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[!--downpath--]力、重力和彈性的概念
知識梳理
要深入理解力,應(yīng)從以下幾個方面來理解力的概念。
1. 力的本質(zhì)
(1) 力量的重要性:
力是物體對物體的作用。 說到力,必然涉及兩個物體——施加力的物體和受力的物體,而力不能獨立于物體而存在。 當有力時,物體不一定會接觸。
(2) 相互作用力:
力是成對出現(xiàn)的,排斥力和反排斥力同時存在。 斥力和反斥力總是大小相等、方向相反、共線。 它們是同一性質(zhì)的力,分別作用于兩個物體,療效不能抵消。
(3) 力的矢量性:
力有大小和方向。 對于同一直線上的向量運算,用正負號來表示同一直線上的兩個方向,這樣就可以將向量運算簡化為代數(shù)運算; 此時,符號僅指示力的方向,而不指示力的大小。
(4) 力作用的獨立性:
當多種力作用于同一物體時,每種力對該物體的療效不會受到其他力的存在的深刻影響,這就是力的獨立作用原理。
2、作用力及療效
力對物體有兩種作用:
一是使物體變形,
二是改變物體的運動狀態(tài)。
這兩種療效可以單獨形成,也可以同時形成。 力的存在可以通過力的功效來檢驗。
3、力的三要素:
大小、方向、作用點
當充分描述力時,三個要素缺一不可。 當兩個力F1和F2的大小和方向相同時,我們說F1=F2,但當它們作用于不同的物體或同一物體上的不同點時,可以形成不同的療效。
力的大小可以用彈簧秤來檢測,也可以用定律、定律來估計。 在國際單位制中,力的單位是牛頓,符號是N。
4、受力圖及受力圖
(1) 力的圖形表示:
用有向線段表示力的方法稱為力圖,用帶刻度的線段長度表示大小,用箭頭指向表示方向,用力表示作用點。線段的起點。
(2)受力示意圖:
不需要畫出力的刻度,只需要一條帶箭頭的線段來表示輸出力的大小和方向。
5. 勢力分類
(1)自然力:
由力的屬性命名的力。 例如; 重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力、分子力等。
(二)療效:
一種因其對行動的影響而命名的力量。 如:拉力、壓力、支撐力、拉力、滑動力、分力:合力、功率、阻力、動量、向心力、回復(fù)力等。
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(1)重力的形成:
引力是由于月球的吸收而形成的,引力的作用對象就是月球。
(2)重力大小:
A。 用G=mg估算,g為重力加速度,一般在月球表面附近,g為9.8m/s2,也就是說質(zhì)量為1kg的物體的重力為9.8牛頓。
b. 通過彈簧秤檢測:當物體靜止時,彈簧秤顯示重力。
(3) 重力方向:
重力的方向總是垂直向上,即垂直于水平面,不一定指向地心。 重力是一個矢量。
(4) 重力的作用點——重心
A。 物體的所有部分都會受到重力的影響。 從療效上來說,感覺各個部位的重力作用都集中在一點上。 該點就是重力作用的點,稱為物體的重心。
b. 重心與物體的質(zhì)量分布和物體的形狀有關(guān),重心不一定在物體上。 質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體,其重心位于該物體的幾何中心。
(5)重力與萬有引力
重力是月球?qū)ξ矬w的引力的一個分量,引力的另一個分量提供了物體隨月球旋轉(zhuǎn)的向心力。 同一物體在月球上不同經(jīng)度的向心力不同,但產(chǎn)生的重力變化不大。 通常可以近似認為重力等于萬有引力,即:mg=GMm/R2。 除兩極和赤道外,重力方向不指向地心。
重力的大小和方向與物體的運動狀態(tài)無關(guān)。 在一個加速運動的系統(tǒng)中,例如,當發(fā)生超重和失重時彈力大小方向作用點,重力的大小仍然是mg。
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一、生產(chǎn)條件:
(1)物體之間直接接觸;
(2)接觸點發(fā)生變形(擠壓或拉伸)。
2、彈力方向:
彈力的方向與物體變形的方向相反,如下:
(1)輕繩只能形成拉力,沿繩的方向指向繩收縮的方向。
(2)彈簧形成的壓力或拉力的方向是沿著彈簧軸線的。
(3)光桿既能形成壓力,又能形成拉力,方向沿桿方向。
3、彈力的大小
彈力的大小與變形的大小有關(guān)。
A。 彈簧的彈力由胡克定律F=kx決定,k為剛度系數(shù),由其本身的材料、長度、橫截面積等決定,x為變形量,即彈簧拉伸后的寬度L與原始長度L0之差:x=|L-L0|,x不能視為彈簧的寬度L。
b. 一般物體所受彈力的大小,應(yīng)根據(jù)運動狀態(tài),借助平衡條件和牛頓運動定理來估計。 例2中的購物車的反例說明了這一點。
實例解讀
【例1】下列關(guān)于力的說法中,正確的是()
A.只有兩個物體相互接觸才會形成力效應(yīng)
B. 力不能獨立于物體而存在。 力既有施加力的物體,也有受力的物體
C. 一個物體首先對另一個物體施加力,然后再受到排斥力
D.物體同時施加力和受力
【分析與解答】
力是物體之間的相互作用,不一定發(fā)生在直接接觸的物體之間。 直接接觸引起的作用稱為接觸力,如彈力、摩擦力; 通過場產(chǎn)生的效應(yīng)稱為場力,如重力、電場力、磁場等。 物體施加的力和受到的力總是同時發(fā)生的,無論順序如何。
答案:BD
【例2】關(guān)于物體的重心,下列說法正確的是()
A)物體的重心必須在物體上
B、規(guī)則形狀的物體,其重心在其中心
C、用吊線懸掛的物體靜止時,細線的方向必須經(jīng)過物體的重心
D、物體的重心是物體最重的點
【分析與解答】
重心是物體各部分重力合力的作用點。 板狀物體的重心位置可以通過懸浮法來確定,其他形狀物體的重心位置也可以通過懸浮法來討論。 重心不一定在物體上,實際上也不是物體中最重的點,所以AB是錯誤的,(比如一根彎曲的桿,它的重心不在桿上)。 原理上可知,細線的拉力一定與重力大小相等、方向相反、共線彈力大小方向作用點,所以C是正確的。
答案:C
【例3】如圖所示,在卡車上固定一根彎曲成角度α的彎桿,在桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的球。 小球受到的彈力大小和方向是多少?
【分析與解答】
當小車靜止時,根據(jù)物體的平衡情況,桿對球的彈力方向垂直向下,其大小等于mg。
當卡車加速時,讓小球上的彈力F與垂直方向形成角度θ,如圖所示,根據(jù)牛頓第二定理,有:Fsinθ=θ=mg
解決方案必須:
tanθ=a/g
可見,桿對球的彈力方向與加速度的大小有關(guān)。 只有當加速度a=gtanα且方向向右時,桿對球的彈力跟隨桿; 否則,它不會遵循桿的方向。