教科版 高中物理必修1 力

第二章第二章 力力 力力 定义定义 力是物体之间的相互作用 力的 三性 力的 三性 1 力具有物质性 力不能离开物体而存在 说明 对某一物体而言 可能有一个或多个施力物体 并非先有施力物体 后有受力物体 2 力具有相互性 一个力总是关联着两个物体 施力物体同时也是受力物体 受力物体同 时也是施力物体 说明 相互作用的物体可以直接接触 也可以不接触 力的大小用测力计测量 3 力具有矢量性 力不仅有大小 也有方向 说明 力的作用效果不仅与力的大小方向有关 还和力的作用点有关 力的作用效果力的作用效果 使物体的形状发生改变 使物体的运动状态发生变化 重力重力 定义定义 由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力 说明 地球附近的物体都受到重力作用 重力是由地球的吸引而产生的 但不能说重力就是地球的吸引力 重力的施力物体是地球 在两极时重力等于物体所受的万有引力 在其它位置时不相等 重力的大小重力的大小 G mg 说明 在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的 纬度越高 同一物体的重力越 大 因而同一物体在两极比在赤道重力大 一个物体的重力不受运动状态的影响 与是否还受其它力也无关系 在处理物理问题时 一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变 重力的方向重力的方向 竖直向下 即垂直于水平面 说明 在两极与在赤道上的物体 所受重力的方向指向地心 重力的方向不受其它作用力的影响 与运动状态也没有关系 重心重心 物体所受重力的作用点 确定 质量分布均匀 形状规则的均匀物体 它的重心就在几何中心上 质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状 质量分布有关 薄板形物体的重心 可用悬挂法确定 说明 物体的重心可在物体上 也可在物体外 重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关 引入重心概念后 研究具体物体时 就可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的 一个力来表示 于是原来的物体就可以用一个有质量的点来代替 弹力弹力 形变形变 物体的形状或体积的改变 叫做形变 说明 任何物体都能发生形变 不过有的形变比较明显 有的形变及其微小 弹性形变 撤去外力后能恢复原状的形变 叫做弹性形变 简称形变 弹力弹力 发生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 这种力叫弹力 说明 弹力产生的条件 接触 弹性形变 弹力是一种接触力 必存在于接触的物体间 作用点为接触点 弹力必须产生在同时形变的两物体间 弹力与弹性形变同时产生同时消失 弹力的方向 与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反 几种典型的产生弹力的理想模型 几种典型的产生弹力的理想模型 轻绳的拉力 张力 方向沿绳收缩的方向 注意杆的不同 点与平面接触 弹力方向垂直于平面 点与曲面接触 弹力方向垂直于曲面接触点所在切 面 平面与平面接触 弹力方向垂直于平面 且指向受力物体 球面与球面接触 弹力方向沿 两球球心连线方向 且指向受力物体 大小大小 弹簧在弹性限度内遵循胡克定律 F kx k 是劲度系数 表示弹簧本身的一种属性 k 仅 与弹簧的材料 粗细 长度有关 而与运动状态 所处位置无关 其他物体的弹力应根据运动 情况 利用平衡条件或运动学规律计算 摩擦力摩擦力 滑动摩擦力滑动摩擦力 一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候 要受到另一个物体 阻碍它相对滑动的力 这种力叫做滑动摩擦力 说明 摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的 摩擦力具有相互性 滑动摩擦力的产生条件 滑动摩擦力的产生条件 A 两个物体相互接触且挤压 B 两物体发生了相对滑动 C 接触面不光滑 滑动摩擦力的方向 滑动摩擦力的方向 总跟接触面相切 并跟物体的相对运动方向相反 说明 滑动摩擦力可能起动力作用 也可能起阻力作用 滑动摩擦力的大小 滑动摩擦力的大小 为动摩擦因数 说明 FN 两物体表面间的压力 性质上属于弹力 不是重力 应具体分析 与接触面的材料 接触面的粗糙程度有关 无单位 滑动摩擦力大小 与相对运动的速度大小无关 效果效果 总是阻碍物体间的相对运动 但并不总是阻碍物体的运动 静摩擦力静摩擦力 静摩擦力静摩擦力 两相对静止的相接触的物体间 由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力 说明 静摩擦力的作用具有相互性 静摩擦力的产生条件静摩擦力的产生条件 A 两物体相接触且挤压 B 相接触面不光滑 C 两物体有相对运动趋势 静摩擦力的方向静摩擦力的方向 总跟接触面相切 并总跟物体的相对运动趋势相反 说明 运动的物体可以受到静摩擦力的作用 静摩擦力的方向可以与运动方向相同 可以相反 还可以成任一夹角 静摩擦力可以是阻力也可以是动力 静摩擦力的大小静摩擦力的大小 两物体间的静摩擦力的取值范围 0 F Fm 其中 Fm 为两个物体间的最大静 摩擦力 静摩擦力的大小应根据实际运动情况 利用平衡条件或牛顿运动定 律进行计算 说明 静摩擦力是被动力 其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡 在取值范围内是根 据物体的 需要 取值 所以与正压力无关 最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数 选学 Fm sFN 效果效果 总是阻碍物体间的相对运动的趋势 力的合成力的合成 定义定义 求几个共点力的合力 叫做力的合成 1 力是矢量 其合成与分解都遵循平行四边形定则 2 一条直线上两力合成 在规定正方向后 可利用代数运算 3 互成角度共点力互成的分析 两个力合力的取值范围是 F1 F2 F F1 F2 共点的三个力 如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力 那么这三个共点力的合 力可能等于零 同时作用在同一物体上的共点力才能合成 同时性和同体性 合力可能比分力大 也可能比分力小 也可能等于某一个分力 力的分解力的分解 求一个已知力的分力叫做力的分解 力的分解是力的合成的逆运算 同样遵循平行四边形定则 已知两分力求合力有唯一解 而求一个力的两个分力 如不限制条件有无数组解 原则原则 根据力的实际作用效果分解 方法方法 平行四边形定则 解三角形 力的分解 1 已知两个分力的方向 唯一解 2 已知一个分力的大小和方向 唯一解 3 已知一个分力的方向和另一个分力的大小 两解 一解或无解 4 在实际问题中 一般根据力的作用效果或处理问题的方便需要进行分解 力的正交分解法力的正交分解法 在处理力的合成和分解的复杂问题上的一种简便的方法 正交分解法 正交分解法 是把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解 其目的是便于运用普通代数运算公 式来解决矢量的运算 力的正交分解法步骤如下 力的正交分解法步骤如下 1 正确选定直角坐标系 通常选共点力的作