高考第一轮复习义(第一章力物体的平衡).docVIP

第一讲 力、物体的平衡 第一节 力、重力、弹力、摩擦力 力的概念及认识 1、力是物体对物体的作用： 力的物质性：力总是成对出现的，力不能脱离物体而存在，有力必有施力物体和受力物体。 2、力的作用效果： 使物体发生形变（形状和体积的改变）； 使物体的运动状态发生改变，即产生加速度。 3、力作用的相互性： 物体间的相互作用力称为作用力和反作用力，遵守牛顿第三定律。相互作用可以发生在直接接触的物体之间，也可以发生在不接触的物体之间。 4、力的三要素：大小、方向、作用点。力是矢量，用图示法表示。 5、力的分类： 按性质分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。 按效果分：拉力、压力、支持力、张力、动力、阻力、向心力、回复力、浮力等。 重力 1、产生原因：由于地球吸引而使物体受到的力。它不等同于地球对物体的万有引力。它可以是万有引力的主要部分或全部（在南北两极时） 2、大小：G=mg。一定质量的物体在地球上不同的地方，重力的大小不同。重力的大小随纬度增高而增大，随高度增大而减小。同一地方，重力不会因物体运动状态的改变而改变。 3、方向：竖直向下。不等同于指向地心，只有赤道和两极处重力的方向才指向地心。 4、重心：物体各部分所受重力的合力的作用点。重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定。形状规则、质量分布均匀的物体的重心在物体的几何中心。重心可在物体上，也可在物体外。薄板的重心可用悬挂法确定。 说明：重心是一个等效替代点，不要认力只有重心处受重力，物体的其它部分不受重力。 弹力 1、产生原因： 发生形变的物体想要恢复原状而对迫使它发生形变的物体产生的力。 2、弹力产生的条件： （1）必须接触；（2）接触处有弹性形变。 3、弹力的方向与弹力的施力物体的形变方向相反（与形变恢复方向相同）。弹力是法向力，力垂直于两物体的接触面。具体说来： （1）弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状的方向。其弹力可为拉力，可为压力，对弹簧秤只为拉力。 （2）轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向，即只为拉力。 (3)点与面接触时弹力的方向，过接触点垂直于接触面（或接触面的切线方向）而指向受力物体。 (4)面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指向受力物体。 (5)球与面接触时弹力的方向，在接触点与球心的连线上而指向受力物体。 (6)球与球相接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面而指向受力物体。 (7)轻杆的弹力方向可能沿杆也可能不沿杆，杆可提供拉力也可提供压力 ，这一点跟绳是不同的。 4、弹力的大小： (1)弹簧、橡皮条类：它们的形变可视为弹性形变。弹力的大小跟形变关系符合胡克定律：F=kX。 上式中k叫弹簧劲度系数，单位：N/m，跟弹簧的材料、粗细，直径及原长都有关系；X是弹簧的形变量（拉伸或压缩量），切不可认为是弹簧的原长。 （2）其它情况下的弹力计算，要根据物体所处的运动状态，由平衡条件或动力学规律来求（常用牛顿运动定律求解）。 重难点突破 一、弹力有无判断 弹力的方向总跟形变方向相反，但很多情况接触处的形变不明显，这给判断弹力是否存在带来困难。可用以下方法解决。 假设法 即假设所研究处存在弹力或不存在弹力，看物体的运动状态与受力情况是否相一致。 例：一块铁板折成如图形状，光滑的球置于水平面BC上，铁析和球一起（1）向右加速运动；（2）沿垂直AB斜向上匀速运动；AB对球有无弹力？ 二、弹力方向判定 1、对于点与面、面与面接触的情形，弹力的方向总跟接触面垂直。对于接触面是曲面的情况，要先画出通过接触点的切面，弹力就跟切面垂直。 2、对于杆的弹力方向问题，要特别注意不一定沿杆，沿杆只是一种特殊情况，当杆与物体接触处情况不易确定时，应根据物体的运动状态，利用平衡条件或动力学规律来判断。 例：如图所所示，小车上固定一根折成θ角的折杆，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。（1）小车静止；（2）小车以加速度a水平向右运动。 三、弹力的计算 弹力是被动力，其大小与物体所受的其它力的作用以及物体的运动状态有关，所以可根据物体的运动状态和受力情况，利用平衡条件或牛顿运动定律求解。 非弹簧类弹力的大小计算，只能根据物体的运动状态，利用F合 = 0或F合 = ma求解。 例：如图所示，一细线的端固定于倾角为θ=45o的光滑斜面的顶端P处，细线另一端拴一质量为m的小球。当斜面以多大加速度向左运动时，小球对斜面压力为零？当斜面以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力多大？ 四、摩擦力 （一）、滑动摩擦力 1、定义：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。 2、产生条件：（1）接触面粗