力、重力、弹力、摩擦力.docVIP

你的首选资源互助社区 年 级高一学 科物理版 本通用版内容标题力、重力、弹力、摩擦力编稿老师刘立毅 【本讲主要内容】 力、重力、弹力、摩擦力 【知识掌握】 【知识点精析】 一、力的四性 1. 物质性：力是物体对物体的作用，力不能离开物体而存在。如“某人的力气有多大”的说法就是错误的。 2. 矢量性：力是矢量，既有大小又有方向，它可以用一根带有箭头的线段来表示，并加以图示。例F＝5N，其图示如图1所示。 图1 3. 相互性：任何两个物体间力的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体。 4. 独立性：任何一个力都独立地产生作用效果：使物体发生形变（静力效果）或使物体运动状态发生变化（运动效果）。 力学中常见的力有重力、弹力、摩擦力，下面分别讨论。 二、重力 1. 产生：是由于地球对物体的吸引而产生的，但不能认为重力就是地球对物体的吸引力，重力是地球对它的万有引力的一个分力。 2. 大小：G＝mg.同一个物体所受的重力随纬度的增大而增大，在赤道上最小，在两极最大；同一纬度，离开地表越高，重力越小。 3. 方向：竖直向下，不一定指向地心，只有赤道和两极处指向地心。 4. 施力者：重力的施力者是地球，地球周围的物体，不管是运动还是静止，均受重力作用。 5. 作用点：重心——物体各部分所受重力合力的作用点，物体的重心与物体的形状和质量分布都有关系.（1）质量均匀且形状规则的物体，重心就在其几何中心。（2）质量分布不均匀的物体，重心位置与物体形状、质量分布都有关系。（3）薄板物体的重心可用悬挂法确定。（4）物体的重心不一定在物体上。 说明：一个物体所受重力的大小和方向，与运动状态、是否受其它力的作用均无关。 三、弹力 1. 产生的条件：（1）两物体接触（2）发生弹性形变 2. 方向：总是与引起形变的外力方向相反 （1）物体有明显形变的情况 图2 ①绳对物体的弹力（张力）方向，总是沿张紧的绳指向绳收缩的方向（图2箭头所示） ②支持力或压力的方向，总是垂直于支持面而指向支持的物体（如图2箭头所示） ③弹簧的弹力方向，沿弹簧和弹簧恢复原状的方向一致（如图3） 图3 （2）物体发生微小形变时接触面的情况。 ①一方为平面，另一方为平面、曲面、点。接触时弹力垂直于平面指向受力物体（如图2箭头所示） ②一方为曲面，另一方为曲面、点。接触时弹力垂直于曲面的切面，指向受力物体（若曲面为圆面，弹力方向一定沿圆的半径）。（如图4） 图4 3. 大小 （1）一般弹力的大小没有公式可依，只能根据平衡条件或牛顿定律求解。 （2）弹簧的弹力遵从胡克定律：①F=kx式中：k为弹簧的劲度系数，单位N/m，只与弹簧本身有关，与F、x均无关；x为弹簧的形变量，单位为m。②△F=k△x式中：△x为弹簧形变量的增量，△F为弹簧形变量的增量△x所对应的弹力增量。 四、摩擦力 1. 产生条件：两物体（1）相互接触且挤压（2）有相对运动或相对运动趋势（3）接触面粗糙 2. 方向：沿接触面的切线方向，与物体相对运动趋势方向或相对运动方向相反. （如图5中F所示） 图5 （1）静摩擦力的方向与运动方向无关（可以和运动方向相同、相反、垂直、成一般角）。 （2）摩擦力只是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，并非一定是阻力。 （3）判断两物体间摩擦力方向时，必须以其中之一做参照物。 3. 大小：摩擦力有静摩擦力和滑动摩擦力 （1）静摩擦力的大小，随沿相对运动趋势方向的外力的增大而增大，与正压力无关，不能由公式给出，其取值范围为0≤F≤Fmax，式中Fmax叫最大静摩擦力，Fmax与正压力成正比。静摩擦力的大小需根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿运动定律求解。 （2）滑动摩擦力的大小f=μFN 式中μ为动摩擦因数，与接触面的材料、粗糙程度有关，无单位，FN为两物体间的正压力。 注意：滑动摩擦力的大小f ①与接触面间的弹力（即正压力）FN成正比，与物体的重力G大小无关 ②与相对滑动的速度大小无关 ③与滑动双方的接触面积大小无关 【解题方法指导】 例1. S1和S2表示劲度系数分别为K1和K2的两根弹簧，K1﹥K2；a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物体，ma﹥mb。将弹簧与物块按图6所示方式悬挂起来，现要求两根弹簧的总长度最大，则应使 图6 A　S1在上，a在上　　B　　S1在上，b在上　　　C　　S2在上，a在上　D S2在上，b在上 解析：当系统平衡时，上部弹簧所受的弹力　F上＝（ma+mb）g与a、b的位置无关，根据胡克定律f=kx，欲使下部弹簧伸长量最大，其所受弹力应最大，故a应在下，b在上。 对下部弹簧，由胡克定律有mag=k下x下，∴x下＝mag/k下 对上部弹