内容正文:
第二章 相互作用
章末总结
【要点归纳】
一、对弹力的理解
1.弹力产生的条件
(1)两物体相互接触;(2)接触面处产生弹性形变.
2.影响弹力大小的因素:弹力是被动力,其大小由物体所处状态,外部对它所施加的力以及物体的形变程度决定.
3.弹力有无的判断:两接触物体间是否存在弹力作用的判断是一个难点,尤其是对一些微小形变的分析,因此分析弹力产生时,要注意两个条件:接触且发生弹性形变,当难以直接判断时,可采用如下方法.
(1)假设法判断:即假设弹力存在或不存在,看假设的结果是否符合物体的运动状态.
(2)根据力的作用效果判断:根据物体所处的状态以及状态的变化情况判断弹力的有无.
4.确定弹力大小的两种情况:
(1)符合胡克定律的情形直接由F=kx求(如弹簧、橡皮条等在弹性限度内).
(2)不符合胡克定律的情形,如绳、杆或接触面之间的弹力,其大小与物体的运动状态有关
二、对摩擦力的理解:
1.产生摩擦力的条件必须具备以下三点:①接触面间有弹力;②接触面不光滑;③物体间有相对运动或相对运动趋势.
2.摩擦力总是阻碍互相接触的两物体间将要发生或已经发生的相对运动,而不能理解为阻碍物体的运动.
3.摩擦力的大小与运动速度的大小无关.
4.摩擦力作用在两物体的接触面上,但摩擦力的大小与接触面积的大小无关.
5.滑动摩擦力的大小根据F=μFN求解,也可以根据物体的运动状态求解;而静摩擦力的大小须结合物体的运动状态,根据平衡条件具体计算.
三、受力分析
1.概念:所谓物体受力分析,是指把研究的对象在特定的物理环境中所受的所有外力找出来,并画出受力示意图.
2.物体受力分析的一般思路:
(1)明确研究对象,并将它从周围的环境中隔离出来,以避免混淆.由于解题的需要,研究的对象可以是质点、结点、单个物体或物体系统.
(2)按顺序分析物体所受的力.一般按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序比较好,要养成按顺序分析力的习惯,就不容易漏掉某个力.
(3)正确画出物体受力示意图.画每个力时不要求严格按比例画出每个力的大小,但方向必须画准确.一般要采用隔离法分别画出每一个研究对象的受力示意图,以避免发生混乱.
(4)检查.防止错画力、多画力和漏画力.
3.分析受力时应注意以下几点:
(1)只分析根据性质命名的力,不用分析根据效果命名的力,如动力、阻力、下滑力等.
(2)每分析一个力,都应找出施力物体,以防止多分析某些不存在的力.
(3)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体所施的力.
(4)一般情况下,可将力画在物体的质心上.
(5)要注意题干中的某些语句,如“光滑面”、“不计空气阻力”、“不计重力”、“恰好”等等.
(6)要结合运动情况分析力.
(7)要注意分析方法,如整体法、隔离法、假设分析法等
(8)合力和分力不能同时作为物体所受的力,例如重为G的物体静止在倾角为θ的斜面上时,受到重力G,支持力FN,摩擦力Ff三个力作用,不能误认为受G,FN,Ff,Gsin θ,Gcos θ等五个力作用.
四、力的合成与分解
1.力的合成与分解的原理是等效替代.
2.力的合成与分解遵循的规则是平行四边形定则.
3.在力的合成中:
(1)两个共点力的合力的取值范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2.
(2)合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一个分力.以两个力F1,F2的合力为例(θ为F1与F2间的夹角):
①当θ=0°时,F=F1+F2.②当θ=180°时,F=|F1-F2|.③当θ=90°时,F=.④当θ=120°,且F1=F2时,F=F1=F2.⑤当θ在0°~180°内变化,θ增大(减小)时,F随之减小(增大).
4.在力的分解中:
(1)在分解某个力时,要根据这个力产生的实际效果进行分解.
(2)有确定解的几种常见情况:
①已知两个分力的方向,有唯一解.
②已知一个分力的大小和方向,有唯一解.
③已知两个分力的大小,有唯一解.
④已知一个分力的大小、另一个分力的方向(已知F1的大小和F2的方向,设F2与合力F的夹角为θ),则有
当F1<Fsin θ时,无解;当F1=Fsin θ时,有唯一解;当Fsin θ<F1<F时,有两组解;当F1>F时,有唯一解.
(3)力的正交分解:把矢量运算转化为标量运算.
为分析问题方便,我们常把一个力分解成互相垂直的两个分力.例如一个物体受多个力作用需求合力时,可先将合力在建立的直角坐标系中正交分解,再分别求各力的x分量和y分量,其代数和即为合力的x分量Fx和y分量Fy,最后求出合力的大小F=,方向与x轴夹角tanθ=.
【考点整合】
【考点一】 胡克定律
【典型例题1】 (2021·安徽滁州市)如图所示,竖直轻质弹簧连接A、B两物体,A放在水平地面上,B的上端通过竖直细线悬挂在天花板上;已知A的重力为8