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高中物理力学专题训练
包括力的概念、力的分类、力的合成与分解、受力分析的方法、共点力作用下力的平衡等。
[知识要点复习]
1.力的概念:力是物体对物体的作用
(1)力不能脱离物体独立存在(力的性质)
(2)力的相互性、受力物体和施力物体总是成对出现,施力物体也是受力物体。
(3)力是矢量,既有大小,又有方向,可以用“力的图示”形象表示。
(4)力的效果:使物体发生形变或改变其运动状态。
2.重力
(1)产生:由于地球的吸引而产生。
(2)大小:G=mg,g一般取9.8m/s2,粗略计算中可认为g=10m/s2,地球上不同位置g值一般有微小差异,一般的g值在两极比在赤道处大,在地势低处比地势高处大。
(3)方向:竖直向下
3.弹力
(1)产生条件:“直接接触”+“弹性形变”
(2)弹力的方向:由物体发生形变方向判断:绳沿绳的方向,支持力和压力都垂直于支持面(或被压面),若支持面是曲面时则垂直于切线方向。
由物体的运动情况结合动力学知识判断。
(3)弹力的大小
一般的弹力与弹性形变的程度有关,形变越大,弹力越大,具体大小由运动情况判断;
弹簧弹力的大小:f=kx;k是劲度系数,单位N/m,x是弹簧形变量的长度。
4.摩擦力
(1)产生条件:“相互接触且有弹力”+“接触面粗糙”+“有相运动或相对运动趋势”。
(2)摩擦力的方向
a.滑动摩擦力的方向:沿着接触面与物体的相对滑动方向相反。[注意相对运动(以相互作用的另一物体为参照物)和运动(以地面为参照物)的不同]
b.静摩擦力的方向:沿着接触面与物体的相对运动趋势方向相反。
(3)摩擦力的大小
a.滑动摩擦力的大小f=μN,μ是滑动摩擦系数,仅与材料、接触面的粗糙程度有关,无单位。N是正压力,它不一定等于重力。
b.静摩擦力的大小0<f≤fm,fm与正压力成正比,在正压力一定时fm是一定值,它比同样正压力下的滑动摩擦力大,粗略运算中可以认为相等;静摩擦力的大小可以根据平衡条件或牛顿定律进行计算。
5.合力与分力,一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用所产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,那几个力就叫做这个力的分力,由于合力与分力产生的效果相同,一般情况下合力与分力可以相互替代。
6.力的合成与分解
求几个力的合力叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解。
运算法则:平行四边形法则,见图(A),用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形,那么这两个邻边之间的对角线就表示合力F的大小和方向。
三角形定则:求两个互成角度的共点力F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的线段首尾相接地画出,见图(B),把F1、F2的另外两端连接起来,则此连线就表示合力F的大小、方向。三角形定则是平行四边形定则的简化,本质相同。
正交分解法,这是求多个力的合力常用的方法,根据平行四边形定则,把每一个力都分解到互相垂直的两个方向上,分别求这两个方向上的力的代数和Fx,Fy,然后再求合力。
7.力矩
a.力臂,从转动轴到力作用线的垂直距离。
b.力矩,力与力臂的积,即M=FL,力矩决定着物体的转动作用。
8.共点力
a.共点力,几个力作用于同一点或它们的延长线交于同一点,这几个力就叫共点力。
b.共点力作用下物体的平衡条件:当共点力的合力为零时,物体处于平衡状态(静止、匀速运动或匀速转动)