高一物理第二章力和物体的平衡知识结构和精典例题.doc

第二章 力和物体的平衡一、力 1、力是物体间（物体有两个或以上）的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态变化的原因力是矢量力不能脱离物体而单独存在，既有施力物体，同时也有受力物体，缺一不可2、三要素：大小、方向、作用点 单位：牛顿（N）3、力的作用效果：a、改变物体的运动状态——产生加速度；b、使物体发生形变(体积或形状变化)注意：两物体间有力产生，不一定两物体要相互接触如：磁铁间的相互作用天体间的作用 两物体相互接触不一定有力产生二、重力1、重力的产生：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力2、重力的大小：G = mg （其中m为物体的质量 g为当地的重力加速度） 3、重力的方向：总是竖直向下，不能认为是垂直向下 4、重心：因为物体各部份都受重力作用，可认为是重力作用集中于一点，重心可能在物体上，也可能在物体外[想一想]：重力的大小一定等于水平面对物体的支持力或竖直悬线对物体的拉力吗？三、弹力 1、弹力的产生条件：（1）两物体之间相互接触；（2）接触后有形变 2、弹力的方向：力作用在受力物体上，为施力物体恢复形变的方向，垂直于接触面；作用点在接触面。

3、（假设法）去掉支持物后，对物体的运动状态有无影响，有影响则有弹力； 4、胡克定律：（在弹性限度内成立）F= K X = K（l1—l0） （其中K为劲度系数，只与弹簧的原攻、粗细和材料有关； l1为拉伸（或压缩）后的长度 l0为弹簧的原长；X为伸长量或压缩量）注意：（1）任何物体都会发生形变；（2）有弹力，物体间一定有形变；物体有形变，不一定有弹力例：两图中斜面对物体是否有弹力的作用？ 甲 乙【分析】上图甲，如果移去斜面，小球的位置状态不发生改变，所以斜面对小球无弹力，小球只受重力和细绳的拉力；乙图中，如果移去斜面，小球会向左运动至最后静止在竖直细线下端，所以斜面对小球有弹力，共受三个力：重力G、细绳的拉力F、斜面对小球的弹力F1四、摩擦力1、摩擦力的产生条件：接触面粗糙、有弹力、有相对运动（或相对运动趋势）2、摩擦力的方向：与接触面相切，与相对运动（或相对运动趋势）相反；作用点在接触面。

3、有无摩擦力的判定：有无相对运动（或相对运动趋势），如有，则两者间有摩擦力；注意：（1）摩擦力可能是阻力，也可能是动力2）摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反4、摩擦力的大小：（1）静摩擦力f静用在一条直线上二力的平衡来得到f静的大小（2）滑动摩擦力f动 =μ·N （μ为动摩擦因素，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积的大小、接触面相对运动快慢无关； N为正压力，也就是接触面间的弹力）5、摩擦力的大小计算步骤： （1）先计算出动摩擦力f动 =μ·N的大小； （2）再将外力F的大小与动摩擦力f动比较大小 （3）如果F > f动，物体会运动，则摩擦力f的大小为f动的大小；如果F < f动，物体静止，则摩擦力f的大小用二力平衡得出但只要物体在运动，不管力F的大小如何，物体所受的摩擦力f大小均为f动例：如图所示，木块A和木板B质量均为m，两者之间和木板与支持面间的动摩擦因素均为μ,通过定滑轮相连接，现用一力F将木板匀速拉动，那么F的拉力大小为多少？ Ff2’F1F1f3 【解析】对木块A：水平方向：①向左运动，受绳的拉力F1、②向右的滑动摩擦力f1=mgμ,由于A是匀速运动，所以F1=f1= mgμ；竖直方向：①重力G、②B对A向上的支持力N。

对木板B：水平方向：①受A对B的摩擦力f2，f2为f1的反作用力，所以f2= mgμ；②细绳的拉力F1= mgμ；③支持面对B的动摩擦力f3 = μ（GA + GB）=2mgμ；④和拉力F竖直方向：①A对B的压力；②重力GB ；③支持面对B的支持力 在B物体上，水平向右的拉力F要与水平向左的三个力平衡才可能匀速度拉动，则数值上F = （F1+f2+f3）= 4 mgμ五、力的合成与分解1、力为矢量，力的合成符合平行四边形法则，其它矢量合成也符合这个法则合成原则：作用效果相同2、求F1、F2两个共点力的合力的公式： F2 = F12 + F22 + 2F1F2cosθ （其中θ为F1与F2之间的夹角）注意：（1）力的的与分解都遵循平行四边形法则2）两个力的合力范围：| F1 —F2| ≤ F ≤| F1 + F2 |（3）合力的大小F可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力4）力的分解在高中物理学中，一般进行正交分解六、物体的平衡1、共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受的合外力为零 ∑F = 0 或 ∑FX = 0 ∑Fy = 0推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点；[2] 几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的合力一定等值反向。

2、有固定转动轴的物体的平衡条件：力矩代数和为零力矩：M = FL （L为力臂 ，是转动轴到力的作用线的垂直距离）受力分析的一般步骤：1、受力分析是指把所研究的物体在给定的物理过程中所受到的力全部找出来，并画出相应的受力图，受力分析是解决物理力学问题的关键2、受力分析应注意以下几点：（1）首先确定研究对象，并把研究对象隔离出来，找出周围有哪些物体对它产生了作用，不要把作用在其它物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上；（2）养成按一定步骤分析的习惯，避免漏分析力一般先分析重力，然后逐一分析与它接触的每一个物体与研究对象之间的弹力和摩擦力，最后再分析其它力（如题中给定的力）；（3）检查是否漏力、多力，如是否把研究对象对其它物体的作用力也画上；是否把合力和分力重复进行分析等；（4）如果有一个力的方向难以确定，可以用假设法分析，先假设此力不存在，观察所研究的物体会发生怎样的运动，然后再审查这个力应在什么方向上研究对象才能满足给定的运动状态3、判断受力与否的三个常用依据：（1）条件：这种力的产生条件如果得到满足，则物体必受这种力的作用，否则，物体就不会受到这个力的作用；（2）效果：有时候力的产生条件是否被满足很难判断，这时往往根据力的作用效果来判断物体是否受到这种力的作用；（3）相互作用：我们可以根据力的作用是相互的，从研究对象是否施加某个力来间接判断物体是否受到某个力的作用。