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1、第三章 相互作用
知識點(diǎn)
1.力
(1)力的定義:力是物體對物體的作用,力不能離開物體而存在。
(2)力的基本特征
①力的物質(zhì)性:力不能脫離物體而獨(dú)立存在.不論是直接接觸還是不直接接觸;不論是微觀還是宏觀,有力就一定存在施力和受力物體.
②力的相互性:力的作用是相互的,施力物體同時(shí)也一定是受力物體.
③力的矢量性:力是矢量,其合成與分解遵從平行四邊形定則,有大小和方向.
④力的獨(dú)立性:一個力作用于某一物體上產(chǎn)生的效果,與這個物體是否同時(shí)受到其他力的作用無關(guān).
(3)力的作用效果:使物體產(chǎn)生形變或使物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變.
(4)力的分類:
①按性質(zhì)分:重力、彈力、摩擦力
2、、分子力、電場力、磁場力等.
②按效果分:拉力、壓力、動力、阻力、向心力、回復(fù)力等.
③按研究對象分:內(nèi)力和外力
④按是否與物體接觸分:接觸力和非接觸力
(5)力的三要素:大小、方向、作用點(diǎn)
(6)力的圖示:用一根帶箭頭的線段來表示力的大小、方向、作用點(diǎn)的方法就是力的圖示
(7)力的國際單位:牛頓(N).
2.重力
(1)產(chǎn)生:是由于地球的吸引而使物體受到的力,不等于萬有引力,是萬有引力的一個分力。地球附近的物體都受到重力作用
(2)大?。篏=mg,g是自由落體加速度。
重力的大小可用測力計(jì)測出,其大小在數(shù)值上等于物體靜止時(shí)對水平支持面的壓力或者對豎直懸繩的拉力。重力G的大
3、小等于物體對繩的拉力F的大小,但不能說重力就是拉力,因?yàn)檫@是兩種不同性質(zhì)的力.
①在地球表面上不同的地方,同一物體的重力大小不同,緯度越高,同一物體的重力越大,因而同一物體,在兩極比在赤道重力大.
②一個物體的重力不受運(yùn)動狀態(tài)的影響,與是否還受其他力的作用也無關(guān)系.
③在處理物理問題時(shí),在地球上和地球附近某一高度的地方,認(rèn)為同一物體的重力不變.
④在兩極點(diǎn)時(shí)重力等于物體所受到的萬有引力,在地球上其他位置時(shí),重力不等于萬有引力.
(3)方向:是矢量,方向豎直向下,不能說垂直向下。
(4)重心:重力的作用點(diǎn)。
①重心可以不在物體上,可以在物體上
②均勻的規(guī)則物體,重心在其幾何中心,
4、對不規(guī)則形狀的薄板狀的物體,其重心位置可用懸掛法確定。
③質(zhì)量分布不均勻的物體,重心的位置除了跟物體的形狀有關(guān)外,還跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān)。
3.形變與彈力
(1)彈性形變:物體在力的作用下形狀或體積發(fā)生改變,叫做形變。有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫做彈性形變。
(2)彈力:發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀,對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力。
(3)產(chǎn)生條件:直接接觸、相互擠壓發(fā)生彈性形變。
(4)方向:與形變方向相反,作用在迫使這個物體形變的那個物體上
①壓力(支持力)的方向垂直于支持面指向被壓(被支持)的物體.
②繩的拉力方向總是沿著繩而指向繩收縮的方
5、向.
③彈簧的彈力方向,總與彈簧的中心軸線重合,并指向原長方向.
④點(diǎn)與面接觸時(shí)彈力方向,垂直于接觸切面,指向受彈力物體內(nèi)部.
⑤面與面接觸時(shí)彈力方向,垂直于接觸點(diǎn)的公切面,指向受彈力物體的內(nèi)部.
⑥輕桿既可以受拉力,也可以受壓力,其彈力方向不一定沿桿的軸線方向
(5)彈簧彈力的大小:在彈性限度內(nèi)有,x為形變量,k由彈簧本身性質(zhì)決定,與彈簧粗細(xì)、長短、材料有關(guān)。
3.滑動摩擦力
(1)滑動摩擦力:當(dāng)一個物體在另一個物體表面滑動的時(shí)候,會受到另一個物體阻礙它滑動的力,這個力叫做滑動摩擦力。
(2)滑動摩擦力的產(chǎn)生條件:a、有彈力b、接觸面粗糙c、有相對運(yùn)動
(3)滑動摩擦力方向
6、:總是與相對運(yùn)動方向相反,可以與運(yùn)動同方向,可以與運(yùn)動反方向。
(4)滑動摩擦力的大?。篎f=μFN (0<μ<1,F(xiàn)N與G無關(guān))
Ff表示滑動摩擦力大小,F(xiàn)N表示壓力的大小,μ叫動摩擦因數(shù)。
①FN表示兩物體表面間的壓力,性質(zhì)上屬于彈力,不是重力,更多的情況需結(jié)合運(yùn)動情況與平衡條件加以確定.
②μ由接觸面的材料和粗糙程度決定,與接觸面的大小無關(guān),無單位。
③滑動摩擦力大小,與相對運(yùn)動的速度大小無關(guān).
(5)效果:總是阻礙物體間的相對運(yùn)動,但并不總是阻礙物體的運(yùn)動,可能是動力,也可能是阻力.
(6)運(yùn)動物體與靜止物體都可以受到滑動摩擦力。
4.靜摩擦力
(1)靜
7、摩擦力:當(dāng)一個物體在另一個物體表面上有相對運(yùn)動趨勢所受到的另一個物體對它的阻礙作用
(2)產(chǎn)生條件:a、有彈力b、接觸面粗糙c、有相對運(yùn)動趨勢
(3)方向:總是與相對運(yùn)動趨勢方向相反,可用平衡法來判斷。
(4)靜摩擦力的大?。?
①靜摩擦力的大小隨著運(yùn)動趨勢強(qiáng)弱變化而在0~最大靜摩擦力Fm之間變化.跟相對運(yùn)動趨勢強(qiáng)弱程度有關(guān),但跟接觸面相互擠壓力FN無直接關(guān)系.
②最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,在中學(xué)階段討論問題時(shí),如無特殊說明,可認(rèn)為它們數(shù)值相等.
(5)效果:阻礙物體的相對運(yùn)動趨勢,但不一定阻礙物體的運(yùn)動,可以是動力,也可以是阻力.
(6)運(yùn)動物體與靜止物體都可以受到靜摩擦力。
8、
5.力的合成和力的分解
(1)合力與分力:一個力產(chǎn)生的效果與原來幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫那幾個力的合力。那幾個力就叫這個力的分力。求幾個力的合力叫力的合成,求一個力的分力叫力的分解。
(2)力的合成方法:用平行四邊形定則。合力隨夾角的增大而減小。
兩個力合力范圍
力的合成是唯一的。
(3)力的分解方法:用平行四邊形定則,力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,同一個力可以分解為無數(shù)對大小、方向不同的分力,一個已知力究竟怎樣分解,這要根據(jù)實(shí)際情況來決定。
(4)在什么情況下力的分解是唯一的?①已知合力和兩分力的方向(不在同一條直線上),求兩分力的大小。②已知合力和一個分力的大
9、小、方向,求另一個分力的大小和方向。
6.共點(diǎn)力作用下物體的平衡
(1)共點(diǎn)力的概念:共點(diǎn)力是指作用于一點(diǎn)或作用線的延長線交于一點(diǎn)的各個力。
(2)平衡狀態(tài):靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)
(3)平衡條件:共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是所受合外力為零,即F合=0,也就是物體的加速度為零。如果用正交分解法,可以立以下兩個方程(F 合x=0和F 合y=0)。
(4)平衡條件的推論
①物體在多個共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則其中的一個力與余下的力的合力等大反向。
②物體在同一平面內(nèi)的三個不平行的力作用下,處于平衡狀態(tài),這三個力必為共點(diǎn)力。
③物體在三個共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),這三個力的有向線段構(gòu)成閉合三角形。