C.P、Q间的弹力先减小后增大D.MN对Q的弹力逐渐减小解析:先对Q受力分析,受重力、P对Q的支持力和MN对Q的支持力,如图所示。根据共点力平衡条件,有 ,FN2=mgtan ;再对P、Q整体受力分析,受重力、地面支持力、MN挡板对其向左的支持力和地面对其向右的摩擦力,如图所示。根据共点力平衡条件,有Ff=FN2,FN=(M+m)g,故Ff=mgtan ;MN保持竖直且缓慢地向右移动过程中,角不断变大,故Ff变大,FN不变,FN1变大,FN2变大,P、Q受到的合力始终为零。故选A、B。答案:AB三、分析平衡问题的基本思路和方法1.分析平衡问题的基本思路
8、(1)明确平衡状态(合力为零)。(2)巧选研究对象(整体法和隔离法)。(3)受力分析(画出规范的受力分析图)。(4)列平衡方程(灵活运用力的合成法、正交分解法、矢量三角形法及数学解析法)。(5)求解或讨论(解的结果及物理意义)。2.分析平衡问题的基本方法(1)力的合成法一般用于受力个数为三个时(2)力的效果分解法一般用于受力个数为三个时(3)正交分解法一般用于受力个数较多时【例3】 如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O。轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角=37,物体甲、乙均处于静止状态。(已知:sin 37=0.6,cos 37=0.8, tan 37=0.75,g取10 N/kg)求: (1)轻绳OA、OB受到的拉力各多大?(试用三种方法求解)(2)物体乙受到的摩擦力多大?方向如何?解析:(1)方法一:对结点O进行受力分析(如图),把FA与FB合成
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