力 物体的平衡知识要点.doc

第一章 力 物体的平衡 一．力学中的三种常见力 1．力的概念 力是物体对物体的作用． 2．力的基本特征 (1)物质性：力不能脱离物体而独立存在． (2)相互性：力的作用是相互的． (3)矢量性：力是矢量．两个力必须是大小和方向都相同才是相等的． (4)力的独立性：一个力作用于某一物体上产生的效果与这个物体是否同时受到其他力的作用无关． 3．力的分类 (1)按力的性质分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等． (2)按力的效果分：压力、支持力、动力、阻力、回复力、向心力等． (3)按研究对象分：内力、外力． 4．重力 (1)产生原因：地球附近的物体，由于地球的吸引而使物体受到的力． (2)方向：重力的方向竖直向下． (3)大小：G= mg (4)重心：一个物体的各个部分都要受到重力的作用．从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中在一点，这一点叫做物体的重心．物体的重心可能在物体的外部． 5．弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力． (2)产生条件：直接接触、弹性形变． (3)方向：与物体形变的方向相反．弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体． (4)大小：弹簧类弹力，在弹性限度内遵从胡克定律F = kx．非弹簧类弹力大小应由平衡条件或动力学规律求解． 6．弹力有无的判断方法 (1)对于形变较明显的情况，由形变情况直接判断． (2)形变不明显的情况，常用“假设法”，其基本思路是：假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力． 7．弹力方向的判断方法 (1)根据物体产生形变的方向判断． 弹力方向与物体形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上． 具体情况有以下几种： ①轻绳、轻杆、轻弹簧 a．轻绳，只能产生拉力，方向沿绳子且指向绳子收缩的方向． b．轻杆，有拉伸、压缩、弯曲、扭转形变与之对应，杆的弹力方向具有多向性． c．轻弹簧，有压缩和拉伸形变，既能产生拉力．又能产生压力，方向沿弹簧的轴线方向． ②面与面、点与面接触 物体的面与面、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． (2)根据物体的运动情况，利用平衡条件或动力学规律判断． 8．弹力瞬时值的确定 绳子的拉力、桌面对物体的支持力等弹力是与微小形变有关的力；当外界因素发生变化时，此类弹力立即发生变化．而弹簧的弹力与弹簧的明显形变有关，当外界因素发生变化时，弹簧的弹力瞬时值不变．此后随着形变量的逐步变化，弹力也逐步变化． 9．摩擦力 (1)定义：当一物体在另一物体表面上相对运动或有相对运动趋势时，受到的阻碍作用，叫做摩擦力．它可分为滑动摩擦力、静摩擦力两种． (2)产生条件： ①接触面上是粗糙的； ②接触面上要有挤压的力(压力)； ③接触面上的两物体要有相对运动或有相对运动的趋势． 10．滑动摩擦力及其特点 滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动的方向相反．与运动方向可能相同，也可能相反．滑动摩擦力跟压力成正比，即f =μN． 11．静摩擦力及其特点 静摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反，其大小与相对运动趋势强弱有关，趋势越强静摩擦力越大，但不超过最大静摩擦力．最大静摩擦力是物体间恰好开始滑动时受的静摩擦力，用f m表示．因此静摩擦力随着运动趋势强弱变化而在O～f m之间变化，即Of静≤f m 12．对滑动摩擦定律的认识 滑动摩擦力跟压力成正比，即f =μN，这叫做滑动摩擦定律．其理解要点为： (1)滑动摩擦力是切向力，它跟接触面相切。与正压力垂直． (2)滑动摩擦力的作用是阻碍物体相对滑动，所以方向跟物体的相对运动的方向相反．这里的相对运动是两接触物互为参照物．因此，不一定阻碍物体的运动． (3)将f/N定义为动摩擦因数，即μ=f/N，μ只与接触面的粗糙程度、接触面的材料有关，与接触面积和接触面上受力、运动状态无关． 13．静摩擦力是否存在及其方向的判断方法 静摩擦力是否存在及其方向的确定，通常采用的方法有“假设法”和“反推法”． (1)假设法：假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动．若发生相对运动，则说明物体间有相对运动趋势，且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向．也可以先假设静摩擦力沿某方向，再分析物体运动状态是否出现跟已知条件相矛盾的结果，从而对假设方向做出取舍． (2)反推法：从研究物体表现出的运动状态的这个结果反推它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦