高中物理相互作用重点归纳

相互作用（二）重点归纳

知识点一 弹力

1. 常见弹力的方向杆的弹力方向可以沿杆的方向，也可以不沿杆的方向，具体和杆的固定方式以及受力物体的运动状有关态.在具体问题的分析中要特别注意以下几个弹力模型的施力特征：

(1) 轻绳：质量不计、松软、不可伸长的绳，绳中各处的

张力大小相等；轻绳对物体只能产生拉力，不能产生压力；物 弹力 弹力的方向

轻绳的弹力 沿绳而指向绳收缩的方向 弹簧两端的弹力

沿弹簧而指向弹簧恢复原状的方向

面(或点)与面(或点)接触 垂直于接触面(或切面)，指向受力物体

杆的弹力

可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析

知识点一 弹力 【典例探究】

类型 特征 受力特征 自由杆

可以自由转动 杆受力一定沿杆方向 固定杆

不能自由转动

不一定沿杆方向，由物体所处状态决定

质量为m 的小球，小车向左做匀速直线运

体的运动状态改变的瞬间，弹力可以发生突变。

(2) 轻杆：质量不计、不可伸长和压缩的杆；轻杆既能对物体产生压力，又能产生拉力，弹力方向不一定沿杆的方向；物体的运动状态改变的瞬间，弹力可以发生突变。

(3) 轻弹簧：质量不计，既可被拉伸，也可被压缩，弹簧中各处弹力均相等；轻弹簧对物体既能产生压力，又能产生拉力，力的方向沿弹簧轴线，力的大小可应用胡克定律F＝kx求解；物体的运动状态改变时，弹力只能逐渐改变，在状态改变的瞬间，弹力大小不变。说法中正确的是（）

A. 杆对小球弹力的方向是沿杆向上

B．杆对小球弹力的方向一定是竖直向上

C．杆对小球弹力大小为mg

D．杆对小球弹力大小为mg/cosθ

知识点二对摩擦力的理解

1. 滑动摩擦与静摩擦的比较

滑动摩擦静摩擦

不同点产生

原因

两物体之间，已经发生相对滑

动。

两物体之间保持相对静止，但有相对运动的趋

势。

【说明】相对静止≠静止，运动物体也有静摩擦。方向

跟相对运动方向相反

【说明】“相对运动方向≠运动

方向”相对运动反向，但有

可能运动同向。

跟相对运动趋势方向相反

【说明】相对运动趋势方向可以用以下两种方法

⑴假设光滑法⑵动力阻力法（起驱动作用的摩

擦，跟对地运动方向相同，阻碍摩擦则反之）

大小

⑴有公式：N

fμ

=（跟压力成

正比）

⑵跟运动速度无关，跟接触面积

无关。

⑴只有最大静摩擦有公式可算：N

f

m

μ

=并跟

压力成正比。

⑵一般静摩擦，跟压力无关，也没有专用公式，

只能根据“牛顿三个定律”来求大小。

稳定

程度

具有稳定性，只要压力不变，μ

不变，滑动摩擦力就是不变的。

具有可变性，其变化范围 0＜f≤f m

辨析

⑴摩擦力一定是阻碍物体运动的（阻碍相对运动≠阻碍运动，摩擦力有动力摩擦与

阻力摩擦之）

⑵摩擦力方向跟运动方向相反

（相对运动方向相反≠运动方向相反，动力摩擦力跟运动方向相同，阻力摩擦与运

动反向）

⑶摩擦力大小跟压力成正比（只有滑动摩擦与最大静摩擦才跟压力成正比，静摩擦

跟压力无关）

⑷静止的物体才会有静摩擦（相对静止≠静止，运动物体也可以有静摩擦）

判断静摩

擦存在性

方法一：假设光滑法，看物体是否会发生相对滑动

方法二：假设存在法，看跟现有的运动状态是否矛盾

摩擦力

的测量

用弹簧秤测定一个木块A和木块B间的动摩擦因数μ，有图示的两种装置．

(1) 为了能够用弹簧秤读数表示滑动摩擦力，图示装置的两种情况中，木块A是否

都一定都要作匀速运动？

(2) 若木块A做匀速运动，甲图中A、B间的摩擦力大小是否等于拉力F a的大小？

(3) 若A、B的重力分别为100N和150N，甲图中当物体A被拉动时，弹簧秤的读数

为60N，拉力F a = 110N，求A、B间的动摩擦因数μ．

2. 对于摩擦力的认识要注意“四个不一定”.

(1) 摩擦力不一定是阻力.

(2) 静摩擦力不一定比滑动摩擦力小.

(3) 静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，但一定沿接触面的切线方向.如图所示，A、B一起向右做匀加速运动，则A所受摩擦力方向与运动方向不一致.

(4)摩擦力不一定越小越好.因为摩擦力既可以做阻力，也可以做动力

3. 静摩擦力的分析和计算

(1) 静摩擦力的大小

①两物体间实际产生的静摩擦力f在零和最大静摩擦力f max之间，即0＜f≤f max.最大静摩擦力f max是物

体将要发生相对运动(临界状态)时的摩擦力，它的数值与F N成正比，在正压力F N不变的情况下，最大静摩擦力f max略大于滑动摩擦力.在一般情况下，可近似认为物体受到的最大静摩擦力等于物体受到的滑动摩擦力.

②静摩擦力的大小要依据物体的运动状态进行计算：如果物体处于平衡状态，可根据物体的平衡条件求解静摩擦力；如果物体处于非平衡状态，可根据牛顿第二定律求解静摩擦力.

(2) 静摩擦力的方向

相对运动趋势不如相对运动直观，具有很强的隐蔽性，所以静摩擦力方向的判定较困难，因此常用下面两种方法判断：

方法一：“假设法”．

假设法：即先假定没有摩擦力(即光滑)时，看相对静止的物体间能否发生相对运动．若能，则有静摩擦力，方向与相对运动的方向相反；若不能．则没有静摩擦力．换句话说：静摩擦力的存在是为了使两物体相对静止，若没有它，两物体仍相对静止，就说明没有静摩擦力．

方法二：根据物体的运动状态判断．

此方法关键是先判定物体的运动状态，再确定合力，然后进行受力分析确定静摩擦力的大小及方向．【典例3】如图所示，P是主动轮，通过皮带带动从动轮Q转动，A和B、C和D分别是皮带和皮带轮边缘相互接触的点．如果皮带不打滑，则( )

A．A和B、C和D处于相对静止状态

B．B点相对A点运动趋势的方向与B点运动方向相反

C．D点受到摩擦力的方向与D点的运动方向相同

D．A点受到摩擦力的方向与A点的运动方向相同

【审题指导】

(1) 谁是轮上的点？谁是带上的点？(2)静摩擦力的方向怎么判定？(3) 摩擦力突变

4. 摩擦力突变模型

摩擦力突变发生的原因具有多样性：可能是物体的受力情况发生变化，可能是物体的运动状态发生变化，也可能是物体间的相对运动形式发生了变化.因此要全面分析物体的受力情况和运动状态，抓住摩擦力突变的原因，才能正确地处理此类问题.

①“静静”突变模型

物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变．

【典例4】一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为( )．

A．10 N，方向向左 B．6 N，方向向右 C．2 N，方向向右 D．0

②“静动”突变模型

物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。

【典例5】如图所示，在平板与水平面间的夹角θ逐渐变大的过程中，分析木块m受到的摩擦力的情况．

③“动静”突变模型

在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力。

【典例6】如图所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，取g＝10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力F f随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．( )．

【学霸总结】

物体受到的外力发生变化时，物体受到的摩擦力的种类就有可能发生突变。解决这类问题的关键是：正确对物体受力分析和运动状态分析，从而找到物体摩擦力的突变“临界点”。

5. 滑动摩擦力的分析和计算

在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的运动状态，明确摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力.

（1）滑动摩擦力的大小

滑动摩擦力由公式f＝μF N直接计算，F N为两接触面间的正压力，此正压力不一定等于物体重力.滑动摩擦力的大小也可根据物体的运动状态应用共点力的平衡条件或牛顿第二定律求解.

（2）滑动摩擦力的方向

滑动摩擦力的方向总与物体间的相对运动方向相反，判断滑动摩擦力的方向时一定要明确“相对”的含义是指相对跟它接触的物体，所以滑动摩擦力的方向可能与物体实际运动(对地运动)方向相反，也可能与实际运动方向相同，也可能与物体实际运动方向成一定的夹角.

【典例7】物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然转动，转动方向如图3-6中箭头所示.则传送带转动后( )

A.M将减速下滑

B.M仍匀速下滑

C.M受到的摩擦力变小

D.M受到的摩擦力变大

6．有关摩擦力的几点注意事项

(1) 摩擦力总是阻碍相互接触的两物体间的相对运动或相对运动趋势，不能理解为阻碍物体运动．静摩擦力不一定作用在静止的物体上，滑动摩擦力也不一定发生在运动的物体上．

(2) 摩擦力不一定是阻力．

(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面积的大小无关．

(5) 静摩擦力不一定比滑动摩擦力小，静摩擦力介于0到最大静摩擦力之间，而最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大，不过通常情况下可认为最大静摩擦力等于其滑动摩擦力，即F max＝F f＝μF N(F N为正压力，不一定等于物体的重力)．

答案与解析

1.【答案】如图乙所示

【解析】用绳替换AB，原装置状态不变，说明AB对A施加的是拉力；用绳替换AC，原状态不能维持，说明AC对A施加的是支持力。

2.【答案】BC

【解析】因为小车做匀速直线运动，所以小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示，

由图可知，杆对小球的弹力大小为mg，方向竖直向上，选项B、C正确。

3.【答案】ACD

4.【答案】C

【解析】当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N，可知最大静摩擦力Ff max≥8 N。当撤去力F1后，F2＝2 N

5.【答案】见解析

【解析】①当θ角较小时，木块静止不动，木块受到静摩擦力F静的作用，静摩擦力F静与物体的重力G在沿斜面上的分力G sin θ是一对平衡力，故F静＝G sin θ，θ变大，则F静＝G sin θ变大。

②当角达到一个确定的值θ0时，木块恰好匀速运动，这时木块受到滑动摩擦力F滑的作用。

利用受力平衡得F滑＝G sin θ0

利用公式得F滑＝μG cos θ0

两式联立得μ＝tan θ0

当θ>θ0后，物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，则F滑＝μG cos θ

故当θ继续变大时，物体受到的滑动摩擦力减小了。

当θ＝90°时，物体受到的滑动摩擦力等于0。

6.【答案】A

【解析】

7.【答案】B

【解析】传送带静止不动时，物体M匀速下滑，说明物体M受到沿传送带向上的滑动摩擦力，当传送带顺时针转动时，物体仍受到沿传送带向上的滑动摩擦力，且大小不变，故M仍匀速下滑，选项B正确。