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第一章 力、物体的平衡 一 力、重力、弹力、摩擦力 （一）力的概念和分类 力的概念：力是物体对物体的作用 （1）力的物质性：力不能脱离物体独立存在，必须同时具备施力物体和受力物体。 （2）力的相互性：受力物体和施力物体总是成对出现，施力物体必然也是受力物体 （3）力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向。 （4）力的独立性 力的作用效果：使物体发生形变，或使物体运动状态发生变化 力的三要素：大小、方向、作用点。 力的大小可用弹簧秤测量 （天平、杆秤测质量,台秤测重力） 力的国际单位制： 牛顿 N（1N=1kg*m/s2） 力的图示：用一根带箭头的线段表示出力的三要素。（注意 标度） 共点力的示意图：正确地表示出力的方向，按大致比例画出力的大小，在物体不转动的情况下，把各个力的作用点画到物体的重心上。 力的分类 按性质：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。 按效果：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力、浮力等 重力 产生：处于地面附近的物体由于地球吸引而产生的力。严格地讲，重力是万有引力的一个分力（另一分力为物体随地球自转所需的向心力，方向指向物体所在纬度圈的圆心），但由于相差不大，一般可以相互替代。 大小：G=mg 在同一位置，物体所受重力与其质量成正比。g为重力加速度（在地球上，g在两极最大，在赤道最小；在同一地理位置，离地面越高，g越小） 方向：竖直向下，或铅垂线方向，或与水平面垂直 特点：重力大小与物体运动状态无关，在超重、失重现象中决不能认为物体的重力变化了。 物体处于平衡状态时，重力大小等于物体对竖直悬线拉力（或对水平支持物的压力）-----测量重力原理 重心：将物体各部分所受重力看成是集中于一点，这一点叫重心，是重力的“作用点” 只有形状规则且质量分布均匀的物体，重心才在其几何中心 物体的重心不一定都在物体上（如圆环、空心球、U形物） 片状物可用悬挂法测重心 （三）弹力 1、产生条件：（1）.两物体直接接触； （2）有相互挤压且发生弹性形变 2、弹力的方向： （1）、根据物体形变的方向判断：A使B发生形变，B对A有弹力，方向与B的形变方向相反。（发生弹性形变的物体对阻碍它恢复原状的物体有弹力作用） a 轻绳只能产生拉力，方向沿绳、指向绳收缩的方向； 轻杆既可以产生拉力，也可以产生推力，且方向不一定沿杆； 弹簧产生的拉力或压力沿弹簧的轴线方向。 b 面与面，点与面接触时，弹力方向垂直于面（若是曲面，则垂直于接触点的切面），且指向受力物体。 c 球面形变产生的弹力沿半径方向，且指向受力物体。 d 点与线接触时，弹力方向垂直于线 （若是曲线，则垂直于接触点的切线），且指向受力物体。 （2）、根据物体的运动情况，利用平衡条件或牛顿运动定律进行分析计算。 弹力的大小 （1）弹簧的弹力 胡克定律 F= -kx k： 劲度系数，与弹簧的材料、粗细、截面直径和长度有关（长度越大，k值越小） x： 弹簧的形变量 （伸长量或压缩量） 方向：F与x反向 适用条件：弹性限度内 灵活性：应用k的比值定义的意义 （2）一般物体产生的弹力大小，可根据运动情况，利用平衡条件或牛顿运动定律进行分析计算。 （四）滑动摩擦力 产生条件：（1）、物体相互接触且彼此间有弹力存在（即FN ） （2）接触面不光滑（即μ≠0） （3）接触物体间有平行于接触面的相对运动。 方向：与接触面相切，与受“力”物体相对滑动方向相反。 相对运动：以相互间有Ff的另一物体为参照物 运动：以地面为参照物 3、大小： Ff = μFN μ为动摩擦因数，无单位。（与两物体材料及接触面粗糙程度有关） FN 为垂直于接触面的压力，在水平面上，也不一定等于物体重力。 滑动摩擦力大小仅由上述μ、FN 决定，与物体运动状态，受力情况及接触面积无关。 效果：阻碍物体间的相对滑动，但不一定阻碍物体的运动； 既可以是阻力，也可以是动力。 （五） 静摩擦力 1、产生条件：（1）、物体相互接触且彼此间有弹力存在（即FN ） （2）接触面不光滑（即μ≠0） （3）接触物体间有平行于接触面的相对运动趋势。 有无相对运动趋势的判断： 假设相互接触的两物体间突然失去静摩擦力（即突然变得光滑），若两物体发生相对运动，说明原来两物体之间存在相对运动趋势，“光滑后的相对运动方向”即为相对运动趋势方向。 由两个摩擦力的产生条件可知：弹力是摩擦力的前提----必先产生弹力，才能产生摩擦力 2、方向：与接触面相切，与物体相对运动趋势方向相反；或根据平