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.
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,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,
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,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弹簧弹力方向的判断,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.
【思想方式与方法】物理模型——轻杆、轻绳、轻弹簧模型
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)弹簧弹力方向的判断,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.