必修一力的相互作用知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、第三章 力的相互作用第1講 力 重力和彈力 摩擦力一、力：是物體對(duì)物體的作用（1） 施力物體與受力物體是同時(shí)存在、同時(shí)消失的；力是相互的（2） 力是矢量（什么叫矢量滿足平行四邊形定則）（3） 力的大小、方向、作用點(diǎn)稱為力的三要素（4） 力的圖示和示意圖（5） 力的分類：根據(jù)產(chǎn)生力的原因即根據(jù)力的性質(zhì)命名有重力、彈力、分子力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等；根據(jù)力的作用效果命名即效果力如拉力、壓力、向心力、回復(fù)力等。(提問(wèn)：效果相同，性質(zhì)一定相同嗎？性質(zhì)相同效果一定相同嗎？大小方向相同的兩個(gè)力效果一定相同嗎？)（6） 力的效果：1、加速度或改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 2、形變（7） 力的拓展：1、改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 2、產(chǎn)

2、生加速度 3、牛頓第二定律 4、牛頓第三定律二、常見的三種力1重力（1） 產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力，是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力（2） 方向：豎直向下或垂直于水平面向下（3） 大?。篏=mg，可用彈簧秤測(cè)量?jī)蓸O 引力 = 重力 （向心力為零）赤道 引力 = 重力 + 向心力 （方向相同）由兩極到赤道重力加速度減小，由地面到高空重力加速度減小（4） 作用點(diǎn)：重力作用點(diǎn)是重心，是物體各部分所受重力的合力的作用點(diǎn)。 重心的測(cè)量方法：均勻規(guī)則幾何體的重心在其幾何中心，薄片物體重心用懸掛法；重心不一定在物體上。2、彈力（1）產(chǎn)生：發(fā)生彈性形變的物體恢復(fù)原狀，對(duì)跟它接觸并使之發(fā)生形變的另一物體產(chǎn)生的力

3、的作用。（2）產(chǎn)生條件：兩物體接觸；有彈性形變。（3）方向：彈力的方向與物體形變的方向相反，具體情況有：輕繩的彈力方向是沿著繩收縮的方向；支持力或壓力的方向垂直于接觸面，指向被支撐或被壓的物體；彈簧彈力方向與彈簧形變方向相反。（4）大小：彈簧彈力大小F=kx（其它彈力由平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解）1、 K是勁度系數(shù)，由彈簧本身的性質(zhì)決定2、 X是相對(duì)于原長(zhǎng)的形變量3、 力與形變量成正比（5） 作用點(diǎn)：接觸面或重心3、摩擦力（1）產(chǎn)生：相互接觸的粗糙的物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）時(shí)，在接觸面產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)（相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）的力；（2）產(chǎn)生條件：接觸面粗糙；有正壓力；有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)

4、趨勢(shì)）；（3）摩擦力種類：靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。靜摩擦力（1）產(chǎn)生：兩個(gè)相互接觸的物體，有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。（2）作用效果：總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。（3）方向：與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向一定相反（*與物體的運(yùn)動(dòng)方向可能相反、可能相同、還可能成其它任意夾角）V = 2V = 3（4）方向的判定：由靜摩擦力方向跟接觸面相切，跟相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反來(lái)判定；由物體的平衡條件來(lái)確定靜摩擦力的方向；由動(dòng)力學(xué)規(guī)律來(lái)確定靜摩擦力的方向。 (5) 作用點(diǎn) 滑動(dòng)摩擦力（1）產(chǎn)生：兩個(gè)物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。（2）作用效果：總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（3）方向：與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向一定相反（*與物

5、體的運(yùn)動(dòng)方向可能相同；可能相反；也可能成其它任意夾角）（4）大小：f=N（是動(dòng)摩擦因數(shù)，只與接觸面的材料有關(guān)，與接觸面積無(wú)關(guān)）Vf = mgf = (mg +ma)af = mg cos(5) 作用點(diǎn)第2講 力的合成和分解一、 標(biāo)量和矢量矢量：滿足平行四邊行定則（力、位移、速度、加速度、動(dòng)量、沖量、電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度） 標(biāo)量：不滿足平行四邊行定則（路程、時(shí)間、質(zhì)量、體積、密度、功和功率、電勢(shì)、能量、磁通量、振幅）1矢量和標(biāo)量的根本區(qū)別在于它們遵從不同的運(yùn)算法則：標(biāo)量用代數(shù)法；矢量用平行四邊形定則或三角形定則。矢量的合成與分解都遵從平行四邊形定則（可簡(jiǎn)化成三角形定則）。平行四邊形定則實(shí)質(zhì)上是一

6、種等效替換的方法。一個(gè)矢量（合矢量）的作用效果和另外幾個(gè)矢量（分矢量）共同作用的效果相同，就可以用這一個(gè)矢量代替那幾個(gè)矢量，也可以用那幾個(gè)矢量代替這一個(gè)矢量，而不改變?cè)瓉?lái)的作用效果。2同一直線上矢量的合成可轉(zhuǎn)為代數(shù)法，即規(guī)定某一方向?yàn)檎较?。與正方向相同的物理量用正號(hào)代入相反的用負(fù)號(hào)代入，然后求代數(shù)和，最后結(jié)果的正、負(fù)體現(xiàn)了方向，但有些物理量雖也有正負(fù)之分，運(yùn)算法則也一樣但不能認(rèn)為是矢量，最后結(jié)果的正負(fù)也不表示方向如：功、重力勢(shì)能、電勢(shì)能、電勢(shì)等。二、力的合成與分解力的合成與分解體現(xiàn)了用等效的方法研究物理問(wèn)題。合成與分解是為了研究問(wèn)題的方便而引人的一種方法用合力來(lái)代替幾個(gè)力時(shí)必須把合力與各分力

7、脫鉤，即考慮合力則不能考慮分力，同理在力的分解時(shí)只考慮分力而不能同時(shí)考慮合力。1力的合成（1）力的合成的本質(zhì)就在于保證作用效果相同的前提下，用一個(gè)力的作用代替幾個(gè)力的作用，這個(gè)力就是那幾個(gè)力的“等效力”（合力）。力的平行四邊形定則是運(yùn)用“等效”觀點(diǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的共點(diǎn)力的合成法則，它給出了尋求這種“等效代換”所遵循的規(guī)律。F1F2FOF1F2FO（2）平行四邊形定則可簡(jiǎn)化成三角形定則。由三角形定則還可以得到一個(gè)有用的推論：如果n個(gè)力首尾相接組成一個(gè)封閉多邊形，則這n個(gè)力的合力為零。（3）共點(diǎn)的兩個(gè)力合力的大小范圍是 |F1F2| F合 F1F2（4） 共點(diǎn)的三個(gè)力合力的最大值為三個(gè)力的大小

8、之和，最小值可能為零。2力的分解（1）力的分解遵循平行四邊形法則，力的分解相當(dāng)于已知對(duì)角線求鄰邊。（2）兩個(gè)力的合力惟一確定，一個(gè)力的兩個(gè)分力在無(wú)附加條件時(shí)，從理論上講可分解為無(wú)數(shù)組分力，但在具體問(wèn)題中，應(yīng)根據(jù)力實(shí)際產(chǎn)生的效果來(lái)分解。（3）幾種有條件的力的分解已知兩個(gè)分力的方向，求兩個(gè)分力的大小時(shí)，有唯一解。已知一個(gè)分力的大小和方向，求另一個(gè)分力的大小和方向時(shí)，有唯一解。已知兩個(gè)分力的大小，求兩個(gè)分力的方向時(shí)，其分解不惟一。已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向，求這個(gè)分力的方向和另一個(gè)分力的大小時(shí)，其分解方法可能惟一，也可能不惟一。（4）用力的矢量三角形定則分析力最小值的規(guī)律：當(dāng)已知合力F的大

9、小、方向及一個(gè)分力F1的方向時(shí)，另一個(gè)分力F2取最小值的條件是兩分力垂直。如圖所示，F(xiàn)2的最小值為：F2min=F sin當(dāng)已知合力F的方向及一個(gè)分力F1的大小、方向時(shí)，另一個(gè)分力F2取最小值的條件是：所求分力F2與合力F垂直，如圖所示，F(xiàn)2的最小值為：F2min=F1sin當(dāng)已知合力F的大小及一個(gè)分力F1的大小時(shí)，另一個(gè)分力F2取最小值的條件是：已知大小的分力F1與合力F同方向，F(xiàn)2的最小值為FF1（5）正交分解法：把一個(gè)力分解成兩個(gè)互相垂直的分力，這種分解方法稱為正交分解法。用正交分解法求合力的步驟：首先建立平面直角坐標(biāo)系，并確定正方向把各個(gè)力向x軸、y軸上投影，但應(yīng)注意的是：與確定的正方

10、向相同的力為正，與確定的正方向相反的為負(fù)，這樣，就用正、負(fù)號(hào)表示了被正交分解的力的分力的方向求在x軸上的各分力的代數(shù)和Fx合和在y軸上的各分力的代數(shù)和Fy合求合力的大小 合力的方向：tan=（為合力F與x軸的夾角）第3講 共點(diǎn)力作用下物體的平衡一、物體的受力分析1明確研究對(duì)象在進(jìn)行受力分析時(shí)，研究對(duì)象可以是某一個(gè)物體，也可以是保持相對(duì)靜止的若干個(gè)物體。在解決比較復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，靈活地選取研究對(duì)象可以使問(wèn)題簡(jiǎn)潔地得到解決。研究對(duì)象確定以后，只分析研究對(duì)象以外的物體施予研究對(duì)象的力（即研究對(duì)象所受的外力），而不分析研究對(duì)象施予外界的力。2按順序找力先場(chǎng)力（重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力），后接觸力；接觸力中必

11、須先彈力，后摩擦力（只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力）。3只畫性質(zhì)力，不畫效果力畫受力圖時(shí)，只能按力的性質(zhì)分類畫力，不能按作用效果（拉力、壓力、向心力等）畫力，否則將出現(xiàn)重復(fù)。4需要合成或分解時(shí)，必須畫出相應(yīng)的平行四邊形（或三角形）二、物體的平衡物體的平衡有兩種情況：一是質(zhì)點(diǎn)靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體的加速度為零；二是物體不轉(zhuǎn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（此時(shí)的物體不能看作質(zhì)點(diǎn)）。理解：對(duì)于共點(diǎn)力作用下物體的平衡，不要認(rèn)為只有靜止才是平衡狀態(tài)，勻速直線運(yùn)動(dòng)也是物體的平衡狀態(tài)因此，靜止的物體一定平衡，但平衡的物體不一定靜止還需注意，不要把速度為零和靜止?fàn)顟B(tài)相混淆，靜止?fàn)顟B(tài)是物體在一段時(shí)間內(nèi)保持速度為零不變

12、，其加速度為零，而物體速度為零可能是物體靜止，也可能是物體做變速運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)狀態(tài)，加速度不為零。由此可見，靜止的物體速度一定為零，但速度為零的物體不一定靜止因此，靜止的物體一定處于平衡狀態(tài)，但速度為零的物體不一定處于靜止?fàn)顟B(tài)?？傊颤c(diǎn)力作用下的物體只要物體的加速度為零，它一定處于平衡狀態(tài)，只要物體的加速度不為零，它一定處于非平衡狀態(tài) 三、共點(diǎn)力作用下物體的平衡1共點(diǎn)力幾個(gè)力作用于物體的同一點(diǎn)，或它們的作用線交于同一點(diǎn)（該點(diǎn)不一定在物體上），這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力。2共點(diǎn)力的平衡條件在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零，即F合0或Fx合0，F(xiàn)y合03判定定理物體在三個(gè)互不平行的力的作用下處于平衡，

13、則這三個(gè)力必為共點(diǎn)力。（表示這三個(gè)力的矢量首尾相接，恰能組成一個(gè)封閉三角形）4N 2N）四、綜合應(yīng)用舉例1靜平衡問(wèn)題的分析方法【例3如圖甲所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為=60°。兩小球的質(zhì)量比為AF1F2GGF2F1A B C D2動(dòng)態(tài)平衡類問(wèn)題的分析方法【例4 重G的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間。若擋板逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在該過(guò)程中，斜面和擋板對(duì)小球的彈力的大小F1、F2各如何變化？（F1逐漸變

14、小，F(xiàn)2先變小后變大。當(dāng)F2F1，即擋板與斜面垂直時(shí)，F(xiàn)2最?。纠?如圖7所示整個(gè)裝置靜止時(shí)，繩與豎直方向的夾角為30º。AB連線與OB垂直。若使帶電小球A的電量加倍，帶電小球B重新穩(wěn)定時(shí)繩的拉力多大？【解析】AOB與FBT圍成的三角形相似，則有：AO/G=OB/T。說(shuō)明系統(tǒng)處于不同的平衡狀態(tài)時(shí)，拉力T大小不變。由球A電量未加倍時(shí)這一特殊狀態(tài)可以得到：T=Gcos30º。球A電量加倍平衡后，繩的拉力仍是Gcos30º。3平衡中的臨界、極值問(wèn)題當(dāng)某種物理現(xiàn)象（或物理狀態(tài)）變?yōu)榱硪环N物理現(xiàn)象（或另一物理狀態(tài)）時(shí)的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫臨界狀態(tài)?？衫斫獬伞扒『贸霈F(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)

15、”。極限分析法：通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x取某個(gè)物理量推向極端（“極大”、“極小”、“極左”、“極右”）從而把比較隱蔽的臨界現(xiàn)象（“各種可能性”）暴露出來(lái)，便于解答。例題分析：例2、拉力F作用重量為G的物體上，使物體沿水平面勻速前進(jìn)，如圖8-2所示，若物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則拉最小時(shí)，力和地面的夾角為多大？最小拉力為多少？(=arcCOS1/（1+2）1/2時(shí)，F(xiàn)min=G/（1+2）1/2)例6如圖8-3所示，半徑為R，重為G的均勻球靠豎直墻放置，左下有厚為h的木塊，若不計(jì)摩擦，用至少多大的水平推力F推木塊才能使球離開地面？(F=Gh（2R-h）1/2/（R-h）【例7跨過(guò)定滑輪的輕繩兩端，分別系著物

16、體A和物體B，物體A放在傾角為的斜面上（如圖l43（甲）所示），已知物體A的質(zhì)量為m ，物體A與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為(<tan)，滑輪的摩擦不計(jì)，要使物體A靜止在斜面上，求物體B的質(zhì)量的取值范圍。（物體B的質(zhì)量的取值范圍是：m(sin-cos)mBm(sincos)）4整體法與隔離法的應(yīng)用對(duì)于連結(jié)體問(wèn)題，如果能夠運(yùn)用整體法，我們優(yōu)先采用整體法，這樣涉及的研究對(duì)象少，未知量少，方程少；不計(jì)物體間相互作用的內(nèi)力，或物體系內(nèi)的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同，一般首先考慮整體法，對(duì)于大多數(shù)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，單純采用整體法并不一定能解決，通常采用整體法和隔離法相結(jié)合的方法。隔離法：物體之間總是相互作用的，為了使研究的

17、問(wèn)題得到簡(jiǎn)化，常將研究對(duì)象從相互作用的物體中隔離出來(lái)，而其它物體對(duì)研究對(duì)象的影響一律以力來(lái)表示的研究方法叫隔離法。整體法：在研究連接體一類的問(wèn)題時(shí)，常把幾個(gè)相互作用的物體作為一個(gè)整體看成一個(gè)研究對(duì)象的方法叫整體法。mgFNOABPQ【例9 有一個(gè)直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙， OB豎直向下，表面光滑。AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡（如圖所示）?，F(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動(dòng)后的平衡狀態(tài)和原來(lái)的平衡狀態(tài)比較，AO桿對(duì)P環(huán)的支持力FN和摩擦力f的變化情況是BAFN不變，f變大 BFN不變，f變小 CFN變大，f變大 DFN變大，f變小5“穩(wěn)態(tài)速度”類問(wèn)題中的平衡【例12物體從高空下落時(shí)，空氣阻力隨速度的增大而增大，因此經(jīng)過(guò)一段距離后將勻速下落，這個(gè)速度稱為此物體下落的穩(wěn)態(tài)速度。已知球形物體速度不大時(shí)所受的空氣阻力正比于速度v，且正比于球半徑r，即阻力f=krv，k是比例系數(shù)。對(duì)于常溫下的空氣，比例系數(shù)k=3.4×10-4Ns/m2。已知水的密度kg/m3，重力加速度為m/s2。求半徑r=0.10mm的球形雨滴在無(wú)風(fēng)情況