第一节重力弹力磨擦力
【基本概念、规律】
一、重力
1．形成：因为月球的吸引而使物体遭到的力．
2．大小：G＝mg.
3．方向：总是竖直向上．
4．重心：由于物体各部份都受重力的作用，从疗效上看，可以觉得各部份遭到的重力作用集中于一点，这一点称作物体的重心．
二、弹力
1．定义：发生弹性形变的物体因为要恢复原状，对与它接触的物体形成力的作用．
2．形成的条件
(1)两物体互相接触；
(2)发生弹性形变．
3．方向：与物体形变方向相反．
三、胡克定律
1．内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或减短)的宽度x成反比．
2．表达式：F＝kx.
(1)k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定．
(2)x是弹簧厚度的变化量，不是弹簧形变之后的厚度．
四、摩擦力
1．形成：互相接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上所受的制约相对运动或相对运动趋势的力．
2．形成条件：接触面粗糙；接触面间有弹力；物体间有相对运动或相对运动趋势．
3．大小：滑动磨擦力Ff＝μFN，静磨擦力：0≤Ff≤Ffmax.
4．方向：与相对运动或相对运动趋势方向相反．
5．作用疗效：妨碍物体间的相对运动或相对运动趋势．
【重要考点归纳】
考点一弹力的剖析与估算
1．弹力有无的判定方式
(1)条件法：依据物体是否直接接触并发生弹性形变来判定是否存在弹力．此方式多拿来判定形变较显著的情况．
(2)假定法：对形变不显著的情况，可假定两个物体间弹力不存在，看物体能够保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力．
(3)状态法：依据物体的运动状态，借助牛顿第二定理或共点力平衡条件判定弹力是否存在．
2．弹力方向的判定方式
(1)依据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判定．
(2)依据共点力的平衡条件或牛顿第二定理确定弹力的方向．
3．估算弹力大小的三种方式
(1)依据胡克定律进行求解．
(2)依据力的平衡条件进行求解．
(3)依据牛顿第二定理进行求解．
考点二磨擦力的剖析与估算
1．静磨擦力的有无和方向的判定方式
(1)假定法：借助假定法判定的思维程序如下：
(2)状态法：先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再借助牛顿第二定理(F＝ma)确定合力物理中摩擦力的公式，之后通过受力剖析确定静磨擦力的大小及方向．
(3)牛顿第三定理法：先确定受力较少的物体遭到的静磨擦力的方向，再依照“力的互相性”确定另一物体遭到的静磨擦力方向．
2．静磨擦力大小的估算
(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动)，利使劲的平衡条件来判定其大小．
(2)物体有加速度时，若只有静磨擦力，则Ff＝ma.若除静磨擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静磨擦力．
3．滑动磨擦力的估算
滑动磨擦力的大小用公式Ff＝μFN来估算，应用此公式时要注意以下几点：
(1)μ为动磨擦质数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力物理中摩擦力的公式，其大小不一定等于物体的重力．
(2)滑动磨擦力的大小与物体的运动速率和接触面的大小均无关．
方式方法：
(1)在剖析两个或两个以上物体间的互相作用时，通常采用整体法与隔离法进行剖析．
(2)受静磨擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动磨擦力作用的物体不一定是运动的．
(3)磨擦力制约的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但磨擦力不一定制约物体的运动，即磨擦力不一定是阻力．
考点三磨擦力突变问题的剖析
1．当物体受力或运动发生变化时，磨擦力常发生突变，磨擦力的突变，又会造成物体的受力情况和运动性质的突变，其突变点(时刻或位置)常常具有很深的隐蔽性．对其突变点的剖析与判定是化学问题的切入点．
2．常见类型
(1)静磨擦力因其他外力的突变而突变．
(2)静磨擦力突变为滑动磨擦力．
(3)滑动磨擦力突变为静磨擦力．
弹簧与橡皮筋的弹力特征：
(1)弹簧与橡皮筋形成的弹力遵守胡克定律F＝kx.
(2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等．
(3)弹簧既能受拉力，也能受压力(沿弹簧轴线)，而橡皮筋只能受拉力作用．
(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变，但当将弹簧或橡皮筋割断时，其弹力立刻消失．
第二节力的合成与分解
【基本概念、规律】
一、力的合成
1．合力与分力
(1)定义：假如一个力形成的疗效跟几个力共同作用的疗效相同，这一个力就叫那几个力的合力，那几个力就叫这个力的分力．
(2)关系：合力和分力是一种等效代替关系．
2．力的合成：求几个力的合力的过程．
3．力的运算法则
二、力的分解
1．概念：求一个力的分力的过程．
2．遵守的法则：平行四边形定则或三角形定则．
3．分解的方式
(1)按力形成的实际疗效进行分解．
(2)正交分解．
三、矢量和标量
1．矢量
既有大小又有方向的数学量，相客场遵守平行四边形定则．
2．标量
只有大小没有方向的化学量，求和时按算术法则相乘．
【重要考点归纳】
考点一共点力的合成
1．共点力合成的方式
(1)画图法
(2)估算法：按照平行四边形定则做出示意图，之后借助解三角形的方式求出合力，是解题的常用技巧．
2．重要推论
(1)二个分力一定时，倾角θ越大，合力越小．
(2)合力一定，二等大分力的倾角越大，二分力越大．
(3)合力可以小于分力，等于分力，也可以大于分力．
3．几种特殊情况下力的合成
解答共点力的合成时应注意的问题
(1)合成力时，要正确理解合力与分力的大小关系：合力与分力的大小关系要视情况而定，不能产生合力总小于分力的思维定势．
(2)三个共点力合成时，其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大的力之差．
考点二力的两种分解方式
1．力的疗效分解法
(1)依据力的实际作用疗效确定两个实际分力的方向；
(2)再依据两个实际分力的方向画出平行四边形；
(3)最后由平行四边形和物理知识求出两分力的大小．
2．正交分解法
(1)定义：将已知力按相互垂直的两个方向进行分解的方式．
(2)构建座标轴的原则：通常选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在座标轴上)；在动力学中，以加速度方向和垂直加速度方向为座标轴构建座标系．
(3)方式：物体遭到多个力作用F1、F2、F3…，求合力F时，可把各力沿互相垂直的x轴、y轴分解．
通常情况下，应用正交分解法构建座标系时，应尽量使所求量(或未知量)“落”在座标轴上，这样解多项式较简单，但在本题中，因为两个未知量FAC和FBC与竖直方向倾角已知，所以座标轴选定了沿水平和竖直两个方向．
【思想方式与方法】
方式方法——辅助图法巧解力的合成和分解问题
对力分解的惟一性判定、分力最小值的估算以及合力与分力倾角最大值的估算，当力的大小不变方向改变时，一般采取画图法，优点是直观、简捷．
第三节受力剖析共点力的平衡
【基本概念、规律】
一、受力剖析
1．概念
把研究对象(指定物体)在指定的化学环境中遭到的所有力都剖析下来，并画出物体所受力的示意图，这个过程就是受力剖析．
2．受力剖析的通常次序
先剖析场力(重力、电场力、磁场力等)，之后按接触面剖析接触力(弹力、摩擦力)，最后剖析已知力．
三、平衡条件的几条重要结论
1．二力平衡：假若物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必将大小相等，方向相反．
2．三力平衡：假若物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反．
3．多力平衡：假若物体受多个共点力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反．
【重要考点归纳】
考点一物体的受力剖析
1．受力剖析的基本步骤
(1)明晰研究对象——即确定剖析受力的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统．
(2)隔离物体剖析——将研究对象从周围的物体中隔离下来，以致剖析周围物体有什么对它施加了力的作用．
(3)画受力示意图——边剖析边将力一一画在受力示意图上，确切标出力的方向，注明各力的符号．
2．受力剖析的常用技巧
(1)整体法和隔离法
①研究系统外的物体对系统整体的斥力；
②研究系统内部各物体之间的互相斥力．
(2)假定法
在受力剖析时，若不能确定某力是否存在，可先对其做出存在或不存在的假定，之后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判定该力是否存在．
3.受力剖析的基本思路
考点三图解法剖析动态平衡问题
1．动态平衡：是指平衡问题中的一部份力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类困局．
2．基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”．
3．基本方式：图解法和解析法．
4.图解法剖析动态平衡问题的步骤
(1)选某一状态对物体进行受力剖析；
(2)按照平衡条件画出平行四边形；
(3)按照已知量的变化情况再画出一系列状态的平行四边形；
(4)判断未知量大小、方向的变化．
考点四隔离法和整体法在多体平衡中的应用
当剖析互相作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及剖析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在剖析系统内各物体(或一个物体各部份)间的互相作用时常用隔离法．整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，一般须要多次选定研究对象，交替使用整体法和隔离法．
平衡中的临界和极值问题
解决动态平衡、临界与极值问题的常用方式：
【思想方式与方法】
求解平衡问题的四种特殊技巧
求解平衡问题的常用技巧有合成与分解法、正交分解法、图解法、整体与隔离法，上面对这几种方式的应用涉及较多，这儿不再赘言，下边介绍四种其他方式.
一、对称法
个别数学问题本身没有表现出对称性，但经过采取适当的举措加以转化，把不具对称性的问题转化为具有对称性的问题，这样可以避免冗长的推论，迅速地解决问题．
二、相似三角形法
物体遭到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中，可能有力三角形与题设图中的几何三角形相像，从而得到对应边成比列的关系式，依照此式便可确定未知量．
三、正弦定律法
三力平衡时，三力合力为零．三个力可构成一个封闭三角形，若由题设条件找寻到角度关系，则可由余弦定律列式求解．
四、三力汇交原理
物体受三个共面非平行外力作用而平衡时，这三个力必为共点力．
实验二探究弹力和弹簧伸长的关系
四、实验步骤
1．安装实验仪器(见实验原理图)．将铁架台置于桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，让其自然下垂，在紧靠弹簧处将刻度尺(最小分度为1mm)固定于铁架台上，并用重垂线检测刻度尺是否竖直．
2．用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的宽度l0，即原长．
3．在弹簧上端挂质量为m1的钩码，量出此时弹簧的宽度l1，记录m1和l1，填入自己设计的表格中．
4．改变所挂钩码的质量，量出对应的弹簧宽度，记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧宽度l2、l3、l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5.
一、数据处理
1．列表法
将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发觉弹力F与弹簧伸长量x的比值在偏差容许范围内是相等的．
2．图像法
以弹簧伸长量x为横座标，弹力F为纵座标，描出F、x各组数据相应的点，做出的拟合曲线，是一条过座标原点的直线．
二、误差剖析
1．钩码标值不确切、弹簧宽度检测不确切带来偏差．
2．作图时描点及连线不确切也会带来偏差．
三、注意事项
1．每次增减钩码检测有关厚度时，均需保证弹簧及钩码不上下震动而处于静止状态，否则，弹簧弹力有可能与钩码重力不相等．
2．弹簧上端降低钩码时，注意不要超过弹簧的弹性限度．
3．检测有关厚度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x两者之间的不同，明晰两者之间的关系．
4．构建平面直角座标系时，两轴中单位宽度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小．
5．描线的原则是，尽量使各点落在描绘出的线上，少数点分布于线外侧，描出的线不应是折线，而应是光滑的曲线．
实验三验证力的平行四边形定则
4．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向．
5．改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验．
一、数据处理
1．用钢笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选取的标度做出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．
2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向做出实验步骤4中弹簧测力计的拉力F′的图示．
3．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，进而验证平行四边形定则．
二、注意事项
1．同一实验中的两只弹簧测力计的选定方式是：将两只弹簧测力内勤零后互钩对拉，读数相同．
2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同．
3．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，倾角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜．
4．实验时弹簧测力计应与木板平行，读数时耳朵要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．
5．细绳套应适当长一些，以便确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用钢笔画一个点，除去细绳套后，再将所标点与O点联接，即可确定力的方向．
6．在同一次实验中，画力的图示所选取的标度要相同，但是要恰连任取标度，使所作力的图示稍大一些．
三、误差剖析
1．弹簧测力计本身的偏差．
2．读数偏差和画图偏差．
3．两分力F1、F2间的倾角θ越大，用平行四边形定则画图得出的合力F的偏差ΔF也越大．
