第三章知识点整理
重力
1.力
(1)概念:力是物体间的相互作用
(2)作用效果:①改变物体的运动状态②使物体发生形变 (3)力的性质:
①物质性:不能离开物体而存在。有力必定有施力物体和受力物体。
②相互性:物体间力的作用是相互的。A对B作用的同时B也对A也有作用,一个物体是受力物体的同时也是施力物体。
③同时性:物体间的相互作用同时产生同时消失。 ④矢量性:力不仅有大小,而且有方向,是矢量。 (4)影响力的作用效果的因素——力的三要素:力的大小、方向和作用点 (5)如何来表示一个力
①力的图示:精确表示(大小、方向、作用点) ②力的示意图:粗略表示(方向、作用点) 作力的图示步骤: ① 选取合适的标度;
② 从力的作用点沿力的方向画一条线段,线段的长短按选定的标度和力的大小确定;
③ 在线段的末端加箭头表示力的方向。
注意:画同一物体受多个力的图示时,表示各力的标度应统一。
2.重力
(1)概念:是由地球吸引而使物体受到的力。 (2)特点:
①重力不等于地球的吸引力,它只是地球吸引力的一部分。 ②重力的施力物体是地球 ③重力是非接触力
④地面附近的物体都受重力,与物体所处的运动状态、速度大小无关。 (3)重力的大小和方向
①大小:G=mg(g为重力加速度) 同一物体在赤道上重力最小;在两极最大。 ②方向:竖直向下而不是垂直向下 (4)重力的作用点——重心
①影响重心位置的因素:质量分布、形状。
②重心位置的确定:形状规则的均匀物体:几何中心;薄板型物体:悬挂法。注意:物体的重心可以不在物体上,重心也不是物体上最重的点。
3.四种基本相互作用
万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
弹力
1. 概念:发生弹性形变的物体, 由于要恢复原状, 对跟它接触的物体会产生力的作用, 这种力称为弹力。
★2.产生条件:弹性形变、直接接触 ★3.弹力的方向: (1)压力和支持力
①面面接触:弹力垂直接触面
②点面接触:弹力通过接触点而垂直接触面
③点点接触:弹力通过接触点垂直于切面而指向圆心
注意:弹力方向是从施力物体指向受力物体,画在受力物体身上。 (2)绳子的拉力(弹簧的拉力):沿着绳子而指向绳子收缩的方向。
(3)轻杆的拉力:①可沿杆②可不沿杆,要依具体情况确定
判断弹力的有无:
(1)条件判断法:弹性形变、直接接触
(2)假设推理法:先假设有弹力、再根据受力平衡分析
4.胡克定律
在弹性限度内,弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量(或压缩量)成正比:F?kx k——弹簧的劲度系数(其大小只跟弹簧的形状、大小、长短、钢丝的线径、材料等因素有关,与弹簧受到多大的弹力无关),单位为N/m。 x为弹簧在拉力F作用下的伸长量或压缩量。
实验:探究弹力与弹簧伸长量的关系
(1)F-x(形变量)图象:图线的斜率表示劲度系数k。公式:F?kx
(2)F-L(弹簧长度)图像:图线与L轴的交点表示弹簧的原长L0,斜率表示劲度系数k。公式:F?k(L?L0)
(3)F-L(弹簧长度)图像:0-L0表示压缩弹簧,L0-L表示拉伸弹簧。 注意:
(1)求图线斜率时,注意单位换算。
(2)读数时,注意估读到最小刻度的下一位。如图为:。
思考:用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸
长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,最后画出的图线可能是
√
典型例题1:一个实验小组在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力f与弹簧长度L的图象如图所示,下列表述正确的是( B ) A、a的原长比b的大 B、a的劲度系数比b的大 C、a的劲度系数比b的小
D、测得的弹力与弹簧的长度成正比
典型例题2:在“探究弹力和弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如右图所示.所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度。 (1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中,请作出F-L图线. (2)由此图线可得出该弹簧的原长L0=____5___cm,劲度系数k=___20____ N/m. (3)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较。 优点在于:避免弹簧自身所受重力对实验的影响。
缺点在于:弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差。
摩擦力
1.静摩擦力
(1)定义: 两个相互接触并挤压的物体间,存在相对运动趋势而又没有相对运动
时,在接触面上产生的一种阻碍相对运动趋势的力称静摩擦力。
(2)产生条件:①接触面不光滑;②有相对运动趋势(没有相对运动);③接触且有挤压(即有弹力)。 (3)作用点:在两物体接触面上
(4)方向:沿着接触面,与相对运动趋势方向相反。 ①运动或静止的物体都可以受到静摩擦力。
②静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,但与运动方向无必然联系。 ③静摩擦力可以是动力或阻力,但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动 。 ★(5)大小:①由外力决定,一般与拉力(推力)相等;②随外力的增大而增大,但有一定限度,即在0与最大静摩擦力fmax(0< f ≤fmax)之间。 注意:最大静摩擦力fmax会随压力的增大而增大。
静摩擦力有无的判断: 1、条件判断法
★2、平衡条件法:当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向。
3、假设法
2. 滑动摩擦力
(1)定义:当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
(2)产生条件:①接触面不光滑;②接触且有挤压(即有弹力);③具有相对运动。(3)作用点:在两物体接触面上
(4)方向:沿着接触面,与相对运动的方向相反。
①静止的物体也可以受滑动摩擦力,方向跟相对运动方向相反。
②滑动摩擦力方向可以跟运动方向相同,但一定跟相对运动方向相反。 ★(5)大小:滑动摩擦力的大小跟压力(垂直接触面)成正比:f??FN μ为动摩擦因数,没有单位,数值与材料及接触面的情况(如粗糙程度)有关。 注意:滑动摩擦力的大小和接触面积的大小无关。
★求摩擦力的大小: (1)求最大静摩擦力fmax (2)判断:
当外力F?fmax时,物体受到的是静摩擦力,则f=F; 当外力F?fmax时,物体受到的是滑动摩擦力,则f??FN。
典型例题:如图所示,质量为2kg的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,给物体一水平拉力F(g取10m/s2)
(1)当拉力大小为5N时,地面对物体的摩擦力是多大 (2)当拉力大小为12N时,地面对物体的摩擦力是多大
(3)若撤去拉力,在物体继续滑动的过程中,地面对物体的摩擦力多大 解:该物体的最大静摩擦力fmax??FN??mg?0.5?2kg?10N/kg?10N (1)当F=5N时,F?fmax,物体受到的是静摩擦力,则f=F=5N (2)当F=12N时,F?fmax,物体受到的是静摩擦力,则f??mg?10N (3)当F=0时,物体仍会滑动一段距离,此时物体受到的仍是滑动摩擦力,则
f?10N
最大静摩擦力和滑动摩擦力大小的对比: Fmax略大于F滑:
生活中的摩擦力:
(1)传动装置间的摩擦力是静摩擦力。
(2)主动轮受到的摩擦力与运动方向相反,从动轮受到的摩擦力与运动方向相同。
3.滚动摩擦力
(1)定义:滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。 (2)特点:当压力相同时,滚动摩擦比滑动摩擦小很多。
力的合成
1.合力与分力:
(1)定义:当一个物体受到几个力(F1、F2……)的作用时,我们常常可以求出这样一个力(F),这个力的作用效果与原来几个力的共同作用效果相同,这个力称为另外几个力的合力,另几个力则称为这个力的分力。
(2)合力与分力的关系:等效替代关系。 注意:不是物体又多受了一个合力。 2.力的合成
(1)定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成。 (2)运算法则:
①两个分力在同一条直线上:同向相加、反向相减。
②两个分力不在同一条直线上:平行四边形定则:平行四边形定则是矢量运算的基
本法则,对任何矢量都适用。
③多个分力合成:逐次合成法:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三
个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力。 3. 两个合力与分力的大小关系:
F1和F2大小不变时,夹角θ越大,合力F合就越小。 (1)合力大小范围:︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2
(2)合力可能大于、等于、小于任一分力。