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[!--downpath--]聚焦数学高考考点,探究化学生命现象。
重力和弹性是小学数学必须掌握的两种力。 这两种力量是高考的基本考点。 让张老师给小伙伴们解释一下吧!
重力
引力是由于月球的吸引力而形成的一种非接触力。 必须说是“由于月球的引力”,而不是说引力是月球的引力。
为什么?
因为引力是月球赋予物体的引力中的一个分量,另一个分量是向心力,所以不能说引力就是月球的吸引力。
我们知道力的符号是用字母F表示的,而引力有自己专属的符号G。
我们从力的三要素的角度进一步分析引力。
重力大小
物体引力G的大小与物体的质量和重力加速度g有关,但它们之间有一个特殊的公式G=mg。
这个公式是高中通过实验推导出来的,但是还需要用中学的万有引力和向心力的公式来验证。
我们知道,物体的质量是物体的一种属性,与位置、形状、状态和湿度无关,所以基本质量是不变的。
并且 g 随着月球经度的减小而减小。 在赤道处,g值最小; 在两极,g 值最大。
还记得有一道关于南极熊洞的数学题,是关于g的。 有兴趣的朋友可以百度一下。
重力方向
重力的方向是垂直向上,“垂直向上”和“垂直向上”的含义不同。 垂直向上是指垂直海平面,垂直向上是指垂直接触面。
后者是重力方向,前者是压力方向。
而所谓垂直向上,如果放在宇宙层面,可能指的就是指向地心的方向。 例如,月球上不同位置的人,垂直静止地释放一个小球,球就会向地心落去,没有所谓的上下左右。
重力方向的应用是铅垂线。 即一条线引出一个重物,利用重物的重力方向砌筑,避免墙体歪斜。
重心
重力作用的点称为重心。 重心是等效的作用点。 这并不意味着重力只作用于物体的重心。 物体的所有部分实际上都受到重力的作用,但我们可以等效地作用于重心。
这里使用的一种数学方法是等效替换。
这些技巧在高中数学中还有两个地方用到,那就是合力和等效内阻这两个知识点。
重心与物体的形状和质量分布有关。 形状规则、质量分布均匀的物体,其重心在其几何中心。 如果物体形状或质量分布发生变化,重心可能会发生变化。
重心可以在物体上或不在物体上。 而且重心越低,物体越稳定。 例如,网球运动员在传球时,身体会弯曲以增加重心,这样可以更稳定地运球。
寻找物体重心的方法有两种,一种称为悬吊法,另一种称为平衡法。
挂法是用细线将细点物挂两次,然后用笔沿细线画竖线。 这两条线的交点就是重心。
平衡法是利用牛顿第一定理来确定物体的重心。 物体静止时高中物理弹力方向,物体重力与支撑力方向相反,求重心位置。
例如,走钢丝的人可以安全完美地穿过钢丝,因为重心和钢丝在一条垂直线上,以保持稳定。
松紧带
弹力是由于物体的弹性变形而形成的,是一种非接触力。
什么叫弹性变形?
弹性变形是指物体的形状发生变化后可以完全恢复到原来的形状,而塑性变形则不能完全恢复到原来的形状。
例如,弹簧在弹性极限内的变形为弹性变形,超过弹性极限则为塑性变形。
另一种典型的塑性变形是橡皮泥和面团的变形,这两个物体的变形并没有完全恢复到原来的形状。
弹力的大小
弹力的大小与物体弹性变形的程度有关,弹性变形程度越大,弹力越大。 如果是弹簧,在弹性极限内,弹簧的变形程度与弹簧所受的弹力成反比。
这就是著名的胡克定律,它的公式是F=kx,F代表作用在弹簧上的弹力,k代表弹簧的刚度系数,x代表弹簧的变形量。
弹性方向
弹力的方向与物体弹性变形的方向相反。 例如,由于被压缩的弹簧会恢复到原来的形状,所以弹力与压缩的方向相反。
弹性作用点
弹力的作用点在接触面上,我们在画力分析图的时候,往往把弹力的作用点画在重心上。 这并不意味着弹力作用在重心上。 虽然弹力仍然作用在接触面上,但为了方便分析受力,将其画在重心上。
我们常见的压缩、支撑和拉力都是弹力。 压力是物体向下变形形成的向上弹力,支撑力是水平面向上变形形成的向下弹力,张力是由于绳索收缩而指向绳索收缩方向的弹力到绳索的变形。
弹簧力很重要的一种应用是弹簧测力计。
弹簧测力计的原理是在弹性极限内,弹簧的伸长量与其所受的弹力成反比。
例如,弹簧的原始长度为 5cm。 拉10N后,宽度变成10cm,所以伸长量为10cm-5cm=5cm。 如果以20N的力拉动,则物体伸长10cm。 此时弹簧的总长度正好是15cm。
使用弹簧测力计要注意一个要素——零刻度、量程和分度值。
当弹簧指针未指向零刻度时,必须通过调零装置将指针调至零刻度高中物理弹力方向,以防跑偏。
使用弹簧测力计检测力时,需要事先对被测力进行估算,以确定检测到的力是否会超出范围。
弹簧测力计的分度值是指弹簧测力计所能检测到的最小、最准确的力。 刻度值越小,测力越准确。
弹簧量规可以检测重力、弹簧力和摩擦力,但检测方式不同。
弹簧测力计比较难的部分是弹簧测力计的串联。 如果用两个5N的力在一条直线上同时向相反的方向拉动弹簧测力计,当弹簧测力计静止时,弹簧测力计的指示不是10N,而是5N。 这可以通过二力平衡证明的知识来确定。
以上就是张老师总结的关于重力和弹性的知识点。 如有疑问,请关注教育中考。 张先生会及时回复您。