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2.1 力
[目标定位] 1.知道力的概念及矢量性,会作力的图示.2.知道力的作用效果,知道力的名称可按力的性质和力的作用效果来命名.
一、力的概念
1.定义:力是物体与物体之间的相互作用.
2.作用效果:力能使物体的运动状态或体积和形状发生改变.
3.三要素:力的大小、方向和作用点称为力的三要素.只要有一个要素不同,力的作用效果就不同.
二、力的单位与图示
1.力的大小可以用测力计来测量,在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号为N.
2.力的矢量性:力是矢量,既有大小又有方向.
3.力的图示:用一带箭头的有向线段表示力,线段是按一定的比例(标度)画出的,它的长短表示力的大小,它的指向表示力的方向,箭头(箭尾)表示力的作用点.
4.力的示意图:用一带箭头的有向线段表示力,只需要表示力的方向和作用点.
想一想:
在同一个图中要表示多个力,不同的力能不能用不同的标度?
答案 不能 力的图示中线段的长短可以表示力的大小,在同一个图示中只能采用相同的标度才能直观的区别各个力的大小.
三、力的分类
1.按接触情况分类:非接触力,如重力;接触力:如弹力,摩擦力.
2.根据力的作用效果分类:常见的有拉力、压力、支持力、动力、阻力等等.
一、对力的概念的理解
1.力的三性
(1)物质性:力是物体对物体的作用,没有脱离物体而独立存在的力.一个力同时具有受力物体和施力物体.
(2)相互性:物体之间力的作用是相互的.力总是成对出现的,施力物体同时又是受力物体,受力物体同时又是施力物体.
(3)矢量性:力不仅有大小,而且有方向,是矢量.力的大小常用弹簧测力计测出.
2.力的作用效果
(1)改变物体的运动状态,即使物体速度发生变化.
(2)使物体发生形变,即改变物体的形状或体积.
3.影响作用效果的三要素:力的大小、方向和作用点.
注意:(1)物体之间发生相互作用时并不一定相互接触.
(2)力直接产生于施力物体和受力物体之间,不需要靠第三个物体传递.
例1 下列说法正确的是( )
A.每个力都必有施力物体和受力物体
B.网球运动员用球拍击球,对网球施力的物体是运动员
C.两个力的大小都是5 N,则这两个力一定相同
D.施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体
解析 力是物体对物体的相互作用,具有物质性,一个力既有施力物体也有受力物体,A正确;网球运动员用球拍击球,施力物体是球拍,受力物体是网球,B错误;力是矢量,比较两个力是否相同,除了要比较其大小之外,还要比较其方向,C错误;力具有相互性,一个物体在受力的同时也对另一个物体施加了力的作用,所以同时也是施力物体,D正确.
答案 AD
针对训练 关于力的说法,正确的是( )
A.只有在物体相互接触时才存在力
B.甲打了乙一拳,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用
C.任何一个物体,一定既是受力物体也是施力物体
D.用手抛出的石块在向前飞行的过程中,始终受到向前的力来维持它向前运动
解析 相互作用的物体可以直接接触,也可以不接触.如同名磁极之间相距一定距离时,也是相互排斥的,即不接触的物体之间同样存在力的作用,故A错;物体之间的作用总是相互的,甲推乙的同时乙也推甲,故B错;由于自然界中的物体都是相互联系的,找不到一个孤立的、不受其他物体力的作用的物体,故每一个物体一定既是受力物体,又是施力物体,C正确;抛出的石块受到重力和空气阻力,并没有受到向前的动力来维持它运动,它只是由于惯性继续向前运动,故D错.
答案 C
二、力的表示方法
1.力的图示:用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力的三要素.
(1)线段的长短(严格按标度画)表示力的大小;
(2)箭头指向表示力的方向;
(3)箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便,常把一个物体用一个点表示).
注意:(1)标度的选取应根据力的大小合理设计.一般情况下,线段应取2~5个整数段标度的长度;
(2)画同一物体受到的不同力时要用同一标度.
2.力的示意图:用一条带箭头的线段来表示力方向和作用点.
(1)从作用点开始沿力的方向画一适当长度的线段;
(2)在线段的末端标出箭头,表示力的方向.
注意:对于几何形状规则的物体,在画力的图示和示意图的时候,有向线段的起点可画在几何中心.为简化,也可以把物体用质点代替.
例2 一个铁球在空中飞行,所受重力为120 N,方向竖直向下,试画出重力的图示和示意图,并说明施力物体和受力物体.
解析 (1)选定标度:选1 cm长的线段表示30 N的力.
(2)用一矩形表示物体,从作用点沿力的方向画一线段,线段的长度按选定的标度和力的大小画,线段上加上刻度,如下图甲所示,从O点竖直向下画一条4倍于标度(4 cm)的线段.
(3)在线段上加上箭头表示力的方向.
也可以按照如图乙所示那样
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