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第3章相互作用--力
探究案
学习目标
掌握重力、弹力、摩擦力的相关概念。
掌握牛顿第三定律的内容和表达式。
掌握力的合成与分解。
课堂探究
考点一：重力
1.产生：由于地球的吸引而使物体受到的力
2.大小：G = mg，g = 9.8 N/kg
3.方向：竖直向下
4.作用点：重心
典例精析
A、质量均匀分布、形状规则的物体的重心在物体的几何中心，故A正确。
B、重力的大小可以用弹簧测力计直接测出。故B错误。
C、物体在同一地点，质量大的物体一定比质量小的物体所受的重力大，在不同地点，质量大的物体不一定比质量小的物体所受的重力大。故C错误。
D、重力的方向总是竖直向下，与支持面无关。故D错误。
考点二：弹力
1.定义：发生形变的物体，要恢复原状，对它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力
2.产生的条件
① 物体间相互接触
② 物体发生弹性形变
3.方向：总是跟形变的方向相反
4.弹力的大小：胡克定律
内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。
公式：
典例精析：
如图所示，物体A和B的重力分别为10N和3N，不计弹簧秤和细线的重力和一切摩擦，则下列选项正确的是（　　）
A．弹簧秤所受的合力为7N B．地面对A的支持力为0N
C．弹簧秤的读数为6N D．弹簧秤的读数为3N
考点三：摩擦力
1.定义：
两个相互接触、相互挤压的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫摩擦力。
2.产生的条件：
（1）相互接触
（2）相互挤压（有弹力）
（3）有相对运动或相对运动的趋势 （4）接触面粗糙（不光滑）
典例精析：
如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb=5N、Fc=10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止．以F1、F2、F3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则( )
A. F1=5N，F2=0，F3=5N
B. F1=5N，F2=5N，F3=0
C. F1=0，F2=5N，F3=5N
D. F1=0，F2=10N，F3=5N
考点四：牛顿第三定律
1.内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上
2.表达式
典例精析：
2018年3月14日，2018世界室内拔河锦标赛在徐州奧体中心落下帷幕。中国国家队在这次比赛中斩获了600kg级混合组、500kg级女子组两枚金牌，创造了参加拔河世锦赛以来的最好成绩。如图所示，比赛中甲、乙两队出现了僵持--两队都静止不动，此时（　　）
A．甲队对绳的拉力与乙队对绳的拉力是一对平衡力
B．甲队对绳的拉力与乙队对绳的拉力是一对相互作用力
C．绳对甲队的拉力与绳对乙队的拉力是一对平衡力
D．绳对甲队的拉力与绳对乙队的拉力是一对相互作用力
考点五：力的合成与分解
1.力的合成：一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，力的合成就是找一个力去代替几个已知力。
2.力的分解：求一个力的分力的过程。
3.力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则
两个互成角度的分力与合力间关系
①θ＝0°时，即F1、F2共线同方向：
Fmax＝F1＋F2 合力方向与两个力的方向相同
②θ＝180°时，即F1、F2共线反方向：
Fmin＝｜F1－F2｜ 合力方向与分力F1、F2中较大的方向相同。
③ F合随F1和F2的夹角增大而减小
④二力合力的取值范围：｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2
⑤ θ＝120°且F1 = F2时， ｜F合｜= ｜F1 ｜= ｜F2 ｜
⑥ F合可能大于、等于、小于任一分力。
思考：合力是否一定比分力大？
典例精析：
如图所示，光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法正确的是（　　）
A．物体受到重力mg、FN、F1、F2四个力的作用
B．物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用
C．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力
D．力FN、F1、F2三力的作用效果与力mg、FN两个力的作用效果不同
考点六：矢量与标量
矢量:有大小又有方向遵守平行四边形定则。
如:位移 速度 力等
标量:只有大小,没有方向
如:路程 温度 质量 密度等
注意：电流虽然有大小，也有方向，但是是标量。
典例精析：
下列各组物理量全部属于矢量的是（　　）
A．质量 速度 加速度 B．时间 位移 重力
C．摩擦力 位移 加速度 D．长度 时间 位移
考点七：共点力的平衡条件
共点力：几个力都作用在物体的同一点，或它们的作用线相交于同一点，这几个力便叫做“共点力”
共点力的平衡条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0
典例精析：
如图所示，用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架，绳的一端绕在手指上，杆的一端顶在掌心，当A处挂上重物时，绳对手指作用力为F1，杆对手掌的作用力为F2，对这两个作用力的方向判断完全正确的是（　　）
A．F1沿绳斜向上，F2沿杆子向左
B．F1沿绳斜向下，F2沿杆子向左
C．F1沿绳斜向上，F2沿杆子向右
D．F1沿绳斜向下，F2沿杆子向右
随堂检测
1.货车自动过磅管理系统常用于司机和监管部门对车辆及装卸货物重量的测量。如图所示，货车停在电子地秤的支撑面上过磅，下列说法正确的是（　　）
A．货车所受的重力和秤面所受的弹力是一对平衡力
B．货车所受的弹力和秤面所受的弹力是一对平衡力
C．货车受向上的弹力，是因为秤面发生了弹性形变
D．货车受向上的弹力，是因为货车发生了形变
2.如图所示，用筷子把一粒豆子夹住并处于静止状态，以下说法正确的是（　　）
A．若筷子水平，则豆子受到三个力的作用
B．若筷子竖直，则豆子受到两个力的作用
C．若筷子与水平面成一角度，则豆子受到筷子的作用力与重力等大反向
D．若增大筷子与水平面的夹角，则豆子受到的摩擦力将减小
3.如图所示，一只小鸟落在了树枝上，树枝发生了弯曲，小鸟处于静止状态，下列说法正确的是（　　）
A．树枝发生了弯曲，是因为小鸟对树枝的压力大于树枝对小鸟的支持力
B．树枝对小鸟的支持力是由树枝发生形变产生的
C．树枝对小鸟弹力的方向斜向上偏右
D．小鸟起飞瞬间，翅膀对空气的作用力大于空气对翅膀的作用力
4.关于弹力和摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．只要接触的两个物体之间就有弹力和摩擦力
B．有弹力不一定有摩擦力
C．物体受到的滑动摩擦力一定与物体运动方向相反
D．弹簧弹力的大小与弹簧的长度成正比
5.如图所示，小明正在擦一块竖直放置的黑板。下列关于擦黑板的几种说法，正确的是（　　）
A．黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力
B．摩擦力的大小一定与黑板擦的重力成正比
C．压力越大，黑板与黑板擦之间的摩擦力越大
D．若黑板擦不小心脱手，则其在自由下落的过程中也可能把字擦掉
本课小结
参考答案
课堂探究
考点一
典例精析
【答案】A
【解析】由A、质量均匀分布、形状规则的物体的重心在物体的几何中心，故A正确。
B、重力的大小可以用弹簧测力计直接测出。故B错误。
C、物体在同一地点，质量大的物体一定比质量小的物体所受的重力大，在不同地点，质量大的物体不一定比质量小的物体所受的重力大。故C错误。
D、重力的方向总是竖直向下，与支持面无关。故D错误。
考点二
典例精析
【答案】D
【解析】物体B处于静止状态，所以B受力是平衡的，即：B端的力大小为3N
又因为弹簧秤处于静止状态，所以弹簧秤受力是平衡的，B端受到的拉力是3N，虽然A的重力是10N，但为了和B端受力平衡，A端绳受的力是3N，而弹簧秤的合力为零。
弹簧秤的示数是钩上的拉力或是一端受到的力，所以示数为：3N．故D正确。
考点三
典例精析
【答案】C
【解析】以a为研究对象，根据平衡条件得到：b对a的静摩擦力大小F1=0，否则a水平方向所受的合力不为零，不能保持平衡。
以ab整体为研究对象，根据平衡条件得到：F2=Fb=5N。
再以三个物体整体为研究对象，根据平衡条件得：F3=Fc-Fb=10N-5N=5N，方向水平向左。所以F1=0，F2=5N，F3=5N。
考点四
典例精析
【答案】A
【解析】AB、甲队对绳的拉力与乙队对绳的拉力是绳受到的一对平衡力，故A正确，B错误；
CD、绳对甲队的拉力与绳对乙队的拉力不是同一物体受的，也不是两个物体间的相互作用，故既不是一对平衡力也不是一对相互作用力，故CD错误。
考点五
典例精析
【答案】B
【解析】AB、斜面光滑，物体只受重力mg和支持力FN两个力的作用，故A错误，B正确；
C、F1是重力作用在物体上使物体下滑的分力，F2是重力作用在物体上使物体挤压斜面得力，不是物体对斜面的压力，因为物体对斜面的压力受力物体是斜面，不是物体，而F2作用在物体上，故C错误；
D、F1和F2是重力的两个分力，则力FN、F1和F2的三个力的作用效果跟mg、FN两个力的效果相同，故D错误。
考点六
典例精析
【答案】C
【解析】A、质量只有大小，没有方向，是标量。故A错误。
B、时间只有大小，没有方向，是标量，故B错误。
C、摩擦力 位移 加速度都既有大小，又有方向，都是矢量。故C正确。
D、时间只有大小，没有方向，是标量，故D错误。
考点七
典例精析
【答案】B
【解析】重物受绳子的拉力及物体本身的重力而处于平衡，故绳子的拉力等于物体的重力；
而绷紧的绳子各处的拉力相等，故绳子对手指有大小为mg的拉力，方向沿绳的方向背离手指的方向，故F1沿绳斜向下；
结点A处受绳子向下的拉力及沿绳向上的拉力，杆受手掌作用力和A点作用力，一定沿着杆方向，故A点出绳子拉力的合力一定沿着杆，并且绳子的两个拉力的合力应沿杆的方向向里压杆，故杆对手掌有向里的压力，即F2沿杆子向左；故B正确，ACD错误。
随堂检测
1．C
【解析】A、货车受到的重力受力物体是货车，秤面所受的弹力的受力物体是秤面，二者不可能是一对平衡力，故A错误；
B、货车所受的弹力和秤面所受的弹力是两个物体之间的相互作用，是一对作用力与反作用力，故B错误；
CD、货车受向上的弹力，是秤面对货车的作用，是因为秤面发生了弹性形变，故C正确，D错误。
2．C
【解析】A、若筷子水平，每支筷子对豆子都有一个摩擦力作用，每支筷子都对豆子有一个弹力作用，豆子受竖直向下的重力作用，此时豆子受5个力作用，故A错误；
B、瑞筷子竖直，每支筷子对豆子都有一个摩擦力作用，每支筷子都对豆子有一个弹力作用，豆子受竖直向下的重力作用，此时豆子受5个力作用，故B错误；
C、若筷子与水平面成一角度，此时豆子静止处于平衡状态，豆子受重力与筷子的作用力，由平衡条件可知，豆子受到筷子的作用力与重力等大反向，故C正确；
D、设豆子的质量为m，筷子与水平面间的夹角为θ，设筷子对豆子的摩擦力为f，豆子静止处于平衡状态，由平衡条件得：f=mgsinθ，若增大筷子与水平面的夹角θ，则豆子受到的摩擦力将增大，故D错误。
3．B
【解析】A、树枝发生了弯曲，是因为小鸟对树枝的压力的缘故，但是根据牛顿第三定律，可知小鸟对树枝的压力大小等于树枝对小鸟的支持力大小，故A错误；
B、根据弹力的定义，可知树枝对小鸟的支持力是由树枝发生形变，而要恢复原状，会对与它接触的小鸟产生力的作用，故B正确；
C、由于小鸟处于静止状态，根据平衡条件，可知树枝对小鸟弹力与重力等大反向，即树枝对小鸟弹力的方向竖直向上，故C错误；
D、小鸟起飞瞬间，根据牛顿第三定律，可知翅膀对空气的作用力大小等于空气对翅膀的作用力大小，故D错误。
4．B
【解析】A、弹力的产生条件是：接触且发生弹性形变；摩擦力产生的条件是接触面粗糙、相互挤压、相对运动或有相对运动的趋势。可知，仅仅接触的两物体之间未必有弹力和摩擦力，故A错误；
B、摩擦力产生的条件是接触面粗糙、相互挤压、相对运动或有相对运动的趋势。可知有摩擦力必有弹力，有弹力不一定有摩擦力。故B正确；
C、物体受到的滑动摩擦力方向一定与相对运动方向相反，故C错误；
D、根据胡克定律，弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比，故D错误。
5．C
【解析】A、黑板擦与黑板间发生相对滑动，所受摩擦力是滑动摩擦力，故A错误；
B、摩擦力的大小与黑板擦对黑板的压力成正比，与黑板擦的重力无关，故B错误；
C、压力越大，黑板与黑板擦之间的滑动摩擦力越大，故C正确；
D、若黑板擦不小心脱手，则其在自由下落的过程中，黑板擦对黑板的压力为零，摩擦力为零，不可能把字擦掉，故D错误。
故选：C。

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