内容正文:
专题七、基础力学
知识清单
1、 力的存在
1. 概念:物体对物体的(相互)作用
2. 符号:F(G)
3. 力产生条件:
(1) 两个及以上物体
(2) 物体与物体之间发生相互作用
拓展:接触物体间不一定产生力的作用,不接触的物体间也可以产生力的作用
4. 力的作用效果
(1) 改变物体形状
(2) 改变物体的运动状态
5. 力的三要素:大小、方向、作用点
6. 力的相互性:
(1) 物体之间存在力的作用时,任意一个物体即施力物体也一定受力物体
(2) 相互作用力的特点:等大、反向、共线、异物
①两个力大小相等,方向相反
②作用在同一直线
③作用在两个物体上
④同时存在同时消失
补充1:若F1与F2是一对相互作用力,则F1与F2一定具有以上特点;但具有以上特点两个力不一定是相互作用力;若不具有以上特点的两个力,一定不是相互作用力
7. 力的表示方法:用一条带箭头的线段表示一个力
(1) 箭头方向表示力的方向
(2) 在同一物体的受力分析图中,线段长度表示可以粗略大小
(3) 线段起点或终点表示力的作用点
8. 力的测量
(1) 单位:牛顿,简称牛(N)
(2) 弹簧测力计
①结构:拉环、弹簧、秤钩、面板、指针。
②原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比。
③使用方法:
a. 估测待测力力的大小,选用合适的量程及分度值
b. 校零:测量前调节指针位置,使其指针“0”刻度线
c. 测量时,要使弹簧轴线方向(弹簧伸缩方向)与待测力在同一直线
d. 读数时,视线要与刻度盘垂直
2、 常见的力
1. 重力
(1) 重力产生:地表周围物体由于收到地球吸引而受到的力
(2) 重力的方向:竖直向下
拓展:重力方向的应用——重锤线
(3) 重力的大小:G=mg
补充1:g为重力常数,不同地区重力常数不同,在一般计算中g取9.8N/kg。
补充2:同一物体在南北两极的重力略大于赤道附近的重力;在山脚受到的重力大于山顶。
(4) 重心
①概念:物体各个部分受到重力,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心
②影响因素:物体形状及质量分布
a. 质量分布均匀、形状规则,其重心在几何中心
补充:下图中两车重心位置不同,主要是受到质量分布的影响
b. 对于质量分布不均或形状不规则的物体,可以用悬挂法确定物体重心
补充:悬挂法或平衡的原理均匀二力平衡
举例:要确定右图中薄板的重心位置,可以先在A点把物体悬挂起来,通过A点画一条竖直线AB,由A点悬线的拉力跟薄板的重力平衡,薄板的重心必定在AB连线上;然后,再选另一处D点把物体悬挂起来,过D点画一条竖直线DE,薄板的重心必定在DE连线上。因此,AB和DE的交点C,就是薄板的重心。
2. 弹力
(1) 弹力的产生:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。
弹簧拉力示意图
(2) 弹性形变:物体在发生形变后,如果撤去作用力能够恢复原状,这种形变叫作弹性形变。
(3) 弹性限度:如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。
拓展:在弹性限度内,弹力大小与形变量成正比;即:F=kx;其中k为弹簧的劲度系数,x为形变量
(4) 弹力的方向:与恢复形变的方向相同(与形变方向相反)
拓展:推力、拉力、压力、支持力都是属于弹力
3. 摩擦力
(1) 概念:当一个物体在另一个物体表面上运动时,在两个物体的接触面上会产生一种阻碍物体相对运动的力
(2) 产生条件:
①两个物体相互接触并挤压
②发生相对运动或存在相对运动的趋势
③接触面粗糙
思考:如何理解相对运动趋势以及如何判断物件是否存在相对运动趋势
(3) 摩擦力分类:
静摩檫力:由相对运动趋势而产生的摩檫力
摩檫力 滑动摩檫力:由相对滑动而产生的摩檫力
动摩檫力
滚动摩檫力:由相对滚动而产生的摩檫力
(4) 探究影响滑动摩擦大小的因素<实验>
①实验步骤
a. 如图甲所示,在水平放置的长木板上放一块木块,用弹簧测力计拉木块,使它在长木板上做匀速直线运动,测出木块运动时受到的摩擦力,并将结果记录在下表中
b. 如图乙所示,在木块上放砝码,增大木块与长木板之间的压力,测出木块运动时受到的摩擦力,并将结果记录在下表中。
c. 在长木板上铺上棉布,以增大接触面的粗糙程度,按图 3-75丙的方式测出木块运动时受到的摩擦力,并将结果记录在下表中。
实验次数
实验条件
摩檫力(N)
压力大小
接触面粗糙程度
1
木块重
较光滑
2
砝码加和木块的总重
较光滑
3
木块重
较粗糙
②实验结论:滑动摩檫力大小与压力大小、接触面