第一節重力彈力磨擦力
【基本概念、規律】
一、重力
1.形成:因為月球的吸引而使物體遭到的力.
2.大小:G=mg.
3.方向:總是豎直向上.
4.重心:由于物體各部份都受重力的作用,從療效上看,可以覺得各部份遭到的重力作用集中于一點,這一點稱作物體的重心.
二、彈力
1.定義:發生彈性形變的物體因為要恢復原狀,對與它接觸的物體形成力的作用.
2.形成的條件
(1)兩物體互相接觸;
(2)發生彈性形變.
3.方向:與物體形變方向相反.
三、胡克定律
1.內容:彈簧發生彈性形變時,彈簧的彈力的大小F跟彈簧伸長(或減短)的寬度x成反比.
2.表達式:F=kx.
(1)k是彈簧的勁度系數,單位為N/m;k的大小由彈簧自身性質決定.
(2)x是彈簧厚度的變化量,不是彈簧形變之后的厚度.
四、摩擦力
1.形成:互相接觸且發生形變的粗糙物體間,有相對運動或相對運動趨勢時,在接觸面上所受的制約相對運動或相對運動趨勢的力.
2.形成條件:接觸面粗糙;接觸面間有彈力;物體間有相對運動或相對運動趨勢.
4.方向:與相對運動或相對運動趨勢方向相反.
5.作用療效:妨礙物體間的相對運動或相對運動趨勢.
【重要考點歸納】
考點一彈力的剖析與估算
1.彈力有無的判定方式
(1)條件法:依據物體是否直接接觸并發生彈性形變來判定是否存在彈力.此方式多拿來判定形變較顯著的情況.
(2)假定法:對形變不顯著的情況,可假定兩個物體間彈力不存在,看物體能夠保持原有的狀態,若運動狀態不變,則此處不存在彈力;若運動狀態改變,則此處一定有彈力.
(3)狀態法:依據物體的運動狀態,借助牛頓第二定理或共點力平衡條件判定彈力是否存在.
2.彈力方向的判定方式
(1)依據物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判定.
(2)依據共點力的平衡條件或牛頓第二定理確定彈力的方向.
3.估算彈力大小的三種方式
(1)依據胡克定律進行求解.
(2)依據力的平衡條件進行求解.
(3)依據牛頓第二定理進行求解.
考點二磨擦力的剖析與估算
1.靜磨擦力的有無和方向的判定方式
(1)假定法:借助假定法判定的思維程序如下
(2)狀態法:先判明物體的運動狀態(即加速度的方向),再借助牛頓第二定理(F=ma)確定合力,之后通過受力剖析確定靜磨擦力的大小及方向.
(3)牛頓第三定理法:先確定受力較少的物體遭到的靜磨擦力的方向,再依照“力的互相性”確定另一物體遭到的靜磨擦力方向.
2.靜磨擦力大小的估算
(1)物體處于平衡狀態(靜止或勻速運動),利使勁的平衡條件來判定其大小.
(2)物體有加速度時,若只有靜磨擦力,則Ff=ma.若除靜磨擦力外,物體還受其他力,
3.滑動磨擦力的估算
滑動磨擦力的大小用公式Ff=μFN來估算,應用此公式時要注意以下幾點:
(1)μ為動磨擦質數,其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關;FN為兩接觸面間的正壓力,其大小不一定等于物體的重力.
(2)滑動磨擦力的大小與物體的運動速率和接觸面的大小均無關.
方式方法:
(1)在剖析兩個或兩個以上物體間的互相作用時,通常采用整體法與隔離法進行剖析.
(2)受靜磨擦力作用的物體不一定是靜止的,受滑動磨擦力作用的物體不一定是運動的.
(3)磨擦力制約的是物體間的相對運動或相對運動趨勢,但磨擦力不一定制約物體的運動彈簧彈力方向的判斷,即磨擦力不一定是阻力.
考點三磨擦力突變問題的剖析
1.當物體受力或運動發生變化時,磨擦力常發生突變,磨擦力的突變,又會造成物體的受力情況和運動性質的突變,其突變點(時刻或位置)常常具有很深的隱蔽性.對其突變點的剖析與判定是化學問題的切入點.
2.常見類型
(1)靜磨擦力因其他外力的突變而突變.
(2)靜磨擦力突變為滑動磨擦力.
(3)滑動磨擦力突變為靜磨擦力.
【思想方式與方法】物理模型——輕桿、輕繩、輕彈簧模型
彈簧與橡皮筋的彈力特征:
(1)彈簧與橡皮筋形成的彈力遵守胡克定律F=kx.
(2)橡皮筋、彈簧的兩端及中間各點的彈力大小相等.
(3)彈簧既能受拉力,也能受壓力(沿彈簧軸線)彈簧彈力方向的判斷,而橡皮筋只能受拉力作用.
(4)彈簧和橡皮筋中的彈力均不能突變,但當將彈簧或橡皮筋割斷時,其彈力立刻消失.