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相互作用力的受力點

生活 更新时间:2024-12-12 13:44:28

相互作用力與平衡力這兩個知識點是初中物理力學部分的重點及難點,也是中考必考内容,由于兩對力在某些方面都極其相似,不少學生都無法正确區分這兩對力,造成考試中丢分現象嚴重,下面先通過五個方面來幫助同學們認識和區分這兩對力,其中平衡力在下文中主要考慮的是二力平衡的情況。

1.從兩對力的概念上來區分

  二力平衡是指一個物體隻受兩個力的作用時而處于平衡狀态。

相互作用力也就是作用力和反作用力。物體間力的作用是相互的,一個物體對另一個物體施加力的同時也會反過來受到這個物體對它施加的力,也就是在發生力的作用時,其中一個物體既是施力物體同時也是受力物體,如靜置于水平桌面上的物體受到的重力與支持力是一對平衡力,物體對桌面的壓力與桌面對物體的支持力是一對相互作用力。

相互作用力的受力點(正确區分相互作用力與平衡力)1

2.從兩對力的作用對象上來區分

二力平衡是相互平衡的兩個力作用在同一個物體上。比如,靜止在桌面上的水杯就受到重力和桌面對它的支持力,這兩個力都是作用在水杯上的,那麼重力和支持力就是相互平衡的兩個力。

相互作用力是兩個力分别作用在兩個物體上。比如上面提到的水杯受到桌面的支持力,是作用在水杯上的,而桌面則受到水杯對它的壓力,則是作用在桌面上的,這兩個力分别作用在不同的物體上的,這兩個力就是相互作用力。

相互作用力的受力點(正确區分相互作用力與平衡力)2

3.從兩對力的作用時間上來區分

相互作用力總是成對出現,同時産生,同時消失,兩力是相互依賴及依存的關系,比如靜止在桌面上的水杯,若水杯對桌面的壓力消失,則桌面對水杯的支持力也将同時消失。

二力平衡中若撤去一個力,那麼另一個力仍然存在,即兩力是相互獨立的關系。比如靜止在桌面上的水杯,若撤去桌面的支持力即把桌子移開,水杯仍然會受到重力的作用,如下圖所示。

相互作用力的受力點(正确區分相互作用力與平衡力)3

4.從兩對力的性質上來區分

相互作用的力一定是同一種性質的力,如果相互作用力中,其中一個力是彈力,則另一個力也一定是彈力,如果其中一個力是摩擦力,則另一個力也一定是摩擦力,如果其中一個力是吸引力,則另一個力也一定是吸引力,如下圖中的相互作用力-壓力與支持力都是彈力。

二力平衡力則不一定是同種性質的力。比如靜止在桌面上的物體受到的重力與支持力是一對平衡力,其中重力是引力,而桌面的支持力則是彈力,它們不是同一種性質的力。

相互作用力的受力點(正确區分相互作用力與平衡力)1

5.從兩對力的作用效果上來區分

  二力平衡中,兩力的作用對象一定處于平衡狀态。

相互作用力中,受到相互作用的兩個物體各自不一定處于平衡狀态。(下圖中的兩隻船都不處于平衡狀态)

相互作用力的受力點(正确區分相互作用力與平衡力)5

通過以上五個方面的認識與理解,我們将兩對力的相同點和不同點以表格的方式列出,情況如下表所示:

相互作用力的受力點(正确區分相互作用力與平衡力)6

下面再通過兩個例題來進一步認識相互作用力與平衡力的區别,并了解這一類的解題方法。

例1:對靜止在水平桌面上的書來說,下列各組力中屬于相互作用力的是(  )

A.書的重力和書對桌面的壓力

B.書的重力和桌面對書的支持力

C.書的重力和桌子的重力

D.書對桌面的壓力和桌面對書的支持力

解析:A.從作用模式的角度來看這一對力,其中重力是地球對書的吸引力,壓力是書對桌面的彈力,因為相互作用力的模式是A對B與B對A,所以這一對力不是一對相互作用力,且這一對的力的性質也不同,重力是引力,而壓力是彈力,故A錯誤。

B. 從這兩個力的作用對象看,重力是作用在書上,支持力也是作用在書上,這一對力是作用在同一物體上的,而相互作用力是作用在兩個物體上的,所以,這一對力不屬于相互作用力,故B錯誤。

C. 從作用對象看,書的重力是地球吸引書的力,桌子的重力是地球吸引桌子的力,這兩個力的方向都是豎直向下,方向相同,所以,這兩個力也不是相互作用力,故C錯誤。

D. 從作用模式方面看,壓力是書對桌面的力,而支持力是桌面對書的力,符合A對B與B對A的模式,從力的性質上看,壓力與支持力都是彈力,屬于同一性質的力,且這兩個力的大小相等,方向相反且在同一直線上,所以,這一對力屬于相互作用力,故D正确。

例2:物理課本放在水平桌面上,文具盒放在物理課本上,則(  )

A.物理課本受到的重力和桌面對物理課本的支持力是一對平衡力

B.物理課本對桌面的壓力和桌面對物理課本的支持力是一對相互作用力

C.物理課本對文具盒的支持力和文具盒對物理課本的壓力是一對平衡力

D.桌面對物理課本的支持力和文具盒對物理課本的壓力是一對相互作用力

相互作用力的受力點(正确區分相互作用力與平衡力)7

解析:A.通過題中信息可知,重力與支持力的方向是相反的,且在同一直線上,物理課本受到的重力大小等于課本的重力,而桌面對物理課本的支持力的大小會等于書的重力加上文具盒的重力,可見這兩個力的大小是不相等的,所以,這一對力不是平衡力,故A錯誤。

B. 從力的作用模式上看,符合A對B與B對A這一模式,進一步分析,壓力的方向是豎直向下,支持力的方向是豎直向上,可以看出這兩個的方向是相反的且作用在同一直線上,壓力的大小等于文具盒與課本的重力之和,支持力的大小也等于文具盒與課本的重力之和,故力的大小也是相等的,故B正确。

C. 從平衡力的條件上看,課本對文具盒的支持力的方向是豎直向上,大小等于文具盒的重力,而文具盒對課本的壓力的方向是豎直向下,大小也等于文具盒的重力,可以看出這一對力的大小相等,方向相反,作用在同一直線上,但從力的作用對象上看,支持力是作用在文具盒上的,而支持力是作用在課本上的,沒有作用在同一物體上,所以,這不是一對平衡力,故C錯誤。

D. 從兩個力的作用對象上看,支持力是作用在課本上的,壓力也是作用在課本上的,都作用在同一物體上,所以,這不是一對相互作用力,故D錯誤。

總結:要正确區分相互作用力與平衡力,我們可以先試着從力的作用模式上去初步分析屬于哪一對力,然後,再根據是否屬于同一性質的力及兩力的作用對象等方面進一步确定屬于哪一對力,如:如果符合A對B與B對A的模式,就初步判斷為相互作用力,再看兩力是否屬于同一性質的力及兩力的作用對象等方面來進一步确定;如果符合A對B與C對B的模式,就初步判定為平衡力,然後,再從兩力的大小、方向等方面進一步來确定。

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