[理化生]高中物理力专题.doc

力 知识网络： 单元切块： 按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：力的概念、三个性质力；力的合成和分解；共点力作用下物体的平衡。其中重点是对摩擦力和弹力的理解、熟练运用平行四边形定则进行力的合成和分解。难点是受力分析。 力的概念 三种性质力 一、力 1.概念 力是是物体对物体的作用，不能离开实力物体和受力物体而存在。 （1）力不能离开物体而独立存在，有力就一定有“施力”和“受力”两个物体。二者缺一不可。 （2）力的作用是相互的。 （3）力的作用效果： ①形变 ②改变运动状态 （4）力的图示（课件演示） 分类 按性质分 重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力 ……按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。宏观物体间只存在前两种相互作用。2）按效果分 压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力 …… 3）按产生条件分 场力（非接触力）、接触力。 G＝mg、弹力 1产生条件 两个物体直接接触并发生弹性形变 2方向 压力、支持力的方向总是垂直于接触面。 绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。 杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。 【例1】 如图所示，光滑但质量分布不均的小球的球心在O，重心在P， 静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。 注意弹力必须指向球心，而不一定指向重心。又由于F1、F2、G为共点力， 重力的作用线必须经过O点，因此P和O必在同一竖直线上，P点可能在O的正上方（不稳定平衡），也可能在O的正下方（稳定平衡）。 【例2】 如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力。由于此直杆的重力不可忽略，其两端受的力可能不沿杆的方向。 杆受的水平方向合力应该为零。由于杆的重力G竖直向下，因此杆的下端一定还受到向右的摩擦力f作用。 【例】 图中AC为竖直墙面，AB为均匀横梁，其重为G，处于水平位置。BC为支持横梁的轻杆，A、 B、C三处均用铰链连接。试画出横梁B端所受弹力的方向。 【例】解：3．弹力的大小 对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。 胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成ΔF=kΔx，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。 硬弹簧，是指弹簧的k值大。（同样的力F作用下形变量Δx小）【例】如图所示，两物体重分别为G1、G2，两弹簧劲度分别为k1、k2，弹簧两端与物体和地面相连。用竖直向上的力缓慢向上拉G2，最后平衡时拉力F=G1+2G2，求该过程系统重力势能的增量。 、摩擦力 1．摩擦力产生条件 两物体直接接触相互挤压接触面粗糙有相对运动或相对运动的趋势。两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。（没有弹力不可能有摩擦力） 2．滑动摩擦力大小 在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。 只有滑动摩擦力才能用公式F=μFN，其中的FN表示正压力，不一定等于重力G。 【例】如图所示，用跟水平方向成α角的推力F推重量为G的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为μ，求木块所受的摩擦力大小。 3．静摩擦力大小 必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μFN计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既Fm=μFN静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是＜Ff≤Fm 【例】 如图所示，A、B为两个相同木块，A、B间最大静摩擦力Fm=5N，水平面光滑。拉力F至少多大，A、B才会相对滑动？ 研究物理问题经常会遇到临界状态。物体处于临界状态时，可以认为同时具有两个状态下的所有性质。 4．摩擦力方向 摩擦力方向和物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。 摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度。通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力）。在特殊情况下，可能成任意角度。 【例】 小车向右做初速为零的匀加速运动，物体恰好沿车后壁匀速下滑。试分析下滑过程中物体所受摩擦力的方向和物体速度方向的关系。 由分析可知：无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力。就是说：弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由公式直接计算得出，而是由物体的受力情况和运动情况共同决定的。