我們生活的世界中有各種各樣的物體,它們并不是孤立存在的,各種物體之間存在著各種各樣的相互作用。 由于這種相互作用的存在,物體的運動狀態和存在形式隨時都在變化。 這些相互作用在數學中被稱為:力。
熱學是數學的基礎部分,本章是熱學部分的基礎。 重點是學習幾種非常典型的力:重力、彈性和摩擦力。 困難在于力量的合成與分解。
考試要求
Ⅰ 了解所學知識的含義,能夠識別并直接應用到相關問題中。
Ⅱ 能夠理解所學知識的確切含義及其與其他知識的聯系,并將其運用到對實際問題的分析、綜合、推理、判別過程中。
要求Ⅰ:滑動摩擦、動摩擦誘發、靜摩擦、變形、彈性、胡克定律。
要求二:力的合成和力的分解。
知識建構
知識點總結
1. 重力的基本相互作用
1.力:物體之間的相互作用。
2、力的實質:力是物體對物體的作用。
3、力的互易性:受力的物體也是施力的物體。
4、物體之間的相互作用有兩種方式:①直接接觸; ②非直接接觸
5、力不僅有大小,而且有方向,而且力具有矢量性質。 用測力計(彈簧秤)檢測力的大小。 在國際單位制中,力的單位是N(新牛)。
6、力三要素:一般把力的大小、方向和作用點稱為力三要素。
力的三要素決定了力的功效。 如果其中一種元素發生變化,力的效果也會發生變化。
7、力的療效:①使受力物體變形; ②改變受力物體的運動狀態。
力的作用由力的大小、方向和作用點決定。 例如,用腳踢籃球時,用力不同,籃球飛行的距離不同; 力的方向不同,籃球飛行的方向不同;
8、力的示意圖:力可以用帶箭頭的線段來表示。
它的長度表示力的大小,方向(箭頭方向)表示力的方向,箭頭或箭頭尾部表示力的作用點,力的方向所沿的直線稱為力的作用線。 這些表達力的方式稱為力圖。 這是一種直觀、形象地表達表現力的技巧。
9. 力量的分類
(1)按力的性質和力的療效分類:
①物質力:重力、彈力、摩擦力、電磁力、分子力等。
②有效力:支撐力、壓力、拉力、動力、阻力、向心力等。
(2)按作用形式可分為:接觸力(如支撐力、壓力等)和場力(如重力等)。
(3)按研究對象可分為:內力和外力。
(4)按受力關系可分為:共點力、共面力、平行力、平衡力、作用力和斥力等。
10. 重力:物體由于月球的吸引力而受到的力。
重力也稱為重量,通常用符號G表示。
(1)萬有引力的物體是月球,其本質是月球對物體的吸引力,但不能說萬有引力就是月球對物體的吸引力。
(2) 月球表面附近的所有物體都受到重力的影響。 重力與運動狀態和接觸表面無關。
11、重力方向總是垂直向上,并且重力方向不一定指向地心。
12. 重力的大小由物體的質量及其地理位置決定。
(1)在同一地點,重力G與質量m成反比; 同一個物體在不同的地方可能會受到不同的重力,但這些差異很小,通常可以在地面常數附近不太大的范圍內感受到其重力的大小。
(2) 估算重力的公式為G=mg。 式中,m為物體的質量,單位為kg; g是與地理位置有關的量,反映月球對物體的排斥力的強弱。 一般來說,g=9.8N/kg,也就是說質量為1kg的物體的重力為9.8N。
(3)重力的大小可用彈簧秤測量。 它是基于二力平衡條件和力作用相互影響的原理:由吊繩懸掛的靜止物體或由靜止的水平支撐支撐的物體摩擦力知識點總結,垂直吊繩上的拉力或水平方向上的壓力支持,大小等于物體所受的重力。
13、重力的作用點:重心。
2. 彈性
1、變形:物體形狀和體積的變化稱為變形。
2、變形原因:受外力影響。 任何物體在外力作用下都會發生變形。 只是變形的程度不同而已。
3、變形分類(從變形是否能恢復原狀來看):
(1)彈性變形:只有在外力停止作用后才能恢復原來形狀的變形,如彈簧、鋼筋在正常情況下的變形稱為彈性變形。
(2)塑性變形:外力停止作用后,不能恢復原來形狀的變形,如保險絲、橡皮泥等的變形,稱為塑性變形。
4、彈性:變形的物體,因為要恢復原來的形狀,作用在與其接觸的物體上,形成力。 這些力稱為彈力。
5、彈力形成的條件:
(1)直接接觸的物體;
(2)發生變形。
相互接觸的物體之間是否存在彈力取決于是否存在形變。 有些物體變形明顯,如彈簧伸長或縮短,很容易判斷是否有彈性; 有些接觸物體沒有明顯的變形,可以用假設的方法來判斷是否有彈性。
即假設去掉一個接觸的物體,看看研究物體的運動狀態是否發生變化:如果沒有變化,則不會產生彈性效應;如果沒有變化,則不會產生彈性效應。 有變化就有彈力。
6、彈力的方向是從受力物體到受力物體,與受力物體的變形方向相反。
7、彈力的大小與變形的大小有關:變形越大,彈力越大,當變形消失時,彈力也突然消失。
8、胡克定律的意思是:F=kx; 式中,F為彈力大小; x是彈簧的伸長(或縮短)量; k是彈簧的剛度系數。
9、彈力的作用點在受力物體上兩個物體的接觸點處。
3、摩擦力
1、摩擦力:當一個物體在另一個物體上滑動時,或者當在另一個物體上有滑動的趨勢時,它們之間存在著相互制約。 在這些情況下,形成的力稱為摩擦力。
2、滑動摩擦
(1)形成:當一個物體在另一個物體的表面上相對于另一個物體滑動時,另一個物體阻礙其相對滑動的力稱為滑動摩擦力。
(2)成形條件:相互接觸、相互擠壓、相對運動、表面粗糙。
要非常小心:“相對運動”和“物體運動”不是同一個概念。 “相對運動”是指受力物體相對于施力物體(以施力物體為參考物體)的位置發生了變化; 而“物體的運動”一般是指物體相對于地面的位置的變化。
(3)方向:始終與接觸面相切,與運動方向相反。
3、靜摩擦力
(1)形成:當兩個物體滿足形成摩擦力的條件,并有相對運動趨勢時,物體之間形成的限制相對運動趨勢的力,稱為靜摩擦力。
(二)形成條件:
① 兩個物體直接接觸,相互擠壓,形成彈力;
②接觸面粗糙;
③ 兩個物體保持相對靜止,但有相對運動的趨勢。
(3)與滑動摩擦條件的區別為:
①大小:兩個物體之間的實際靜摩擦力F在零和最大靜摩擦力Fmax之間,0<F≤Fmax;
②方向:始終與接觸面相切,與相對運動趨勢相反。
(4)靜摩擦力的作用點:在受力物體上的兩個物體的接觸面上。
4、滑動摩擦力清河摩擦力對比:
滑動摩擦力
靜摩擦力
符號和單位
形成原因
當表面粗糙且有擠壓作用的物體之間存在相對運動時
當表面粗糙且有擠壓作用的物體之間存在相對運動趨勢時
摩擦力用f表示
單位:牛頓
縮寫: 牛
符號:N
尺寸
f=μN
始終等于沿接觸表面的外力重量
方向
與相對運動方向相反
與相對運動的趨勢相反
5. 受力分析
受力分析的基本方法:
(一)明確研究對象
在進行受力分析時,研究對象可以是某個物體,也可以是幾個相對靜止的物體。
(2) 孤立研究對象,有序尋找力量
將研究對象與實際情況分開,按照先已知力,然后重力-彈性-摩擦力,最后其他力的順序,一一分析研究對象所受的力。
(3)只汲取體力,不汲取治療力
4.力合成
1、合力與分力
(1)定義:如果一個力作用在一個物體上,它所形成的療效與幾個力共同作用在該物體上所形成的療效相同,則這個力稱為這些力的合力,而這些力稱為合力。力稱為該力的分量。
(2)合力與分力的關系:等效替代關系不同時作用在物體上,因此合力和分力不能同時視為作用在物體上的力。
2. 共同力量
如果幾個力作用在物體的同一點上,或者幾個力作用在物體上的不同點上,但這些力的作用線延長后相交于同一點,則這些力稱為共點力,因此,同一個點上的力不一定作用在同一個點上。
3.力的合成定律
(1)平行四邊形規則
求兩個互成角度的力的合力,可以用代表這兩個力的線段作為鄰邊構成平行四邊形,稱為力的平行四邊形法則。
(2) 三角法則
根據平行四邊形的對邊平行且相等,即平行四邊形由兩個全等的三角形組成,可以將平行四邊形法則簡化為三角形法則。
4. 共點力的合成
(1)作圖方法:根據力的圖,嚴格以代表兩個力的有向線段為鄰邊做一個平行四邊形,然后測量兩個鄰邊之間的對角線的寬度,從計算出通過與圖中刻度的比例關系計算合力的大小,然后用量角器測量對角線與鄰邊的傾斜角度,指示合力的方向。
(2)估計方法:首先根據力的平行四邊形法則制作合力示意圖,然后利用物理知識求出合力的大小和方向。
五、力的分解
1、分力:幾個力,如果它們共同形成的療效與一個力作用在物體上形成的療效相同,那么這幾個力就稱為該力的分力(該力稱為這個力)力量)。 多個力的合力)。
2、力的分解
(1) 定義:求已知力的分力稱為力分解。
(2)力的分解:力的合成的逆運算遵循力的平行四邊形法則。
(3)力的分解特性:同一個力,如果沒有其他限制摩擦力知識點總結,可以分解為無數對大小不同、方向不同的力。
3、根據力的療效分解力F的通常步驟:
(1)根據物體的狀態分析力的作用
(2)根據力的作用確定兩個實際分力的方向
(3) 根據兩個分力的方向畫平行四邊形
(4)根據平行四邊形法則,借助所學的幾何和物理知識求出兩個分力的大小
4. 力的正交分解法
(1) 定義:將力沿兩個相互垂直的方向分解的方法稱為力的正交分解法。
(2)力的正交分解方法的優點:第三,使用物理學中的直角坐標系(x,y)來描述力; 首先,幾何圖形之間的關系很簡單,就是一個直角三角形,而且解直角三角形的方法有很多種,很容易解。
(3)正交分解的通常步驟:
① 建立xOy直角坐標系
② 將x軸、y軸上的所有力依次分解為Fx1、Fx2…、Fy1、Fy2…
③ 分別計算x軸和y軸上的合力Fx和Fy
④計算合力F及其大小
,方向
。
注:若知識點與教材有出入,以教材為準。
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