必修一力的相互作用知識點總結

1、第三章 力的相互作用第1講 力 重力和彈力 摩擦力一、力：是物體對物體的作用（1） 施力物體與受力物體是同時存在、同時消失的；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)力的性質命名有重力、彈力、分子力、電場力、磁場力等；根據(jù)力的作用效果命名即效果力如拉力、壓力、向心力、回復力等。(提問：效果相同，性質一定相同嗎？性質相同效果一定相同嗎？大小方向相同的兩個力效果一定相同嗎？)（6） 力的效果：1、加速度或改變運動狀態(tài) 2、形變（7） 力的拓展：1、改變運動狀態(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，是萬有引力的一個分力（2） 方向：豎直向下或垂直于水平面向下（3） 大?。篏=mg，可用彈簧秤測量兩極 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：重力作用點是重心，是物體各部分所受重力的合力的作用點。 重心的測量方法：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原狀，對跟它接觸并使之發(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?。簭椈蓮椓Υ笮=kx（其它彈力由平衡條件或動力學規(guī)律求解）1、 K是勁度系數(shù)，由彈簧本身的性質決定2、 X是相對于原長的形變量3、 力與形變量成正比（5） 作用點：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運動（或相對運動趨勢）時，在接觸面產(chǎn)生的阻礙相對運動（相對運動趨勢）的力；（2）產(chǎn)生條件：接觸面粗糙；有正壓力；有相對運動（或相對運動

4、趨勢）；（3）摩擦力種類：靜摩擦力和滑動摩擦力。靜摩擦力（1）產(chǎn)生：兩個相互接觸的物體，有相對滑動趨勢時產(chǎn)生的摩擦力。（2）作用效果：總是阻礙物體間的相對運動趨勢。（3）方向：與相對運動趨勢的方向一定相反（*與物體的運動方向可能相反、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，跟相對運動趨勢方向相反來判定；由物體的平衡條件來確定靜摩擦力的方向；由動力學規(guī)律來確定靜摩擦力的方向。 (5) 作用點 滑動摩擦力（1）產(chǎn)生：兩個物體發(fā)生相對運動時產(chǎn)生的摩擦力。（2）作用效果：總是阻礙物體間的相對運動。（3）方向：與物體的相對運動方向一定相反（*與物

5、體的運動方向可能相同；可能相反；也可能成其它任意夾角）（4）大小：f=N（是動摩擦因數(shù)，只與接觸面的材料有關，與接觸面積無關）Vf = mgf = (mg +ma)af = mg cos(5) 作用點第2講 力的合成和分解一、 標量和矢量矢量：滿足平行四邊行定則（力、位移、速度、加速度、動量、沖量、電場強度、磁感應強度） 標量：不滿足平行四邊行定則（路程、時間、質量、體積、密度、功和功率、電勢、能量、磁通量、振幅）1矢量和標量的根本區(qū)別在于它們遵從不同的運算法則：標量用代數(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（可簡化成三角形定則）。平行四邊形定則實質上是一

6、種等效替換的方法。一個矢量（合矢量）的作用效果和另外幾個矢量（分矢量）共同作用的效果相同，就可以用這一個矢量代替那幾個矢量，也可以用那幾個矢量代替這一個矢量，而不改變原來的作用效果。2同一直線上矢量的合成可轉為代數(shù)法，即規(guī)定某一方向為正方向。與正方向相同的物理量用正號代入相反的用負號代入，然后求代數(shù)和，最后結果的正、負體現(xiàn)了方向，但有些物理量雖也有正負之分，運算法則也一樣但不能認為是矢量，最后結果的正負也不表示方向如：功、重力勢能、電勢能、電勢等。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題。合成與分解是為了研究問題的方便而引人的一種方法用合力來代替幾個力時必須把合力與各分力

7、脫鉤，即考慮合力則不能考慮分力，同理在力的分解時只考慮分力而不能同時考慮合力。1力的合成（1）力的合成的本質就在于保證作用效果相同的前提下，用一個力的作用代替幾個力的作用，這個力就是那幾個力的“等效力”（合力）。力的平行四邊形定則是運用“等效”觀點，通過實驗總結出來的共點力的合成法則，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化成三角形定則。由三角形定則還可以得到一個有用的推論：如果n個力首尾相接組成一個封閉多邊形，則這n個力的合力為零。（3）共點的兩個力合力的大小范圍是 |F1F2| F合 F1F2（4） 共點的三個力合力的最大值為三個力的大小

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，力的分解相當于已知對角線求鄰邊。（2）兩個力的合力惟一確定，一個力的兩個分力在無附加條件時，從理論上講可分解為無數(shù)組分力，但在具體問題中，應根據(jù)力實際產(chǎn)生的效果來分解。（3）幾種有條件的力的分解已知兩個分力的方向，求兩個分力的大小時，有唯一解。已知一個分力的大小和方向，求另一個分力的大小和方向時，有唯一解。已知兩個分力的大小，求兩個分力的方向時，其分解不惟一。已知一個分力的大小和另一個分力的方向，求這個分力的方向和另一個分力的大小時，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：當已知合力F的大

9、小、方向及一個分力F1的方向時，另一個分力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當已知合力F的方向及一個分力F1的大小、方向時，另一個分力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當已知合力F的大小及一個分力F1的大小時，另一個分力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：把一個力分解成兩個互相垂直的分力，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系，并確定正方向把各個力向x軸、y軸上投影，但應注意的是：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，這樣，就用正、負號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 共點力作用下物體的平衡一、物體的受力分析1明確研究對象在進行受力分析時，研究對象可以是某一個物體，也可以是保持相對靜止的若干個物體。在解決比較復雜的問題時，靈活地選取研究對象可以使問題簡潔地得到解決。研究對象確定以后，只分析研究對象以外的物體施予研究對象的力（即研究對象所受的外力），而不分析研究對象施予外界的力。2按順序找力先場力（重力、電場力、磁場力），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只畫性質力，不畫效果力畫受力圖時，只能按力的性質分類畫力，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。4需要合成或分解時，必須畫出相應的平行四邊形（或三角形）二、物體的平衡物體的平衡有兩種情況：一是質點靜止或做勻速直線運動，物體的加速度為零；二是物體不轉動或勻速轉動（此時的物體不能看作質點）。理解：對于共點力作用下物體的平衡，不要認為只有靜止才是平衡狀態(tài)，勻速直線運動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狀態(tài)相混淆，靜止狀態(tài)是物體在一段時間內保持速度為零不變

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動中的一個狀態(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狀態(tài)。總之，共點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、共點力作用下物體的平衡1共點力幾個力作用于物體的同一點，或它們的作用線交于同一點（該點不一定在物體上），這幾個力叫共點力。2共點力的平衡條件在共點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互不平行的力的作用下處于平衡，

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

14、小，F(xiàn)2先變小后變大。當F2F1，即擋板與斜面垂直時，F(xiàn)2最?。纠?如圖7所示整個裝置靜止時，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。說明系統(tǒng)處于不同的平衡狀態(tài)時，拉力T大小不變。由球A電量未加倍時這一特殊狀態(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、極值問題當某種物理現(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)）時的轉折狀態(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：通過恰當?shù)剡x取某個物理量推向極端（“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，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，如圖8-2所示，若物體與地面的動摩擦因數(shù)為，則拉最小時，力和地面的夾角為多大？最小拉力為多少？(=arcCOS1/（1+2）1/2時，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的質量為m ，物體A與斜面的動摩擦因數(shù)為(<tan)，滑輪的摩擦不計，要使物體A靜止在斜面上，求物體B的質量的取值范圍。（物體B的質量的取值范圍是：m(sin-cos)mBm(sincos)）4整體法與隔離法的應用對于連結體問題，如果能夠運用整體法，我們優(yōu)先采用整體法，這樣涉及的研究對象少，未知量少，方程少；不計物體間相互作用的內力，或物體系內的物體的運動狀態(tài)相同，一般首先考慮整體法，對于大多數(shù)動力學問題，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、問題得到簡化，常將研究對象從相互作用的物體中隔離出來，而其它物體對研究對象的影響一律以力來表示的研究方法叫隔離法。整體法：在研究連接體一類的問題時，常把幾個相互作用的物體作為一個整體看成一個研究對象的方法叫整體法。mgFNOABPQ【例9 有一個直角支架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)質量均為m，兩環(huán)由一根質量可忽略、不可伸長的細繩相連，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)再次達到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對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”類問題中的平衡【例12物體從高空下落時，空氣阻力隨速度的增大而增大，因此經(jīng)過一段距離后將勻速下落，這個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的球形雨滴在無風情況