力和物体的运动状态

力是物体间的相互作用，这种作用使物体的运动状态发生变化或使物体发生变形。

力对物体的作用有二种效应，一是有使物体的运动状态发生改变的趋势，称为外效应；二是有使物体发生变形的趋势，称为内效应。

力是看不见也不可直接度量的，可以直接观察或度量的是力的作用效果。

使1千克（kg ）质量的物体产生1米/秒2（m/s 2）加速度的力，在国际单位制中就定义为1牛顿（N ）。

力的常用单位为N 或kN 。

力是矢量。

力不仅有大小，还有方向。

力对物体的作用效果，取决于力的大小、方向和作用点，称为力的三要素。

对刚体而言，因为力可沿其作用线滑移而不改变对刚体的作用效果，故力的三要素为力的大小、方向和作用线。

因此，对于刚体而言，力是滑移矢。

因为力是物体间的相互作用，所以一物体对另一物体有力作用的同时，也必然受到该物体的反作用力作用。

所以，力（作用力和反作用力）是成对出现的，作用在不同的物体上。

牛顿第三定律指出,两物体间相互作用的力，总是大小相等、方向相反、沿同一直线，分别作用在两个物体上的。

若干个共点力，可以合成为一个合力。

且力的合成满足矢量加法规则。

2.1.1 力的合成 ( 几何法 )力矢量可以用平行四边形法则进行合成和分解，如图2.1(a )所示。

作用在刚体上的二个力F 1、F 2，只要其作用线不平行，由于力可以沿其作用线滑移，总可以移至其作用线的交点O ，合力F R 即可用矢量和表示为： F R =F 1+F 2合力F R 与其分力F 1、F 2对于刚体有着相同的作用效应。

图2.1(a ) 之力的平行四边形，可以简化为三角形。

如图2.1(b)所示，将二分力首尾相接，则与分力首尾相对的第三边即为所求之合力F R 。

这样得到的三角形，称为力三角形。

(a )平行四边形法则图2.1 力的合成 ( 几何法 )(b)力三角形RF 2(c)汇交力系 (d)力多边形2图2.1(c) 中作用线汇交于同一点的若干个力组成的力系，称为汇交力系或共点力系。

力与运动知识点总结力与运动是物理学中的基本概念，掌握力与运动的知识对于理解物理现象以及解决实际问题至关重要。

本文将总结力与运动的关系，并介绍一些相关的知识点。

1. 力的概念与分类力是物体之间相互作用的结果，可以改变物体的状态或形状。

力的分类主要有接触力和非接触力两类。

接触力是指物体之间直接接触产生的力，如摩擦力、弹力等；非接触力是指物体之间不直接接触产生的力，如重力、电磁力等。

2. 牛顿三定律牛顿三定律是力与运动的基本定律，对于物体的运动研究有着重要的指导作用。

（1）牛顿第一定律（惯性定律）：物体在外力作用下，如果没有其他力的干扰，会保持匀速直线运动或保持静止状态。

（2）牛顿第二定律（运动定律）：物体所受合力等于其质量乘以加速度，即 F=ma。

其中，F表示合力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。

（3）牛顿第三定律（作用与反作用定律）：任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。

3. 运动的描述与分析为了描述物体的运动，我们需要引入一些描述运动状态的量。

（1）位移与位移矢量：位移是指物体从一个位置到另一个位置的位置差。

位移矢量有大小和方向的特点，用箭头表示。

（2）速度与速度矢量：速度是指物体单位时间内所移动的距离。

速度矢量包括大小和方向两个方面。

（3）加速度与加速度矢量：加速度是指物体单位时间内速度变化的量。

加速度矢量也包括大小和方向两个方面。

4. 动力学动力学研究物体的运动与力的关系。

（1）力对物体的影响：根据牛顿第二定律，物体所受的合外力会改变其运动状态，使物体产生加速度。

（2）质量与惯性：物体的质量是物体惯性的度量，质量越大，物体越不容易改变其运动状态。

（3）惯性与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，通过施加力，可以改变物体的速度、方向或形状。

5. 重力与运动重力是地球或其他天体对物体的吸引力，是一种非接触力。

（1）重力的性质：重力的大小与物体的质量有关，与物体的形状无关。

重力的方向是垂直指向地心。

受力分析确定物体运动状态所受力的方法物体在运动过程中受到各种力的作用，这些力会决定物体的运动状态。

为了确定物体运动状态所受力的方法，我们需要进行受力分析。

受力分析是一种通过对物体受力的研究，来确定其运动状态的方法。

下面将介绍一些常用的受力分析方法。

一、力的分解法力的分解法是受力分析的基础方法之一。

它通过将合力分解为多个分力，来研究物体在各个方向上所受的力。

例如，当物体受到一个斜向上的力时，我们可以将该力分解为水平方向上的分力和垂直方向上的分力，从而更清楚地了解物体所受的力。

二、力的合成法力的合成法是力学中常用的分析方法之一。

它与力的分解法相反，通过将多个分力合成为一个合力，来研究物体所受合力的性质和方向。

例如，当物体同时受到多个力的作用时，我们可以将这些力进行合成，得到一个合力，从而推断物体的运动状态。

三、自由体图法自由体图法是受力分析中常用的方法之一。

它通过将物体从整体中分离出来，形成一个自由体图，在自由体图中分析物体所受的各个力。

通过自由体图法，我们可以更清楚地了解到物体所受的各个力的性质和方向，从而帮助我们确定物体的运动状态。

四、牛顿第二定律牛顿第二定律是力学中最基本的定律之一。

它说明了物体的加速度与所受合力之间的关系。

根据牛顿第二定律，我们可以通过测量物体的质量和加速度，从而确定物体所受的合力。

通过牛顿第二定律，我们可以更精确地分析物体的运动状态。

五、动量守恒定律动量守恒定律是力学中另一个重要的定律。

它说明了一个系统在没有外力作用的情况下，其总动量保持不变。

根据动量守恒定律，我们可以通过分析物体的动量变化，来确定物体所受的力。

通过动量守恒定律，我们可以更全面地了解物体的运动状态。

总结起来，受力分析是一种通过研究物体所受的力，来确定其运动状态的方法。

在受力分析中，我们可以运用力的分解法和合成法，将力分解或合成，从而更清楚地了解物体所受的力。

同时，通过自由体图法、牛顿第二定律和动量守恒定律等方法，可以更具体地分析物体的运动状态。

运动和力之间有哪些关系知识点：运动和力之间的关系一、概念解析1.运动的定义：物体位置随时间的变化称为运动。

2.力的定义：力是物体对物体的作用，是改变物体运动状态的原因。

二、运动和力的关系1.牛顿第一定律（惯性定律）：一个物体如果没有受到外力作用，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。

2.牛顿第二定律（力的定律）：物体的加速度与作用在它上面的外力成正比，与它的质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。

3.牛顿第三定律（作用与反作用定律）：任何两个物体之间的相互作用力，都是大小相等、方向相反的。

三、运动的类型1.直线运动：物体运动轨迹为直线。

2.曲线运动：物体运动轨迹为曲线。

3.匀速运动：物体速度大小和方向都不变的运动。

4.变速运动：物体速度大小或方向发生改变的运动的统称。

四、力的作用1.启动运动：一个静止的物体，在受到外力作用下，开始运动。

2.改变运动状态：物体运动过程中，外力可以改变物体的速度、方向或者使物体产生加速度。

3.停止运动：物体在受到外力作用下，速度减小直至为零，停止运动。

五、常见的力1.重力：地球对物体的吸引力。

2.弹力：物体发生形变后，要恢复原状对与它接触的物体产生的力。

3.摩擦力：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力。

4.拉力：物体间由于拉伸而产生的力。

5.推力：物体间由于推动而产生的力。

六、运动和力的关系在实际生活中的应用1.交通工具：汽车、自行车等交通工具的运行离不开发动机产生的动力。

2.体育竞技：运动员在比赛中，需要通过肌肉力量来克服重力和摩擦力，从而完成各种动作。

3.航空航天：火箭升空时，喷射燃料产生推力，克服地球引力，实现飞行。

综上所述，运动和力之间有着密切的关系。

力是改变物体运动状态的原因，运动是物体位置随时间的变化。

掌握运动和力之间的关系，有助于我们更好地理解和应用物理知识。

习题及方法：1.习题：一个静止的物体在受到一个恒定的力的作用下，经过5秒后速度达到20m/s，这个力的大小是多少？解题思路：根据牛顿第二定律，我们可以得到力的计算公式：F = m * a。

力能够同时使物体发生形变和运动状态发生改变的例子在生活中随处可见。

下面将从不同角度展示这一现象。

一、物体的形变1. 金属弹簧：金属弹簧是典型的能够同时发生形变和运动状态改变的例子。

当外力作用于弹簧上时，弹簧会发生形变，同时由于受力作用，弹簧会发生运动状态的改变，比如振动或伸缩。

2. 弹力绳：弹力绳也是这一现象的典型例子。

当在弹力绳上施加外力时，绳子会产生形变，同时由于弹力的作用，物体被拉扯或者推动，从而发生运动状态的改变。

3. 弹簧秤：弹簧秤是测量物体重量的常用工具，它利用了弹簧发生形变的特性。

当物体挂在弹簧秤上时，弹簧会发生形变，同时指针或数字显示装置会发生相应的变化，显示出物体的重量。

二、力的作用1. 汽车加速：汽车在行驶过程中，发动机产生的动力使车轮转动，车轮与地面的摩擦力产生推动力，推动汽车运动。

同时车身及悬挂系统也会因为驱动力而产生形变。

2. 风筝飞行：风筝在飞行时受到来自风的推力，风筝线会受到拉力产生形变，风筝就能飞起来。

3. 弹射器射击：古代的弹射器利用机械原理发射石弹，通过拉弦、释放弹丸，产生形变的能量来改变弹丸的状态。

三、物理实验1. 弹簧振子：在物理实验中，常常利用弹簧振子来观察力引起的形变和运动状态改变。

当给弹簧振子施加外力时，会引起振子的形变和振动。

2. 力和电：利用电的力会产生形变和运动状态改变的现象。

电磁炉利用电流产生的磁场使锅里的物质产生形变和运动状态改变，使食物受热而煮熟。

总结：以上所列举的例子都展示了力能够同时使物体产生形变和运动状态改变的典型情况。

这一现象在我们的日常生活和科学实验中都具有重要的实际意义。

对于物体的形变和运动状态改变的研究，不仅可以帮助我们更好地理解物理规律，还可以应用于各个领域，为人类创造更多的便利和发展。

四、生物力学生物力学是研究生物体运动的科学。

在生物力学中，力的作用也能同时使生物体产生形变和运动状态改变。

比如人体的肌肉收缩就是一种力能够使肌肉发生形变并改变运动状态的例子。

物体的运动状态与力的关系物体的运动状态和力之间存在紧密的联系。

力是导致物体运动状态发生变化的原因，同时也是维持物体运动状态的动力源泉。

物体的运动状态包括静止和运动两种情况，而力可以分为合力和分力两种形式。

本文将探讨物体的运动状态与力的关系，首先从力的作用形式入手，然后从静止和运动两方面对其关系进行详细的阐述。

一、力的作用形式力的作用形式可以分为合力和分力。

合力是作用在物体上的合成力，代表了物体所受的总体力量。

分力是合力的分解力，代表了物体所受的具体单个力量。

合力和分力的方向和大小是相互关联的，决定了物体的运动状态。

二、物体的静止状态与力的关系物体在静止状态时，合力为零。

这是因为合力为零意味着物体所受的所有力量在方向和大小上完全抵消，使物体无法改变其静止状态。

如果物体处于平衡状态，那么任何作用于物体上的力量都必须满足合力为零的条件。

静止状态下的物体与力的关系可以用力的平衡方程来描述。

力的平衡方程是根据牛顿第一定律得出的，即物体的运动状态保持不变，除非有外力作用。

力的平衡方程可以表示为ΣF = 0，其中ΣF代表合力，当合力为零时，物体将保持静止状态。

在静止状态下，物体所受的所有分力之和等于零。

这意味着物体所受的具体单个力量在方向和大小上相互平衡，使物体无法产生运动。

分力的平衡是静止状态的基本条件，只有在分力平衡的前提下，物体才能保持静止。

三、物体的运动状态与合力的大小和方向有着密切的关系。

当物体所受的合力不为零时，物体将产生加速度，从而改变其运动状态。

物体的运动状态可以分为匀速运动和变速运动。

在匀速运动中，物体所受的合力为零，因为合力为零意味着物体处于平衡状态，速度将保持不变。

而在变速运动中，物体所受的合力不为零，力的大小和方向决定了物体的加速度，从而改变了物体的速度。

牛顿第二定律是描述物体运动状态与力的关系的重要定律。

牛顿第二定律可以表示为F = ma，其中F代表合力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。

专题13 力与运动的关系【核心考点讲解】1、物体在不受力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，即原来运动的物体在不受力时，总保持匀速直线运动状态；原来静止的物体不受力时，总保持静止状态。

2、物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态，力不是维持物体运动的原因。

3、物体如果受到力的作用，且受到的力不平衡，物体的运动状态就会发生改变。

4、如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态，那么，它可能不受外力作用，也可能受平衡力作用。

【必刷题型精练】1．（2021•苏州模拟）关于物体受力与运动的关系，下列说法正确的是（）A．物体受平衡力作用也能做曲线运动B．物体受非平衡力作用一定做曲线运动C．做曲线运动的物体若只受一个力作用，力的大小和方向可能都不变D．做曲线运动的物体若只受一个力作用，力的大小可能不变但方向一定改变解：A、物体受平衡力作用处于平衡状态，能静止也可能做匀速直线运动，但不可能做曲线运动，故A错误；B、物体受非平衡力作用时，处于非平衡状态，可能是运动速度发生变化也可能是运动方向发生变化，但不一定做曲线运动，如竖直下落的物体，只受重力作用，速度方向不变，故B错误；CD、做曲线运动的物体若只受一个力作用，如平抛出去的物体，只受重力作用，运动过程中，力的大小和方向可能都不变，故C正确，D错误。

答案：C。

2．（2021•无锡模拟）我国第一位“太空教师”王亚平通过物理实验，展示了飞船内部物体在失重（相当于物体不受重力）情况下的物理现象，王亚平利用小球做了两次实验，第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手，第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况，其中符合实际的是（）A．甲、丙B．甲、丁C．乙、丙D．乙、丁解：飞船内部物体在失重（相当于物体不受重力）情况，第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手，小球不受任何外力，根据牛顿第一运动定律，小球处于静止状态，故甲图正确；第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，由于惯性，小球继续保持匀速直线运动状态，又因为受到细线的拉力作用，所以小球做匀速圆周运动，故丁图正确；答案：B。

运动和力知识点总结1. 基本概念1.1 力（Force）：作用在物体上的推或拉，能够使物体的静止状态或运动状态发生改变。

1.2 质量（Mass）：物体所含物质的多少，是物体惯性的量度。

1.3 惯性（Inertia）：物体保持其静止状态或匀速直线运动状态的性质。

1.4 运动（Motion）：物体位置随时间的变化。

1.5 速度（Velocity）：描述物体运动快慢和方向的物理量。

1.6 加速度（Acceleration）：物体速度随时间的变化率。

2. 力的作用2.1 重力（Gravitational Force）：地球对物体的吸引力。

2.2 摩擦力（Friction）：物体之间接触面产生的阻力。

2.3 弹力（Elastic Force）：物体由于形变产生的恢复力。

2.4 流体阻力（Fluid Resistance）：物体在流体中运动时受到的阻力。

3. 力的合成与分解3.1 合力（Resultant Force）：多个力作用在一点时的等效力。

3.2 分力（Component Force）：合力的分解，按照一定规则分解为若干个力。

4. 牛顿运动定律4.1 牛顿第一定律（Inertia Law）：物体若未受外力，将保持静止或匀速直线运动。

4.2 牛顿第二定律（F=ma）：物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。

4.3 牛顿第三定律（Action-Reaction Law）：作用力和反作用力大小相等，方向相反。

5. 动量与能量5.1 动量（Momentum）：物体质量与速度的乘积，是矢量量。

5.2 动能（Kinetic Energy）：物体由于运动而具有的能量。

5.3 势能（Potential Energy）：物体由于位置或状态而具有的能量。

5.4 机械能守恒定律（Conservation of Mechanical Energy）：在没有非保守力做功的情况下，系统的总机械能保持不变。

6. 圆周运动6.1 向心力（Centripetal Force）：使物体沿圆周路径运动的力。

物体运动状态的物理量物体运动状态的物理量是指描述物体在运动过程中所具有的特征或性质的物理量。

这些物理量可以通过观察和测量来确定，可以帮助我们了解物体在运动中的变化和特点。

下面将分别介绍几个常见的物体运动状态的物理量。

1. 位移：位移是指物体从一个位置到另一个位置的变化量。

它是一个矢量量，具有大小和方向。

位移可以用来描述物体的运动轨迹和位置的变化。

例如，一辆车从A点驶向B点，它的位移就是从A点到B点的距离和方向。

2. 速度：速度是指物体在单位时间内所运动的位移。

它是一个矢量量，具有大小和方向。

速度可以用来描述物体的运动快慢和方向。

例如，一辆车在单位时间内所行驶的距离和方向就是它的速度。

3. 加速度：加速度是指物体在单位时间内速度的变化率。

它是一个矢量量，具有大小和方向。

加速度可以用来描述物体的运动变化和加速或减速的程度。

例如，一辆车在单位时间内速度增加或减少的量就是它的加速度。

4. 时间：时间是物体运动的一个重要参量。

它用来描述物体运动发生的顺序和持续的时间。

时间可以用来计算物体的速度、加速度和位移等物理量。

例如，一辆车从A点到B点所需要的时间就是它的运动持续的时间。

5. 质量：质量是物体的一种固有属性，用来描述物体对运动的惯性和受力的影响。

质量越大，物体越难改变其运动状态，越难加速或减速。

质量可以用来计算物体的动能和势能等物理量。

例如，一辆车的质量决定了它的惯性和所受到的阻力大小。

6. 力：力是物体之间相互作用的结果，用来改变物体的运动状态。

力可以使物体加速或减速，改变物体的运动方向或形状。

力可以用来计算物体的加速度和受力情况。

例如，一辆车受到的引擎力和阻力决定了它的加速度和速度。

7. 动能：动能是物体运动的一种形式。

它是物体由于运动而具有的能量。

动能可以用来描述物体的运动快慢和能量变化。

例如，一辆车的动能与它的质量和速度的平方成正比。

8. 势能：势能是物体由于位置而具有的能量。

它与物体所处的位置和形状有关。