第三章 研究物体间的相互作用

第三章研究物体间的相互作用
第一节探究形变与弹力的关系
认识形变
1.物体形状回体积发生变化简称形变。

2.分类：按形式分：压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。

按效果分：弹性形变、塑性形变
3.弹力有无的判断：1）定义法（产生条件）
2）搬移法：假设其中某一个弹力不存在，然后分析其状态是否有变化。

3）假设法：假设其中某一个弹力存在，然后分析其状态是否有变化。

弹性与弹性限度
1.物体具有恢复原状的性质称为弹性。

2.撤去外力后，物体能完全恢复原状的形变，称为弹性形变。

3.如果外力过大，撤去外力后，物体的形状不能完全恢复，这种现象为超过了物体的弹性限度，发生了塑性形变。

探究弹力
1.产生形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力。

2.弹力方向垂直于两物体的接触面，与引起形变的外力方向相反，与恢复方向相同。

绳子弹力沿绳的收缩方向；铰链弹力沿杆方向；硬杆弹力可不沿杆方向。

弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。

3.在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比，即胡克定律。

F=kx
4.上式的k称为弹簧的劲度系数（倔强系数），反映了弹簧发生形变的难易程度。

5.弹簧的串、并联：串联：1/k=1/k1+1/k2并联：k=k1+k2
第二节研究摩擦力
滑动摩擦力
1.两个相互接触的物体有相对滑动时，物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。

2.在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力，叫做滑动摩擦力。

3.滑动摩擦力f的大小跟正压力N（≠G）成正比。

即：f=μN
4.μ称为动摩擦因数，与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。

0＜μ＜1。

5.滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反，与其接触面相切。

6.条件：直接接触、相互挤压（弹力），相对运动/趋势。

7.摩擦力的大小与接触面积无关，与相对运动速度无关。

8.摩擦力可以是阻力，也可以是动力。

9.计算：公式法/二力平衡法。

研究静摩擦力
1.当物体具有相对滑动趋势时，物体间产生的摩擦叫做静摩擦，这时产生的摩擦力叫静摩擦力。

2.物体所受到的静摩擦力有一个最大限度，这个最大值叫最大静摩擦力。

3.静摩擦力的方向总与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反。

4.静摩擦力的大小由物体的运动状态以及外部受力情况决定，与正压力无关，平衡时总与切面外力平衡。

0≤F=f0≤fm
5.最大静摩擦力的大小与正压力接触面的粗糙程度有关。

fm=μ0·N（μ≤μ0）
6.静摩擦有无的判断：概念法（相对运动趋势）；二力平衡法；牛顿运动定律法；假设法（假设没有静摩擦）。

第三节力的等效和替代
力的图示
1.力的图示是用一根带箭头的线段（定量）表示力的三要素的方法。

2.图示画法：选定标度（同一物体上标度应当统一），沿力的方向从力的作用点开始按比例画一线段，在线段末端标上箭头。

3.力的示意图：突出方向，不定量。

力的等效/替代
1.如果一个力的作用效果与另外几个力的共同效果作用相同，那么这个力与另外几个力可以相互替代，这个力称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力。

2.根据具体情况进行力的替代，称为力的合成与分解。

求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的分解。

合力和分力具有等效替代的关系。

3.实验：平行四边形定则：P58
第四节力的合成与分解
力的平行四边形定则
1.力的平行四边形定则：如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边的对角线表示合力的大小和方向。

2.一切矢量的运算都遵循平行四边形定则。

合力的计算
1.方法：公式法，图解法（平行四边形/多边形/△）
2.三角形定则:将两个分力首尾相接,连接始末端的有向线段即表示它们的合力。

3.设F为F1、F2的合力，θ为F1、F2的夹角，则：
F=√F1²+F2²+2F1F2cosθtanθ=F2sinθ/（F1+F2cosθ）
当两分力垂直时，F=F1²+F2²，当两分力大小相等时，F=2F1cos（θ/2）
4.1）|F1—F2|≤F≤|F1+F2|
2）随F1、F2夹角的增大，合力F逐渐减小。

3）当两个分力同向时θ=0，合力最大：F=F1+F2
4）当两个分力反向时θ=180°，合力最小：F=|F1—F2|
5）当两个分力垂直时θ=90°，F²=F1²+F2²
分力的计算
1.分解原则：力的实际效果/解题方便（正交分解）
2.受力分析顺序：G→N→F→电磁力
第五节共点力的平衡条件
共点力
如果几个力作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点（该点不一定在物体上），这几个力叫做共点力。

寻找共点力的平衡条件
1.物体保持静止或者保持匀速直线运动的状态叫平衡状态。

2.物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡。

3.二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，其平衡条件是这两个离的大小相等、方向相反。

多力亦是如此。

4.正交分解法：把一个矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上，利于处理多个不在同一直线上的矢量（力）作用分解。

第六节作用力与反作用力
探究作用力与反作用力的关系
1.一个物体对另一个物体有作用力时，同时也受到另一物体对它的作用力，这种相互作用力称为作用力和反作用力。

2.力的性质：物质性（必有施/手力物体），相互性（力的作用是相互的）
3.平衡力与相互作用力：
同：等大，反向，共线
异：相互作用力具有同时性（产生、变化、小时），异体性（作用效果不同，不可抵消），二力同性质。

平衡力不具备同时性，可相互抵消，二力性质可不同。

牛顿第三定律
1.牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。

2.牛顿第三定律适用于任何两个相互作用的物体，与物体的质量、运动状态无关。

二力的产生和消失同时，无先后之分。

二力分别作用在两个物体上，各自分别产生作用效果。