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[!--downpath--]聚焦數學高考考點,探究化學生命現象。
重力和彈性是小學數學必須掌握的兩種力。 這兩種力量是高考的基本考點。 讓張老師給小伙伴們解釋一下吧!
重力
引力是由于月球的吸引力而形成的一種非接觸力。 必須說是“由于月球的引力”,而不是說引力是月球的引力。
為什么?
因為引力是月球賦予物體的引力中的一個分量,另一個分量是向心力,所以不能說引力就是月球的吸引力。
我們知道力的符號是用字母F表示的,而引力有自己專屬的符號G。
我們從力的三要素的角度進一步分析引力。
重力大小
物體引力G的大小與物體的質量和重力加速度g有關,但它們之間有一個特殊的公式G=mg。
這個公式是高中通過實驗推導出來的,但是還需要用中學的萬有引力和向心力的公式來驗證。
我們知道,物體的質量是物體的一種屬性,與位置、形狀、狀態和濕度無關,所以基本質量是不變的。
并且 g 隨著月球經度的減小而減小。 在赤道處,g值最小; 在兩極,g 值最大。
還記得有一道關于南極熊洞的數學題,是關于g的。 有興趣的朋友可以百度一下。
重力方向
重力的方向是垂直向上,“垂直向上”和“垂直向上”的含義不同。 垂直向上是指垂直海平面,垂直向上是指垂直接觸面。
后者是重力方向,前者是壓力方向。
而所謂垂直向上,如果放在宇宙層面,可能指的就是指向地心的方向。 例如,月球上不同位置的人,垂直靜止地釋放一個小球,球就會向地心落去,沒有所謂的上下左右。
重力方向的應用是鉛垂線。 即一條線引出一個重物,利用重物的重力方向砌筑,避免墻體歪斜。
重心
重力作用的點稱為重心。 重心是等效的作用點。 這并不意味著重力只作用于物體的重心。 物體的所有部分實際上都受到重力的作用,但我們可以等效地作用于重心。
這里使用的一種數學方法是等效替換。
這些技巧在高中數學中還有兩個地方用到,那就是合力和等效內阻這兩個知識點。
重心與物體的形狀和質量分布有關。 形狀規則、質量分布均勻的物體,其重心在其幾何中心。 如果物體形狀或質量分布發生變化,重心可能會發生變化。
重心可以在物體上或不在物體上。 而且重心越低,物體越穩定。 例如,網球運動員在傳球時,身體會彎曲以增加重心,這樣可以更穩定地運球。
尋找物體重心的方法有兩種,一種稱為懸吊法,另一種稱為平衡法。
掛法是用細線將細點物掛兩次,然后用筆沿細線畫豎線。 這兩條線的交點就是重心。
平衡法是利用牛頓第一定理來確定物體的重心。 物體靜止時高中物理彈力方向,物體重力與支撐力方向相反,求重心位置。
例如,走鋼絲的人可以安全完美地穿過鋼絲,因為重心和鋼絲在一條垂直線上,以保持穩定。
松緊帶
彈力是由于物體的彈性變形而形成的,是一種非接觸力。
什么叫彈性變形?
彈性變形是指物體的形狀發生變化后可以完全恢復到原來的形狀,而塑性變形則不能完全恢復到原來的形狀。
例如,彈簧在彈性極限內的變形為彈性變形,超過彈性極限則為塑性變形。
另一種典型的塑性變形是橡皮泥和面團的變形,這兩個物體的變形并沒有完全恢復到原來的形狀。
彈力的大小
彈力的大小與物體彈性變形的程度有關,彈性變形程度越大,彈力越大。 如果是彈簧,在彈性極限內,彈簧的變形程度與彈簧所受的彈力成反比。
這就是著名的胡克定律,它的公式是F=kx,F代表作用在彈簧上的彈力,k代表彈簧的剛度系數,x代表彈簧的變形量。
彈性方向
彈力的方向與物體彈性變形的方向相反。 例如,由于被壓縮的彈簧會恢復到原來的形狀,所以彈力與壓縮的方向相反。
彈性作用點
彈力的作用點在接觸面上,我們在畫力分析圖的時候,往往把彈力的作用點畫在重心上。 這并不意味著彈力作用在重心上。 雖然彈力仍然作用在接觸面上,但為了方便分析受力,將其畫在重心上。
我們常見的壓縮、支撐和拉力都是彈力。 壓力是物體向下變形形成的向上彈力,支撐力是水平面向上變形形成的向下彈力,張力是由于繩索收縮而指向繩索收縮方向的彈力到繩索的變形。
彈簧力很重要的一種應用是彈簧測力計。
彈簧測力計的原理是在彈性極限內,彈簧的伸長量與其所受的彈力成反比。
例如,彈簧的原始長度為 5cm。 拉10N后,寬度變成10cm,所以伸長量為10cm-5cm=5cm。 如果以20N的力拉動,則物體伸長10cm。 此時彈簧的總長度正好是15cm。
使用彈簧測力計要注意一個要素——零刻度、量程和分度值。
當彈簧指針未指向零刻度時,必須通過調零裝置將指針調至零刻度高中物理彈力方向,以防跑偏。
使用彈簧測力計檢測力時,需要事先對被測力進行估算,以確定檢測到的力是否會超出范圍。
彈簧測力計的分度值是指彈簧測力計所能檢測到的最小、最準確的力。 刻度值越小,測力越準確。
彈簧量規可以檢測重力、彈簧力和摩擦力,但檢測方式不同。
彈簧測力計比較難的部分是彈簧測力計的串聯。 如果用兩個5N的力在一條直線上同時向相反的方向拉動彈簧測力計,當彈簧測力計靜止時,彈簧測力計的指示不是10N,而是5N。 這可以通過二力平衡證明的知識來確定。
以上就是張老師總結的關于重力和彈性的知識點。 如有疑問,請關注教育中考。 張先生會及時回復您。