Das Bundesgericht zieht in Erwägung:
1. Die Beschwerdeführerin zeigte den Beschwerdegegner 2 wegen Tätlichkeiten zum Nachteil der gemeinsamen Tochter an. Am 11. Juni 2010 stellte das Stadtrichteramt Zürich die Untersuchung ein. Einen dagegen gerichteten Rekurs wies der Einzelrichter am Bezirksgericht Zürich mit Verfügung vom 2. September 2010 ab.
Die Beschwerdeführerin wendet sich ans Bundesgericht und beantragt, die Verfügung vom 2. September 2010 sei aufzuheben und die Sache zur Weiterführung des Strafverfahrens an die Vorinstanz zurückzuweisen.
2. Es ist fraglich, ob die Tochter Opfer im Sinne des Opferhilfegesetzes (OHG) ist (vgl. angefochtenen Entscheid S. 8 E. 2.4.1.) und ob die Beschwerdeführerin als Mutter gestützt auf Art. 81 Abs. 1 lit. b Ziff. 5 BGG in Verbindung mit <ref-law> zur Beschwerde legitimiert ist. Die Frage muss nicht geprüft werden, da das Rechtsmittel aus anderen Gründen nicht gutgeheissen werden kann.
3. Die Beschwerdeführerin macht geltend, die Vorinstanz habe die Beweise willkürlich gewürdigt.
Willkür liegt vor, wenn der angefochtene Entscheid offensichtlich unhaltbar ist, mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft. Dass der angefochtene Entscheid mit der Darstellung der Beschwerdeführerin nicht übereinstimmt oder eine andere Lösung ebenfalls vertretbar erscheint, genügt nicht (<ref-ruling> E. 3.3.1, V 2 E. 1.3; <ref-ruling> E. 5.4, II 244 E. 2.2).
Die Vorinstanz kommt nach ausführlicher Begründung, auf die in Anwendung von <ref-law> verwiesen werden kann, zum Schluss, das Stadtrichteramt habe das Verfahren zu Recht eingestellt, weil sich der Tatverdacht der Tätlichkeit zum Nachteil der Tochter aufgrund der ersten polizeilichen Ermittlungen in keiner Weise habe erhärten lassen (vgl. angefochtenen Entscheid S. 10 - 13).
Die Beschwerdeführerin macht geltend, in willkürlicher Weise sei darauf verzichtet worden, die Tochter zu befragen. Diese habe ihr gesagt, dass der Beschwerdegegner 2 sie am fraglichen Sonntag geschlagen habe. Die Tochter hatte indessen kurz danach im Auto nur noch erzählt, der Beschwerdegegner 2 habe sie "geplagt", indem er ihr ein Geschenk verweigert und den Weg (offenbar zum verweigerten Geschenk) versperrt habe (vgl. angefochtenen Entscheid S. 3 und 11). Auf einer vom Beschwerdegegner 2 während des Vorfalls erstellten IPhone Aufnahme zeigte die Tochter denn auch keine Anzeichen von Ängstlichkeit, Abweisung oder Unsicherheit, wie sie nach Schlägen zu erwarten gewesen wären (vgl. angefochtenen Entscheid S. 10). Indem die kantonalen Richter unter diesen Umständen und insbesondere auch unter Berücksichtigung des Kindeswohls (angefochtener Entscheid S. 12 unten) auf eine Befragung der Tochter verzichteten, verfielen sie jedenfalls nicht in Willkür im oben umschriebenen Sinn.
Die Beschwerdeführerin macht geltend, der Beschwerdegegner 2 sei vorbestraft. Ausserdem sei dies nicht der erste Übergriff auf die Tochter, weil er diese auch schon auf die Schulter und die Hand geschlagen und mehrfach genötigt habe, sich auszuziehen. Diese angeblichen Tatsachen hat die Beschwerdeführerin vor der Vorinstanz indessen noch nicht vorgebracht (angefochtener Entscheid S. 4 E. 3 mit Hinweis auf KA act. 1). Da auch nicht erst der angefochtene Entscheid dazu Anlass gab, können die Vorbringen als unzulässige Noven vor Bundesgericht nicht gehört werden (<ref-law>).
Die Beschwerde ist im Verfahren nach <ref-law> abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist.
4. Die Gerichtskosten sind der Beschwerdeführerin aufzuerlegen (<ref-law>). Dem Beschwerdegegner 2 ist keine Entschädigung auszurichten, weil er vor Bundesgericht keine Umtriebe hatte.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 1'000.-- werden der Beschwerdeführerin auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Bezirksgericht Zürich, Einzelrichteramt für Zivil- und Strafsachen, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 6. Dezember 2010
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Favre C. Monn