物体间的相互作用.docx

物体间的相互作用力
（一）弹力摩擦力
一、弹力
发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。
1.弹力产生的条件：
（1）物体直接相互接触；
（2）物体发生弹性形变。
2.弹力的方向：跟物体恢复原状的方向相同。
（1）压力、支持力的方向总是垂直于接触面指向被压或被支持的物体。
（2）绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
（3）杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。
3.弹力的大小：
胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成ΔF=kΔx，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。
二、滑动摩擦力
一个物体在另一个物体表面上存在相对滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它们相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。
1.产生条件：
（1）接触面是粗糙；
（2）两物体接触面上有压力；
（3）两物体间有相对滑动。
2.方向：总是沿着接触面的切线方向，且与相对运动方向相反。
3.大小：与正压力成正比，即Fμ=μFN，其中的FN表示正压力，正压力不一定等于重力
三、静摩擦力
当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时，所受到的另一个物体对它的力，叫做静摩擦力。
1.产生条件：
（1）接触面是粗糙的；
（2）两物体接触面上有压力；
（3）两物体有相对运动的趋势．
2.方向：沿着接触面的切线方向，且与相对运动趋势方向相反。
3.大小：由受力物体所处的运动状态、根据平衡条件或牛顿第二定律来计算。其可能的取值范围是0＜Ff≤Fm。
例1：（弹力）一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是
A.若小车向左运动，N可能为零
B.若小车向左运动，T可能为零
C.若小车向右运动，N不可能为零
D.若小车向右运动，T不可能为零
【解析】对小球受力分析，当FN等于0时，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动，A对C错.当FT为0时，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，B对D错.
【答案】AB
例2：（弹力）S1和S2表示劲度系数分别为k1和k2的两根弹簧，k1＞k2；a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物块，ma＞mb。将两弹簧与物块按图方式悬挂起来.现要求两根弹簧的总长度最大，则应使（）
A．S1在上，a在上
B．S1在上，b在上
C．S2在上，a在上
D．S2在上，b在上
【解析】先对下面的物体受力分析，受重力和下面的弹簧的拉力而平衡，
k下x下=m下g①
再对两个物体整体受力分析，受到总重力和上面弹簧的拉力，根据共点力平衡条件，有k上x上=（ma+mb）g②
弹簧总长度为L=La+Lb+x上+x下=La+Lb+(ma+mb)g/k上+m下g/k下
要使总长度最大，k上要取最小值k2，m下要取最大值ma，k下要取最大值k1，故S2在上，b在上,故选D．
例3：（摩擦力）长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位
置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大)，另一端不动，
如图示所示，写出木板转动过程中摩擦力与角α的关系式,并分
析随着角α的增大、摩擦力怎样变化？(设最大静摩擦力等于滑
动摩擦力)(α＜90°)
【解析】：本题的关键是明确是静摩擦还是动摩擦；根据平衡条件或牛顿运动定律来求静摩擦，根据滑动摩擦力公式求动摩擦.
物体受力分析如图所示
①转动较小角度时，压力FＮ=FN′=mgcosα较大，最大静摩擦力较大，而重力沿斜面向下的分力mgsinα较小，因此，铁块受静摩擦力作用，由力的平衡条件知，静摩擦力F静=mgsinα,α增大，F静增大.
②随着α增大，压力FＮ=FN′=mgcosα减小，最大静摩擦力减小，而重力沿斜面向下的分力mgsinα增大，因此，当角α超过某一值时，铁块受滑动摩擦力作用，由F滑=μFN知，F滑=μmgcosα，α增大，F滑减小.
综合①②知，α增大时，摩擦力先增大后减小.
例4：（摩擦力）两刚性球a和b的质量分别为和、直径分别为个(>)。将a、b球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内，如图所示。设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为和，筒底所受的压力大小为．已知重力加速度大小为g。若所以接触都是光滑的，则
A．
B．
C．D．
【解析】对两刚性球a和b整体分析，竖直方向平衡可知F＝（＋）g、水平方向平衡有＝。【答案】A
例5：（摩擦力）如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则