第三章 相互作用
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第三章相互作用—力知识梳理第1节重力与弹力一、重力1.产生原因:由于地球的吸引。
2.重力大小:G = mg3.重力的方向:竖直向下4.重心的位置:(1)形状规则、质量分布的物体的重心的位置在其几何中心;(2)质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内质量分布有关;(3)重心的位置可以在物体上,也可以在物体外。
(4)悬挂法确定重心二、弹力1.弹力的产生条件:(1)相互接触(互相挤压拉伸或扭曲);(2)发生弹性形变2.方向:(1)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面;(2)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。
(3)杆的弹力方向不一定沿杆的方向。
3.胡克定律:(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力大小F跟弹簧伸长(或缩短)长度x成正比。
(2)公式:F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位为牛顿每米,符号N/m,它的大小反映了弹簧的软硬程度。
(3)适用条件:在弹簧的弹性限度内。
第2节摩擦力一、滑动摩擦力1.产生条件:接触面粗糙、物体间相互接触且挤压、两物体间有相对运动。
2.滑动摩擦力的方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动方向相反。
3. 大小:(1)滑动摩擦力的大小跟压力成正比。
(2)公式:F f=μF N,μ是动摩擦因数,它的数值只跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关;动摩擦因数无单位。
4.滑动摩擦力的作用效果:是阻碍物体间的相对运动,而不是阻碍物体的运动,所以滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反。
二、静摩擦力1.产生条件:接触面粗糙、物体间相互接触且挤压、两物体间有相对运动趋势。
2.静摩擦力的方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反。
3.静摩擦力的大小(1)随着产生相对运动趋势的外力大小的变化而变化;(2)跟物体间接触面的压力大小无关;(3)大小取值范围0<F≤F m;(4)最大静摩擦力大于滑动静摩擦力。
4.静摩擦力的作用效果:是阻碍物体间的相对运动趋势,而不是阻碍物体的运动,所以静摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反,还可能垂直。
实验:探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系实验目标:1.知道科学探究的过程,探究弹力与弹簧伸长量之间的关系。
2.学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。
3.能根据Fx、Fl图像求弹簧的劲度系数。
一、实验原理和方法1.用悬挂法测量弹簧的弹力F弹簧下端悬挂的钩码静止时,弹力大小与所挂的钩码的重力相等,即F=mg。
2.测出弹簧的伸长量x弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出,其伸长量x=l-l0。
3.探究弹力和弹簧伸长量的关系建立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力和弹簧伸长量的关系。
二、实验器材铁架台、下端带挂钩的弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸。
三、实验步骤1.如图所示,将弹簧上端固定在铁架台上,在弹簧旁边固定一刻度尺,刻度尺的零刻度线与弹簧的上端重合。
读出弹簧的原长l0填入下表。
2.在弹簧下挂一个钩码,测出弹簧的总长度l1。
然后再在弹簧下挂一个钩码,测出弹簧的总长度l2……将各次弹簧总长度计入下表相应的表格内。
3.根据每个钩码的质量计算出其重力。
弹簧的弹力的大小等于所挂钩码的重力,即F1=mg、F2=2mg、F3=3mg……将各次弹簧弹力大小填入下表相应表格内。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7弹力F/N弹簧总长度l/cm弹簧的伸长量x/cm弹簧原长l0/cm四、数据处理1.图像法以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图。
连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。
可以发现Fx图线是一条过原点的直线。
2.函数法弹力F与弹簧的伸长量x应满足函数F=kx的关系。
五、误差分析产生原因减小方法偶然误差测弹簧长度的读数不准钩码静止,眼睛平视描点画图不准点描小些,画图时点尽可能在线上,不在线上的点尽可能分布在线的两侧系统误差弹簧自重选轻质弹簧六、注意事项1.所挂钩码不要过重,以免弹簧超出它的弹性限度。
四种基本相互作用牛顿在他的著作《自然哲学的数学原理》前言中写道:“我奉献这一作品,作为哲学的数学原理,因为哲学中的全部责任似乎在于——从运动的现象去研究自然界中的力,然后从这些力去说明其他现象。
”牛顿本人正是实践这样思路的先驱,他在发表三个运动定律的同时,发表了万有引力定律。
牛顿以后的三百年来,物理学家们从各种自然现象中,寻找支配这些运动现象的力。
目前,物理学界公认,自然界存在四种基本的相互作用:万有引力(简称引力)、电磁力、强相互作用和弱相互作用。
在宏观世界里,能显示其作用的只有两种:引力和电磁力。
引力是所有物体之间都存在的一种相互作用。
由于引力常量G 很小,因此对于通常大小的物体,它们之间的引力非常微弱,在一般的物体之间存在的万有引力常被忽略不计。
但是,对于一个具有极大质量的天体,引力成为决定天体之间以及天体与物体之间的主要作用。
例如,地球对于它表面上的一般物体的引力,决定了物体的自由下落和抛体运动的规律。
引力对于天体、人造地球卫星或关闭动力后的航天器的运动,起主宰作用。
电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用。
两个点电荷之间的相互作用规律是19世纪法国物理学家库仑发现的。
运动着的带电粒子之间,除存在库仑静电力作用外,还存在磁力(洛伦兹力)的相互作用。
根据麦克斯韦电磁理论和狭义相对论,电和磁是密切相关的,是统一的。
在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中观察到的库仑力联系起来,因此,电力、磁力统一为电磁相互作用。
引力、电磁力能在宏观世界里显示其作用。
这两种力是长程力,从理论上说,它们的作用范围是无限的。
但是,电磁力与引力相比,要弱得多。
宏观物体之间的相互作用,除引力外,所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。
弱相互作用和强相互作用是短程力。
短程力的相互作用范围在原子核尺度内。
强作用力只在1510-m 范围内有显著作用,弱作用力的作用范围不超过1610-m 。
高中物理必修一第三章相互作用知识点总结相互作用是物理学的基本概念之一,涵盖了多个学科领域,包括力学、电磁学、热学等。
在高中物理必修一的第三章中,我们学习了物体之间的相互作用及其相关概念和定律。
下面对这些知识点进行总结。
1. 相互作用的概念:物体之间会相互产生作用力,称为相互作用。
相互作用的基本特点是:有力的物体不断改变其位置和形状,轻盈的物体则很难改变其位置和形状。
2. 弹性力:当物体发生弹性变形时,物体内部会产生恢复变形的力,称为弹性力。
弹性力的大小是与变形量成正比的,并且方向与变形方向相反。
胡克定律描述了弹性力的关系:F = kx,其中F为弹性力,k为弹簧的劲度系数,x为变形量。
3. 弹簧的形变:弹簧的形变有两种情况,分别是拉伸形变和压缩形变。
拉伸形变是指弹簧在外力作用下在长度方向上增加,压缩形变是指弹簧在外力作用下在长度方向上缩短。
4. 弹簧系数:弹簧系数是一个描述弹簧性质的物理量,可以通过实验测得。
弹簧系数越大,弹簧的劲度越大,反之弹簧的劲度越小。
5. 重力:地球对物体的吸引力称为重力。
重力的大小与物体的质量成正比,与物体距离平方成反比。
重力的计算公式为:F = mg,其中F为重力,m为物体的质量,g为重力加速度。
6. 物体的重心:物体的重心是指物体在自由悬空状态下所处的平衡位置。
对称物体的重心通常位于物体对称轴上,不规则物体的重心通常位于物体形状对称的位置。
7. 压强:物体受到的力对单位面积的作用力称为压强。
压强的计算公式为:P = F/A,其中P为压强,F为受力大小,A为受力作用面积。
8. 压强的应用:应用压强的原理,我们可以解释一些现象和应用,如大海能够支撑船只、用小钉子穿墙等。
9. 连续介质的流动:流体力学是研究流体行为的学科,其中连续介质流动是其中的重要内容。
连续介质流动有两种基本形式,分别为层流和湍流。
10. 流体的压强:流体受到的压强是由其自身重力和外部施加的压力造成的。
流体的压强还与流体密度和流体的高度有关,按照势能变化原理,压强的计算公式为:P = ρgh,其中P为压强,ρ为流体密度,g为重力加速度,h为流体所处高度。
第三章:相互作用一、力1.概念:力是物体间的相互作用力是物体对物体的作用,不能离开施力物体和受力物体而独立存在。
有力就一定有“施力”和“受力”两个物体,互为,二者缺一不可。
2.性质:①物质性:力不能脱离物体而独立存在,施力物体与受力物体同时存在②相互性:力的作用是相互的,力总是成对出现③同时性④瞬时性⑤矢量性:(合成和分解)遵循平行四边行定(不在于方向例I,Φ)⑥独立性:每个力各自独立地产生效果,好像其它力不存在一样。
用牛顿第二定律表示时,则有合力产生的加速度等于几个分力产生的加速度的矢量和。
(积累引起一些变化)⑦积累性:时间积累I=ΔP 空间积累W=ΔEK3.力的作用效果:①形变②改变运动状态(产生加速度)4.力的三要素:大小、方向、作用点(描述单位图示示意图)测量:测力计单位:N注:同一题中选同一标度5. 力的分类:(注:效果不同的力,性质可能相同;性质不同的力,效果可能相同)①按性质分:重力(万有引力)、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力、核力……②按效果分:拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力、推力、浮力……③按作用方式分:场力(非接触力)、接触力。
④研究对象分:内力外力(方法:整体、隔离)注:按现代物理学理论,物体间的相互作用分四类:长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用;短程相互作用有强相互作用(距离增大强相互作用急剧减小作用范围只有约10-15m,超出就不存在了,存在于相邻的核子之间)和弱相互作用(强度只有强相互作用的10-12倍)。
宏观物体间只存在前两种相互作用。
宏观物体间只存在前两种相互作用。
二重力1、产生:由于地球的吸引而产生的(严格的说不等于地球的吸引力)说明:①地球表面附近的物体都受到重力的作用.②重力的施力物体就是地球.注意:重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力,在两极处重力等于万有引力。
由于重力远大于向心力,一般情况下近似认为重力等于万有引力。
【高中物理】高一物理重要知识点:相互作用第三章相互作用考点一:关于弹力的问题1.弹力的生产量条件:(1)物体间是否直接接触(2)碰触处与否存有相互侵蚀或弯曲2.弹力方向的判断弹力的方向总是与物体应力方向恰好相反,指向物体恢复原状的方向。
弹力的促进作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共螺旋的横向方向。
(1)压力的方向总是垂直于支持面指向被压的物体(受力物体)。
(2)支持力的方向总是旋转轴积极支持面指向被积极支持的物体(受力物体)。
(3)绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿绳指向绳收缩的方向(沿绳背离受力物体)。
补足:物体间点面碰触时其弹力方向过点旋转轴面高中生物,点线碰触时其弹力方向过点旋转轴线,两物体球面碰触时其弹力的方向沿两球心的连线指向受力物体。
3.弹力的大小(1)弹簧的弹力满足用户胡克定律:。
其中k代表弹簧的劲度系数,仅与弹簧的材料有关,x代表形变量。
(2)弹力的大小与弹性形变的大小有关。
在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
考点二:关于摩擦力的问题1.对摩擦力认识的四个"不一定"(1)摩擦力不一定就是阻力(2)静摩擦力不一定比滑动摩擦力小(3)静摩擦力的方向不一定与运动方向共线,但一定沿接触面的切线方向(4)摩擦力不一定越小越好,因为摩擦力既可用作阻力,也可以作动力2.静摩擦力用二力均衡去解,滑动摩擦力用公式去解3.静摩擦力存在及其方向的判断存有推论:假设接触面扁平,看看物体与否出现相当运动,若出现相对运动,则表明物体间有相对运动趋势,物体间存有静摩擦力;若不出现相对运动,则不存有静摩擦力。
方向判断:静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反;滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。
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第三章相互作用1重力基本相互作用【要点导学】一、力1.概念:在物理学中,人们把改变物体的运动状态、产生的原因,即物体与物体之间的相互作用,称做力。
2.力的作用效果:改变物体的运动状态(即物体速度大小或方向发生改变)或使物体产生形变(物体体积或形状的改变).4.理解:(1)力的矢量性:力不但有大小,而且有方向,是矢量,力的方向不同.它的作用效果也不同.力的作用效果除与力的大小和方向相关外,还与力的作用点相关•例如用手推门,同样大小和方向的力,作用在门的不同部位所产生的效果一般是不同的.(2)力的物质性:力是物体对扬体的作用,有力就有受力物体和施力物体,两者是同时存有的,不分先后.在研究某物体吋,我们把它叫做受力物体,对它施加作用的物体叫做施力物体.不是有生命的物体才能作为施力物体,施力物体和受力物体并不是绝对的,在研究不同问题时,同一物体有时是受力物体.有时是施力物体.(3)力的相互性:力的作用是相互的,即物体A对物体B施加力的作用的同时,必然同时受到B时A的作用力.对于A对B施加的作用力来说,A是庞力扬体,B是受力物体;而对于B施加于A的力来说,B是施力物体,A是受力物体.所以说,施力物体同时也一定是受力物体,力总是成对出现的.5.力的三要素:力的大小、方向、作用点叫力的三要素.二、力的图示1.力的图示(1)概念:要完整地表示一个力,必须同时指出力的大小、方向和作用点,在物理学中用一根有向线段来表示,用线段的长短表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,用箭头(或箭尾)表示力的作用点,这种方法叫做力的图示法.(2)画力的图示的步骤:①选择合适的标度;②从作用点开始沿力的方向画一线段,线段的长短按选定的标度和力的大小画出,线段上加刻度;③在线段的末端加箭头麦示力的方向;④画同一物体受多个力的图示吋,表示各力的标度应统一.2.力的示意图:用一根带箭头的线段把一个力的方向和作用点表示出来,对力的大小不做严格要求.三、重力:1.槪念:因为地球的吸引而使物体受到的力叫重力.说明:①地球上的物体都受到重力作用.②重力是因为地球的吸引而产生的,但重力大小不一定等于地球对物体的吸引力.③重力是非接触力,同一物体在运动与静止时所受莹力相等.④重力的施力物体是地球.2.重力的大小:G = mg3・重力的方向:重力的方向总是“竖直向下而不能说成''垂直向下",也不能说成“指向地心"・4.重力的测董:重力的大小能够用测力计测量.4.重心:(1)概念:一个扬体的各部分都受到重力的作用,从效果上看。
高中物理必修一第三章相互作用第一节重力基本相互作用一、重力基础概念即:重力定义、图示、符号、计算公式、重心等(详见课本P51—53)。
二、重点摘要1、重力属于性质力中的场力,即物体并不互相接触,跟距离有关系。
2、重力方向:指向地心(竖直向下)。
3、g—重力加速度 g单位:m/s² m/s²—加速度。
4、、g随高度的增加而增加,随纬度的升高而升高。
例:在南北极,g=10 N/kg 在赤道,g=9.8 N/kg 。
第二节弹力一、弹力基础概念1、弹力定义:当物体发生形变,使物体变回原来状态的力叫做弹力。
2、弹力的形变分为:弹性形变、弹塑性形变、塑性形变。
3、弹力的大小:由外力决定。
4、弹力的方向:点、面、曲面。
5、弹力的作用点:接触面上。
注意:有弹力一定有接触面,有接触面不一定有弹力。
6、更多基础概念(详见课本P54—56)。
二、重点摘要1、胡克定律:F = k·△x (F—弹力;k—劲度系数(N/m);△x—形变量)注意:胡克定律只能应用在常值物体。
2、弹力的受力分析:弹力与面接触:画出的力的方向与接触点垂直;弹力与曲面接触:画出的力的方向指向圆心。
2、在做受力分析时,杆上的力在任意方向上,所以不可先画出来。
第三节摩擦力一、摩擦力基础概念1、摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力。
2、滑动摩擦属于动摩擦力;滚动摩擦本质是既属于静摩擦力又属于动摩擦力。
3、动摩擦力产生的前提:有弹力,有正压力(正压力:垂直于接触面的弹力,符号—Fn)。
4、动摩擦力与接触面的相对运动有关,方向与其运动方向相反,作用点在接触面上。
5、动摩擦力的大小与物体表面粗糙程度和正压力有关,表面越粗糙,μ越大。
(用Fn表示)公式即:f动 = μ· Fn 。
(μ是比例常数,叫做动摩擦因数)6、静摩擦力产生的前提:有正压力,有接触面,有相对运动趋势(使物体产生静摩擦力的外力),方向与外力方向相反。
7、在作受力分析时,不要先把静摩擦力画出来,应先通过计算,若再没有计算静摩擦力前,各个力已经平衡,则无摩擦力,若反之,则有摩擦力。
第三章相互作用笔记相互作用是自然界中一种普遍存在的现象,它涉及到物质或能量间的交换、影响和改变。
在物理学、化学、生物学以及社会科学等领域,相互作用都扮演着重要的角色。
本章将对相互作用的概念、类型以及相关现象进行探讨和总结。
首先,相互作用是指两个或多个物体之间发生的相互影响和交换。
它可以是物理性的,如力的传递和电磁相互作用;也可以是化学性的,例如化学反应和分子间结合;还可以是生物性的,如生物体间的相互作用和影响。
在物理学中,相互作用的类型包括重力、电磁力、弱相互作用和强相互作用。
重力是负责物体间引力的相互作用,它决定了天体的运动和宏观物质的结构。
电磁力则涉及电荷之间的相互作用,包括正负电荷间的吸引和同种电荷间的排斥。
弱相互作用和强相互作用则与微观粒子的互相转化和交互作用有关。
化学中的相互作用主要涉及分子之间的连接和反应。
分子间的相互作用可以是静电相互作用、共价键和离子键等。
静电相互作用是基于分子电荷之间的吸引和排斥,共价键则是通过共享电子来保持分子的结构和稳定性,离子键则是由正负离子之间的静电吸引形成的。
在生物学中,相互作用是生物体之间进行信息传递、能量交换和协同作用的基础。
细胞内的信号传递、物质输运以及生物体对外界环境的适应性反应都涉及相互作用。
此外,生物种群间的相互作用也决定了生态系统的稳定性和生物多样性。
综上所述,相互作用是自然界中普遍存在的现象,涵盖了物理、化学和生物等多个领域。
了解相互作用的概念、类型和相关现象对于深入理解自然界的规律和人类社会的发展具有重要意义。
相互作用的研究将促进科学的进步和人类社会的繁荣。
对于个体而言,我们也应当认识到自身行为的影响和对他人的作用,以建立良好的人际关系和社会环境。
第三章 力的相互作用 第1讲 力 重力和弹力 摩擦力一、力:是物体对物体的作用(1) 施力物体与受力物体是同时存在、同时消失的;力是相互的 (2) 力是矢量(什么叫矢量——满足平行四边形定则) (3) 力的大小、方向、作用点称为力的三要素 (4) 力的图示和示意图(5)力的分类:根据产生力的原因即根据力的性质命名有重力、弹力、分子力、电场力、磁场力等;根据力的作用效果命名即效果力如拉力、压力、向心力、回复力等。
(提问:效果相同,性质一定相同吗?性质相同效果一定相同吗?大小方向相同的两个力效果一定相同吗?)(6) 力的效果:1、加速度或改变运动状态 2、形变(7) 力的拓展:1、改变运动状态的原因 2、产生加速度 3、牛顿第二定律 4、牛顿第三定律二、常见的三种力 1重力(1) 产生:由于地球的吸引而使物体受到的力,是万有引力的一个分力 (2) 方向:竖直向下或垂直于水平面向下 (3) 大小:G=mg ,可用弹簧秤测量两极 引力 = 重力 (向心力为零)赤道 引力 = 重力 + 向心力 (方向相同)由两极到赤道重力加速度减小,由地面到高空重力加速度减小(4) 作用点:重力作用点是重心,是物体各部分所受重力的合力的作用点。
重心的测量方法:均匀规则几何体的重心在其几何中心,薄片物体重心用悬挂法;重心不一定在物体上。
2、弹力(1)产生:发生弹性形变的物体恢复原状,对跟它接触并使之发生形变的另一物体产生的力的作用。
(2)产生条件:两物体接触;有弹性形变。
(3)方向:弹力的方向与物体形变的方向相反,具体情况有:轻绳的弹力方向是沿着绳收缩的方向;支持力或压力的方向垂直于接触面,指向被支撑或被压的物体;弹簧弹力方向与弹簧形变方向相反。
(4)大小:弹簧弹力大小F=kx (其它弹力由平衡条件或动力学规律求解)1、 K 是劲度系数,由弹簧本身的性质决定2、 X 是相对于原长的形变量3、 力与形变量成正比(5) 作用点:接触面或重心3、摩擦力(1)产生:相互接触的粗糙的物体之间有相对运动(或相对运动趋势)时,在接触面产生的阻碍相对运动(相对运动趋势)的力; (2)产生条件:接触面粗糙;有正压力;有相对运动(或相对运动趋势); (3)摩擦力种类:静摩擦力和滑动摩擦力。
必修模块物理1第三章 相互作用本章讲述的是力的基本知识。
主要内容包括力的概念、三种力(重力、弹力和摩擦力)的特点、力的运算(合成、分解)和物体的平衡。
专题1 重力、弹力、摩擦力 基础知识(一)力1.力的概念在物理学中,人们把改变物体运动状态、产生形变的原因,即物体与物体之间的相互作用,称做力。
运动状态是指速度。
2.力的作用效果改变物体的物体运动状态或使受力物体产生形变。
3.力的测量 用测力计测量。
4.力的单位在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N 。
5.力的表示方法要把一个力完全表达出来,除了力的大小外,还要指明力的方向、作用点。
(1)文字表述用文字说明力的大小、方向、作用点。
(2)数字表述用数字说明力的大小、方向、作用点。
如某力大小N 10=F 、与水平方向成030=α角、作用在物体上的A 点。
(3)几何表述用带箭头的线段表示力。
线段是按一定比例(标度)画出的,它的长短表示力的大小,它的指向表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点,线段所在的直线叫做力的作用线。
这种表示力的方法叫做力的图示。
有时只需画出力的示意图,即只画出力的作用点和方向,表示物体在这个方向上受到了力。
6.力的基本特征 (1)力的物质性力是物体对物体的相互作用,力不能离开物体而独立存在。
一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用。
任何一个力,必然要涉及两个物体,一个是施力物体,一个是受力物体。
只有施力物体而没有受力物体或只有受力物体而没有施力物体的力都是不存在的。
(2)力的相互性力的作用是相互的,若A 物体对B 物体施力了力的作用,则B 物体必然也对A 物体施加力的作用。
所以,一个物体是受力物体的同时,也是施力物体。
A 、B 两物体之间的这一对相互作用的力叫作用力和反作用力,其关系是大小相等、方向相反。
(二)力的分类1.四种基本相互作用迄今为止,人类认识到在宇宙中存在四种最基本的相互作用:万有引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
力学中经常遇到的重力、弹力、摩擦力只不过是上面讨论的四类基本力中不同情况下的不同表现而已。
如重力是万有引力在地球表面附近的一种表现,弹力和摩擦力在本质上都是电磁力引起的。
2.力的分类力的分类方法较多,在力学中常用的分类方法有以下几种。
①按性质分类:重力、弹力和摩擦力。
②按效果分类:拉力、压力、支持力、动力、阻力、浮力、向心力等。
③按相互作用方式分类:接触力、非接触力(场力)。
(三)重力1.重力在地面附近,由于一地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
2.重力的大小质量为m 的物体受到的重力mg G =,用g 表示重力加速度。
3.重力的方向 重力的方向竖直向下。
4.作用点一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中一点,这一点叫做物体的重心。
质量均匀分布的物体,常称均匀物体,重心的位置只跟物体的物体的形状有关。
质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。
(四)弹力1.弹力发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
(1)物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变。
(2)有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。
(3)如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后,物体就不能完全恢复原来的形状。
这个限度叫做弹性限度。
2.产生条件弹力是产生在直接接触并发生弹性形变的物体之间。
3.弹力的方向绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。
面与面或点与面接触的弹力方向,垂直于接触面并指向受力物体。
4.弹力的大小弹力的大小跟形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力随着消失。
弹力与形变的变量关系,一般来讲比较复杂。
而弹簧的弹力与弹簧的伸长量(或压缩量)的关系则比较简单。
实验表明,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成正比,即kx F =,式中的k 称为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,单位的符号N/m 。
k 的大小由弹簧本身的特性决定,与弹簧的粗细、长度、材料、匝数等因素有关。
(五)摩擦力1.摩擦力两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动的趋势的力,这种力叫做摩擦力。
2.产生的条件(1)两物体直接接触并发生弹性形变; (2)接触面都粗糙;(3)两物体发生相对运动或具有相对运动趋势。
注意:以上三条必须同时满足。
3.摩擦力方向 (1)滑动摩擦力沿接触面的切向,与物体相对运动的方向相反。
(2)静摩擦力沿接触面的切向,与物体相对运动趋势的方向相反。
4.摩擦力的大小 (1)滑动摩擦力滑动摩擦力可用公式N F F μ=计算,此式是滑动摩擦力大小的决定式。
(2)静摩擦力静摩擦力存在一个最大值max F 。
当出现物体相对接触面将要滑动的临界状态时,摩擦力达到最大值max F 。
两物体间实际发生的静摩擦力F 介于0和最大值max F 之间。
知识训练1.关于力的概念,正确的说法是 (1)一个力一定与两个物体相联系(2)拳击运动一拳打出去却没有击中对方,此时只有施力物体而没有受力物体 (3)用手压弹簧时,手给弹簧的力先出现,弹簧给手的力后出现 (4)只有固态的物体间才有力的作用(5)由有一定距离的磁铁间有相互作用力可知:力可以离开物体而独立存在 (6)只有直接接触的物体间才有力的作用 (7)力的大小可以用天平测量(8)书对水平桌面的压力,施力物体是桌面,受力物体是书 (9)桌面对书的支持力,施力物体是桌面,受力物体是书(10)弹簧测力计下挂静止的小球,小球对弹簧测力计的拉力的施力物体是地球,受力物体是弹簧(11)手通过悬绳吊着铁桶到井中打水,铁桶所受拉力的施力物体是手,受力物体是铁桶 2.关于重力的说法正确的是A .绕地球运转的人造地球卫星不受重力B .重力的大小可以用弹簧秤和杆秤直接测量C .物体重力的大小等于它压在水平支持物上的力D .重力的施力物体是地球 3.下列关于重心的说法,正确的是 A .重心就是物体上最重的一点B .形状规则的物体的重心必与其几何中心重合C .质量均匀分布的直铁棒被弯曲后,重心便不在中点,但一定还在该铁棒上D .重心是物体所受重力的等效作用点4.汽车停在马路上,轮胎对地面产生的压力是由于 发生形变而产生的。
地面对轮胎的支持力是由于 发生形变而产生的。
5.质量均匀的钢管,一端支在水平地面上,另一端被竖直绳悬吊着,如图所示,钢管受到几个力的作用?各是什么物体对它的作用?画出钢管受力的示意图。
6.如图所示,一根筷子放在光滑的碗内,筷子与碗壁、碗边都滑有摩擦。
作示意图表示筷子受到的力。
7、如图,放在水平地面上的钢筒内有A 、B 两球,试分析A 球受到的弹力,不计摩擦。
第5题 第6题 第7题 第8题8.如图所示,a 、b 为两根相连的轻质弹簧,它们的劲度系数分别为a k =1×103N/m ,b k =2×103N/m ,原长分别为a L =6cm ,b L =4cm 。
在下端持一物体G ,物体受到的重力为10N ,平衡时 A .弹簧a 下端受的拉力为4N ,b 下端受的拉力为6N B .弹簧a 下端受的拉力为10N ,b 下端受的拉力为10N C .弹簧a 的长度变为7cm ,b 的长度变为6cm D .弹簧a 的长度变为6.4cm ,b 的长度变为4.3cm9.重量为100N 的木箱放在水平地板上,至少要用35N 的水平推力,才能使它从原地开始运动。
木箱从原地移动以后,用30N 的水平推力,就可以使木箱继续做匀速运动。
由此可知:木箱与地板间的最大静摩擦力=m F ;木箱所受的滑动摩擦力=F 。
木箱与地板间的动摩擦因数=μ 。
如果用20N 的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力是 。
10.甲、乙两位同学探究弹簧形变量的计算方法:甲同学认为,一根劲度系数为k 的轻弹簧,若左端受力为1F ,右端受力为2F ,则弹簧左端伸长k F x 11=,右端伸长k F x 22=。
所以,弹簧一共伸长为kFk F x 21+=。
乙同学认为,弹簧的弹力应理解为弹簧所受的合外力,若1F >2F ,则弹簧弹力为21F F F -=,所以弹簧的伸长为kF F x 21-=。
你如何理解? 答案 1.(1)(9) 2.D 3.D4.轮胎 地面5.钢管受到重力G 、地面支持力N 、绳的拉力T 三个力的作用。
重力G 的施力物体是地球,地面的支持力N 的施力物体是地面,绳的拉力T 的施力物体是绳。
6.如图所示。
7.筒壁对A 的弹力1F ,B 对A 的弹力2F 。
8.B第5题 第6题 第7题9.35N 30N 0.3 20N10.对一根轻弹簧来说,根据牛顿定律可知其受力特点是:在弹簧的两端弹簧对其它物体的力、物体对弹簧的力及弹簧内部各部分之间的作用力大小都相等。
胡克定律公式中的F 就是指这些力的大小。
F 并不是弹簧的合外力,由于轻弹簧的质量可以忽略,根据牛顿定律可知,轻弹簧在任何情况下所受的合外力一定为零。
胡克定律kx F =中的形变量x 是指弹簧实际长度与原长的差值,即弹簧两端一共伸长(或压缩量)。
此题的正确答案是,1F 与2F 的大小一定相等,弹簧的伸长量为k F x 1=或kFx 2=。
方法指导(一)弹力方向的判定方法1.根据形变的方向来判定受力物体所受的弹力方向与施力物体发生形变的方向相反。
具体情况可分为以下几种:(1)轻绳的弹力:轻绳只能产生拉力,方向沿着绳子背离受力物体。
(2)弹簧的弹力:弹簧可产生压缩和拉伸两种弹性形变,既能产生拉力,又能产生压力。
方向沿着弹簧的轴线并且与弹性形变方向相反。
(3)刚性体的弹力:刚性体产生的弹力可以是压力也可以是支持力,方向都是垂直于接触面而指向受力物体。
若接触面是曲面,则弹力的方向与曲面的切面垂直。
2.由牛顿运动定律或物体平衡条件判定弹力的产生条件是两物体直接接触且发生弹性形变。
物体是否直接接触是一目了然的,物体是否发生弹性形变及形变的方向有时不易断定。
如轻杆可以发生拉伸、压缩、弯曲、扭转形变,其一端的弹力有各种可能的方向,不一定沿杆的轴线方向,往往要用牛顿定律或物体平衡条件分析判定。
(二)弹力大小的确定方法1.用胡克定律确定适用于形变较显著的弹簧弹力的计算。
轻弹簧122.由牛顿运动定律确定适用于形变不明显的非弹簧类弹力的计算。
✍ 方法训练1.如图甲所示,硬杆AOB 的B 端固定在小车上,A 端固定着一个质量为m 的小球。
当小车水平向右匀速运动时,杆对小球的作用力大小为 ,方向 。
第1题 第2题2.如图甲所示,由轻杆AB 和AC 构成三角形支架,固定在墙壁上。