力和物体的运动状态变化1

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。

物理动力学三大定律五大定理牛顿三大定律.牛顿第一定律(惯性定律)；.牛顿第二定律(加速度定律)；.牛顿第三定律；牛顿第一定律（惯性定律）描述：任何一个物体在不受外力或受平衡力的作用（合外力为零）时，总是保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。

解读：力改变物体的运动状态，惯性维持物体的运动状态，直至受到可以改变物体运动状态的外力为止。

意义：.它的否命题揭示出力的概念，力是物体对物体的作用，力使物体的运动状态发生变化；.牛顿第一定律帮助人类正确认识了力的效果，将长期以来人类对力的初级认识“力维持物体的运动”彻底推翻；.牛顿第一定律给出了惯性系的概念；.第二、第三定律以及由牛顿运动定律建立起来的质点力学体系只对惯性系成立。

牛顿第一定律是不可缺少的，是完全独立的一条重要的力学定律，是三大定律的基础，也是物理力学的基础。

牛顿第二定律（加速度定律）描述：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

原始表述：动量为的质点，在外力的作用下，其动量随时间的变化率同该质点所受的外力成正比，并与外力的方向相同；解读：.适用范围：一般只适用于质点的运动;.只适用于惯性参考系;.只适用宏观问题，解决微观问题必须使用量子力学；.只适用低速问题，解决高速问题必须使用相对论.常用表达式为：，这是一个矢量方程，注意规定正方向，一般取加速度的方向为正方向。

意义：.根据牛顿第二运动定律，定义了国际单位中力的单位——牛顿（符号N）：使质量为1kg的物体产生1m/s²加速度的力，叫做1N；即1N=1kg·m/s²；.牛顿第二运动定律定量地说明了物体运动状态的变化和对它作用的力之间的关系。

牛顿第三定律描述：两个物体之间的作用力和反作用力，总是同时在同一条直线上，大小相等，方向相反。

解读：.注意相互作用力与平衡力的区别：(1)一对相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、且分别在两个物体上，一定是同性质力。

3.力改变物体的运动状态教学目标：知识与技能：通过观察，了解物体在力的作用下运动的变化；通过实验探究，理解力是如何改变物体的运动状态的；知道在非平衡力的作用下，物体的运动状态将发生变化，发生怎样的变化。

过程与方法：通过大量生活实例，理解和掌握惯性通过实例和实验探究，掌握力如何改变物体的运动状态。

情感、态度和价值观：联系生活实际，激发学生对物理的兴趣。

教学重点：了解物体在力的作用下运动的变化教学难点：通过实验探究，理解力是如何改变物体的运动状态的教学过程：一、复习提问提问：什么叫二力平衡？提问：牛顿第一定律的内容是什么?提问：什么是平衡状态，平衡状态有什么特点？二、新课引入1、扔纸飞机时，手停了下来，纸飞机向前飞了出去，这是为什么？答：手停了，但纸飞机要保持原来的运动状态，所以飞了出去。

2、星际探测仪，一经脱离地球引力范围，为什么不需要发动机就可以保持飞行？答：由于惯性，它要保持原来的速度飞行，因为阻力几乎为零，所以不需要发动机。

3、汽车突然停止，为什么乘客向前倾？答：由于惯性，乘客要保持原来的速度，而乘客的脚受到汽车向后的摩擦力停了下来，所以身体要向前倾。

三、观察：物体在力的作用下运动的变化举几组例子，要求学生判断各组运动的特点。

1、熟透的苹果由静止开始下落；2、静止的小车因受到水平向右的拉力开始运动。

答：由静到动。

3、竖直下落的苹果，在重力的作用下，越落越快；4、水平向右运动的小车，由于受到水平向右的拉力，越来越快。

答：由慢到快。

5、水平滚动的小球，由于受到摩擦力的作用，越来越慢；6、关闭发动机的火车，由于受到摩擦力，越来越慢。

答：由快到慢。

7、抛出的物体，由于受到重力的作用，在空中做曲线运动；8、运动员用力拉住链球，链球沿圆周运动，运动方向不断变化。

答：改变了运动方向。

四、探究实验：力如何改变物体的运动状态（一）问题与探究利用一个小铁球、一块磁铁，在光滑的桌面上分组进行实验，通过怎样的操作，才能使小铁球的运动发生如下变化？1、由静到动； 2．由慢到快； 3．由快到慢； 4．改变了运动方向。

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。

力的大小与速度的关系力的大小与速度的关系是物理学中一个经典的问题。

力是改变物体运动状态的原因，而速度则是描述物体运动快慢的物理量。

在探究力与速度之间的关系时，我们需要先了解力的概念和速度的定义。

力是物理学中的基本概念，可以用来描述物体之间的相互作用。

力可以使物体发生加速度，改变其运动状态。

根据经典力学中的牛顿第二定律，力的大小与物体的加速度成正比，与物体的质量成反比。

即F = ma，其中F代表力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。

这个定律表明，当施加在物体上的力增加时，物体的加速度也会增加。

速度是描述物体运动快慢的物理量，是一个矢量量纲。

速度的定义是物体在单位时间内所通过的距离。

通常用v表示速度，可以表示为v = Δx / Δt，其中Δx代表物体在时间Δt内所通过的位移。

速度的大小可以用平均速度和瞬时速度来描述，平均速度是物体在一段时间内通过的总位移除以时间，而瞬时速度是物体在某一刻的瞬时位移除以瞬时时间。

力的大小与速度的关系可以通过牛顿第二定律和速度的定义来推导。

根据牛顿第二定律F = ma，可以得出F = mΔv / Δt，其中Δv代表物体在时间Δt内的速度变化量。

根据速度的定义，可以将Δv表示为Δv =Δx / Δt，将其代入上式可得F = m(Δx / Δt) / Δt。

整理得F = mΔx / Δt²，即力的大小与位移的比例成正比，与时间的平方成反比。

从上述推导可以看出，力的大小与速度不存在直接的线性关系。

力的大小与物体的位移和时间的平方成反比，而速度只是位移与时间的比值。

因此，力的大小可以影响物体的位移和时间，进而影响物体的速度。

然而，在特定条件下，力的大小与速度之间可以存在一种间接的关系。

当物体的质量保持不变时，力的大小与加速度成正比。

根据物体的加速度与时间的关系a = Δv / Δt，可以得出F = mΔv / Δt = ma。

由此可见，力的大小与物体的加速度成正比，而加速度与速度之间存在一种关系。

第一章力物体的平衡考纲要求1.力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态变化的原因。

力是矢量。

力的合成和分解。

II2.重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力。

重心。

II3.形变和弹力，胡克定律。

II4.静摩擦，最大静摩擦力。

I5.滑动摩擦，滑动摩擦定律。

II6.共点力作用下物体的平衡。

II知识网络：｛定义：力是物体对物体的作用，不能离开施力物体与受力物体而存在。

效果.［使物体发生形变I改变物体运动状态要素：大小、方向、作用点（力的图示）效果：拉力、动力、阻力、支持力、压力力S 分类I 重力：方向、作用点（关于重心的位置）性质：弹力：产生条件、方向、大小（胡克定律）摩擦力：（静摩擦与动摩擦）产生条件、方向、大小运算——平行四边形定则力的合成|Fi_F』WF许WFi + 比力的分解单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：力的概念、三个性质力；力的合成和分解; 共点力作用下物体的平衡。

其中重点是对摩擦力和弹力的理解、熟练运用平行四边形定则进行力的合成和分解。

难点是受力分析。

§ 1力的概念三种性质力知识目标一、力1、定义：力是物体对物体的作用说明：定义中的物体是指施力物体和受力物体，定义中的作用是指作用力与反作用力。

2、力的性质①力的物质性：力不能离开物体单独存在。

②力的相互性：力的作用是相互的。

③力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向。

④力的独立性：一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。

3、力的分类①按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等②按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等③按研究对彖分类：内力和外力。

④按作用方式分类：重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。

说明：性质不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的。

4、力的作用效果：是使物体发生形变或改变物体的运动状态.5、力的三要素是：大小、方向、作用点.6、力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。

动量定理的条件动量定理是描述物体在受到力的作用下运动状态变化的重要定律。

它的条件是物体有质量、有速度、受到力的作用，而应用范围非常广泛，下面我们来详细了解一下。

一、动量定理的条件动量定理是通过对物体的运动状态变化进行分析得出的，因此它的条件主要包括以下三个方面：1. 物体有质量：质量是物体的基本属性，是物体对外界作用的重要指标。

只有物体有质量，才能够产生运动，才能够受到力的作用。

2. 物体有速度：速度是物体运动状态的重要指标，是描述物体运动快慢和方向的量。

只有物体有速度，才能够产生动量，才能够在受力作用下发生变化。

3. 物体受到力的作用：力是物体运动状态变化的重要原因，是描述物体相互作用的物理量。

只有物体受到力的作用，才能够产生加速度，才能够发生动量变化。

二、动量定理的应用动量定理是物理学的基础定律之一，它在实际应用中具有广泛的作用，主要包括以下几个方面：1. 描述物体运动状态变化：动量定理可以描述物体在受到力的作用下运动状态发生的变化，从而可以预测物体运动的轨迹和速度。

2. 计算物体的动量：动量定理可以通过计算物体的质量和速度，得出物体的动量大小和方向，从而可以评估物体对外界的作用效果。

3. 研究碰撞过程：动量定理在研究物体碰撞过程中具有重要的应用，可以描述碰撞前后物体的速度和动量变化，从而可以分析碰撞效果和能量转化。

4. 分析流体运动：动量定理在流体力学中具有重要的应用，可以描述流体在受到外部力的作用下的运动状态变化，从而可以研究流体的流动规律和流速分布。

5. 研究天体运动：动量定理在天文学中也有重要的应用，可以描述天体在引力作用下的运动状态变化，从而可以预测天体的轨道和位置。

动量定理作为物理学的基础定律之一，在物理学、工程学、天文学、流体力学等领域都有着广泛的应用。

只有深入理解动量定理的条件和应用，才能够更好地应用它来研究和解决实际问题。

物理中，力的本质是什么?在物理学中，"力"是一个核心概念，它描述了物体的运动状态如何被改变。

具体来说，力可以改变物体的速度，使其加速或减速，改变其方向，甚至改变其形状。

然而，这其实只是关于力的描述，并没有触及其本质。

让我们更深入地探讨一下。

首先要清晰的是，力并不是一个"东西"，它是物体运动状态改变的原因，受力的物体将会遵从牛顿的运动定律进行运动。

按照牛顿第二定律，力可以通过以下公式表示：F=m*a，其中F是力，m是物体的质量，a是物体的加速度。

这个公式表明，在一个物体上施加力，将会导致其速度的改变，即加速度。

所以，从这个角度看，力的本质是物体运动状态改变的原因。

然而，这个描述还不够完整，因为它并未解释为何一个物体会对另一个物体施加力。

为了更深入地理解力的本质，我们需要从四种基本力的角度进行考虑：重力，电磁力，强力和弱力。

这四种力贯穿在自然界的所有交互中，它们的行为遵循量子力学和相对论等现代物理理论。

1) 重力: 如前面所述，重力是物体之间的引力，根据广义相对论，其本质是物体通过其质量对周围时空制造的弯曲。

2) 电磁力: 电磁力源于电荷。

电荷有正负之分，相同电荷排斥，不同电荷吸引。

电磁力的本质可以归结为对电磁场的响应——产生电磁场的粒子与电磁场相互作用，通过光子（电磁力的传递者）的交换来传递力。

3) 强力: 强力是粒子物理中的一种基本力，它主要作用于夸克和胶子这些基本粒子，确保它们能够紧密绑定在一起，形成更大的复合粒子，例如质子和中子。

强力的本质是由夸克和胶子的颜色荷通过胶子的交换产生的。

4) 弱力: 弱力也是粒子物理中的一种基本力，它与某些种类的放射性衰变有关，例如β衰变。

弱力的本质来自于基本粒子属性（弱同位旋）的交互，并由 W 和 Z 介子进行介导转移。

力的本质是物体之间互相交互的表现。

更具体地，它是由于物体的内在属性（如质量，电荷，颜色荷或弱同位旋）对其所处场（时空，电磁场，强相互作用场或弱相互作用场）的响应，并通过相应的力的载体（如引力子，光子，胶子或 W/Z 介子）传递。