《第七章运动和力》知识点归纳.doc

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一、力的定义:力是物体之间的相互作用。
(1)力具有物质性:力不能离开物体而存在。
说明:①对某一物体而言,可能有一个或多个施力物体。
②并非先有施力物体,后有受力物体
(2)力具有相互性:一个力总是关联着两个物体,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。
说明:①相互作用的物体可以直接接触,也可以不接触。
②力的大小用测力计测量。
(3)力具有矢量性:力不仅有大小,也有方向。
(4)力的作用效果:使物体的形状发生改变;使物体的运动状态发生变化。
(5)力的种类:
①根据力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。
②根据效果命名:如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等。
说明:根据效果命名的,不同名称的力,性质可以相同;同一名称的力,性质可以不同。
二、重力
定义:由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
说明:①地球附近的物体都受到重力作用。
②重力是由地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力。
③重力的施力物体是地球。
④在两极时重力等于物体所受的万有引力,在其它位置时不相等。
(1)重力的大小:G=mg
说明:①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的,纬度越高,同一物体的重力越大,因而同一物体在两极比在赤道重力大。
②一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其它力也无关系。
③在处理物理问题时,一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变。
(2)重力的方向:竖直向下(即垂直于水平面)
说明:①在两极与在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心。
②重力的方向不受其它作用力的影响,与运动状态也没有关系。
(3)重心:物体所受重力的作用点。
重心的确定:①质量分布均匀。物体的重心只与物体的形状有关。形状规则的均匀物体,它的重心就在几何中心上。
②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关。
③薄板形物体的重心,可用悬挂法确定。
说明:①物体的重心可在物体上,也可在物体外。
②重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关。
③引入重心概念后,研究具体物体时,就可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示,于是原来的物体就可以用一个有质量的点来代替。
三、弹力
(1)形变:物体的形状或体积的改变,叫做形变。
说明:①任何物体都能发生形变,不过有的形变比较明显,有的形变及其微小。
②弹性形变:撤去外力后能恢复原状的形变,叫做弹性形变,简称形变。
(2)弹力:发生形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力。
说明:①弹力产生的条件:接触;弹性形变。
②弹力是一种接触力,必存在于接触的物体间,作用点为接触点。
③弹力必须产生在同时形变的两物体间。
④弹力与弹性形变同时产生同时消失。
(3)弹力的方向:与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。
几种典型的产生弹力的理想模型:
①轻绳的拉力(张力)方向沿绳收缩的方向。注意杆的不同。
②点与平面接触,弹力方向垂直于平面;点与曲面接触,弹力方向垂直于曲面接触点所在切面。
③平面与平面接触,弹力方向垂直于平面,且指向受力物体;球面与球面接触,弹力方向沿两球球心连线方向,且指向受力物体。
(4)大小:弹簧在弹性限度内遵循胡克定律F=kx,k是劲度系数,表示弹簧本身的一种属性,k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关,而与运动状态、所处位置无关。其他物体的弹力应根据运动情况,利用平衡条件或运动学规律计算。
四、摩擦力
(1)滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
说明:①摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的。
②摩擦力具有相互性。
ⅰ滑动摩擦力的产生条件:;;;。
ⅱ滑动摩擦力的方向:总跟接触面相切,并跟物体的相对运动方向相反。
说明:①“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”
②滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。
ⅲ滑动摩擦力的大小:F=μFN
说明:①FN两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力。应具体分析。
②μ与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,无单位。
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
ⅳ效果:总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动。
(2)滚动摩擦:一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦,滚动摩擦比滑动摩擦要小得多。
(3)静摩擦力:两相对静止的相接触的物体间,由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力。
说明:静摩擦力的作用具有相互性。
ⅰ静摩擦力的产生条件:;;;。
ⅱ静摩擦力的方向:总跟接触面相切,并总跟物体的相对运动趋势相反。
说明:①运动的物体可以受到静摩擦力的作用。
②静摩擦力的方向可以与运动方向相同,可以相反,还可以成任一夹角θ。
③静摩擦力可以是阻力也可以是动力。
ⅲ静摩擦力的大小:两物体间的静摩擦力的取值范围0<F≤Fm,其中Fm为两个物体间的最大静摩擦力。静摩擦力的大小应根据实际运动情况,利用平衡条件或牛顿运动定律进行计算。
说明:①静摩擦力是被动力,其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡,在取值范围内是根据物体的
“需要”取值,所以与正压力无关。
②最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数(选学)Fm=μsFN。
ⅳ效果:总是阻碍物体间的相对运动的趋势。
五、编外
*力的合成
求几个共点力的合力,叫做力的合成。
(1)力是矢量,其合成与分解都遵循平行四边形定则。
(2)一条直线上两力合成,在规定正方向后,可利用代数运算。
(3)互成角度共点力互成的分析
①两个力合力的取值范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2
②共点的三个力,如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力,那么这三个共点力的合力可能等于零。
③同时作用在同一物体上的共点力才能合成(同时性和同体性)。
④合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一个分力。
**力的分解
求一个已知力的分力叫做力的分解。
(1)力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则。
(2)已知两分力求合力有唯一解,而求一个力的两个分力,如不限制条件有无数组解。
要得到唯一确定的解应附加一些条件:
①已知合力和两分力的方向,可求得两分力的大小。
②已知合力和一个分力的大小、方向,可求得另一分力的大小和方向。
③已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小:
若F1=Fsinθ或F1≥F有一组解
若F>F1>Fsinθ有两组解
若F<Fsinθ无解
(3)在实际问题中,一般根据力的作用效果或处理问题的方便需要进行分解。
(4)力分解的解题思路
力分解问题的关键是根据力的作用效果画出力的平行四边形,接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题。必须注意:把一个力分解成两个力,仅是一种等效替代关系,不能认为在这两个分力方向上有两个施力物体。
二、力的正交分解法
在处理力的合成和分解的复杂问题上的一种简便的方法:正交分解法。
正交分解法:是把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解,其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。
力的正交分解法步骤如下:
(1)正确选定直角坐标系。通常选共点力的作用点为坐标原点,坐标轴方向的选择则应根据实际情况来确定,原则是使坐标轴与尽可能多的力重合,即是使需要向两坐标轴分解的力尽可能少。
(2)分别将各个力投影到坐标轴上。分别求x轴和y轴上各力的投影合力Fx和Fy,其中:
Fx=F1x+F2x+F3x+……;Fy=F1y+F2y+F3y+……
注意:如果F合=0,可推出Fx=0,Fy=0,这是处理多个作用下物体平衡物体的好办法,以后会常常用到。(仅供参考)