第一章力物体的平衡

1、第一章 力 物体的平衡【考纲要求】1力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态变化的原因，力是矢量，力的合成和分解。 2万有引力定律，重力，重心。 3形变和弹力，胡克定律。 4静摩擦，最大静摩擦力。 5滑动摩擦，滑动摩擦定律。 6共点力作用下物体的平衡。 【说明】1. 在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力2. 不要求知道静摩擦因数第一讲 力的概念 重力 弹力一、力1.分类按性质分：万有引力、重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力、核力等。按作用效果分：压力、支持力、拉力、推力、动力、阻力、向心力、回复力等。按产生条件（或作用方式）分：场力（非接触力）、接触力。按研究对象分：

2、内力（系统内部各部分之间的相互作用力），外力（系统以外的其他物体作用在系统内物体上的力）。作用效果不同的力，性质可能相同。比如压力、支持力，作用效果不同，但均为弹力。作用效果相同的力，性质可能不同。比如人步行前进的动力是静摩擦力，自由落体物体的动力是重力。2. 概念：力是物体对物体的作用。3. 基本性质物质性：力不能脱离物体而独立存在，力的产生必须同时具备施力物体和受力物体。施、受力物体是针对某一具体的力而言的，不同的力有不同的施、受力物体。判断一个力是否存在的依据：能否同时找到该力的施、受力物体。莫把惯性当成力。相互性：力的作用是相互的，每个物体既是施力者，同时又是受力者，力总是成对出现，它

3、们互为作用力和反作用力，满足牛顿第三定律，它们的施、受力物体互相颠倒。作用力和反作用力与平衡力的异同点：作用力和反作用力：等大小、反方向、同性质、共存亡（同时产生、同时变化、同时消失）、分部作用在两个相互作用的物体上；平衡力：等大小、反方向、作用在同一个物体上。 其中作用在一个或两个物体上是它们的本质区别。矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向。求解一个力时，必须指明其大小和方向。想一想：既有大小、又有方向的物理量是矢量吗？解答：判断一个物理量是否为矢量的依据：看其运算法则是否遵循平行四边形法则，而不是看其有无方向。如电流强度I、磁通量等，均有方向，但为标量。独立性：力产生的作用效果各自独立（即

4、各自产生各自的加速度：F1ma1、F2ma2），它们不会因其他力的作用而改变自身的作用效果。我们所看到的物体的运动是它们共同作用的总的效果（合加速度）。3. 力的作用效果：使物体发生形变（包括挤压、拉伸、弯曲、扭转形变）；改变物体的运动状态（即使物体产生加速度）。 运动状态改变，就是速度改变（包括大小变化、方向变化、大小和方向都变化），即v0，则必有a0。4. 力的三要素：大小，方向和作用点。5. 力的图示：用一根带有箭头的线段来表示力的三要素的方法（力的图示要求严格，一般只作力的示意图）。6. 力的积累：力对时间的积累：Ft，即冲量； 力对空间的积累：FS，即功。二、重力1.产生：由于地球的

5、吸引而使物体受到的力，不是地球对物体的吸引力。OONF心mF引mg如右图为质量m1kg的物体的受力图：它受到F引和N，F引可分解为mg和F心，其中mg与N等大、反向，是一对平衡力。合力F心指向圆心O。F引GMm / R29.74牛F心mr2mr42 / T2 r越大，F心越大，mg越小当该物体在赤道上时，rR，F心0.03牛比较可知：F引远大于F心，故有：F引mg，并且离赤道越远，二者越接近。2.大小：Gmg，与物体的运动状态无关，与物体所在纬度和离地面高度有关。物体离地心越远，g越小，G越小。3.方向：竖直向下，不是垂直向下，不一定指向地心。 在两极和赤道上，重力的方向指向地心，其他地方重力

6、方向都不指向地心。4.测量仪器：弹簧秤。测量条件：处于平衡状态。5. 重心：重力的等效作用点。重心不一定在物体上，其位置与物体的形状及质量分布情况有关。质量分布均匀、形状规则的物体，重心在其几何中心上。薄板型物体的重心可用悬挂法确定（注意其分析方法）。三、弹力1. 产生条件：两个物体直接接触；发生弹性形变（能够恢复原状的形变）。显示微小形变的实验：沿不同方向挤压装满红色墨水的椭圆瓶，观察到的现象。想一想：放在水平桌面上的物体对桌面的压力是由于 的形变造成的，桌面对物体的支持力是由于 的形变造成的。解答：物体，桌面判断右图中各物体所受弹力的情况(物体均静止，各接触面都光滑) (假设法)2. 弹力

7、的大小弹簧的弹力：在弹性限度内且弹簧两端均有作用对象时：f = kx，或F=kx，即胡克定律。k为弹簧的劲度系数，单位：牛/米。对同一弹簧，k为定值；对不同弹簧，k一般不同。k的大小与弹簧丝的粗细、弹簧的横截面积、弹簧的长短、匝数、匝数密度等有关。 一般的弹力，如支持力、拉力等，应根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿第二定律来求解。 3. 弹力的方向点面、面面接触处的弹力：总是垂直于面（若为曲面，则应垂直于其切面）而指向受力物体。判断下图中各接触处的弹力方向：（物体都静止，各接触面都光滑）轻绳上的弹力：总是沿着轻绳指向轻绳收缩的方向。 同一条轻绳中的张力处处相等 张力：是指轻绳相邻两部分之间的相互作用力。比如上图的第二个图中左、右两部分之间在最低点处的相互弹力作用。例1. 一根轻绳的两端分别系在两根竖直杆的顶端，已知绳长5m，两根杆间距为4m，一光滑的轻小滑轮下面悬挂一个重为12N的物体，把滑轮放在轻绳上之后，绳中的张力是多少？ 答案：10N6040ABCF此题中如果不是滑轮，而是用细线打一个死结系在轻绳上，则轻绳的完整性就被破坏，结点两侧轻绳中