第一章..定义:力是物体之间的互相作用。
理解要点:
(1)力具有物质性:力不能离开物体而存在。
说明:①对某一物体而言,可能有一个或多个施力物体。
②并非先有施力物体,后有受力物体
(2)力具有互相性:一个力总是关联着两个物体,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。
说明:①相互作用的物体可以直接接触,也可以不接触。
②力的大小用测力计检测。
(3)力具有矢量性:力除了有大小,也有方向。
(4)力的作用疗效:使物体的形状发生改变;使物体的运动状态发生变化。
(5)力的种类:
①根据力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。
②根据疗效命名:如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等。
说明:按照疗效命名的,不同名称的力,性质可以相同;同一名称的力,性质可以不同。
重力
定义:因为遭到月球的吸引而使物体遭到的力叫重力。
说明:①地球附近的物体都遭到重力作用。
②重力是由月球的吸引而形成的,但不能说重力就是月球的吸引力。
③重力的施力物体是月球。
④在两极时重力等于物体所受的万有引力,在其它位置时不相等。
(1)重力的大小:G=mg
说明:①在月球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的,经度越高,同一物体的重力越大,因此同一物体在两极比在赤道重力大。
②一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其它力也无关系。
③在处理数学问题时,通常觉得在月球附近的任何地方重力的大小不变。
(2)重力的方向:竖直向上(即垂直于水平面)
说明:①在两极与在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心。
②重力的方向不受其它斥力的影响,与运动状态也没有关系。
(3)重心:物体所受重力的作用点。
重心的确定:①质量分布均匀。物体的重心只与物体的形状有关。形状规则的均匀物体,它的重心就在几何中心上。
②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关。
③薄板形物体的重心,可用悬挂法确定。
说明:①物体的重心可在物体上,也可在物体外。
②重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关。
③引入重心概念后,研究具体物体时,就可以把整个物体各部份的重力用作用于重心的一个力来表示,于是原先的物体就可以用一个有质量的点来取代。
弹力
(1)形变:物体的形状或容积的改变,称作形变。
说明:①任何物体都能发生形变,不过有的形变比较显著,有的形变及其微小。
②弹性形变:撤掉外力后能恢复原状的形变,称作弹性形变,简称形变。
(2)弹力:发生形变的物体因为要恢复原状对跟它接触的物感受形成力的作用,这些力叫弹力。
说明:①弹力形成的条件:接触;弹性形变。
②弹力是一种接触力,必存在于接触的物体间,作用点为接触点。
③弹力必须形成在同时形变的两物体间。
④弹力与弹性形变同时形成同时消失。
(3)弹力的方向:与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。
几种典型的形成弹力的理想模型:
①轻绳的拉力(张力)方向沿绳收缩的方向。注意杆的不同。
②点与平面接触,弹力方向垂直于平面;点与曲面接触,弹力方向垂直于曲面接触点所在切面。
③平面与平面接触,弹力方向垂直于平面,且指向受力物体;球面与球面接触,弹力方向沿两球球心连线方向,且指向受力物体。
(4)大小:弹簧在弹性限度内遵守胡克定律F=kx,k是劲度系数,表示弹簧本身的一种属性,k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关,而与运动状态、所处位置无关。其他物体的弹力应按照运动情况,借助平衡条件或运动学规律估算。
磨擦力
(1)滑动磨擦力:一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时侯,要遭到另一个物体制约它相对滑动的力,这些力称作滑动磨擦力。
说明:①摩擦力的形成是因为物体表面不光滑引起的。
②摩擦力具有互相性。
ⅰ滑动磨擦力的形成条件:A.两个物体互相接触;B.两物体发生形变;C.两物体发生了相对滑动;D.接触面不光滑。
ⅱ滑动磨擦力的方向:总跟接触面相切,并跟物体的相对运动方向相反。
说明:①“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”
②滑动磨擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。
ⅲ滑动磨擦力的大小:F=μFN
说明:①FN两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力。应具体剖析。
②μ与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,无单位。
③滑动磨擦力大小,与相对运动的速率大小无关。
ⅳ疗效:总是制约物体间的相对运动,但并不总是制约物体的运动。
ⅴ滚动磨擦:一个物体在另一个物体上滚动时形成的磨擦,滚动磨擦比滑动磨擦要小得多。
(2)静磨擦力:两相对静止的相接触的物体间,因为存在相对运动的趋势而形成的磨擦力。
说明:静磨擦力的作用具有互相性。
ⅰ静磨擦力的形成条件:A.两物体相接触;B.相接触面不光滑;C.两物体有形变;D.两物体有相对运动趋势。
ⅱ静磨擦力的方向:总跟接触面相切,并总跟物体的相对运动趋势相反。
说明:①运动的物体可以遭到静磨擦力的作用。
②静磨擦力的方向可以与运动方向相同摩擦力知识点结构图,可以相反,还可以成任一倾角θ。
③静磨擦力可以是阻力也可以是动力。
ⅲ静磨擦力的大小:两物体间的静磨擦力的取值范围0<F≤Fm,其中Fm为两个物体间的最大静磨擦力。静磨擦力的大小应按照实际运动情况,借助平衡条件或牛顿运动定理进行估算。
说明:①静磨擦力是被动力,其作用是与使物体形成运动趋势的力相平衡,在取值范围内是按照物体的“需要”取值,所以与正压力无关。
②最大静磨擦力大小决定于正压力与最大静磨擦质数(选学)Fm=μsFN。
ⅳ疗效:总是制约物体间的相对运动的趋势。
对物体进行受力剖析是解决热学问题的基础,是研究热学的重要方式,受力剖析的程序是:
1.按照题意选定适当的研究对象,选定研究对象的原则是要使对物体的研究处理尽量简便,研究对象可以是单个物体,也可以是几个物体组成的系统。
2.把研究对象从周围的环境中隔离下来,根据先场力,再接触力的次序对物体进行受力剖析,并画出物体的受力示意图,这些技巧常称为隔离法。
3.对物体受力剖析时,应注意一下几点:
(1)不要把研究对象所受的力与它对其它物体的斥力相混淆。
(2)对于作用在物体上的每一个力都必须明晰它的来源,不能无中生有。
(3)剖析的是物体受什么“性质力”,不要把“效果力”与“性质力”重复剖析。
力的合成
求几个共点力的合力,称作力的合成。
(1)力是矢量,其合成与分解都遵守平行四边形定则。
(2)一条直线上两力合成,在规定正方向后,可借助代数运算。
(3)互成角度共点力互成的剖析
①两个力合力的取值范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2
②共点的三个力,倘若任意两个力的合力最小值大于或等于第三个力,这么这三个共点力的合力可能等于零。
③同时作用在同一物体上的共点力能够合成(同时性和同体性)。
④合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一个分力。
力的分解
求一个已知力的分力称作力的分解。
(1)力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则。
(2)已知两分力求合力有惟一解,而求一个力的两个分力,如不限制条件有无字段解。
要得到惟一确定的解应附加一些条件:
①已知合力和两分力的方向,可求得两分力的大小。
②已知合力和一个分力的大小、方向,可求得另一分力的大小和方向。
③已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小:
若F1=Fsinθ或F1≥F有一组解
若F>F1>Fsinθ有两组解
若F<Fsinθ无解
(3)在实际问题中,通常按照力的作用疗效或处理问题的便捷须要进行分解。
(4)力分解的解题思路
力分解问题的关键是按照力的作用疗效画出力的平行四边形,接着就转化为一个按照已知边角关系求解的几何问题。因而其解题思路可表示为:
必须注意:把一个力分解成两个力,仅是一种等效代替关系,不能觉得在这两个分力方向上有两个施力物体。
矢量与标量
既要由大小,又要由方向来确定的化学量叫矢量;
只有大小没有方向的数学量叫标量
矢量由平行四边形定则运算;标量用代数方式运算。
一条直线上的矢量在规定了正方向后,可用正负号表示其方向。
思维升华——规律•方式•思路
一、物体受力剖析的基本思路和技巧
物体的受力情况不同,物体可处于不同的运动状态,要研究物体的运动,必须剖析物体的受力情况,正确剖析物体的受力情况,是研究热学问题的关键,是必须把握的基本功。
剖析物体的受力情况,主要是依据力的概念,从物体的运动状态及其与周围物体的接触情况来考虑。具体的方式是:
1.确定研究对象,找出所有施力物体
确定所研究的物体,找出周围对它施力的物体,得出研究对象的受力情况。
(1)假如所研究的物体为A,与A接触的物体有B、C、D……就应当找出“B对A”、“C对A”、“D对A”、的斥力等,不能把“A对B”、“A对C”等的斥力也作为A的受力;
(2)不能把作用在其它物体上的力,错误的觉得可通过“力的传递”而作用在研究的对象上;
(3)物体遭到的每位力的作用,都要找到施力物体;
(4)剖析出物体的受力情况后,要检测能够使研究对象处于题目所给出的运动状态(静止或加速等),否则会发生多力或漏力现象。
2.按步骤剖析物体受力
为了避免出现多力或漏力现象,剖析物体受力情况一般按如下步骤进行:
(1)先剖析物体受重力。
(2)其研究对象与周围物体有接触,则剖析弹力或磨擦力,依次对每位接触面(点)剖析,若有挤压则有弹力,若还有相对运动或相对运动趋势,则有磨擦力。
(3)其它外力,如是否有牵引力、电场力、磁场力等。
3.画出物体力的示意图
(1)在作物体受力示意图时,物体所受的某个力和这个力的分力,不能重复的列为物体的受力,力的合成与分解过程是合力与分力的等效取代过程,合力和分力不能同时觉得是物体所受的力。
(2)作物体是力的示意图时摩擦力知识点结构图,要用字母代号标出物体所受的每一个力。
二、力的正交分解法
在处理力的合成和分解的复杂问题上的一种简便的方式:正交分解法。
正交分解法:是把力顺着两个选取的相互垂直的方向分解,其目的是易于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。
力的正交分解法步骤如下:
(1)正确选取直角座标系。一般选共点力的作用点为座标原点,座标轴方向的选择则应按照实际情况来确定,原则是使座标轴与尽可能多的力重合,即是使须要向两座标轴分解的力尽可能少。
(2)分别将各个力投影到座标轴上。分别求x轴和y轴上各力的投影合力Fx和Fy,其中:
Fx=F1x+F2x+F3x+……;Fy=F1y+F2y+F3y+……
注意:假如F合=0,可推出Fx=0,Fy=0,这是处理多个作用下物体平衡物体的好办法,之后会经常用到。第2章的...中学数学‘加速度’,通常都是指‘匀加速度’,即,加速度是一个常量
1、加速度a与速率V的关系符合下式:V==at,t为时间变量,
我们有
a==V/t
表明,加速度a,就是速率V在单位时间内的平均变化率。
2、V==at是一个直线多项式,它相当于物理上的y=kx(V相当于y,t相当于x,a相当于k)
物理知识强调,k是特定直线y=kx的斜率,
直线斜率有如下性质:
(1)不同直线(彼此不平行)的斜率,数值不等
(2)同仍然线上斜率的数值,处处相等(与y和x的数值无关)
(3)直线斜率的数值,可以通过y和x的数值来求算:
k==y/x
(4)尽管k==y/x,然而,y==0,x==0,k不为零。
仿此,
(1)不同运动的加速度,数值不等
(2)同一运动的加速度数值,处处相等(与V和t的数值无关)
(3)运动的加速度数值,可以通过V和t的数值来求算:
==V/t
(4)尽管a==V/t,然而V==0(由静止开始云动),t==0,但a不为零。
.变加速运动中的物体加速度在减少而速率却在减小,以及加速度不为零的物体速率大小却可能不变.(这两句如何理解啊??举几个反例?
变加速运动中加速度降低速率其实是减小了,只有加速度的方向与速率方向一致这么速率就是降低的,与加速度大小没有关系,比如从一个半方形轨道上滑下的一个铁块,它沿水平方向的加速度是降低的,但速率是降低的。
加速度在与速率方向在同一条直线上时才改变速率的大小,
有加速度这么速率就得改变,假如想让速率大小不变,这么就得让它的方向改变,如匀速圆周运动,加速度的大小不变且不为0,速率方向不断改变但大小不变。
制动方面应用题:车辆以15米每秒的速率行驶,司机发觉前方有危险,在0.8s以后才会做出反应,马上刹车,这个时间称为反应时间.若车辆制动时能形成最大加速度为5米每二次方秒,从车辆司机发觉前方有危险马上刹车制动到车辆完全停出来,车辆所通过的距离叫制动距离.问该车辆的制动距离为多少?(最好附些过程,感谢)
15米/秒加速度是5米/二次方秒这么停止须要3秒钟
3秒通过的路程是s=15*3-1/2*5*3^2=22.5
反应时间是0.8秒s=0.8*15=12
总的距离就是22.5+12=34.5
原来“直线运动”是置于“力”之后的,在力这一章先讲矢量及其算法,之后是借助矢量运算法则学习力的估算。现今倒过来了。建议你还是先学一下这这章内容。
要理解“加速度”,首先要理解“位移”和“速度”概念,位移就是物体运动前后位置的变化,即由开始位置指向结束位置的矢量。
速率就是物体位移(物体位置的变化量)与物体运动所用时间的比值,假如物体不是匀速运动(叫变速运动),速率就又有瞬时速率和平均速率之分,平均速率就是作变速运动的物体在某段时间内(或某段位移上),位移与时间的比值;瞬时速率就是物体在某一点或某一时刻的速率。
加速度就是物体速率的变化量与物体速率变化所用时间的比值,假如物体不是匀加速运动(叫变加速运动),加速度就又有瞬时加速度和平均加速度之分,平均加速度就是作变速运动的物体在某段时间内(或某段位移上),速率变化量与时间的比值;瞬时加速度就是物体在某一点或某一时刻的加速度。
对比前面速率与加速度的概念,你还会容易理解一点的。