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1相互作用2一.教学内容：必修1第二章相互作用二.高考考纲及分析（一）高考考纲滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数（I）形变，弹性，胡克定律（I）矢量和标量（I）力的合成和分解（Ⅱ）实验：探究弹力和弹簧伸长的关系实验：验证力的平行四边形定则（二）考纲分析1.本章主要涉及力的概念、重力、弹力、摩擦力的概念及其分析，力的合成与分解及物体的平衡等知识点。高考热点有四个：一是力的概念和受力分析；二是有关摩擦力的问题；三是物体平衡问题；四是力的合成与分解问题。本章单独出题往往以摩擦力、力的平衡为主，题目难度适中，重点突出本章知识的基础性。2.本章知识还常与牛顿运动定律、功和能、电磁学等内容综合考查，在近五年高考试卷中本章知识均被考查，在能力立意的命题原则下，命题人会考虑创设新的情景以考核这部分内容。今年的命题将不会有大的变化。3三知识要点第一单元常见几种性质的力（一）力1.定义：力是物体对物体的作用说明：定义中的物体是指施力物体和受力物体，定义中的作用是指作用力与反作用力。2.力的性质①力的物质性：力不能离开物体单独存在。②力的相互性：力的作用是相互的。③力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向。④力的独立性：一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。3.力的分类①按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等②按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等③按研究对象分类：内力和外力。④按作用方式分类：重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。说明：性质不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的。4.力的作用效果：是使物体发生形变或改变物体的运动状态。5.力的三要素是：大小、方向、作用点。6.力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。7.力的单位：是牛顿，使质量为1千克的物体产生1米／秒2加速度力的大小为1牛顿。4二.重力1.产生：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫重力。说明：重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不就等于地球时物体的引力。重力是地球对物体的万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球旋转所需的向心力。由于物体随地球自转所需向心力很小，所以计算时一般可近似地认为物体重力的大小等于地球对物体的引力。2.大小：G＝mg（说明：物体的重力的大小与物体的运动状态及所处的状态都无关）3.方向：竖直向下（说明：不可理解为跟支承面垂直）4.作用点：物体的重心。5.重心：重心是物体各部分所受重力合力的作用点。说明：（l）重心可以不在物体上，物体的重心与物体的形状和质量分布都有关系。重心是一个等效的概念。（2）有规则几何形状、质量均匀的物体，其重心在它的几何中心。质量分布不均匀的物体，其重心随物体的形状和质量分布的不同而不同。（3）薄物体的重心可用悬挂法求得。三.弹力1.定义：直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力。2.产生条件：直接接触，有弹性形变。3.方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的物体上。说明：①压力、支持力的方向总是垂直于接触面（若是曲面则垂直过接触点的切面）指向被压或被支持的物体。②绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向。③杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。4.大小：①弹簧在弹性限度内，遵从胡克定律力F=kX。②一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等。③非弹簧类的弹力是形变量越大，弹力越大，一般应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来计算。5四.摩擦力1.定义：当一个物体在另一个物体的表面上相对运动或有相对运动的趋势时，受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦力，可分为静摩擦力和动摩擦力。2.产生条件：①接触面粗糙；②相互接触的物体间有弹力；③接触面间有相对运动或相对运动趋势。说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解3.摩擦力的方向：①静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反。②动摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。4.摩擦力的大小：①静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0≤f≤fm，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。②滑动摩擦力的大小f＝μN。说明：滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数和正压力两个因素决定，而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关。6第二单元力的合成与分解一.合力与分力1.一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用所产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。2.合力与它的分力是力的效果上的一种等效替代关系。二.力的合成与分解1.求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的分解。2.运算法则：（1）平行四边形法则：求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2的线段作为邻边作平行四边形，它的对角线即表示合力的大小和方向；（2）三角形法则：求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2首尾相接地画出来，把F1，F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力F的大小和方向；（3）共点的两个力F1，F2的合力F的大小，与它们的夹角θ有关，θ越大，合力越小；θ越小，合力越大，合力可能比分力大，也可能比分力小，F1与F2同向时合力最大，F1与F2反向时合力最小，合力大小的取值范围是|F1－F2|≤F≤（F1＋F2）（4）三个力或三个以上的力的合力范围在一定的条件下可以是：0≤F≤|F1+F2＋…Fn|7三.力的分解计算力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形法则，两个分力的合力是唯一确定的，而一个已知力可以分解为大小、方向不同的分力，即一个力的两个分力不是唯一的，要确定一个力的两个分力，应根据具体条件进行。1.按力产生的效果进行分解2.按问题的需要进行分解具体问题的条件有：①已确定两个分力的大小，可求得分力的方向。②已确定两个分力的方向，可求得分力的大小。③已确定一个分力的大小和方向，可求得另一个分力的大小和方向。④已确定一个分力的大小和另一个分力的方向，可求得一个分力的大小和另一个分力的方向。四.正交分解法物体受到多个力作用时求其合力，可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解，然后再分别沿这两个方向求出合力，正交分解法是处理多个力作用问题的基本方法。8第三单元受力分析共点力的平衡一.物体受力分析方法把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图，就是受力分析。对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。1.受力分析的顺序：先找重力，再找接触力（弹力、摩擦力），最后分析其它力（场力、浮力等）2.受力分析的几个步骤①灵活选择研究对象：也就是说根据解题的目的，从体系中隔离出所要研究的某一个物体，或从物体中隔离出某一部分作为单独的研究对象，对它进行受力分析。所选择的研究对象要与周围环境联系密切并且已知量尽量多；对于较复杂问题，由于物体系各部分相互制约，有时要同时隔离几个研究对象才能解决问题。究竟怎样选择研究对象要依题意灵活处理。②对研究对象周围环境进行分析：除了重力外查看哪些物体与研究对象直接接触，对它有力的作用，凡是直接接触的环境都不能漏掉分析，而不直接接触的环境千万不要考虑进来，然后按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行力的分析，根据各种力的产生条件和所满足的物理规律，确定它们的存在或大小、方向、作用点。③审查研究对象的运动状态：是平衡态还是加速状态等等，根据它所处的状态有时可以确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断。④根据上述分析，画出研究对象的受力分析图；把各力的方向、作用点（线）准确地表示出来。3.受力分析的三个判断依据：①从力的概念判断，寻找施力物体；②从力的性质判断，寻找产生原因；③从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态。9二.隔离法与整体法1.整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中可以用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。2.隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分根据地，分别列出方程，再联立求解的方法。3.通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用。三.共点力物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫共点力。四.平衡状态物体保持静止或匀速运动状态（或有固定转轴的物体匀速转动）。说明：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零。五.共点力作用下物体的平衡条件物体受到的合外力为零，即F合=0说明：①三力汇交原理：当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时，这三个力必交于一点；②物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时，取出其中的一个力，则这个力必与剩下的（N－1）个力的合力等大反向。③若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：FX合=0，FY合=0；10六.平衡的临界问题由某种物理现象变化为另一种物理现象或由某种物理状态变化为另一种物理状态时，发生转折的状态叫临界状态，临界状态可以理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态。平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要发生变化的状态。往往利用“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。七.平衡的极值问题极值是指研究平衡问题中某物理量变化情况时出遭到的最大值或最小值。可分为简单极值问题和条件极值问题。11第四单元实验：探究弹力和弹簧伸长的关系1.实验目的（1）培养学生用所学知识探究物理规律的能力。（2）探究弹力和弹簧伸长量的关系。（3）养成用图象法处理实验数据的习惯。2.实验原理在竖直悬挂的轻弹簧下端悬挂砝码，平衡时弹力大小等于砝码的重力，用刻度尺量出弹簧的伸长量，改变砝码数量，重复上面实验，就可以定量地找出弹力与伸长量之间的关系。3实验步骤（1）按图装置将弹簧和刻度尺固定在铁架台上（铁架台平稳地放在桌边）。（2）测出弹簧的原长l。（记录弹簧上的指针在弹簧不受拉力时所指位置的读数）。（3）在弹簧下端挂钩码，测出弹簧长度l，计算出弹簧的伸长量和钩码的重力mg，改变（增加）钩码数量依次测出弹簧长度和钩码总重力，列表记录。（4）以弹力为纵坐标，以弹簧伸长量为横坐标建立坐标系，根据所测数据描点。124.注意事项（1）所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度，要注意观察，适可而止。（2）每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀，这样作出的图线精确。（3）测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差。（4）描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧。（5）记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。第五单元实验：验证力的平行四边形定则1.实验目的：验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.2.实验原理：使一个力F’的作用效果跟两个力F1和F2的共同作用效果都是使橡皮条伸长到某点0，则F’为F1和F2的合力，作出F’的图示，再根据平行四边形定则作出Fl和F2的合力F的图示，比较F、F’是否大小相等方向相同。3.实验器材：方木板；白纸；弹簧秤（两只）；橡皮条；细绳套（两个）；三角板；刻度尺；图钉（几个）；铅笔。4.实验步骤：（1）用图钉把白纸钉在方木板上。（2）把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。（3）用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O如图所示，用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向。并记录弹簧秤的读数。13（4）用铅笔和刻度尺从力的作用点（位置O）沿着两绳套的方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，以Fl