第一章..定義:力是物體之間的互相作用。
理解要點:
(1)力具有物質性:力不能離開物體而存在。
說明:①對某一物體而言,可能有一個或多個施力物體。
②并非先有施力物體,后有受力物體
(2)力具有互相性:一個力總是關聯著兩個物體,施力物體同時也是受力物體,受力物體同時也是施力物體。
說明:①相互作用的物體可以直接接觸,也可以不接觸。
②力的大小用測力計檢測。
(3)力具有矢量性:力除了有大小,也有方向。
(4)力的作用療效:使物體的形狀發生改變;使物體的運動狀態發生變化。
(5)力的種類:
①根據力的性質命名:如重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等。
②根據療效命名:如壓力、拉力、動力、阻力、向心力、回復力等。
說明:按照療效命名的,不同名稱的力,性質可以相同;同一名稱的力,性質可以不同。
重力
定義:因為遭到月球的吸引而使物體遭到的力叫重力。
說明:①地球附近的物體都遭到重力作用。
②重力是由月球的吸引而形成的,但不能說重力就是月球的吸引力。
③重力的施力物體是月球。
④在兩極時重力等于物體所受的萬有引力,在其它位置時不相等。
(1)重力的大小:G=mg
說明:①在月球表面上不同的地方同一物體的重力大小不同的,經度越高,同一物體的重力越大,因此同一物體在兩極比在赤道重力大。
②一個物體的重力不受運動狀態的影響,與是否還受其它力也無關系。
③在處理數學問題時,通常覺得在月球附近的任何地方重力的大小不變。
(2)重力的方向:豎直向上(即垂直于水平面)
說明:①在兩極與在赤道上的物體,所受重力的方向指向地心。
②重力的方向不受其它斥力的影響,與運動狀態也沒有關系。
(3)重心:物體所受重力的作用點。
重心的確定:①質量分布均勻。物體的重心只與物體的形狀有關。形狀規則的均勻物體,它的重心就在幾何中心上。
②質量分布不均勻的物體的重心與物體的形狀、質量分布有關。
③薄板形物體的重心,可用懸掛法確定。
說明:①物體的重心可在物體上,也可在物體外。
②重心的位置與物體所處的位置及放置狀態和運動狀態無關。
③引入重心概念后,研究具體物體時,就可以把整個物體各部份的重力用作用于重心的一個力來表示,于是原先的物體就可以用一個有質量的點來取代。
彈力
(1)形變:物體的形狀或容積的改變,稱作形變。
說明:①任何物體都能發生形變,不過有的形變比較顯著,有的形變及其微小。
②彈性形變:撤掉外力后能恢復原狀的形變,稱作彈性形變,簡稱形變。
(2)彈力:發生形變的物體因為要恢復原狀對跟它接觸的物感受形成力的作用,這些力叫彈力。
說明:①彈力形成的條件:接觸;彈性形變。
②彈力是一種接觸力,必存在于接觸的物體間,作用點為接觸點。
③彈力必須形成在同時形變的兩物體間。
④彈力與彈性形變同時形成同時消失。
(3)彈力的方向:與作用在物體上使物體發生形變的外力方向相反。
幾種典型的形成彈力的理想模型:
①輕繩的拉力(張力)方向沿繩收縮的方向。注意桿的不同。
②點與平面接觸,彈力方向垂直于平面;點與曲面接觸,彈力方向垂直于曲面接觸點所在切面。
③平面與平面接觸,彈力方向垂直于平面,且指向受力物體;球面與球面接觸,彈力方向沿兩球球心連線方向,且指向受力物體。
(4)大小:彈簧在彈性限度內遵守胡克定律F=kx,k是勁度系數,表示彈簧本身的一種屬性,k僅與彈簧的材料、粗細、長度有關,而與運動狀態、所處位置無關。其他物體的彈力應按照運動情況,借助平衡條件或運動學規律估算。
磨擦力
(1)滑動磨擦力:一個物體在另一個物體表面上相當于另一個物體滑動的時侯,要遭到另一個物體制約它相對滑動的力,這些力稱作滑動磨擦力。
說明:①摩擦力的形成是因為物體表面不光滑引起的。
②摩擦力具有互相性。
ⅰ滑動磨擦力的形成條件:A.兩個物體互相接觸;B.兩物體發生形變;C.兩物體發生了相對滑動;D.接觸面不光滑。
ⅱ滑動磨擦力的方向:總跟接觸面相切,并跟物體的相對運動方向相反。
說明:①“與相對運動方向相反”不能等同于“與運動方向相反”
②滑動磨擦力可能起動力作用,也可能起阻力作用。
ⅲ滑動磨擦力的大小:F=μFN
說明:①FN兩物體表面間的壓力,性質上屬于彈力,不是重力。應具體剖析。
②μ與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關,無單位。
③滑動磨擦力大小,與相對運動的速率大小無關。
ⅳ療效:總是制約物體間的相對運動,但并不總是制約物體的運動。
ⅴ滾動磨擦:一個物體在另一個物體上滾動時形成的磨擦,滾動磨擦比滑動磨擦要小得多。
(2)靜磨擦力:兩相對靜止的相接觸的物體間,因為存在相對運動的趨勢而形成的磨擦力。
說明:靜磨擦力的作用具有互相性。
ⅰ靜磨擦力的形成條件:A.兩物體相接觸;B.相接觸面不光滑;C.兩物體有形變;D.兩物體有相對運動趨勢。
ⅱ靜磨擦力的方向:總跟接觸面相切,并總跟物體的相對運動趨勢相反。
說明:①運動的物體可以遭到靜磨擦力的作用。
②靜磨擦力的方向可以與運動方向相同摩擦力知識點結構圖,可以相反,還可以成任一傾角θ。
③靜磨擦力可以是阻力也可以是動力。
ⅲ靜磨擦力的大小:兩物體間的靜磨擦力的取值范圍0<F≤Fm,其中Fm為兩個物體間的最大靜磨擦力。靜磨擦力的大小應按照實際運動情況,借助平衡條件或牛頓運動定理進行估算。
說明:①靜磨擦力是被動力,其作用是與使物體形成運動趨勢的力相平衡,在取值范圍內是按照物體的“需要”取值,所以與正壓力無關。
②最大靜磨擦力大小決定于正壓力與最大靜磨擦質數(選學)Fm=μsFN。
ⅳ療效:總是制約物體間的相對運動的趨勢。
對物體進行受力剖析是解決熱學問題的基礎,是研究熱學的重要方式,受力剖析的程序是:
1.按照題意選定適當的研究對象,選定研究對象的原則是要使對物體的研究處理盡量簡便,研究對象可以是單個物體,也可以是幾個物體組成的系統。
2.把研究對象從周圍的環境中隔離下來,根據先場力,再接觸力的次序對物體進行受力剖析,并畫出物體的受力示意圖,這些技巧常稱為隔離法。
3.對物體受力剖析時,應注意一下幾點:
(1)不要把研究對象所受的力與它對其它物體的斥力相混淆。
(2)對于作用在物體上的每一個力都必須明晰它的來源,不能無中生有。
(3)剖析的是物體受什么“性質力”,不要把“效果力”與“性質力”重復剖析。
力的合成
求幾個共點力的合力,稱作力的合成。
(1)力是矢量,其合成與分解都遵守平行四邊形定則。
(2)一條直線上兩力合成,在規定正方向后,可借助代數運算。
(3)互成角度共點力互成的剖析
①兩個力合力的取值范圍是|F1-F2|≤F≤F1+F2
②共點的三個力,倘若任意兩個力的合力最小值大于或等于第三個力,這么這三個共點力的合力可能等于零。
③同時作用在同一物體上的共點力能夠合成(同時性和同體性)。
④合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一個分力。
力的分解
求一個已知力的分力稱作力的分解。
(1)力的分解是力的合成的逆運算,同樣遵守平行四邊形定則。
(2)已知兩分力求合力有惟一解,而求一個力的兩個分力,如不限制條件有無字段解。
要得到惟一確定的解應附加一些條件:
①已知合力和兩分力的方向,可求得兩分力的大小。
②已知合力和一個分力的大小、方向,可求得另一分力的大小和方向。
③已知合力、一個分力F1的大小與另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小:
若F1=Fsinθ或F1≥F有一組解
若F>F1>Fsinθ有兩組解
若F<Fsinθ無解
(3)在實際問題中,通常按照力的作用療效或處理問題的便捷須要進行分解。
(4)力分解的解題思路
力分解問題的關鍵是按照力的作用療效畫出力的平行四邊形,接著就轉化為一個按照已知邊角關系求解的幾何問題。因而其解題思路可表示為:
必須注意:把一個力分解成兩個力,僅是一種等效代替關系,不能覺得在這兩個分力方向上有兩個施力物體。
矢量與標量
既要由大小,又要由方向來確定的化學量叫矢量;
只有大小沒有方向的數學量叫標量
矢量由平行四邊形定則運算;標量用代數方式運算。
一條直線上的矢量在規定了正方向后,可用正負號表示其方向。
思維升華——規律?方式?思路
一、物體受力剖析的基本思路和技巧
物體的受力情況不同,物體可處于不同的運動狀態,要研究物體的運動,必須剖析物體的受力情況,正確剖析物體的受力情況,是研究熱學問題的關鍵,是必須把握的基本功。
剖析物體的受力情況,主要是依據力的概念,從物體的運動狀態及其與周圍物體的接觸情況來考慮。具體的方式是:
1.確定研究對象,找出所有施力物體
確定所研究的物體,找出周圍對它施力的物體,得出研究對象的受力情況。
(1)假如所研究的物體為A,與A接觸的物體有B、C、D……就應當找出“B對A”、“C對A”、“D對A”、的斥力等,不能把“A對B”、“A對C”等的斥力也作為A的受力;
(2)不能把作用在其它物體上的力,錯誤的覺得可通過“力的傳遞”而作用在研究的對象上;
(3)物體遭到的每位力的作用,都要找到施力物體;
(4)剖析出物體的受力情況后,要檢測能夠使研究對象處于題目所給出的運動狀態(靜止或加速等),否則會發生多力或漏力現象。
2.按步驟剖析物體受力
為了避免出現多力或漏力現象,剖析物體受力情況一般按如下步驟進行:
(1)先剖析物體受重力。
(2)其研究對象與周圍物體有接觸,則剖析彈力或磨擦力,依次對每位接觸面(點)剖析,若有擠壓則有彈力,若還有相對運動或相對運動趨勢,則有磨擦力。
(3)其它外力,如是否有牽引力、電場力、磁場力等。
3.畫出物體力的示意圖
(1)在作物體受力示意圖時,物體所受的某個力和這個力的分力,不能重復的列為物體的受力,力的合成與分解過程是合力與分力的等效取代過程,合力和分力不能同時覺得是物體所受的力。
(2)作物體是力的示意圖時摩擦力知識點結構圖,要用字母代號標出物體所受的每一個力。
二、力的正交分解法
在處理力的合成和分解的復雜問題上的一種簡便的方式:正交分解法。
正交分解法:是把力順著兩個選取的相互垂直的方向分解,其目的是易于運用普通代數運算公式來解決矢量的運算。
力的正交分解法步驟如下:
(1)正確選取直角座標系。一般選共點力的作用點為座標原點,座標軸方向的選擇則應按照實際情況來確定,原則是使座標軸與盡可能多的力重合,即是使須要向兩座標軸分解的力盡可能少。
(2)分別將各個力投影到座標軸上。分別求x軸和y軸上各力的投影合力Fx和Fy,其中:
Fx=F1x+F2x+F3x+……;Fy=F1y+F2y+F3y+……
注意:假如F合=0,可推出Fx=0,Fy=0,這是處理多個作用下物體平衡物體的好辦法,之后會經常用到。第2章的...中學數學‘加速度’,通常都是指‘勻加速度’,即,加速度是一個常量
1、加速度a與速率V的關系符合下式:V==at,t為時間變量,
我們有
a==V/t
表明,加速度a,就是速率V在單位時間內的平均變化率。
2、V==at是一個直線多項式,它相當于物理上的y=kx(V相當于y,t相當于x,a相當于k)
物理知識強調,k是特定直線y=kx的斜率,
直線斜率有如下性質:
(1)不同直線(彼此不平行)的斜率,數值不等
(2)同仍然線上斜率的數值,處處相等(與y和x的數值無關)
(3)直線斜率的數值,可以通過y和x的數值來求算:
k==y/x
(4)盡管k==y/x,然而,y==0,x==0,k不為零。
仿此,
(1)不同運動的加速度,數值不等
(2)同一運動的加速度數值,處處相等(與V和t的數值無關)
(3)運動的加速度數值,可以通過V和t的數值來求算:
==V/t
(4)盡管a==V/t,然而V==0(由靜止開始云動),t==0,但a不為零。
.變加速運動中的物體加速度在減少而速率卻在減小,以及加速度不為零的物體速率大小卻可能不變.(這兩句如何理解啊??舉幾個反例?
變加速運動中加速度降低速率其實是減小了,只有加速度的方向與速率方向一致這么速率就是降低的,與加速度大小沒有關系,比如從一個半方形軌道上滑下的一個鐵塊,它沿水平方向的加速度是降低的,但速率是降低的。
加速度在與速率方向在同一條直線上時才改變速率的大小,
有加速度這么速率就得改變,假如想讓速率大小不變,這么就得讓它的方向改變,如勻速圓周運動,加速度的大小不變且不為0,速率方向不斷改變但大小不變。
制動方面應用題:車輛以15米每秒的速率行駛,司機發覺前方有危險,在0.8s以后才會做出反應,馬上剎車,這個時間稱為反應時間.若車輛制動時能形成最大加速度為5米每二次方秒,從車輛司機發覺前方有危險馬上剎車制動到車輛完全停出來,車輛所通過的距離叫制動距離.問該車輛的制動距離為多少?(最好附些過程,感謝)
15米/秒加速度是5米/二次方秒這么停止須要3秒鐘
3秒通過的路程是s=15*3-1/2*5*3^2=22.5
反應時間是0.8秒s=0.8*15=12
總的距離就是22.5+12=34.5
原來“直線運動”是置于“力”之后的,在力這一章先講矢量及其算法,之后是借助矢量運算法則學習力的估算。現今倒過來了。建議你還是先學一下這這章內容。
要理解“加速度”,首先要理解“位移”和“速度”概念,位移就是物體運動前后位置的變化,即由開始位置指向結束位置的矢量。
速率就是物體位移(物體位置的變化量)與物體運動所用時間的比值,假如物體不是勻速運動(叫變速運動),速率就又有瞬時速率和平均速率之分,平均速率就是作變速運動的物體在某段時間內(或某段位移上),位移與時間的比值;瞬時速率就是物體在某一點或某一時刻的速率。
加速度就是物體速率的變化量與物體速率變化所用時間的比值,假如物體不是勻加速運動(叫變加速運動),加速度就又有瞬時加速度和平均加速度之分,平均加速度就是作變速運動的物體在某段時間內(或某段位移上),速率變化量與時間的比值;瞬時加速度就是物體在某一點或某一時刻的加速度。
對比前面速率與加速度的概念,你還會容易理解一點的。