第三章 相互作用 知识点-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.1重力和弹力 1、 力 1、定义：力是物体对物体的作用 2、力的三要素：大小、方向、作用点 3、力的表示：力的示意图，力的图示 2、 重力 1、产生原因：由于地球的吸引 说明：(1)重力的施力物体是地球。 (2)物体所受的重力与它所处的运动状态无关。 (3)不能说重力就是地球对物体的吸引力（必修二解释）。 2、重力的大小 g为重力加速度 3、重力的方向：竖直向下 4、重心 （1）定义: 一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点，这一点叫做物体的重心。 （2）重心的位置：①形状规则、质量分布的物体的重心的位置在其几何中心；②质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量分布有关；③重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。 二、弹力 1、形变：弹性形变（弹性限度）、塑性形变、明显形变、微小形变 2、弹力定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。 3、产生条件：（1）直接接触 （2）相互挤压产生弹性形变 说明：施力物体发生形变作用于受力物体一个弹力 4、 弹力的方向： 5、弹力有无的判断：条件法，假设法，状态法 6、轻绳、轻杆的弹力 （1）绳产生的拉力一定沿着绳 （2）杆产生的弹力不一定沿着杆（动杆的弹力一定沿着杆） 7、弹簧的弹力 胡克定律： F为弹力；k劲度系数：由弹簧自身决定与F，x无关，与弹簧的长短，粗细，材料等有关；x形变量（现长减去原长的绝对值）；适用范围：在弹性限度内 延伸： 实验：探究弹簧弹力与形变量之间的关系 实验原理： 1．弹簧弹力的测量：弹簧下端悬挂的钩码静止时，弹簧弹力的大小与钩码的重力大小相等，即F=mg 2．弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长与挂上钩码之后弹簧的总长度可用刻度尺直接测出，弹簧的伸长量 3．图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，根据图像分析弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。 数据处理 1．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图。连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图像。 2.图像的斜率代表弹簧的劲度系数 3其他图像 F- L（现长）图像 为弹簧原长，斜率代表劲度系数 说明：图像延伸为曲线是因为超出弹簧的弹性限度 解析式：或 3.2摩擦力 1、 滑动摩擦力 1、定义：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫作滑动摩擦力。 2、产生条件：（1）直接接触（2）相互挤压（3）接触面粗糙 （4）有相对运动 注意：有摩擦力的接触面必存在弹力，这个弹力叫正压力；有弹力存在的接触面不一定有摩擦力 3、方向：滑动摩擦力的方向总是沿着接触面与相对运动方向相反， 理解：物体受到的摩擦力的方向一定与受力物体相对于施力物体的运动方向相反 （1） 摩擦力可以是动力，也可以是阻力 （2） 摩擦力可以与运动方向相同，可以与运动方向相反 （3） 摩擦力可以存在运动的物体上，也可以存在静止的物体上 4、大小： 动摩擦因数，与接触面的材料和粗糙程度有关；正压力使接触面压紧的那个弹力 2、 静摩擦力 1、定义：两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动，这时的摩擦力就叫做静摩擦力。 2、产生条件：（1）直接接触（2）相互挤压（3）接触面粗糙 （4）有相对运动趋势 3、方向：静摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反， 4、大小： 最大静摩擦力 说明：（1）求静摩擦力需用到平衡法 （2） 最大静摩擦力与正压力和接触面的粗糙程度有关 （3） 最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，当题中说明“假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力”时可用滑动摩擦力公式计算最大静摩擦力 3.3牛顿第三定律 一、内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 二、作用力与反作用力的特征 相互性、同时性、异体性、同性性 3、 作用力与反作用力和二力平衡的区别 力的合成与分解 1、 合力与分力 1、定义：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，这几个力叫做这个力的分力 2、合力与分力的关系 (1)等效性：合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，它们在效果上可以相互替代。（等效替代），受力分析不能同时分析合力与分力。 (2)同体性：各个分力是作用在同一物体上的，分力与合力为同一物体，作用在不同物体上的力不能求合力。 二、共点力与非共点力 共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。 非共点力：力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也不能相交于一点 三、力的合成 1、力的合成的定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成 2、共线力的合成 选择一个正方向，与正方向相同的力记为正，与正方向相反的力记为负，然后代数相加 3、 两个互成角度的力的合成 （1）平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫做平行四边形定则 （2）平行四边形定则的应用与拓展 多个力的合成：先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，以此类推，直到把所有力合为一个力，得到总合力 （3）三角形定则 平行四边形的邻边平移后，两个共点力首尾相接，从一个力的始端指向另一个力的末端，这个有向线段就是合力 注意：物体受三个力处于平衡态：平移后构成封闭矢量三角形 四、合力与分力的大小关系 1.两个分力F1、F2大小不变，合力随夹角如何变化？ ①合力最大: F=F1+F2(夹角为0, 即方向相同) ②合力最小: F=︱F1 - F2︱(夹角为180,即方向相反) ③合力的大小范围: ︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2 ④合力可能大于、等于、小于任一分力 ⑤两个分力F1、F2大小不变，两个分力的夹角越大，合力越小（夹角在180以内）。 2.合力一定时，两等大分力随夹角如何变化？ ①合力一定时，两等大分力大小随夹角增大而增大 ②当夹角为120°时，合力F=F1=F2 3.一个分力不变，另一个分力增大时,合力一定增大吗？ 4.三个共点力合成后的范围？ ①三个力共线且同向时，其合力最大，等于F1＋F2＋F3 ②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，则三个力的合力最小值为零； 如果第三个力不在这个范围内，则合力最小值等于最大的力减去另外两个力之和 四、力的分解 1、定义：求一个力分力的过程叫力的分解。 力的分解是力的合成的逆运算，力的分解也遵循平行四边形定则。 2、 分解方式 （1）按力的作用效果分解（多总结具体题型） （2） 正交分解 力的正交分解:将力沿两互相垂的方向分解 正交分解的目的 化复杂的矢量运算为普通的代数运算，将力的合成化简为同向或反向或垂直方向。便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。 正交分解的步骤 3、力的分解分类讨论 当一个确定的合力加上相应条件限制， 1、已知两分力的方向 有唯一解 2、已知一个分力的大小和方向：有唯一解 3.5共点力平衡 一、平衡状态:物体处于静止或者匀速直线运动的状态。 平衡状态的运动学特征：v=0 或v不变，即：a=0 2、 平衡原理 物体所受合力为0，则物体必处于平衡态 物体处于平衡态，则物体所受合力必然为0 3、 常用处理问题的方法 4、 特殊模型 活结：绳跨过光滑滑轮或者绳上挂钩时。绳子上的力相等 死结：结点不是滑轮，是固定的点，两段绳子上的弹力不一定相等。 动杆：轻杆用光滑的转轴或铰链连接，弹力一定沿杆（否则转动） 定杆：轻杆插入墙中(固定)，弹力就不一定沿杆 学科网（北京）股份有限公司 $$