高二物理力學(xué)知識(shí)點(diǎn)梳理
高二物理力學(xué)知識(shí)點(diǎn)梳理
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高二物理力學(xué)知識(shí)點(diǎn)梳理
1、本專題知識(shí)點(diǎn)及基本技能要求
(1)力的本質(zhì)
(2)重力、物體的重心
(3)彈力、胡克定律
(4)摩擦力
(5)物體受力情況分析
1、力的本質(zhì)：(參看例1、2、3)
(1)力是物體對(duì)物體的作用。
※脫離物體的力是不存在的，對(duì)應(yīng)一個(gè)力，有受力物體同時(shí)有施力物體。找不到施力物體的力是無(wú)中生有。(例如：脫離槍筒的子彈所謂向前的沖力，沿光滑平面勻速向前運(yùn)動(dòng)的小球受到的向前運(yùn)動(dòng)的力等)
(2)力作用的相互性決定了力總是成對(duì)出現(xiàn)：
※甲乙兩物體相互作用，甲受到乙施予的作用力的同時(shí)，甲給乙一個(gè)反作用力。作用力和反作用力，大小相等、方向相反，分別作用在兩個(gè)物體上，它們總是同種性質(zhì)的力。(例如：圖中N與N 均屬?gòu)椓Γ鶎凫o摩擦力)
(3)力使物體發(fā)生形變，力改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度大小或速度方向改變)使物體獲得加速度。
※這里的力指的是合外力。合外力是產(chǎn)生加速度的原因，而不是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因。對(duì)于力的作用效果的理解，結(jié)合上定律就更明確了。
(4)力是矢量。
※矢量：既有大小又有方向的量，標(biāo)量只有大小。
力的作用效果決定于它的大小、方向和作用點(diǎn)(三要素)。大小和方向有一個(gè)不確定作用效果就無(wú)法確定，這就是既有大小又有方向的物理含意。
(5)常見的力：根據(jù)性質(zhì)命名的力有重力、彈力、摩擦力;根據(jù)作用效果命名的力有拉力、下滑力、支持力、阻力、動(dòng)力等。
2、重力，物體的重心(參看練習(xí)題)
(1)重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力;
(2)重力的大?。篏=mg，同一物體質(zhì)量一定，隨著所處地理位置的變化，重力加速度的變化略有變化。從赤道到兩極G大(變化千分之一)，在極地G最大，等于地球與物體間的萬(wàn)有引力;隨著高度的變化G小(變化萬(wàn)分之一)。在有限范圍內(nèi)，在同一問題中重力認(rèn)為是恒力，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，即使在超重、失重、完全失重的狀態(tài)下重力不變;
(3)重力的方向永遠(yuǎn)豎直向下(與水平面垂直，而不是與支持面垂直);
(4)物體的重心。
物體各部分重力合力的作用點(diǎn)為物體的重心(不一定在物體上)。重心位置取決于質(zhì)量分布和形狀，質(zhì)量分布均勻的物體，重心在物體的幾何對(duì)稱中心。
確定重心的方法：懸吊法，支持法。
3、彈力、胡克定律：(參看例)
(1)彈力是物體接觸伴隨形變而產(chǎn)生的力。
※彈力是接觸力
彈力產(chǎn)生的條件：接觸(并發(fā)生形變)，有擠壓或拉伸作用。
常見的彈力：拉力，繩子的張力，壓力，支持力;
(2)彈力的大小與形變程度相關(guān)。形變程度越重，彈力越大。
(3)彈力的方向：彈力的方向與施力物體形變方向相反(是施力物體恢復(fù)形變的方向)，與接觸面垂直。
準(zhǔn)確分析圖中A物體受到的支持力(彈力)，結(jié)論：兩物體接觸發(fā)生形變，面面接觸彈力垂直面(圖1—1)，點(diǎn)面接觸垂直面(圖1—2、1—3)，接觸面是曲面，彈力則垂直于過接觸點(diǎn)的切面(圖1—4)。
(4)胡克定律：
內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與彈簧伸長(zhǎng)(或壓縮)的長(zhǎng)度成正比。
數(shù)學(xué)表達(dá)式：F=Kx (x長(zhǎng)度改變量：)
4、摩擦力
(1)摩擦力發(fā)生在相互接觸且擠壓有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體之間。
發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦力稱為滑動(dòng)摩擦力。有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的摩擦力稱為靜摩擦力。
※摩擦力是接觸力
摩擦力產(chǎn)生的條件：接觸、擠壓，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)存在。(含蓋了產(chǎn)生彈力的條件)
(2)摩擦力的方向：總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，與接觸面相切。
※判斷相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向是確定摩擦力方向的關(guān)鍵。當(dāng)根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件，確定存在摩擦力時(shí)，以此力的施力物體為參照物，判斷受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))方向，摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))方向相反，從而找到摩擦力的方向：(見例)
物塊A放在小車B上，置于水平面上：
a、沒加任何力：A、B處于靜平衡狀態(tài)，由于A、B受重力作用，A與B接觸，車輪與地面接觸，并均有擠壓，但無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也沒相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)存在，無(wú)摩擦力產(chǎn)生。
b、A物體上加一個(gè)水平力，AB處于靜止?fàn)顟B(tài)。分析A，由于受到力的作用，以B為參照物，A相對(duì)B有向右的趨勢(shì)，所以受到與趨勢(shì)相反的靜摩擦。
根據(jù)作用力反作用力的關(guān)系，小車B受到水平A拖予的靜摩擦力。小車B受到水平向右的靜摩力的作用，相對(duì)地面有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但沒動(dòng)，受到地面施予的與運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反的靜摩擦力(結(jié)論：)。
C、A物體受到水平向右的力F作用，A、B相對(duì)靜止，一起沿水平向右加速運(yùn)動(dòng)：
分析A物體：仍受到一個(gè)拉力F和B施予的靜摩擦力。()。
分析B物體：受到A施予的的反作用力的同時(shí)，AB相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)，地面給B物體一個(gè)向左的滑動(dòng)摩擦力。(據(jù)題意：)
(3)摩擦力的大小
滑動(dòng)摩擦力，為正壓力
靜摩擦力是一組值，其中有一個(gè)最大值，稱為最大靜摩擦(使物體開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的靜摩擦力)。不能用來計(jì)算，只能根據(jù)作用力、反作用力的關(guān)系，平衡條件或牛頓二定律求解。
※滑動(dòng)摩擦力的大小只與正壓力、滑動(dòng)摩擦系數(shù)有關(guān)，而與接觸面的大小無(wú)關(guān)。
5、物體受力情況分析：
(1)物體受力情況分析的依據(jù)主要是力的概念，從研究對(duì)象所處的處所著手，明確它與周圍哪些物體發(fā)生作用，運(yùn)用各種力產(chǎn)生的條件，做出判斷。結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，依據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和物體平衡的條件進(jìn)而確定力之間的數(shù)量關(guān)系。
(2)分析受力時(shí)，只找研究對(duì)象受到的力，它施于其它物體的力，在分析其它物體受力時(shí)再考慮。
(3)合力和分力不能重復(fù)地列為物體所受的力。
(4)受力分析的步驟：先重力，再找彈力，再摩擦力，最后其它力：象磁場(chǎng)力，電場(chǎng)力。
(5)養(yǎng)成作圖的習(xí)慣，要檢查受力圖中所有的力的施力物體是否存在，特別要檢查受力分析的結(jié)果，是否滿足題目給定的條件(平衡狀態(tài)，沿各方向合力應(yīng)為零)避免缺力或多力。
6、力的平衡
平衡條件
平衡狀態(tài)：物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，統(tǒng)稱平衡狀態(tài)。
一組平衡力：若干個(gè)力作用在同一個(gè)物體上，物體處于平衡狀態(tài)。我們稱這若干力為一組平衡力。
互為平衡的力：一組平衡力中的任意一個(gè)力是其余所有力的平衡力。
※一個(gè)物體沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。我們說這個(gè)物體處于動(dòng)平衡狀態(tài)。
(1)如果它受到兩個(gè)力的作用：這兩個(gè)力是互為平衡的力。它們大小相等、方向相反。
(2)如果它受到七個(gè)力的作用：這七個(gè)力是一組平衡力、其中任意一個(gè)力是其余六個(gè)力的平衡力。
(3)如果它受到n個(gè)力的作用：這n個(gè)力是一組平衡力，其中任意一個(gè)力是其余(n-1 )個(gè)力的平衡力。
7、共點(diǎn)力平衡的條件及推論
共點(diǎn)力平衡的條件：
(1)一個(gè)物體受若干個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài)。這若干個(gè)力是一組平衡力，合力為零，沿任何方向的合力均為零。其中的任意一個(gè)力與其余所有力的合力平衡。(即這個(gè)力與其余所有力的合力大小相等方向相反。)
(2)受三個(gè)力作用物體處于平衡狀態(tài)，其中的某個(gè)力必定與另兩個(gè)力的合力等值反向。
(3)一個(gè)物體受到幾個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài)，這幾個(gè)力的合力一定為零。其中的一個(gè)力必定與余下的(n-1)個(gè)力的合力等值反向，撤去這個(gè)力，余下的(n-1)個(gè)的合力失去平衡力。物體的平衡狀態(tài)被打破，獲得加速度。
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