專題03相互作用（講義）目錄目錄第一部分明晰學(xué)考要求·精準(zhǔn)復(fù)習(xí)第二部分基礎(chǔ)知識梳理·全面提升第三部分考點(diǎn)精講精練·對點(diǎn)突破考點(diǎn)一：重力、彈力、摩擦力及受力分析考點(diǎn)二：力的合成與分解考點(diǎn)三：共點(diǎn)力平衡重力、基本相互作用：簡單應(yīng)用（c）彈力：簡單應(yīng)用（c）摩擦力：簡單應(yīng)用（c）力的合成：簡單應(yīng)用（c）力的分解：簡單應(yīng)用（c）知識點(diǎn)一力的概念1.力是物體對物體的作用，2.力是物體發(fā)生形變和改變物體的運(yùn)動狀態(tài)（即產(chǎn)生加速度）的原因.3.力是矢量.4.力的性質(zhì)性質(zhì)：力具有物質(zhì)性、相互性、矢量性、獨(dú)立性等特征．5.力的表示1）力的圖示：用一條有向線段來表示力的三要素（大小、方向、作用點(diǎn)）。線段長度表示力的大?。患^方向表示力的方向；起點(diǎn)(終點(diǎn))表示力的作用點(diǎn).2）力的示意圖：力的示意圖：只畫出力的作用點(diǎn)和方向。知識點(diǎn)二重力1.重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的.【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】①重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生，但不能說重力就是地球的吸引力，重力是萬有引力的一個分力.②在地球表面附近，可以認(rèn)為重力近似等于萬有引力2.重力的大小:地球表面，離地面高h(yuǎn)處，其中3.重力的方向:豎直向下（不一定指向地心）。【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】應(yīng)用：重錘線4.重心:物體的各部分所受重力合力的作用點(diǎn)，物體的重心不一定在物體上.【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】①影響重心位置的因素：物體的幾何形狀、物體的質(zhì)量分布．②不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法：懸掛法．③重心的位置不一定在物體上．知識點(diǎn)三彈力1.產(chǎn)生原因:由于發(fā)生彈性形變的物體有恢復(fù)形變的趨勢而產(chǎn)生的.2.產(chǎn)生條件:1）直接接觸;2）有彈性形變.【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】彈力有無的判斷①條件法:根據(jù)彈力產(chǎn)生的兩個條件——接觸和形變直接判斷.②假設(shè)法:在一些微小形變難以直接判斷的情況下,可以先假設(shè)有彈力存在,然后判斷是否與研究對象所處狀態(tài)的實(shí)際情況相符合.③狀態(tài)法:根據(jù)研究對象的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行受力分析,判斷物體保持現(xiàn)在的運(yùn)動狀態(tài)是否需要彈力.④替換法:可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換,看能否維持原來的運(yùn)動狀態(tài).3.彈力的方向:與物體形變的方向相反，彈力的受力物體是引起形變的物體，施力物體是發(fā)生形變的物體.【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】彈力的方向判斷①面與面接觸：垂直接觸面指向受力物體②在點(diǎn)面接觸：垂直于面;③在兩個曲面接觸（相當(dāng)于點(diǎn)接觸）：垂直于過接觸點(diǎn)的公切面.④繩的拉力方向：總是沿著繩且指向繩收縮的方向，且一根輕繩上的張力大小處處相等.⑤輕桿：既可產(chǎn)生壓力，又可產(chǎn)生拉力，且方向不一定沿桿.4.彈力的大小:一般情況下應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，利用平衡條件或牛頓定律來求解.彈簧彈力可由胡克定律來求解.5.胡克定律:在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力的大小和彈簧的形變量成正比，即.為彈簧的勁度系數(shù)，它只與彈簧本身因素有關(guān)，單位是N/m.知識點(diǎn)四摩擦力1.產(chǎn)生的條件:1）相互接觸的物體間存在壓力;2）接觸面不光滑;3）接觸的物體之間有相對運(yùn)動（滑動摩擦力）或相對運(yùn)動的趨勢（靜摩擦力），這三點(diǎn)缺一不可.2.摩擦力的方向:沿接觸面切線方向，與物體相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的方向相反，與物體運(yùn)動的方向可以相同也可以相反.【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】①假設(shè)法:首先假設(shè)兩物體接觸面光滑，這時若兩物體不發(fā)生相對運(yùn)動，則說明它們原來沒有相對運(yùn)動趨勢，也沒有靜摩擦力;若兩物體發(fā)生相對運(yùn)動，則說明它們原來有相對運(yùn)動趨勢，并且原來相對運(yùn)動趨勢的方向跟假設(shè)接觸面光滑時相對運(yùn)動的方向相同.然后根據(jù)靜摩擦力的方向跟物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反確定靜摩擦力方向.②平衡法:根據(jù)二力平衡條件可以判斷靜摩擦力的方向.3.摩擦力的大小:先判明是何種摩擦力，然后再根據(jù)各自的規(guī)律去分析求解.1）滑動摩擦力大小:利用公式進(jìn)行計(jì)算，其中是物體的正壓力，不一定等于物體的重力，甚至可能和重力無關(guān).或者根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，利用平衡條件或牛頓定律來求解.2）靜摩擦力大小:靜摩擦力是被動力，其大小隨狀態(tài)的變化而變化，靜摩擦力大小可在0與之間變化，一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)由平衡條件或牛頓定律來求解.【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】①受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,受滑動摩擦力作用的物體不一定是運(yùn)動的;②摩擦力阻礙的是物體間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢,不一定阻礙物體的運(yùn)動,即摩擦力不一定是阻力.③若兩物體間有摩擦力，則兩物體間一定有彈力，若兩物體間有彈力，但兩物體間不一定有摩擦力．④滑動摩擦力的大小與物體的運(yùn)動速度和接觸面的面積均無關(guān);其方向一定與物體間相對運(yùn)動方向相反,與物體運(yùn)動(對地)的方向不一定相反.知識點(diǎn)五受力分析1.受力分析1）力學(xué)中，有且僅有三種性質(zhì)的力：重力、彈力、摩擦力。因此,要明確一個受幾個力的作用。就只須從這三方面入手分析。2）受力分析的基本方法：①明確研究對象：在進(jìn)行受力分析時，研究對象可以是某一個物體，也可以是保持相對靜止的若干個物體（整體），只分析研究對象以外的物體施予研究對象的力（既研究對象所受的外力），而不分析研究對象施予外界的力。②隔離研究對象，按順序找力（注意避免多力或少力）：把研究對象從實(shí)際情景中分離出來，按先已知力，再重力，再彈力，然后摩擦力（只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力），最后其它力的順序逐一分析研究對象所受的力，并畫出各力的示意圖。每分析一個力，都應(yīng)找到施力物體，若沒有施力物體，則該力一定不存在，特別是檢查一下分析的結(jié)果，能否使對象與題目所給的運(yùn)動狀態(tài)(靜止或加速)相一致，否則，必然發(fā)生了多力或漏力現(xiàn)象．合力和分力不能同時作為物體受到的力.③只畫性質(zhì)力，不畫效果力：畫受力圖時，只能按力的性質(zhì)分類（如重力、彈力、摩擦力）畫力，不能按作用效果（拉力、壓力、向心力、下滑力、上升力等）畫力，否則將出現(xiàn)重復(fù).【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】①畫受力分析時，統(tǒng)一將作用點(diǎn)畫在重心上；先使用鉛筆和刻度尺畫出受力示意圖；分析無誤后，用黑色字跡的鋼筆或簽字筆描黑，并標(biāo)記力，涂改者不得分.②確定所研究的物體，分析周圍物體對它產(chǎn)生的作用，不要分析該物體施于其他物體上的力，也不要把作用在其他物體上的力錯誤地認(rèn)為通過“力的傳遞”作用在研究對象上.③按“性質(zhì)力”的順序分析.即按重力、彈力、摩擦力、其他力順序分析，不要把“效果力”與“性質(zhì)力”混淆重復(fù)分析.④如果有一個力的方向難以確定，可用假設(shè)法分析.先假設(shè)此力不存在，想像所研究的物體會發(fā)生怎樣的運(yùn)動，然后審查這個力應(yīng)在什么方向，對象才能滿足給定的運(yùn)動狀態(tài).⑤善于轉(zhuǎn)換研究對象，尤其是彈力、摩擦力的方向不易判定的情形，可以分析與其接觸物體的受力，再應(yīng)用牛頓第三定律判定．知識點(diǎn)六力的合成與分解1.合力與分力1）定義：如果一個力作用在物體上，它產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，而那幾個力就叫做這個力的分力.2）合力與分力的關(guān)系：等效替代關(guān)系3）力合成與分解的根本方法:平行四邊形定則.2.力的合成1）定義：求幾個已知力的合力，叫做力的合成.2）運(yùn)算法則①平行四邊形定則：求兩個互成角度的分力的合力，可以用表示這兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向．如圖甲所示，F(xiàn)1、F2為分力，F(xiàn)為合力．②三角形定則：把兩個矢量的首尾順次連接起來，第一個矢量的起點(diǎn)到第二個矢量的終點(diǎn)的有向線段為合矢量．如圖乙，F(xiàn)1、F2為分力，F(xiàn)為合力．3）合力的范圍①兩個共點(diǎn)力的合力大小的范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2. Ⅰ、兩個力的大小不變時，其合力隨夾角的增大而減?。?Ⅱ、合力的大小不變時，兩分力隨夾角的增大而增大． Ⅲ、當(dāng)兩個力反向時，合力最小，為|F1－F2|；當(dāng)兩個力同向時，合力最大，為F1＋F2. ②三個共點(diǎn)力的合力大小的范圍 Ⅰ、最大值：三個力同向時，其合力最大，為Fmax＝F1＋F2＋F3. Ⅱ、最小值：如果一個力的大小處于另外兩個力的合力大小范圍內(nèi)，則其合力的最小值為零，即Fmin＝0；如果不處于，則合力的最小值等于最大的一個力減去另外兩個力的大小之和，即Fmin＝F1－(F2＋F3)(F1為三個力中最大的力)．3.幾種特殊情況的共點(diǎn)力的合成情況兩分力互相垂直兩力等大,夾角為θ兩力等大且夾角為120°圖示結(jié)論F=F12+F2F=2F1cosθ2，F(xiàn)與F1夾角為合力與分力等大4.力的分解1）定義：求一個已知力的分力，叫做力的分解（力的分解與力的合成互為逆運(yùn)算）.2）遵循的法則：平行四邊形定則或三角形定則．3）分解方法：①按力產(chǎn)生的效果分解 Ⅰ、根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個實(shí)際分力的方向．Ⅱ、再根據(jù)兩個分力方向畫出平行四邊形．Ⅲ、最后由幾何知識求出兩個分力的大小和方向．②正交分解Ⅰ、建立坐標(biāo)軸的原則：在靜力學(xué)中，以少分解力和容易分解力為原則(使盡量多的力分布在坐標(biāo)軸上)；在動力學(xué)中，往往以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)系． Ⅱ、把各力向相互垂直的x軸、y軸分解．【點(diǎn)撥】在實(shí)際問題中，通常將已知力按力產(chǎn)生的實(shí)際作用效果分解;為方便某些問題的研究，在很多問題中都采用正交分解法.【點(diǎn)撥】在實(shí)際問題中，通常將已知力按力產(chǎn)生的實(shí)際作用效果分解;為方便某些問題的研究，在很多問題中都采用正交分解法.6.正交分解法求合力的基本步驟1）選取正交方向:正交的兩個方向可以任意選取,不會影響研究的結(jié)果,但如果選擇合理,則解題較為方便.2）分別將各力沿正交的兩個方向(x軸和y軸)分解.3）求分解在x軸和y軸上的各分力的合力Fx和Fy,則有Fx合=F1x+F2x+Fy合=F1y+F2y+4）求合力：求Fx合和Fy合的合力F合大小，方向【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】選取正交方向的一般原則:①使盡量多的矢量落在坐標(biāo)軸上;②平行和垂直于接觸面;③平行和垂直于運(yùn)動方向知識點(diǎn)七共點(diǎn)力平衡1.共點(diǎn)力：作用在物體的同一點(diǎn)，或作用線相交于一點(diǎn)的幾個力.2.平衡狀態(tài)：物體保持勻速直線運(yùn)動或靜止叫平衡狀態(tài)，是加速度等于零的狀態(tài).3.共點(diǎn)力作用下的物體的平衡條件:物體所受的合外力為零，即∑F=0，若采用正交分解法求解平衡問題，則平衡條件應(yīng)為:.4.常用推論1）若物體受n個作用力而處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個力與其余(n－1)個力的合力大小相等、方向相反．2）若三個共點(diǎn)力的合力為零，則表示這三個力的有向線段首尾相接組成一個封閉三角形．5.解決平衡問題的常用方法:1）合成法：一個力與其余所有力的合力等大反向，常用于非共線三力平衡．2）正交分解法：Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0，常用于多力平衡．練考點(diǎn)一：重力、彈力、摩擦力及受力分析【典型例題1】[2023.1浙江學(xué)考]如圖所示，足球運(yùn)動員正在踢球，此時足球?qū)δ_的彈力（）A.方向向上 B.方向沿球飛出方向C.由腳的形變所產(chǎn)生D.由球的形變所產(chǎn)生【答案】D【解析】腳的運(yùn)動狀態(tài)不能確定，則足球?qū)δ_的彈力方向也不能確定，故AB兩項(xiàng)錯誤；足球?qū)δ_的彈力是由球的形變產(chǎn)生的，故C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確?！镜湫屠}2】[2023.1浙江學(xué)考]如圖所示，在2022年北京冬奧會單板大跳臺比賽中，一位運(yùn)動員從跳臺上騰空而起。運(yùn)動員和單板在空中時，受到的力有（）A.重力、沖力B.重力、空氣阻力C.重力、空氣阻力、沖力 D.空氣阻力、沖力【答案】B【解析】受力分析時，沖力是按作用效果命名，受力分析不分析。對點(diǎn)專攻1．（2024高二下·湖南·學(xué)業(yè)考試）在某次社會實(shí)踐活動中，小紅與同學(xué)一起到敬老院打掃衛(wèi)生，為了清掃沙發(fā)下的地面，小紅用一水平力推沙發(fā)，使其緩慢移動。此時沙發(fā)受力個數(shù)為（）A．1個 B．2個 C．3個 D．4個【答案】D【詳解】由題意可知，沙發(fā)受到重力、支持力、推力、摩擦力，總共4個力的作用。故選D。2．（2024高二下·湖南岳陽·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，被運(yùn)動員擲出的冰壺在冰面上滑行過程中受到的力有（）A．重力、支持力 B．重力，支持力、摩擦力C．重力、支持力、推力 D．重力、支持力、摩擦力、推力【答案】B【詳解】被運(yùn)動員擲出的冰壺在冰面上滑行過程中，豎直方向上受重力和支持力，冰壺最終會停止，是因?yàn)樗椒较蛏线€受到滑動摩擦力，由于冰壺已被擲出，不再受到推力。故選B。3．（2024高二下·湖南岳陽·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，重為6N的物體掛在輕質(zhì)彈簧的下端時，彈簧伸長了0.02m。現(xiàn)換用另一個重為9N的物體掛在彈簧的下端（形變?nèi)栽趶椥韵薅葍?nèi)），這時彈簧的伸長量、勁度系數(shù)分別是（）A．0.02m、200N/m B．0.03m、450N/mC．0.03m、300N/m D．0.05m、900N/m【答案】C【詳解】由胡克定律，可得解得重為9N的物體掛在彈簧的下端時，有解得故ABD錯誤；C正確。故選C。4．（2023高二上·河北·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，一本書放在水平桌面上處在靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法對的的是（

）A．書對桌面的壓力大小等于書的重力大小B．書對桌面的壓力就是書的重力C．書受到桌面的支持力是由于書發(fā)生形變而產(chǎn)生的D．書對桌面的壓力是由于桌面發(fā)生形變而產(chǎn)生的【答案】A【詳解】A．根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知桌面對書的支持力等于書的重力，根據(jù)牛頓第三定律可知，書對桌面的壓力大小等于書的重力大小，故A正確；B．書對桌面的壓力與書的重力性質(zhì)不同，故B錯誤；C．書受到桌面的支持力是由于桌面發(fā)生形變而產(chǎn)生的，故C錯誤；D．書對桌面的壓力是由于書發(fā)生形變而產(chǎn)生的，故D錯誤；故選A。考點(diǎn)二：力的合成與分解【典型例題3】[2023.1浙江學(xué)考]位于運(yùn)載火箭頂部的逃逸塔如圖所示，塔身外側(cè)對稱分布四個噴口朝向斜下方的逃逸主發(fā)動機(jī)。每個主發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力大小為F，其方向與逃逸塔身夾角為θ。四個主發(fā)動機(jī)同時工作時，逃逸塔獲得的推力大小為（）A.4F B.4FsinθC.4Fcosθ D.Fsinθ【答案】C【解析】發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力分解如圖所示，四個主發(fā)動機(jī)同時工作時，逃逸塔獲得的推力大小為F推=4Fcosθ。【典型例題4】[2022.1浙江學(xué)考]如圖所示，某時刻兩位同學(xué)提著一桶水處于平衡狀態(tài)，則兩同學(xué)各自對桶拉力的合力（）A.隨手臂間夾角的增大而減小B.隨手臂間夾角的減小而增大C.大小與手臂間的夾角無關(guān)D.方向與手臂間的夾角有關(guān)【答案】C【解析】由題意知兩位同學(xué)提著一桶水處于平衡狀態(tài)，則兩位同學(xué)對桶拉力的合力與桶的重力大小相等，方向始終豎直向上，因此，兩同學(xué)各自對桶拉力的合力大小與兩人手臂間的夾角無關(guān)。對點(diǎn)專攻5．（2024高二上·四川·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，物體受到同一直線上方向相反的兩個力作用。已知，，這兩個力的合力大小是（

）A．2N B．5NC．7N D．12N【答案】A【詳解】由于兩個力的方向相反，則這兩個力的合力大小為故選A。6．（2023高二上·山東·學(xué)業(yè)考試）如圖所示，放在水平地面上的木箱受到水平向右的拉力F作用后，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知木箱質(zhì)量為5kg，與地板間的動摩擦因數(shù)為0.5，拉力F的大小為20N，取g=10m/s2，木箱所受摩擦力的大小和方向分別為（）A．20N，水平向左 B．20N，水平向右C．25N，水平向左 D．25N，水平向右【答案】A【詳解】由題意可知，木箱與地板間的最大靜摩擦力是因木箱受到水平向右的拉力木箱仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，可知木箱受力平衡，在水平方向受向右的拉力F，則木箱受水平向左的靜摩擦力，由平衡條件可知，向左的靜摩擦力大小為F，因此木箱所受摩擦力的大小