内容正文:
清单02 相互作用与共点力平衡
一、重力和重心
1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.
2.大小:G=mg.
3.方向:总是竖直向下.
4.重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心,其位置与物体的质量分布和形状有关。
特别提醒:(1)重力的方向不一定指向地心.
(2)并不是只有重心处才受到重力的作用.
二、弹力
1.弹力的产生条件:(1)相互接触(互相挤压拉伸或扭曲);(2)发生弹性形变
2.判定弹力有无:
(1)条件法:根据弹力产生的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断。
(2)假设法:假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态。若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力。
(3)状态法:根据物体的运动状态,由平衡条件或牛顿第二定律进行判断。
3.弹力的方向
4.胡克定律:
(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力大小F跟弹簧伸长(或缩短)长度x成正比。
(2)公式:F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位为牛顿每米,符号N/m,它的大小反映了弹簧的软硬程度。
(3)适用条件:在弹簧的弹性限度内。
三、摩擦力的大小和方向
1.静摩擦力和滑动摩擦力
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力
两个具有相对运动的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动的力
产生条件
(1)接触面粗糙;
(2)接触处有弹力;
(3)两物体间有相对运动趋势
(1)接触面粗糙;
(2)接触处有弹力;
(3)两物体间有相对运动
大小
(1)静摩擦力大小,与正压力无关,即0<Ff≤Ffmax
(2)最大静摩擦力Ffmax的大小与正压力大小有关
滑动摩擦力的大小与正压力成正比,即f=μFN
(μ:取决于接触面的材料及粗糙程度,与FN为无关)
方向
与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反
与接触面平行,与物体相对运动方向相反
注意:①运动方向:一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向;
②相对运动(趋势)方向:以其中一个物体为参考系,另一个物体相对参考系的运动方向。
2.判断静摩擦力的有无及方向的三种方法
(1)假设法:
(2)状态法:
(3)牛顿第三定律法:“力是物体间的相互作用”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据牛顿第三定律确定相互作用的另一物体受到的静摩擦力的方向。
(4)带动法:①“主动带动被动”②“同向快带慢,反向互相阻”,多用于传送带和板块模型中,摩擦力方向的判断。
注意:摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但与物体的运动方向可能相反,也可能相同,还有可能不在同一一线上。
3.摩擦力大小的计算
四、力的合成
力的合成
法则
平行四边形定则和三角形定则
结论
1.合力可能大于、等于、小于任一分力
2.若F1、F2大小不变,两个分力的夹角越大,合力越小
3.两个共点力合力的范围:|F1-F2|≤F合≤ F1+F2
4.若F1、F2大小相等,两个分力的夹角为1200,合力等于分力
5.三个共点力
(1)最大值:三个力共线且同向时,其合力最大,为F1+F2+F3
(2)最小值:任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力不在这个范围内,则合力的最小值为最大的一个力的大小减去另外两个较小的力的大小之和
几种特殊情况的力的合成
F=;tan θ=
F=2F1cos;F与F1夹角为
F'=F
5、 力的分解
力的分解
方法
按力的作用效果分解或正交分解(平行四边形定则和三角形定则)
力的分解的
四种情况
1.已知合力和两个分力的方向求两个分力的大小,有唯一解。
2.已知合力和一个分力(大小、方向)求另一个分力(大小、方向),有唯一解。
3.已知合力和两分力的大小求两分力的方向:
①F>F1+F2,无解
②F=F1+F2,有唯一解,F1和F2跟F同向
③F=F1-F2,有唯一解,F1与F同向,F2与F反向
④F1-F2<F<F1+F2,有无数组解(若限定在某一平面内,有两组解)
4.已知合力F和F1的方向、F2的大小(F1与合力的夹角为θ):
①F2<Fsin θ,无解
②F2=Fsin θ,有唯一解
③Fsin θ<F2<F,有两组解
六、共点力的平衡
1.平衡状态
(1)定义:物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这