高中物理力学中常见的三种力.doc

力、力学中常见的三种力基础知识 一、力1、定义：力是物体对物体的作用说明：定义中的物体是指施力物体和受力物体，定义中的作用是指作用力与反作用力2、力的性质①力的物质性：力不能离开物体单独存在②力的相互性：力的作用是相互的③力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向④力的独立性：一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关3、力的分类①按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等②按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等③按研究对象分类：内力和外力④按作用方式分类：重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力说明：性质不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的4、力的作用效果：是使物体发生形变或改变物体的运动状态．5、力的三要素是：大小、方向、作用点．6、力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法7、力的单位：是牛顿，使质量为1千克的物体产生1米／秒2加速度力的大小为 1牛顿．二、重力1、产生：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫重力．说明：重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不就等于地球时物体的引力．重力是地球对物体的万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球旋转所需的向心力。

由于物体随地球自转所需向心力很小，所以计算时一般可近似地认为物体重力的大小等于地球对物体的引力2、大小：G＝mg （说明：物体的重力的大小与物体的运动状态及所处的状态都无关）3、方向：竖直向下（说明：不可理解为跟支承面垂直）．4、作用点：物体的重心．5、重心：重心是物体各部分所受重力合力的作用点．说明：（l）重心可以不在物体上．物体的重心与物体的形状和质量分布都有关系重心是一个等效的概念 （2）有规则几何形状、质量均匀的物体，其重心在它的几何中心．质量分布不均匀的物体，其重心随物体的形状和质量分布的不同而不同 （3）薄物体的重心可用悬挂法求得．三、弹力1、定义：直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力．2、产生条件：直接接触，有弹性形变3、方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的物体上说明：①压力、支持力的方向总是垂直于接触面（若是曲面则垂直过接触点的切面）指向被压或被支持的物体②绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向③杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向4、大小：①弹簧在弹性限度内，遵从胡克定律力F=kX②一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等③非弹簧类的弹力是形变量越大，弹力越大，一般应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来计算。

四、摩擦力1、定义：当一个物体在另一个物体的表面上相对运动或有相对运动的趋势时，受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦力，可分为静摩擦力和动摩擦力2、产生条件：①接触面粗糙；②相互接触的物体间有弹力；③接触面间有相对运动或相对运动趋势说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解3、摩擦力的方向：①静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反②动摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动方向相反4、摩擦力的大小：①静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0≤f≤fm ，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解 ②滑动摩擦力的大小f＝μN 说明：滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数和正压力两个因素决定，而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关．规律方法 1、对重力的正确认识重力实际上是物体与地球间的万有引力的一部分（另一部分为物体绕地球旋转所需要的向心力）重力是非接触力非特别说明，凡地球上的物体均受到重力重力的大小： G＝mg ，g为当地的重力加速度 g＝9.8m/s2，且随纬度和离地面的高度而变。

赤道上最小，两极最大；离地面越高，g越小在地球表面近似有：【例1】关于重力的说法正确的是（）A．物体重力的大小与物体的运动状态有关，当物体处于超重状态时重力大，当物体处于失重状态时，物体的重力小B．重力的方向跟支承面垂直 C．重力的作用点是物体的重心D．重力的方向是垂直向下 【例2】下面关于重力、重心的说法中正确的是（ ）A．风筝升空后，越升越高，其重心也升高B．质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上C．舞蹈演员在做各种优美动作的时，其重心位置不断变化D．重力的方向总是垂直于地面【例3】一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G/，则（ ） A．G＞G/ B．G＜G/ C、G＝G/’ D．无法判定2、弹力方向的判断方法（1）根据物体的形变方向判断：弹力方向与物体形变方向相反，作用在迫使这个物体形变的那个物体上①弹簧两端的弹力方向是与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状方向；②轻绳的弹力方向沿绳收缩的方向，离开受力物体；③面与面，点与面接触时，弹力方向垂直于面（若是曲面则垂直于切面），且指向受力物体．④球面与球面的弹力沿半径方向，且指向受力物体．⑤轻杆的弹力可沿杆的方向，也可不沿杆的方向。

2）根据物体的运动情况利用平行条件或动力学规律判断．CD乙甲甲AB甲丙【例4】如图所示中的球和棒均光滑，试分析它们受到的弹力[P1]说明：分析弹力：找接触面（或接触点）→判断是否有挤压（假设法）→判断弹力的方向╰α【例5】如图所示，小车上固定着一根弯成α角的轻杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：①小车静止；②小车以加速度a水平向右加速运动.③小车以加速度a水平向左加速运动？）3、弹簧弹力的计算与应用【例6】如图，两木块的的质量分别是m1和 m2，两轻弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面的木块压上面的弹簧上，整个系处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块直到它刚离开上面的弹簧，在这个过程中，下面的木块移动的距离为：（ ）4、摩擦力方向的判断与应用【例7】如图所示，小车的质量为M．人的质量为m，人用恒力 F拉绳，若人和车保持相对静止．不计绳和滑轮质量、车与地面的摩擦，则车对人的摩擦力可能是（ ）A、0 ；B、F，方向向右；C、F，方向向左；DF，方向向右解析：由于车与人相对静止，则两者加速度相同，即a=2F/（M+m），若车对人的摩擦力向右，人对车的摩擦力向左，则对人：F-f=ma，对车：F+f=Ma，必须M>m。

则D正确；若车对人的摩擦力向左，人对车的摩擦力向右，则对人：F+f=ma，对车：F-f=Ma，必须M

二．力的合成与分解1、求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的分解．2、运算法则：（1）平行四边形法则：求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2的线段作为邻边作平行四边形，它的对角线即表示合力的大小和方向；（2）三角形法则：求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2首尾相接地画出来，把F1，F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力F的大小和方向；（3）共点的两个力F1，F2的合力F的大小，与它们的夹角θ有关，θ越大，合力越小；θ越小，合力越大，合力可能比分力大，也可能比分力小，F1与F2同向时合力最大，F1与F2反向时合力最小，合力大小的取值范围是 | F1－F2|≤F≤（F1＋F2）（4）三个力或三个以上的力的合力范围在一定的条件下可以是：0≤F≤| F1+F2＋…Fn|三．力的分解计算力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形法则，两个分力的合力是唯一确定的，而一个已知力可以分解为大小、方向不同的分力，即一个力的两个分力不是唯一的，要确定一个力的两个分力，应根据具体条件进行1、 按力产生的效果进行分解2、 按问题的需要进行分解具体问题的条件有：①已确定两个分力的大小，可求得分力的方向。

②已确定两个分力的方向，可求得分力的大小③已确定一个分力的大小和方向，可求得另上个分力的大小和方向④已确定一个分力的大小和另一个分力的方向，可求得一个分力的大小和另一个分力的方向四、正交分解法物体受到多个力作用时求其合力，可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解，然后再分别沿这两个方向求出合力，正交分解法是处理多个力作用用问题的基本方法，步骤为：①正确选择直角坐标系，一般选共点力的作用点为原点，水平方向或物体运动的加速度方向为X轴，使尽量多的力在坐标轴上②正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，分别求出坐标轴上各力投影的合力Fx=F1x＋F2x＋…＋Fnx Fy=F1y＋F2y＋…＋Fny③共点力合力的大小为F=，合力方向与X轴夹角规律方法1、基本规律与方法的应用【例1】两个力的合力与这两个力的关系，下列说法中正确的是：（ CD ）A、 合力比这两个力都大B、 合力至少比两个力中较小的力大C、 合力可能比这两个力都小D、 合力可能比这两个力都大【例2】施用一动滑轮将一物体提起来，不计滑轮与绳的质量及其间的摩擦力，则（BCD） A．总可以省力一半； B．最大省力一半； C．拉力可能大于被提物体的重量； D．拉力可能等于被提物体的重量； 【例3】 A的质量是m，A、B始终相对静止，共同沿水平面向右运动。

当a1=0时和a2=0.75g时，B对A的作用力FB各多大？ 2、 用图象法求合力与分力F1F2F3F4F5【例4】设有五个力同时作用在质点P，它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线，如图所示，这五个力中的最小力的大小为F，则这五个力的合力等于（　　）　　A、3F。