高二物理：高中物理学业水平考试要点解读(二)思维导图

要点解读二：

第3章 相互作用

一、力的性质

1．物质性：一个力的产生仅仅涉及两个物体，我们把其中一个物体叫受力物体，另一个物体则为施力物体。

2．相互性：力的作用是相互的。受力物体受到施力物体给它的力，则施力物体也一定受到受力物体给它的力。

3．效果性：力是使物体产生形变的原因；力是物体运动状态（速度）发生变化的原因，即力是产生加速度的原因。

4．矢量性：力是矢量，有大小和方向，力的三要素为大小、方向和作用点。

5．力的表示法

（1）力的图示：用一条有向线段精确表示力，线段应按一定的标度画出。

（2）力的示意图：用一条有向线段粗略表示力，表示物体在这个方向受到了某个力的作用。

二、三种常见的力

1．重力

（1）产生条件：由于地球对物体的吸引而产生。

（2）三要素

①大小：G=mg。

②方向：竖直向下，即垂直水平面向下。

③作用点：重心。形状规则且质量分布均匀的物体的重心在其几何中心。物体的重心不一定在物体上。

2．弹力

（1）产生条件：物体相互接触且发生弹性形变。

（2）三要素

①大小：弹簧的弹力大小满足胡克定律F=kx。其它的弹力常常要结合物体的运动情况来计算。

②方向：弹簧和轻绳的弹力沿弹簧和轻绳的方向。支持力垂直接触面指向被支持的物体。压力垂直接触面指向被压的物体。

③作用点：支持力作用在被支持物上，压力作用在被压物上。

3．摩擦力

（1）产生条件：有粗糙的接触面、有相互作用的弹力和有相对运动或相对运动趋势。

（2）三要素

①方向：滑动摩擦力方向与相对运动方向相反；静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。

②大小：

A．滑动摩擦力的大小Ff=μFN。其中μ为动摩擦因数。FN为滑动摩擦力的施力物体与受力物体之间的正压力，不一定等于物体的重力。

B．静摩擦力的大小要根据受力物体的运动情况确定。静摩擦力的大小范围为0

③作用点：在接触面或接触物上。

三、力的运算

合力与分力是等效替代关系，力的运算遵循平行四边形定则，分力为平行四边形的两邻边，合力为两邻边之间的对角线。平行四边形定则（或三角形定则）是矢量运算法则。

1．力的合成：已知分力求合力叫做力的合成。

实验探究：探究力的合成的平行四边形定则

（1）实验原理：合力与分力的实际作用效果相同。实验中使橡皮条伸长相同的长度。

（2）减小实验误差的主要措施：

①保证两次作用下橡皮条的形变情况相同（细绳与橡皮条的结点到达同一点）。

②利用两点确定一条直线的办法记下力的方向，所以两点的距离要适当远些，细绳应长一些。

③将力的方向记在白纸上，所以细绳应与纸面平行。

④实验采用力的图示法表示和计算合力，应选定合适的标度。

2．力的分解：已知合力求分力叫做力的分解。力要按照力的实际作用效果来分解。

3．力的正交分解：它不需要按力的实际作用效果来分解，建立直角坐标系的原则是方便简单，让尽可能多的力在坐标轴上，被分解的力越少越好。

学法指导

一、弹力的求解

1．判断弹力的有无

形变不明显时我们一般采用假设法、消除法或结合物体的运动情况判断弹力的有无。

2．计算弹力的大小

对弹簧发生弹性形变时，我们利用胡克定律求解；对非弹簧物体的弹力常常要结合物体的运动情况，利用动力学规律（如平衡条件和牛顿第二定律）求解。

二、静摩擦力的求解

1．判断静摩擦力的有无

静摩擦力方向与受力物体相对施力物体的运动趋势方向相反。对相对运动趋势不明显的情形，我们可以依据不同情况，利用下面两种办法进行判断。

（1）假设法。假设接触面光滑，看物体是否有相对运动。有则相对运动趋势与相对运动方向相同；无则没有相对运动趋势。

（2）效果法。根据物体的运动情况，主要看物体的加速度，利用动力学规律（如牛顿第二定律和力的平衡条件）判定。

2．计算静摩擦力的大小

静摩擦力的大小要根据受力物体的运动情况（主要是看加速度)）,利用动力学规律（如牛顿第二定律和力的平衡条件）来计算。最大静摩擦力的大小近似等于滑动摩擦力的大小。

三、分析物体的受力情况

对物体进行正确的受力分析，是解决力学问题的基础和关键。

1．受力分析的一般步骤：

（1）选取合适的研究对象，把对象从周围物体中隔离出来。

（2）按一定的顺序对对象进行受力分析：首先分析非接触力（重力、电场力和磁场力）；接着分析弹力；然后分析摩擦力；再根据题意分析对象受到的其它力。

（3）最后画出对象的受力示意图。高中阶段，一般只研究物体的平动规律，我们可把研究对象看作质点，画受力示意图时，可把所有外力的作用点画在同一点上（共点力）。

2．受力分析的注意事项：

（1）防止多分析不存在的力。每分析一个力都应找得出施力物体。

（2）防止漏掉某些力。要养成按照"场力（重力、电场力和磁场力）→弹力→摩擦力→其他力"的顺序分析物体受力情况的习惯。

（3）只画物体受到的力，不要画研究对象对其他物体施加的力。

（4）分析弹力和摩擦力时，应抓住它们必须接触的特点进行分析。绕对象一周，找出接触点（面），再根据它们的产生条件，分析研究对象受到的弹力和摩擦力。