高一物理力学知识点总结.doc

一、定义：力是物体之间的相互作用。 理解要点： （1） 力具有物质性：力不能离开物体而存在。 说明：对某一物体而言，可能有一个或多个施力物体。 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：相互作用的物体可以直接接触，也可以不接触。 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： 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。 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：地球附近的物体都受到重力作用。 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。 重力的施力物体是地球。 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：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。 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。 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：在两极与在赤道上的物体，所受重力的方向指向地心。 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：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。 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。 薄板形物体的重心，可用悬挂法确定。 说明：物体的重心可在物体上，也可在物体外。 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。 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：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。 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：弹力产生的条件：接触；弹性形变。 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。 弹力必须产生在同时形变的两物体间。 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： 轻绳的拉力（张力）方向沿绳收缩的方向。注意杆的不同。 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。 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：摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的。 摩擦力具有相互性。 滑动摩擦力的产生条件：A.两个物体相互接触；B.两物体发生形变；C.两物体发生了相对滑动；D.接触面不光滑。 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：“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反” 滑动摩擦力可能起动力作用，也可能起阻力作用。 滑动摩擦力的大小：F=FN 说明：FN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。 与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关，无单位。 滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关。 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。 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。 （2）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。 静摩擦力的产生条件：A.两物体相接触；B.相接触面不光滑；C.两物体有形变；D.两物体有相对运动趋势。 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：运动的物体可以受到静摩擦力的作用。 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。 静摩擦力可以是阻力也可以是动力。 静摩擦力的大小：两物体间的静摩擦力的取值范围0FFm，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：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。 最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数（选学）FmsFN。 效果：总是阻碍物体间的相对运动的趋势。 五、对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学的重要方法，受力分析的程序是： 1. 根据题意选取适当的研究对象，选取研究对象的原则是要使对物体的研究处理尽量简便，研究对象可以是单个物体，也可以是几个物体组成的系统。 2. 把研究对象从周围的环境中隔离出来，按照先场力，再接触力的顺序对物体进行受力分析，并画出物体的受力示意图，这种方法常称为隔离法。 3. 对物体受力分析时，应注意一下几点： （1）不要把研究对象所受的力与它对其它物体的作用力相混淆。 （2）对于作用在物体上的每一个力都必须明确它的来源，不能无中生有。 （3）分析的是物体受哪些“性质力”，不要把“效果力”与“性质力”重复分析。 六、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 两个力合力的取值范围是|F1F2|FF1F2 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。 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）。 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。 七、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： 已知合力和两分力的方向，可求得两分力的大小。 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。 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F1Fsin或F1F有一组解 若FF1Fsin有两组解 若FFsin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。因此其解题思路可表示为： 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。 九、思维升华规律方法思路 （一）、物体受力分析的基本思路和方法 物体的受力情况不同，物体可处于不同的运动状态，要研究物体的运动，必须分析物体的受力情况，正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功。 分析物体的受力情况，主要是根据力的概念，从物体的运动状态及其与周围物体的接触情况来考虑。具体的方法是： 1. 确定研究对象，找出所有施力物体 确定所研究的物体，找出周围对它施力的物体，得出研究对象的受力情况。 （1）如果所研究的物体为A，与A接触的物体有B、C、D就应该找出“B对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等，不能把“A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力； （2）不能把作用在其它物体上的力，错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上； （3） 物体受到的每个力的作用，都要找到施力物体； （4） 分析出物体的受力情况后，要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态（静止或加速等），否则会发生多力或漏力现象。 2. 按步骤分析物体受力 为了防止出现多力或漏力现象，分析物体受力情况通常按如下步骤进行： （1）先分析物体受重力。 （2）其研究对象与周围物体有接触，则分析弹力或摩擦力，依次对每个接触面（点）分析，若有挤压则有弹力，若还有相对运动或相对运动趋势，则有摩擦力。 （3）其它外力，如是否有牵引力、电场力、磁场力等。 3. 画出物体力的示意图 （1）在作物体受力示意图时，物体所受的某个力和这个力的分力，不能重复的列为物体的受力，力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程，合力和分力不能同时认为是物体所受的力。 （2）作物体是力的示意图时，要用字母代号标出物体所受的每一个力。 （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： FxF1xF2xF3x ；FyF1yF2yF3y 注意：如果F合0，可推出Fx0，Fy0，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。一、选择题1关于力的下述说法中正确的是（ ）A力是物体对物体的作用B只有直接接触的物体间才有力的作用C力可以离开物体而独立存在D力的大小可以用天平测量2关于地球上的物体，下列说法中正确的是（ ）A物体静止时不受到重力作用 B物体只有落向地面时才受到重力作用 C物体落向地面时比物体上抛时所受的重力小 D物体所受重力的大小与物体的质量有关，与物体是否运动及怎样运动无关 3关于物体的重心，以下说法中正确的是 （ ）A物体的重心不一定在物体上 B用线悬挂的物体静止时，细线方向一定通过重心 C一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变 D舞蹈演员在做各种优美动作时，其重心的位置不变 4一个物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化 （ ）A把它从赤道拿到南极B把它送到月球上去 C把它放到水里D改变它的运动状态5下列说法中不正确的是（ ）A书放在水平桌面上受到的支持力，是由于书发生了微小形变而产生的B用细木棍拨动浮在水中的圆木，圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变而产生的C绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向D支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体6关于摩擦力，下面说法正确的是（ ）F图1A摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反B相互压紧，接触面粗糙的物体之间总有摩擦力C相互接触的物体之间，压力增大，摩擦力一定增大D静止的物体受到静摩擦力的大小和材料的粗糙程度无关7如图1所示，用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动，当F增大时（ ） A墙对铁块的弹力增大B墙对铁块的摩擦力增大C墙对铁块的摩擦力不变D墙与铁块间的摩擦力减小8两个力的合力F为50N，其中一个力F1为30N，那么另一个力F2的大小可能是（ ）A10N B15NC80ND85N 9关于分力和合力，以下说法不正确的是（ ）A合力的大小，小于任何一个分力是可能的B如果一个力的作用效果其它几个力的效果相同，则这个力就是其它几个力的合力C合力的大小一定大于任何一个分力D合力可能是几个力的代数和 10如图2所示，在探究求合力的方法这一实验中，两弹簧秤现在的夹角为90，使b弹簧秤从图示位置开始沿箭头方向缓慢转动，在这过程中，保持O点的位置和a弹簧秤的拉伸方向不变，则在整个过程中，关于a、b两弹簧秤示数的变化情况是（ ）abOP图2Aa示数增大，b示数减小 Ba示数减小，b示数增大Ca示数减小，b示数先增大后减小Da示数减小，b示数先减小后增大二、填空题（把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）11质量为5kg的物体静止在水平桌面上，当受到20N的水平推力作用时开始滑动，接着以18N的水平推力可维持物体在水平桌面匀速直线运动，该物体受到的最大静摩擦力为_，物体与桌面的动摩擦力因数_；当水平推力为15N而物体仍运动时，物体受到的摩擦力为_；当水平推力为15N而物体静止时，物体受到的摩擦力为_；当水平推力为40N时，物体受到的摩擦力又为_。（g=10N/kg）12用手握住绳的两端，在绳的中点悬挂一重物，改变两绳间的夹角，如果物体始终处于平稳状态（绳的拉力的合力始终等于重力），则当_时，绳中的拉力最小，当_时绳中的拉力等于重力，在角增大的过程中，绳中的拉力逐渐变_。13在做探究求合力的方法的实验中，有下列一些实验步骤：A把橡皮条的一端固定在A点，将两条细绳接在橡皮条的另一端B记下两个弹簧秤的读数，描下橡皮条结点的位置OC记下弹簧秤的读数，描下细绳的方向D按同样的比例作出这个F的图示E只用一个弹簧秤通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置OF比较F与用平行四边形定则求得的合力FG在纸上按比例作出这两个力F1和F2的图示H通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长使结点到达某一位置OI在桌上平放一块方木板，在木板上垫一张白纸，用图钉将纸固定在方木板上37图3J描下两条细绳的方向K用平行四边形定则作出合力F将实验步骤的序号按正确次序排列_。14如图3所示，重力G50N的物体静止在斜面上，斜面的倾角q37，斜面对物体的静摩擦力为_N。若斜面的倾角减小，斜面对物体的静摩擦力将_（填“增大”或“减小”）（sin370.6，cos370.8）。三、计算题16两个共点力的夹角为90时，它们的合力大小为N，如果这两个力成某一角度时，它们的合力与其中的一个分力垂直，且大小为N，求这两个力的大小。45图517如图5所示，接触面均光滑，球处于静止，球的重力为G50N，用力的分解法求：球对斜面的压力和球对竖直挡板的压力？ 18如图6所示，贴着竖直侧面的物体A的质量mA0.2kg，放在水平面上的物体B的质量mB1.0kg，绳和滑轮间的摩擦均不计，且绳的OB部分水平，OA部分竖直，A和B恰好一起匀速运动。取g10m/s2， 求：（1）物体B与桌面间的动摩擦因数？（2）如果用水平力F向左拉B，使物体A和B做匀速运动，需多大的拉力？BAO图6（3）若在原来静止的物体B上放一个质量与B物体质量相等的物体后，物体B受到的摩擦力多大？