文档介绍：第一章 力
知识要点:
1、本专题知识点及基本技能要求
(1)力的本质
(2)重力、物体的重心
(3)弹力、胡克定律
(4)摩擦力
(5)物体受力情况分析
1、力的本质:(参看例1、2、3)
(1)力是物体对物体的作用。
※脱离物体的力是不存在的,对应一个力,有受力物体同时有施力物体。找不到施力物体的力是无中生有。(例如:脱离枪筒的子弹所谓向前的冲力,沿光滑平面匀速向前运动的小球受到的向前运动的力等)
(2)力作用的相互性决定了力总是成对出现:
※甲乙两物体相互作用,甲受到乙施予的作用力的同时,甲给乙一个反作用力。作用力和反作用力,大小相等、方向相反,分别作用在两个物体上,它们总是同种性质的力。(例如:图中N与N ¢均属弹力,均属静摩擦力)
(3)力使物体发生形变,力改变物体的运动状态(速度大小或速度方向改变)使物体获得加速度。
※这里的力指的是合外力。合外力是产生加速度的原因,而不是产生运动的原因。对于力的作用效果的理解,结合上定律就更明确了。
(4)力是矢量。
※矢量:既有大小又有方向的量,标量只有大小。
力的作用效果决定于它的大小、方向和作用点(三要素)。大小和方向有一个不确定作用效果就无法确定,这就是既有大小又有方向的物理含意。
(5)常见的力:根据性质命名的力有重力、弹力、摩擦力;根据作用效果命名的力有拉力、下滑力、支持力、阻力、动力等。
2、重力,物体的重心(参看练****题)
(1)重力是由于地球的吸引而产生的力;
(2)重力的大小:G=mg,同一物体质量一定,随着所处地理位置的变化,重力加速度的变化略有变化。从赤道到两极
G®大(变化千分之一),在极地G最大,等于地球与物体间的万有引力;随着高度的变化G®小(变化万分之一)。在有限范围内,在同一问题中重力认为是恒力,运动状态发生了变化,即使在超重、失重、完全失重的状态下重力不变;
(3)重力的方向永远竖直向下(与水平面垂直,而不是与支持面垂直);
(4)物体的重心。
物体各部分重力合力的作用点为物体的重心(不一定在物体上)。重心位置取决于质量分布和形状,质量分布均匀的物体,重心在物体的几何对称中心。
确定重心的方法:悬吊法,支持法。
3、弹力、胡克定律:(参看例)
(1)弹力是物体接触伴随形变而产生的力。
※弹力是接触力
弹力产生的条件:接触(并发生形变),有挤压或拉伸作用。
常见的弹力:拉力,绳子的张力,压力,支持力;
(2)弹力的大小与形变程度相关。形变程度越重,弹力越大。
(3)弹力的方向:弹力的方向与施力物体形变方向相反(是施力物体恢复形变的方向),与接触面垂直。
※
准确分析图中A物体受到的支持力(弹力),结论:两物体接触发生形变,面面接触弹力垂直面(图1—1),点面接触垂直面(图1—2、1—3),接触面是曲面,弹力则垂直于过接触点的切面(图1—4)。
(4)胡克定律:
内容:在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧伸长(或压缩)的长度成正比。
数学表达式:F=Kx (x长度改变量:)
4、摩擦力
(1)摩擦力发生在相互接触且挤压有相对运动或相对运动趋势的物体之间。
发生相对运动,阻碍相对运动的摩擦力称为滑动摩擦力。有相对运动的趋势,阻碍相对运动趋势的摩擦力称为静摩擦力。
※摩擦力是接触力
摩擦力产生的条件:接触、挤压,有相对运动或相对运动趋势存在。(含盖了产生弹力的条件)
(2)摩擦力的方向:总是与相对运动或相对运动趋势方向相反,与接触面相切。
※判断相对运动方向,或相对运动趋势方向是确定摩擦力方向的关键。当根据摩擦力产生的条件,确定存在摩擦力时,以此力的施力物体为参照物,判断受力物体相对运动(或相对运动趋势)方向,摩擦力方向与相对运动(或相对运动趋势)方向相反,从而找到摩擦力的方向:(见例)
物块A放在小车B上,置于水平面上:
a、没加任何力:A、B处于静平衡状态,由于A、B受重力作用,A与B接触,车轮与地面接触,并均有挤压,但无相对运动,也没相对运动趋势存在,无摩擦力产生。
b、A物体上加一个水平力,AB处于静止状态。分析A,由于受到力的作用,以B为参照物,A相对B有向右的趋势,所以受到与趋势相反的静摩擦。
根据作用力反作用力的关系,小车B受到水平A拖予的静摩擦力。小车B受到水平向右的静摩力的作用,相对地面有向右的运动趋势,但没动,受到地面施予的与运动趋势方向相反的静摩擦力(结论:)。
C、A物体受到水平向右的力F作用,A、B相对静止,一起沿水平向右加速运动:
分析A物体:仍受到一个拉力F和B施予的静摩擦力。()。
分析B物体:受到A施予的的反作用力的同时,AB相对地面向右运动,