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文档简介

1、一、力1、定义:力是物体与物体的作用。(即力产生的条件是两个或两个以上的物体发生作用)符号:F;单位:牛。2、特性:依赖性 相互性 矢量性 独立性3、作用效果:使物体的运动状态发生改变或使物体发生形变。4、三要素:力的大小、方向、作用点5、力的量性:矢量,遵循矢量运算法则6、图示(示意图):按一定比例作出的带箭头的线段,线段的长短表示力的大小,箭头的方向表示力的作用方向,箭头或箭尾表示力的作用点。7、分类:性质和作用效果二、重力1、定义:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,叫做重力。重力就是重量。强调:地球上的任何物体在任何状态下都受到重力的作用。因此,在今后的受力分析中重力肯定有。在月球上

2、,物体也会由于月球的吸引而受到相应的重力,其他星球表面也一样。2、与万有引力关系:小于万有引力,是万有引力的一个分力3、方向:总是竖直向下。强调:竖直向下不能说成垂直向下,竖直向下指的是与水平地面相垂直,不能笼统指垂直方向。4、大小(g):重力的大小可以用弹簧秤测出。在静止的情况下,物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力,在数值上等于物体重力的大小。重力大小与物体质量关系: Gmg(g9.8N/kg)强调:g值在地球的不同位置取值不同,一般情况下忽略这个差异,可认为g值是恒定的。(纬度、高度、星球)5、重心:概念通俗点讲,重心就是重力的作用点。这就是物理学的一种等效替代的思想。与重心位置有关

3、的因素:与物体的形状有关;与物体的质量分布有关。质量分布均匀的物体的重心,跟物体的形状有关。质量分布均匀的有规则形状的物体,其重心在其几何中心上。 质量分布均匀形状不规则的薄板形物体的重心可用二次悬挂法或寻找支点法找到。物体的重心可在物体之上,也可在物体之外。物体的稳定程度与重心的高低及支承面的大小等有关。三、弹力(滑轮模型与死结模型)1、定义(产生条件):直接接触并发生形变2、方向:弹力的方向总是与物体形变方向相反,指向物体恢复原状的方向。弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。A、面面、点面、球面:(1) 压力的方向总是垂直于支持面指向被压的物体(受力物体)。(2

4、) 支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体(受力物体)。B、球球、点点:垂直于公切面,即弹力过圆心,或其延长线过圆心。C、轻绳 拉力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向 同一根绳上各处的拉力大小都相等 认为受力形变极微,看做不可伸长 弹力可做瞬时变化 D、轻杆轻杆的弹力方向不一定沿杆的方向,作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得,而自由轻杆中的弹力方向一定沿杆的方向 各处作用力的大小相等 轻杆不能伸长或压缩 轻杆受到的弹力方式有:拉力、压力 弹力变化所需时间极短,可忽略不计 E、轻弹簧 各处的弹力大小相等,方向与弹簧形变的方向相反 弹力的大小遵循胡克定律的关系 弹簧的弹力不能发生突变3

5、、弹力大小(1)根据力的平衡条件进行求解(2)根据牛顿第二定律进行求解(3)根据胡克定律进行求解内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比表达式:Fkx.k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度4、弹力有无的判断(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力此方法多用来判断形变较明显的情况(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定有弹力(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿

6、第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的运动状态5、弹力方向的判断(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向6、“弹簧类”模型问题中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型,具有如下四个特性:(1)弹力遵循胡克定律Fkx,其中x是弹簧的形变量(2)轻:即弹簧(或橡皮绳)的重力可视为零(3)弹簧既能受到拉力作用,也能受到压力作用(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受到拉力作用,不能受到压力作用(4)由于弹簧和橡皮绳受到力的作用时,其形变

7、较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变但是,当弹簧和橡皮绳被剪断时,它们产生的弹力立即消失7、死结模型:如几个绳端有“结点”,即几段绳子系在一起,谓之“死结”,那么以结点为界,这几段绳中的张力不一定相等 四、摩擦力1、静摩擦: (1)定义:两个相互接触的物体之间有相对运动趋势而又保持相对静止时,在接触面间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力.(2)范围:由二力平衡的知识可以知道,木块受到的静摩擦力大小等于弹簧秤的拉力,方向和拉力的方向相反.所以静摩擦力不是一固定值,它随外力的变化而变化,总是和外力大小相等、方向相反. 静摩擦力的增大有一个限度,这个限度就是最大静摩擦力F

8、max,其值等于物体刚刚开始运动时的拉力.两物体间实际发生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间. 静摩擦力大小值并不唯一;w w w .x k b 1.c o m(3)影响因素:最大静摩擦力与压力和接触面有关系.(4)有无及其方向的判定方法假设法:假设法有两种,一种是假设接触面光滑,不存在摩擦力,看所研究物体是否改变原来的运动状态另一种是假设摩擦力存在,看所研究物体是否改变原来的运动状态状态法:静摩擦力的大小与方向具有可变性明确物体的运动状态,分析物体的受力情况,根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向牛顿第三定律法:此法的关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到

9、的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向(5)大小的计算物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件来判断其大小物体有加速度时,若只有静摩擦力,则Ffma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合ma,先求合力再求静摩擦力2、动摩擦:产生条件、方向、大小(1)定义:当一个物体在另一个物体表面上滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.(2)方向:滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动方向相反.与相对运动的方向相反,但与物体运动的方向不一定相反(3)大小:滑动摩擦力的大小用公式FfFN来计算,应用此公式时要注意以下几点

10、:为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;FN为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关3、理解(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力(4)静摩擦力不一定比滑动摩擦力小(5)静摩擦力的方向不一定与运动方向共线,但一定沿接触面的切线方向(6)摩擦力不一定越小越好,因为摩擦力既可用作阻力,也可以作动力 五、力的

11、合成与分解(一)定义:合力 分力 合成 分解 特性:等效 矢量(二)合成1、合成法则(1)作图法A、平行四边形定则:求两个互成角度的共点力F1、F2的合力,可以用表示F1、F2的有向线段为邻边作平行四边形,平行四边形的对角线就表示合力的大小和方向,如图1甲所示B、三角形定则:求两个互成角度的共点力F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的线段首尾顺次相接地画出,把F1、F2的另外两端连接起来,则此连线就表示合力的大小和方向,如图乙所示图1(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法2、重要结论A、两个分力一定时,夹角越大,合力越小B、合力一定,两等

12、大分力的夹角越大,两分力越大C、合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力3、合力大小的范围A两个共点力的合成|F1F2|F合F1F2,即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小当两力反向时,合力最小,为|F1F2|;当两力同向时,合力最大,为F1F2.B三个共点力的合成三个力共线且同向时,其合力最大,为F1F2F3.任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力不在这个范围内,则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小力的和的绝对值(三)分解1力的效果分解法:(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向;(2)再根据两个实际分力的方

13、向画出平行四边形;(3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小2正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法(2)建立坐标轴的原则:以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)(四)力的合成与分解方法的选择技巧力的效果分解法、正交分解法、合成法都是常见的解题方法一般情况下,物体只受三个力的情形下,力的效果分解法、合成法解题较为简单,在三角形中找几何关系,利用几何关系或三角形相似求解;而物体受三个以上力的情况多用正交分解法,但也要视题目具体情况而定(五)力的合成与分解方法在实际问题中的应用把力按实际效果分解的一般思路:六、受力分析、共点力的平衡1、受力分析的定义

14、把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力示意图,这个过程就是受力分析2、受力分析的一般顺序先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力受力分析的方法步骤3、平衡态物体静止或者物体做匀速直线运动4、整体法与隔离法5、动态平衡:弹力动态 弹簧突变 摩擦力突变(1)动态平衡:是指平衡问题中的一部分是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题(2)基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”(3)基本方法:图解法和解析法(4)动态平衡(5)突变6、方法:合成:平四 三角 分解:效果 正交

15、公式 相似三角形(1)平行四边形定则是基本方法,但也要根据实际情况采用不同的方法,若出现直角三角形,常用三角函数表示合力与分力的关系(2)三角形定则分析物体动态平衡问题时,一般物体只受三个力作用,且其中一个力大小、方向均不变,另一个力的方向不变,第三个力大小、方向均变化(3)相似三角形(4)正交分解法:物体受到三个或三个以上力的作用而平衡,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件(5)效果分解(6)余弦定理7、临界极值A用临界法分析摩擦力突变问题的三点注意(1)题目中出现“最大”、“最小”和“刚好”等关键词时,一般隐藏着临界问题有时,有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”,

16、但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变,则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态(2)静摩擦力是被动力,其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势,而且静摩擦力存在最大值存在静摩擦的连接系统,相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值(3)研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点(4)两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0(主要体现为两物体间的弹力为0)(5)绳子断与不断的临界条件为绳中的张力达到最大值;绳子绷紧与松驰的临界条件为绳中的张力为0.(6)存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大l 研究的基本思维方法:假设推理法B极值问题平衡物体的极值,一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题一般用图解法或解析法进行分析C解决极值问题和临界问题的方法(1)图解法:根据物体的平衡条件,作出力的矢量图,通过对物理过程的分析,利用平行四边形定则进行动态分析,确定最大值与最小值(2)数学解法:通过对问题的分析,依据物

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