高中物理力学讲义

高中物理力学课程，第一节力重力和弹力，力的概念：力是对物体的作用，力不能远离物体独立存在。 力的作用效果：使物体变形，改变物体的运动状态。 力为向量、大小、方向和作用点三要素； 力的分类：根据性质分为重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。 根据效果，分为压力、拉力、动力、阻力、向心力、复原力等。 力的作用相互作用，施力物体是同时受力物体，物体间的力和反作用力总是大小相等，方向相反，必然是相同性质的力。 二重力：地球引力所受力，大小G=mg，方向垂直向下。 三弹力发生条件：两物体接触弹性变形。 方向：与物体的变形方向相反。 具体有三种情况。 绳只能产生拉力，方向指绳收缩的方向，轻杆既能产生弹力又能产生拉力。 大小：从1物体的平衡中可以求出的2钩法则F=kx中求出。弹力方向三种类型，一、二物体的接触是面和面，弹力方向比面重。 两个物体的接触是点和面，弹力方向垂直于面。 三两物体的接触是点和点，弹力的方向比越过接触点的切断面重。关于练习题、1、力的概念，以下的说法中正确的是，a个受力物体必定与受力1个以上的物体b个受力相连接，其中任意一个物体是受力物体，受力物体c用手按压弹簧，手对弹簧施加作用， 弹簧压缩后相反，在对方的作用d直接接触的物体之间，相互作用e选手投掷铅球后，铅球的运动状态发生变化，铅球仍然是受力物体，但施力物体不是选手。 重力作用于悬挂在f空中的物体的力物体，绳索g物体的运动状态发生变化，力作用的h力作用于物体的力的效果必定完全由力的大小决定。 关于运动员在水平草坪上踢出来运动的足球，以下的说法是正确的，a足球受到踢力的b足球受到冲击力的c足球受到抵抗力的d足球没有受到任何力量的3，物体对水平支撑面的压力以下的说法是正确的。 a的压力是物体的重力b的压力是物体的重力的平衡力c的压力的作用点是物体的d的压力的作用点是在支持面上的4，物体受到的重力在以下的情况下变化，从赤道带到北极b带到月球c在保险柜中把它放入d使运动状态变化。 在、5、半球光滑的容器中放置细棒的细棒与容器的接触点分别为a、b这2点，容器上的a、b这2点作用于细棒的方向分别为a垂直向上，b为球心CA点为球心o、b点垂直向上。 DA点指球心o，b点垂直细棒向上。 6、如图所示，一个人的重量为600N，以200N的力通过绳索和固定滑轮牵引静止在地面上的重量为600N的物体，人受到力、力和力的作用，其大小分别为n、n和n。 第二节摩擦力、一摩擦力的种类1、静摩擦力2、动摩擦力、二静摩擦力1、条件：相互接触，接触面粗糙，相对运动倾向2、大小：由物体平衡决定的3、方向：与相对运动倾向方向相反的例1放置在水平面上的物体受到水平右F=5N的力而处于静止状态，求出物体受到的静摩擦力吗？ 由于物体静止，因此f总计=0，F1-G=0，物体静止的摩擦力必定为F=5N。 物体倾向于向右移动，因此f的方向为左。 例2传动带上搭载的物体与传动带一起进行等速运动，物体的重力为g，传动带与水平面所成的角度为，求出物体受到的静止摩擦力。分析通过物体进行等速运动，f合=0的物体所受到的力，g、F1(支承力)、f (静摩擦力)这3个力分解重力为G1=GSin、G2=Gcos，F1=G2、F=G1时F=GSin方向：物体倾向于向下滑动斜面，因此f的方向倾向于以斜面为下进行相对运动2，大小： F=FN3 方向：与物体的相对运动方向相反例1质量m的物体受到水平方向的力f，向左进行加速运动，已知动摩擦系数为，求出物体受到的折动摩擦力解析图，F1=FN (力和反作用力)。 如果F1=Mg (平衡力)，FN=Mg，则放置在F=Mg例2斜面上的物体沿斜面滑动，将物体的质量设为m，斜面的倾斜角设为，动摩擦系数设为，求出物体受到的折动摩擦力吗？ 根据，解析式F=FN，可以求出f的确定。 你必须受力分析。 物体受到重力、支承力、摩擦力，但支承力F1和正压FN是力和反力。 将重力分解为F2和F3，F2=Mgcos，F3=Mgsin，支撑力F1和F2相等。 FN=Mgcos，最终得到F=Mgcos。练习题，练习1如果用m、水平力f将图像这样的物体的质量按压在垂直壁上使其静止，则物体受到的静摩擦力是多少？如练习2图所示，a、b、c这3个物体重叠在水平面上放置，其中a、b通过水平方向的力f，在3个物体静止的状态下，3个物体受到的静摩擦力、第三节力的合成与分解、力的合成：力的分解已知：力的分解已知：等效三方法：平行四边形定律四合力与力的关系：|f1- f2|f1f 2目的：力的合成目的是通过求出力并利用牛顿的第二定律来决定物体的加速度因为分析物体的运动状态，力的分解求某种力决定物体受力的情况，所以这些都是手段，不是最终的目的。 六正交分解法：将力向相互正交的两个方向分解，利用求解直角三角形进行计算，即平行四边形是矩形的平行四边形法。 其使用原则是，尽量分解已知的力量，分解力不会产生更多的未知数。例题1的3个共点力分别为F1=14N，F2=10N，F3=5N，求出它们的合力的最大值和最小值分析因为在两个力的合力范围| f1- f2|f1f 2，两个力都在其他两个力的合成范围内，所以总合力的最小值为0 例题2如图所示，水的抵抗力f不变，在船靠岸的过程中，以下的说法正确吗？ a绳索拉力t变大，b绳索拉力t不变，c船浮力F1变小，d船的浮力F1变大，分析：由船进行等速运动可知，f合=0，Fx合=0，Fy合=0，采用正交分解法，拉力t为Tx和Ty，Tx=Tcos，Tx=Tcos 如果像这样将所有的力在x和y这两个方向上分解，则Fx合计=Tx-f=0，Fy合计=Ty F1-G=0，在f=Tx=Tcos，T=f/cosF1=G-Ty=G-Tsin船向左等速运动的期间，f不变，逐渐变大，因此从式可知，t变大式中F1越来越少。 也就是说，拉力变大，浮力变小。 因此，a、c这两个是正确的。例3以细线OA、OB持有重物，OB水平、OA与铅直方向成=450角，OA、OB受到的最大张力分别为10N和5N、OC受到充分的张力，为了不拉出细线，重物的重力的最大值是多少？如图所示，物体静止OC的3根绳索的张力为零，OC绳索的张力T3与物体的重力大小相等，OA、OB绳索的张力T1与T2的合力与OC绳索的张力大小相等，相反方向，物体的重力变大时OC绳索的张力变大，并且OA、OB绳索的张力也变大，因此T1 cos=2gt2=gtg=g/3t1=10n，如果g=52=5n，则G=53，因此，如果增大物体重力，则OAT先断开，能够判断为重力最大为52 下降力和斜面的支撑力c重力和下降力d重力、支撑力、下降力和正压力2，放置在斜面上的小箱子里有沙子，如果能够沿着斜面慢慢下降取出箱子里的沙子() a斜面对盒的支承力减少b斜面对盒的摩擦力减少c盒的倾斜压力减少d盒具有减速运动3，如图所示半径r、重量g的光滑的均匀球、长度r的细线垂直的光滑的壁，则绳索的拉伸力F1和对球的壁的压力F2的大小分别为使用2B2G、GC3G、3G/2D23G/3、3G/3、3G/3、第4节物体的受力分析、物体的受力2分析结果来计算：平行四边形的法则、正交分解法。 三个步骤： 1确定研究对象，找到与志物相互作用的物体，2首先描绘重力(方向固定)，接着描绘接触力(弹力、摩擦力、找到与物体有接触的其他物体，判断是否有力)，然后描绘其他力。 3说明：某力的方向难以确定时，可以使用假说法的合力和分力不能重复分析。 4例1轻绳连接质量、材料相同的a、b两物体，沿斜面等速下降，分析了a、b受力。 同时考虑斜面是否平滑，如果不平滑，考虑绳索是否有拉力，如果斜面平滑，就要保证物体以一定速度运动。 物体a必须受到绳索向上的拉力。 同样的b必须受到向下的拉力。 b不能保证以一定速度运动，斜面不光滑。 斜面不平滑的a、b向下移动时，若两物体受到的摩擦力沿斜面向上，则两物体受到的力g、F2(支承力)、F1(折动摩擦力)如下图所示相等。 T1和T2是绳索分别向a、b拉的力，大小相等，方向相等。 为了使两个物体等速运动，需要Gsin-F1-T1=0Gsin T2-F1=0，有f1t1=f1-t2=t1=t2=0这样结论. 两物体承受的力均为重力、支撑力、滑动摩擦力，大小相同。例2重g的球由于水平缆索OA而倾斜角平滑的斜面，水平缆索的拉力是多少分析：1F合=0，2物体承受重力g、支承力f、拉力t这3个力。 如图3所示，t和g的合力必定与f的大小相等，为相反方向。 已知4T/G=tg，T=Gtg，例如3n个相同的木块排列在地面上，1受到向右推的力f前进时进行等速直线运动，木块3比4的力变成多少.分析：将n个物体作为一个整体受力分析，物体进行等速运动的是f合=0，物体进行等速运动的是f合=0 在通过将各个物体隔离开来进行受力分析的并列方式中，如图所示，分别对1、2、3和n个物体的受力分析图，通过受力，使针对1个物体的T2 f=F，即T2=F-mg，使针对物体的t3f=t 2，即t3=t 2-g，t3=t2-g=f-2g (t2=t 2)物体，进行受力分析也就是说，根据t4=t 3-g、t4=t3-g=f-3g (t3=t 3)的以上规律，用Tn=F-(n-1)mg、练习题、1、物体的重力为100、2根等长的绳子吊在天花板上，绳子和天花板的角度全部为300，求出重力的两点力。2、重量500N的人用滑轮抓住重量600N的重量，处于静止状态，无视滑轮的重力和摩擦，求人的支撑力和摩擦力吗？ 3 .如图所示，物体的重量G=4.6N，对物体施加垂直方向和370的推力，物体正好沿着垂直壁向上等速滑动，得知=0.2，求出f。解答： 1、图为平行四边形，由图可知F1=F2=G。 2、如图所示对人力进行分析。 若采用正交分解法，则T1=Tcos300、T2=Tsin300、T1=f静、T2 F枝=G人3，首先对物体施加力进行分析。 若采用正交分解法，则如图所示，在F1=Fsin370、F2=Fcos370的水平方向上有F1=F分支、F2=G f动作，可以求出f。第三章牛顿运动定律，理解第一定律： 1运动是物体的属性，不需要力量。 明确了2力与运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，是产生加速度的原因。 3每个物体都有重要的性质说明了惯性。 惯性的理解： 1物体具有始终保持原状的性质，不可克服，不可避免。 2只与物体有关，不管物体是否移动，是否受力，任何物体都移动，是否静止，物体的状态是否变化，物体都有惯性。 3惯性的大小只与质量有关。 4惯性不是力，而是物体本身固有的属性。 第二定律的理解：1F合、m、a全部对同一物体来说。 2a和f是瞬时的对应关系，同时发生，同时消失，同时变化。 理解第三定律：一力与反作用力的相互依存性、相互依存性，以对方为自己存在的前提。 2力和反作用力相同时发生，同时消失，同时变化，没有前后变化。 三力是与反作用力相同的性质，必定是相同性质的力。 4因为作用于不同的物体，所以不能将它们合成或者抵消。 过重和过重的理解：当一个物体处于过重或过重状态时，物体的重力不会改变力。 2物体处于过重或过重状态，不是物体向上或向下运动，而是加速度的方向向上或向下。 在3物体完全失去重量的状态下，重力对物体只产生a=g的加速度效果，不会产生其他效果。 4过重或处于失重状态的液体的浮力式，在f浮子=V列(g a )或f浮子=V列(g-a )完全失重的情况下，f浮子=0。 动力学的两个问题：已知一是谋求运动。 2了解运动需求力。 牛顿运动定律的适用范围： 1宏观物体。 2低速运动的物体。 应用牛顿运动定律的解题步骤： 1确定研究对象。 画双受力分析图。 确定三个方向或创建坐标系。 四列方程式。 5求解、分析结果、检验。 练习题1、物体的运动状态的变化是指a物体的速度的变化、b物体的速度方向的变化、c物体的速度的变化、d物体的速度的大小和方向的变化。在以下的情况下，物体的运动状态变化是指a物体沿着斜面等速下降，将b物体垂直投掷，物体在空中的运动c跳伞运动员垂直下降，速度不变化。 在d车弯曲的时候减速行驶表示，a力是物体产生加速度的原因，b力是物体惯性的大小变化的原因，c物体的运动状态发生了变化，如果物体上加速度d物体的运动状态肯定发生了变化，则物体的速度的大小和方向一定发生了变化。 4、关于过重和过重，以下的说法正确的是，a过重是物体的重力增加，b过重是物体的重力减少，c过重是物体的重力少了一点，不管是d过重还是过重，物体的重力都不变。 5、一个人站在台秤上，人蹲着的时候，读数的变化是a先减少，然后恢复原样。 b先变大，后恢复c也不变。 d先变小再变大，回到原来的状态，6、关于惯性，以下的说法正确的是a物体不起作用时有惯性。 b物体的运动速度越大，惯性越大的c物体无论怎样运动，质量越大惯性越大的d物体只有在运动状态变化时才有惯性。把砖递给手，开始静止下来。 如果手突然上升，砖对方的压力a必定比手对砖的支撑力小。 b一定等于手对砖的支撑力。 c一定比手对砖的支撑力大。 d一定等于砖的重力