内容正文:
专题03相互作用——力
1.知道重力的特点,理解重心的概念;学习目标
2.理解弹力产生的条件,会确定弹力的方向;
3.能熟练应用胡克定律求弹簧弹力的大小;
4.理解摩擦力产生的条件,会判断摩擦力的有无,能确定摩擦力的种类;
5.知道什么是共点力作用下物体的平衡;
6.知道合力与分力的概念
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一、力的基本概念
1.力的定义:力是物体对物体的作用,在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N.
2.力的三要素:大小、方向、作用点.
3.力的基本特征
(1)力的物质性:力是物体对物体的作用,一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,力是不能离开物体而独立存在的.
(2)力的相互性:力的作用是相互的,任何两个物体之间力的作用总是相互的,施力物体同时也一定是受力物体.
(3)力的矢量性:力是矢量,既有大小,也有方向,物理学中把既有大小又有方向的物理量称为矢量.
(4)力的独立性:一个力作用于某一物体上产生的效果,与这个物体是否同时受其他力无关.
4.力的分类
按性质分:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力……
按效果分:动力、阻力、压力、支持力、向心力……
按作用方式分
按研究对象分:内力、外力。
5.四种基本相互作用
引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
二、重力
1.重力的定义
由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力.实际上重力是地球对物体引力的一个分力,而引力的另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力.
说明:①地球表面附近的物体都受到重力的作用.
②重力是由于地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力.
③重力的施力物体就是地球.
2.重力的大小
①由G=mg计算,g=9.8 N/kg.
②用弹簧测力计测量,物体处于平衡状态(即静止或匀速运动状态),弹簧测力计的示数等于重力的大小.
说明:①在地球表面上不同的地方,物体的重力大小是不同的,纬度越高,物体的重力越大,因而同一物体,在两极比赤道受到的重力大.
②一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其他力的作用也无关系.
③在处理物理问题时,在地球表面和在地球附近某一高度的地方,一般认为同一物体受的重力不变.
3.重力的方向:竖直向下(即垂直于水平面向下).
说明:①重力的方向沿铅垂线方向,与水平面垂直,不一定指向地心,但在两极和在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心.
②重力的方向不受其他作用力的影响,与运动状态也没有关系.
四、力的分解的两种方法
1.按力产生的实际效果进行分解,具体是:
(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向.
(2)再根据两个实际分力方向画出平行四边形.
(3)最后由平行四边形知识求出两分力的大小.
如图所示,物体的重力G按产生的效果分解为两个分力,F1使物体下滑,F2使物体压向斜面.
2.对力的正交分解法的理解和应用
(1)正确选择直角坐标系,通常选择共点力的作用点为坐标原点,直角坐标x、y的选择可按下列原则去确定:
①应尽量使所求量(或未知量)“落”在坐标轴上,使得方程的解法简捷.
②沿物体运动方向或加速度方向设置一个坐标轴.
(2)正交分解各力,即分别将各力投影到坐标轴上,分别求x轴和y轴上各力投影的合力Fx和Fy.
其中
(3)求Fx和Fy的合力F,如图所示.
大小,
方向.
五、共点力作用下物体的平衡
1.平衡状态
一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,就说这个物体处于平衡状态.如光滑水平面上做匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等,这些物体都处于平衡状态.
2.共点力的平衡条件
在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即。
3.平衡条件的推论
(1)如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等、方向相反,为一对平衡力。
(2)如果物体在三个力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。
(3)如果物体受多个力作用而处于平衡状态,其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。
(4)当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体所受的合力均为零。
(5)三力汇交原理:如果一个物体受到三个非平行力作用而平衡,这三个力的作用线必定在同一平面内,而且必为共点力。
1.三角形具有稳定性,生活中随处可见利用三角形支架固定的物体。现有一个悬挂物体的支架,如图所示,轻杆OA与轻杆OB均用铰链固定在竖直墙上,且两轻杆间的夹角θ=30°。轻绳一端悬挂重物,另一端固定在O点,此时轻杆OA方向水平,则轻杆OA、OB的弹力大小之比为( )专项训练
A.1∶2 B.3∶2 C.∶2 D.2∶
【答案】C
【详解】
以O点为研究对象,受力情况如图所示∶
由共点力平衡条件得
解得
ABD错误,C正确。