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文檔簡(jiǎn)介

相互作用

濃--------

思維導(dǎo)圖

力的概念

彈力

滑動(dòng)摩擦力

靜摩擦力

摩擦力突變

力的合成

力的分解

相互作用

focus

<0超有考點(diǎn)

??伎键c(diǎn)真題舉例

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哪沏閶喘1

①掌握重力的三要素,掌握重心的概念;

②掌握彈力的概念、判斷條件、方向及彈力大小的計(jì)算方法,理解并掌握胡克定律和不同模型彈力的

方向;

③掌握摩擦力的概念、判斷條件、方向,重點(diǎn)區(qū)分靜摩榛力和動(dòng)摩擦力,理解摩擦力突變;

④熟練掌握受力的方法和受力分析步驟,熟練運(yùn)用整體法和隔離法;

⑤掌握合力與分力之間的關(guān)系,會(huì)應(yīng)用平行四邊形定則及三角形定則求合力;學(xué)會(huì)利用力的分解方法

進(jìn)行力的求解;

⑥理解共點(diǎn)力平衡的條件,掌握靜態(tài)平衡和動(dòng)態(tài)平衡的分析方法,會(huì)解共點(diǎn)力平衡問(wèn)題;

⑦掌握動(dòng)力學(xué)臨界、極值問(wèn)題的常用方法。

核心考點(diǎn)01力

一、力的概念...............................................................................3

二、重力...................................................................................4

三、彈力...................................................................................5

四、滑動(dòng)摩榛力.............................................................................8

五、靜摩榛力...............................................................................9

六、摩榛力突變............................................................................11

核心考點(diǎn)02力的合成與分解....................................................................12

一、力的合成..............................................................................12

二、力的分解..............................................................................14

核心考點(diǎn)03受力分析..........................................................................17

一、定義..................................................................................17

二、分析依據(jù)..............................................................................17

三、受力分析方法..........................................................................17

四、整體法和隔離法........................................................................17

核心考點(diǎn)04共點(diǎn)力平衡........................................................................17

一、共點(diǎn)力平衡............................................................................17

二、共點(diǎn)力平衡中的臨界極值問(wèn)題...........................................................19

核心考點(diǎn)01力

一、力的概念

1、概念

力是物體對(duì)物體的作用。

2、特點(diǎn)

①物體間力的作用是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失的。

②機(jī)械運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的一種運(yùn)動(dòng)形式。相互接觸的物體可能沒(méi)有力的作用,不接觸的物體之間可能有

力的作用。

③力是物體間的相互作用,單獨(dú)一個(gè)物體不存在力的作用。

④力是座±出現(xiàn)的,施力物體同時(shí)也是受力物體,受力物體同時(shí)也是施力物體。

3、單位

牛頓,簡(jiǎn)稱牛,符號(hào)是N。

4、三要素

①大小;②方向;③作用點(diǎn)。

5、力的特性

矢量性(力是矢量,不僅有大小,而且有方向);相互性(力是物體間的相互作用,施力物體同時(shí)也

是受力物體),物質(zhì)性(力不能離開(kāi)物便而獨(dú)立存在,每個(gè)力都有施力物體和受力物體)

6、示意圖

從力的作用點(diǎn)沿力的方向畫一條適當(dāng)近度的線段,并在線段的末端標(biāo)出箭頭表示力的方向(箭頭表示

力的方向,線段的起點(diǎn)表示力的作用點(diǎn),線段的長(zhǎng)度表示力的大小)。

7、力的圖示

力可以用有向線段表示,有向線段的長(zhǎng)短表示力的大小,箭頭表示力的方向,箭尾(或箭頭)表示力

的作用點(diǎn)。

畫力的圖示的步驟:①選定標(biāo)度(用多長(zhǎng)的線段表示多少牛頓的力);②確定線段(從力的作用點(diǎn)出

發(fā),沿著力的方向或反方向畫一條線段,注意要讓線段長(zhǎng)度依據(jù)標(biāo)度按比例表示力的大小,并在線段上加

上刻度);③標(biāo)明方向(在線段的一端加箭頭表示力的方向,箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn),在箭頭旁標(biāo)注

力的符號(hào))。

7、力的作用效果

①可以改變物體的遜;②改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

【注意】力的圖示是用一條有向線段來(lái)表示力的三要素(大小、方向、作用點(diǎn));力的示意圖只畫出

力的作用點(diǎn)和方向。

二、重力

1、概念

由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力。

【注意】不能認(rèn)為地球?qū)ξ矬w的引力就是重力。地球?qū)ξ矬w的吸引力是萬(wàn)有引力,方向是指向地心。

在地球的南北兩極處,重力等于萬(wàn)有引力;在地球上的其他位置二者不相等,重力只是萬(wàn)有引力的一部分。

2、大小

利用公式G=%g計(jì)算,加為物體的質(zhì)量,g為當(dāng)?shù)氐淖杂陕潴w加速度,也叫重力加速度。大小可以利用

彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行測(cè)量。

物體處于靜止時(shí),重力等于物體對(duì)水平支持物的壓力或?qū)ωQ直懸繩的拉力,不能認(rèn)為拉力或壓力就是

重力,因?yàn)榱Φ男再|(zhì)不同。用彈簧秤測(cè)量,物體處于靜止時(shí),彈簧秤的示數(shù)等于重力的大小。

【注意】g的數(shù)值與物體所在位置的緯度有關(guān),也與物體距地面的高度有關(guān)。緯度越高,g值越大;距

地面的高度越高,g值越小。g的數(shù)值還與星球有關(guān)。

3、方向

豎直向.下(即垂直于水平面向下),方向可用鉛垂線來(lái)確定。如下圖所示:

【注意】豎直向下是和水平面垂直,不一定和接觸面垂直,也不一定指向地心。

4、作用點(diǎn)

重力的等效作用點(diǎn)為重心。物體的每一部分都受重力作用,可認(rèn)為重力集中作用于一點(diǎn)即物體的重心。

重心概念的實(shí)質(zhì)是從作用效果上命名的,是一種等效的處理方法。

【注意】重心并不是重力的實(shí)際作用點(diǎn),也不是物體上最重的一點(diǎn);重心的位置跟物體的形狀和質(zhì)量

的分布有關(guān)。形狀規(guī)則和質(zhì)量分布均勻的物體,重心位于其幾何中心;質(zhì)量分布均勻的物體,重心的位置

可能在物體上,也可能在物體外,比如圓環(huán),其重心在圓心處。

不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法:懸掛法。不能認(rèn)為重心是物體唯一受重力的點(diǎn),重心概念的實(shí)質(zhì)

是從作用效果上命名的,是一種等效的處理方法。實(shí)際上,物體的各部分都受重力,重力并不只作用于重

心上。

某運(yùn)動(dòng)員以如圖所示的姿勢(shì)蹲在水平地面上,則該運(yùn)動(dòng)員()

:A.一定受到摩擦力B.所受壓力就是重力

C.受到的支持力和重力是一對(duì)平衡力D.受到的支持力是由于腳掌形變產(chǎn)生的

!【答案】C

【詳解】A.運(yùn)動(dòng)員以題圖所示的姿勢(shì)蹲在水平地面上,處于平衡狀態(tài),在水平方向沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),也

I沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),因此不受摩擦力的作用,A錯(cuò)誤;

IB.運(yùn)動(dòng)員所受的壓力是水平地面的形變產(chǎn)生的作用,重力是地球的吸引力產(chǎn)生,因此所受壓力不是重

:力,B錯(cuò)誤;

IC.運(yùn)動(dòng)員受到的支持力和重力大小相等,方向相反,是一對(duì)平衡力,C正確;

:D.運(yùn)動(dòng)員受到的支持力是由于水平地面的形變產(chǎn)生的,D錯(cuò)誤。

I故選C。

‘三「葬萬(wàn)一

1、形變

物體在力的作用下彩狀或住租發(fā)生改變,叫做形變。比如拉伸、壓縮等。

2、形變分類

彈性形變:物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠恢復(fù)原狀的形變。

【注意】當(dāng)形變超過(guò)一定限度時(shí),撤去作用力后,物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀,這個(gè)限度叫彈性限

度。

塑性形變:物體在發(fā)生形變后撤去作用力時(shí)不能完全恢復(fù)原狀的形變。

3、彈力的定義

發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,就會(huì)對(duì)跟它接觸使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生力隹用,這種力叫做

彈力。

4、彈力的產(chǎn)生條件

①兩個(gè)物體必須直接接觸;②接觸處有彈性形變。

【注意】相互接觸的物體間不一定產(chǎn)生彈力,不接觸的兩個(gè)物體之間一定不會(huì)產(chǎn)生彈力;有彈力必有

形變,有形變不一定有彈力,只有彈性形變才會(huì)產(chǎn)生彈力。

5、彈力的大小

彈力的大小跟形變的大小有關(guān),形變?cè)酱螅瑥椓υ酱蟆?/p>

6、彈力的方向

總是與施力物體能變的方向相反。(或者總是指向施力物體恢復(fù)能變的方向。)

彈力的類型彈力的方向圖例

壓力(支持力)垂直于接觸面,指向被壓(被支

持)的物體。面與面接觸,垂直獷——

(面與面)

于公共接觸面;點(diǎn)與面接觸,過(guò)

點(diǎn)垂直于面;點(diǎn)與點(diǎn)接觸(點(diǎn)與中

曲線、曲面),垂直于公切面-1

(垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的切線、切<,=、

面)。1

繩子的拉力沿著繩子并指向繩收縮方向。

0

輕桿的彈力桿上彈力的方向要根據(jù)物體的

運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)確定。

0

1(不沿桿)

彈簧的彈力沿彈簧軸線指向形變的反方向。

7、彈力有無(wú)的判斷方法

假設(shè)法對(duì)形變不明顯的情況,可假設(shè)兩個(gè)物體間彈力不存在,看物體能否保持原有

的狀態(tài),若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,則此處不存在彈力;若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,則此處一

定有彈力。

替換法可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來(lái)替換,

看能否發(fā)生形態(tài)的變化,若發(fā)生形變,則此處一定有彈力。

條件法根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來(lái)判斷是否存在彈力。(用來(lái)判斷形

變比較明顯的情況。)

狀態(tài)法根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用牛頓第二定律或共點(diǎn)力平衡條件判斷彈力是否

存在。

8、胡克定律

彈簧發(fā)生彈性形變時(shí),彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比。尸=拉。先是彈簧的勁度系

數(shù),單位為N/m;左的大小由彈簧自身性質(zhì)決定。x是彈簧長(zhǎng)度的變化量,即x=l/現(xiàn)-/原I,不是彈簧形變

以后的長(zhǎng)度。

9、三種模型的比較

輕桿輕繩輕彈簧

./〃〃〃//〃/.//////////

/

9P1r

模型圖示M!

RT1

柔軟,只能發(fā)生微小

既可伸長(zhǎng),也可壓縮,

形變特點(diǎn)只能發(fā)生微小形變形變,各處張力大小

各處彈力大小相等

相等.

彈力方向特不一定沿桿,可以是只能沿繩,指向繩收沿彈簧軸線與形變方

點(diǎn)任意方向縮的方向向相反

彈力作用效

點(diǎn)可以提供拉力、推力只能提供拉力可以提供拉力、推力

果特點(diǎn)

彈力大小突

可以發(fā)生突變可以發(fā)生突變一般不能發(fā)生突變

變特點(diǎn)

&尊樂(lè)熱鐵*

有一個(gè)趣味游戲是用乒乓球拍托著乒乓球跑,從起點(diǎn)到終點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間短者獲勝。如圖所示,某人拿著乒

乓球拍托著乒乓球做水平勻速運(yùn)動(dòng),乒乓球拍與水平面成一定角度,且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中乒乓球始終相對(duì)球拍

靜止。已知乒乓球所受的空氣阻力與運(yùn)動(dòng)方向相反,忽略乒乓球與球拍的摩擦力,則下列說(shuō)法正確的是

A.球拍對(duì)乒乓球的彈力是由于乒乓球發(fā)生形變產(chǎn)生的

B.乒乓球的重力、球拍對(duì)乒乓球的彈力的合力沿斜面向下

C.球拍對(duì)乒乓球的彈力不做功

D.乒乓球的機(jī)械能不變

【答案】D

【詳解】乒乓球受力情況如圖所示

IA.球拍對(duì)乒乓球的彈力是由于球拍發(fā)生形變產(chǎn)生的,故A錯(cuò)誤;

IB.乒乓球的重力與球拍對(duì)乒乓球的彈力的合力與空氣阻力的方向相反,故水平向左,并沒(méi)有沿著斜面

!方向,故B錯(cuò)誤;

!C.由于球拍對(duì)乒乓球的彈力與乒乓球發(fā)生的位移夾角為銳角,所以做正功,故C錯(cuò)誤;

ID.由于乒乓球的動(dòng)能和重力勢(shì)能都沒(méi)發(fā)生改變,故乒乓球的機(jī)械能守恒。故D正確。

I故選D。

四、滑動(dòng)摩榛力

1、定義

兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,這種力叫做滑

動(dòng)摩擦力。

2、產(chǎn)生條件

①相互接觸,接觸面粗糙;

②接觸處有彈力;

③兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

【注意】三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)才有摩擦力,有摩擦力一定有彈力,有彈力不一定有摩擦力。

3、方向

與物體接觸面之間的彈力方向垂直,與接觸面相切,與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向桓反。

【注意】運(yùn)動(dòng)方向、相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的區(qū)別

運(yùn)動(dòng)方向指物體相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的方向。

相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向指物體相對(duì)于參考物體運(yùn)動(dòng)的方向,在研究摩擦力時(shí)此參考物體一

般指摩擦力的施力物體。]

相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)指物體有相對(duì)于參考物體沿某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的傾向,而實(shí)際上不一定

沿該方向運(yùn)動(dòng)。相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是一種欲動(dòng)而未動(dòng)的特殊狀態(tài)。

4、作用效果

總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),但不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。因此滑動(dòng)摩擦力可以是動(dòng)力,此時(shí)與運(yùn)動(dòng)方

向相同;也可以是阻力,此時(shí)與運(yùn)動(dòng)方向相反。

物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,路程只有大小,沒(méi)有方向,其單位就是長(zhǎng)度的單位。

5、計(jì)算公式

滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力的大小成正比,即居=〃k,其中〃是比例常數(shù),叫做動(dòng)摩擦因數(shù)。

【注意】〃與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān),與接觸面積、速度大小均無(wú)關(guān),無(wú)單位。尸N為

正壓力,跟物體所受重力沒(méi)有關(guān)系。當(dāng)動(dòng)摩擦因數(shù)和正壓力確定時(shí),滑動(dòng)摩擦力就是確定的,與接觸面的

大小、物體運(yùn)動(dòng)的速度和加速度均無(wú)關(guān)。

五、靜摩榛力

1、定義

兩個(gè)相互接觸而保持相對(duì)靜止的物體,當(dāng)它們之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)而沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),在它們的接

觸面上會(huì)產(chǎn)生阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,這種力叫做靜摩擦力。

【注意】相對(duì)靜止的理解:①兩個(gè)物體都靜止;②兩個(gè)物體都做方向相同的運(yùn)動(dòng),并且速度大小相同。

相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的理解:一種欲動(dòng)而未動(dòng)的特殊狀態(tài),指一個(gè)物體相對(duì)于與它接觸的另一個(gè)物體有運(yùn)動(dòng)

的可能,但還處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。引起這種趨勢(shì)的原因可以是:①物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變;②物體受到

外力作用。

阻礙的理解:阻礙的是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),而不是運(yùn)動(dòng)。說(shuō)明靜摩擦力既可以是動(dòng)力,也可以是阻

2、產(chǎn)生條件

①相互接觸,接觸面粗糙;

②接觸處有彈力;

③兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。

3、方向

與接觸面相切,跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。

【注意】靜摩擦力的方向可以與運(yùn)動(dòng)方向相同,也可以相反,還可以垂直。不能認(rèn)為靜止的物體受到

的摩擦力是靜摩擦力,運(yùn)動(dòng)物體受到的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力。

4、大小

靜摩擦力大小沒(méi)有確定的取值,也無(wú)確定的運(yùn)算公式,只能在零到最大值之間取值,等于使物體產(chǎn)生

相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力的大小。靜摩擦力大小范圍為:0<fWax,跟接觸面相互擠壓力用無(wú)直接關(guān)系,具體

大小可由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)合動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解。一般情況下,最大靜摩擦力尸max略大于滑動(dòng)摩擦力,靜摩

擦力的圖像如下圖所示:

【注意】靜摩擦力只能應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解。

物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析方法

物體處于平衡狀態(tài)分析沿接觸面其它力(除靜摩擦力)的合力,若合力為零,則

靜摩擦力不存在;若合力不為零,一定存在靜摩擦力,且靜摩擦

力的大小等于合力,方向與合力方向相反。

物體處于非平衡狀態(tài)利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)判斷靜摩擦力的有無(wú)、方向及大小。

5、摩擦力的理解盲區(qū)

①有彈力就有摩擦力,有摩擦力就有彈力。

【注意】彈力的產(chǎn)生條件是兩個(gè),摩擦力產(chǎn)生條件有三個(gè)。

②摩擦力的大小一定與正壓力成正比。

【注意】此公式適用滑動(dòng)摩擦力,靜摩擦力并不適用。

③摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向粗反。

【注意】摩擦力可以是動(dòng)力也可以是阻力,摩擦力的方向應(yīng)與“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”或“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”的方

向相反。

④摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向一定在同一直線上。

【注意】人沿扶梯斜向上運(yùn)動(dòng),而人所受摩擦力卻是水平方向,與運(yùn)動(dòng)方向并不共線。

6、靜摩擦力的判斷方法

假設(shè)法①假設(shè)物體間接觸面光滑,若物體間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則物體間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故

無(wú)靜摩擦力作用;若物體間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故有靜摩擦力

作用,其方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。②假設(shè)摩擦力存在,看所研究物體是否改

變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

狀態(tài)法明確物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(平衡、加速、減速狀態(tài)),分析出除摩擦力外的其它力,看是否

能維持這個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),若不能維持,說(shuō)明一定受摩擦力,根據(jù)平衡條件或牛頓定律,

即可判斷出靜摩擦力的方向。

。轉(zhuǎn)換,法—樂(lè)-利用,牛琳頓第三]定律(作用力與反作用力的關(guān)系)來(lái)判定。

如圖,質(zhì)量分別為/w、m的兩個(gè)木塊A、B通過(guò)輕彈簧連接,木塊A放在水平桌面上,木塊B用輕繩通

過(guò)定滑輪在力F的作用下整體恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),繩與水平方向成。角.不計(jì)滑輪與繩間的摩擦.則下

列正確的是()

A.木塊A對(duì)桌面的壓力(M+機(jī))g-/,B.木塊A與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=六;--------

(M+m)g-F

I?

C.彈簧與水平方向的夾角的正切值tan尸=""一"琢

rcoscr

??

D.彈簧的彈力大小為辱=,(尸5足夕)2+(尸(:05戊一加且)2

II

i【答案】c;

II

i【分析】系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),通過(guò)先整體后隔離的方法進(jìn)行分析求解,系統(tǒng)恰好靜止,說(shuō)明A物塊受?

II

i到最大靜摩擦力。

【詳解】A.對(duì)A、B物塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)整體受力分析可知:尸sina+N地=(M+〃?)g

II

I根據(jù)牛頓第三定律可知木塊A對(duì)地面的壓力為:(”+〃7)g-尸sina,故A錯(cuò)誤;

II

IB.題中未說(shuō)明最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等,所以無(wú)法計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù),故B錯(cuò)誤;

II

II

K由sinB=F

\CD.對(duì)B物塊受力分析,正交分解:/口口

[r^cosp=Fcosa

??

i兩式相比解得:^p=F^a~mg\

?Fcosa

??

?___________________________________________?

!兩式平方相加解得:F彈=7(Fcosa)2+(Fsina-mg)2

??

;故C正確,D錯(cuò)誤。;

ii

i?

六、摩擦力突變

1、分析方法:

①在涉及摩擦力的情況中,題目中出現(xiàn)“最大”“最小”和“剛好”等關(guān)鍵詞時(shí),一般隱藏著摩擦力

突變的臨界問(wèn)題.題意中某個(gè)物理量在變化過(guò)程中發(fā)生突變,可能導(dǎo)致摩擦力突變,則該物理量突變時(shí)的

狀態(tài)即為臨界狀態(tài);

②分析臨界狀態(tài),物體由相對(duì)靜止變?yōu)橄鄬?duì)運(yùn)動(dòng),或者由相對(duì)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橄鄬?duì)靜止,或者受力情況發(fā)生

突變,往往是摩擦力突變問(wèn)題的臨界狀態(tài);

③確定各階段摩擦力的性質(zhì)和受力情況,做好各階段摩擦力的分析。

靜一靜“突變”物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)作用在物體上的其他力的合力

發(fā)生變化時(shí),如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài),則物體受到的靜摩擦力的大小和方向

將發(fā)生“突變”。

靜-動(dòng)“突變”物體在靜摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)其他力變化時(shí),如果物體不能

保持靜止?fàn)顟B(tài),則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動(dòng)摩擦力。

動(dòng)-靜“突變”在滑動(dòng)摩擦力和其他力作用下,做減速運(yùn)動(dòng)的物體突然停止滑行時(shí),物體將不受

滑動(dòng)摩擦力作用,滑動(dòng)摩擦力可能“突變”為靜摩擦力。

動(dòng)一動(dòng)“突變”一個(gè)物體相對(duì)于另一物體滑動(dòng)的過(guò)程中,若突然相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向變了,則滑動(dòng)摩擦

力的方向發(fā)生“突變”。

核心考點(diǎn)2力的合成與分解

一、力的合成

1、定義

在物理學(xué)中,我們把求幾個(gè)力的合力的過(guò)程叫做力的合成,把求一個(gè)力的分力的過(guò)程叫做力的分解。

2、力的合成特性

①力的合成是唯一的。

②在一定的物理情景中只有同一物體所受的力才可合成。

③不同性質(zhì)的力也可以合成,因?yàn)楹狭Φ淖饔眯Ч刃в诟鞣至偟淖饔眯Ч?/p>

3、力的合成法則

法貝方法圖例

平行四邊形法則求兩個(gè)互成角度的力的合力,可以用表示這兩個(gè)

力的線段作鄰邊,作平行四邊形,夾在兩分力之

間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。這叫做力

的平行四邊形定則。

三角形法則把兩個(gè)矢量首尾相連從而求出合矢量的方法。

說(shuō)明:不在同一直線上的兩個(gè)分力與其合力,一

定圍成一個(gè)封閉的三角形。類推,不在同一直線

上的n個(gè)力與其合力,一定圍成一個(gè)封閉的

(n+1)邊形。

多邊形法則如果求多個(gè)力的合成,可利用多邊形定則進(jìn)行求

解。以點(diǎn)o為起點(diǎn),將多個(gè)力順次首尾相接作力。一

的圖示,然后由點(diǎn)0指向最后一個(gè)力的有箭頭一

端的有向線段即為要求的合力。

【注意】這是一切矢量的運(yùn)算法則,既適用于力的合成,也適用于速度等矢量合成;對(duì)于力的合成只

適用于共點(diǎn)力的合力,對(duì)于非共點(diǎn)力合力是沒(méi)有意義的。

4、力的合成方法

方法說(shuō)明圖例注意

作圖法①?gòu)牧Φ淖饔命c(diǎn)起,按同一力的比例要一致,標(biāo)度選取要適當(dāng),

標(biāo)度作出兩個(gè)分力Fi和F2的同一圖上的各個(gè)力必須采用同一標(biāo)

圖示;②再以乙和尸2的圖示度,表示分力和合力有向線段共點(diǎn)

oF2

為鄰邊作平行四邊形,得到且要畫成實(shí)線,與分力平行對(duì)邊要

作用點(diǎn)的對(duì)角線;③根據(jù)表畫成虛線,力線段上要畫上刻度和

示分力的標(biāo)度去度量該對(duì)角箭頭。

線,對(duì)角線的長(zhǎng)度就表示合作圖法求合力,須嚴(yán)格用同一標(biāo)度

力的大小;④量出對(duì)角線與作出力的圖示,作出規(guī)范的平行四

某一力的夾角即可確定合力邊形,才能較精確的求出合力的大

的方向。小和方向。

計(jì)算法先根據(jù)力的平行四邊形定則計(jì)算法求合力,只需做出力的示意

G「F

作出力的合成示意圖,然后\/\圖,對(duì)平行四邊形的作圖要求也不

運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)求合力大小和太嚴(yán)格,重點(diǎn)是利用數(shù)學(xué)方法求解,

方向。往往適用于兩力的夾角是特殊角的

兩個(gè)相互垂直的力的合成如情況

圖所示,由幾何關(guān)系得,合

力的大小/^+與2。蜉,

兩個(gè)夾角為120。的等大的

力的合成如圖所示,由幾何Ft

關(guān)系得,對(duì)角線將畫出的平

行四邊形分為兩個(gè)等邊三角

形,則可以得到合力的大小

與分力等大。

5、合力大小的范圍

兩個(gè)力此一F2IWFaWF1+F2,即兩個(gè)力大小不變時(shí),其合力隨夾

&F?

角的增大而減小。------------------1%=Fi+F?

Ft

①當(dāng)兩力反向時(shí),合力最小,為此一F2I;

②當(dāng)兩力同向時(shí),合力最大,為F1+F2。

F#

三個(gè)力①三個(gè)力共線且同向時(shí),其合力最大,為F1+F2+F3。

②任取兩個(gè)力求合力,如果第三個(gè)力在0至合力的范圍之

,■

內(nèi),則三個(gè)力的合力的最小值為零;如果第三個(gè)力不在這

個(gè)范圍內(nèi),則合力的最小值為最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)

較小力的和的絕對(duì)值。

力合成合力一定,其中一個(gè)分力的方向一定,當(dāng)兩個(gè)分力垂直時(shí),

中兩類另一個(gè)分力最小。

最小值A(chǔ)

問(wèn)題合力方向一定,其中一個(gè)分力的大小和方向都一定,當(dāng)另

一個(gè)分力與合力方向垂直時(shí),這一分力最小。A

二、力的分解

1、力的分解

求一個(gè)已知力的分力的過(guò)程。

2、力的分解法則

遵循平行四邊形定則或三角形定則o

3、力的分解情形

類型內(nèi)容圖例

不受條件限一個(gè)力分解為兩個(gè)力,從理論上講有無(wú)數(shù)組解。因

制的分解為同一條對(duì)角線可以構(gòu)成的平行四邊形有無(wú)窮多

個(gè)。

XT

有條件限制已知合力和兩個(gè)分力的方向時(shí),有唯一解。,K的方向Fi?

的N

的力的分解

方向F2

已知合力和一個(gè)分力的大小和方向時(shí),有唯一解。.Ffi..................

X:/

已知合力F以及一個(gè)當(dāng)尸sina<E<尸時(shí),有兩解。

分力B的方向和另一俗

個(gè)分力B的大小時(shí),.

若尸與為的夾角為呢號(hào)

當(dāng)尸2=^sina時(shí),有唯一解。

0

F2

當(dāng)F<Fsina時(shí),無(wú)解。

2,?田

,-

當(dāng)出>/時(shí),有唯一解。

:手

Ft

4、力的分解方法

方法內(nèi)容圖例

根據(jù)力的效根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)分力的方蛙

果進(jìn)行分解向;

根據(jù)分力的方向畫出平行四邊形;mg

由三角形等知識(shí)求出分力的大小。拉力廠一方面使物體沿水平地面前進(jìn),

另一方面向上提物體,因此拉力廠可分

解為水平向前的力尸1(尸i=Rx)sa)和

豎直向上的力R(尸2=Aina)-

正交分解將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解

的方法。

物體受到多個(gè)力作用£、£、6…,求合力「匕)

戶時(shí),可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分

解。原則:使盡量多的力選在坐標(biāo)軸上。

5、繩子模型

輕繩模型:輕“活結(jié)”模型:跨過(guò)可理解為把繩子分成兩段。

繩對(duì)物體的滑輪、光滑桿、光滑可以沿繩子移動(dòng)的結(jié)點(diǎn)。

彈力方向沿釘子的細(xì)繩為同一根分開(kāi)的兩段繩子上彈力的大小一定相等,兩段繩子合力的方

繩收縮的方細(xì)繩,其兩端張力大向一定沿這兩段繩子夾角的平分線。

向小相等。一般是由繩跨過(guò)滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩子

雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實(shí)際上是同一根繩。

“死結(jié)”模型:如幾可理解為把繩子分成兩段。

個(gè)繩端有“結(jié)點(diǎn)”,是不可以沿繩子移動(dòng)的結(jié)。

即幾段繩子系在一兩側(cè)的繩因結(jié)住而變成了兩根獨(dú)立的繩。

起,謂之“死結(jié)”,分開(kāi)的兩段繩子上的彈力不一定相等。

那么這幾段繩子的張

力不一定相等。

6、輕桿模型

桿的彈力方向不一定沿桿的方向,其大小和方向的判斷要根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)確定。

“死桿”:即輕質(zhì)固定桿,它的彈力方向不一定沿桿的方向,作用力的方向需要結(jié)合平衡方程或牛頓

第二定律求得。

“活桿”:即一端有錢鏈相連的桿屬于活動(dòng)桿,輕質(zhì)活動(dòng)桿中的彈力方向一定沿桿的方向。

如圖所示為一固定在水平桌面上的V形槽的截面圖,AB.BC面與水平桌面間夾角分別為30°和60。。一

正方體木塊放在槽內(nèi),木塊與AB、BC面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,現(xiàn)用垂直于紙面向外的力F拉木塊,木

塊恰好能沿槽做勻速直線運(yùn)動(dòng)。木塊的質(zhì)量為m,重力加速度為g。木塊與A3、BC面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

大小為()

D-加g(百T)

【答案】A

【詳解】將重力按照實(shí)際作用效果正交分解,如圖所示:

B/F2

mg

故片=mgsin60°=Wmg,F2=mgsin30°=^-mg,滑動(dòng)摩擦力為:f=n(Fi+F2)

22

2F

解得木塊與AB、BC面間的動(dòng)摩擦因數(shù)大小為:〃=“陪(用1)

核心考點(diǎn)3受力分析

一、受力分析

1、定義

把研究對(duì)象在特定的物理環(huán)境中所受到的所有處力找出來(lái),并畫出受力示意圖。

2、分析依據(jù):

①條件依據(jù):不同性質(zhì)的力產(chǎn)生條件不同,進(jìn)行受力分析時(shí)最基本的判據(jù)是根據(jù)其產(chǎn)生條件;

②效果依據(jù):有時(shí)候是否滿足某力產(chǎn)生的條件是很難判定的,可先根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析,再

運(yùn)用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律判定未知力,也可應(yīng)用“假設(shè)法”;

③特征依據(jù):在有些受力情況較為復(fù)雜的情況下,我們根據(jù)力產(chǎn)生的條件及其作用效果仍不能判定該

力是否存在時(shí),可從力的作用是相互的這個(gè)基本特征出發(fā),通過(guò)判定其反作用力是否.存在來(lái)判定該力。

3、受力分析的方法:

①明確研究對(duì)象(可以是一個(gè)點(diǎn)、一個(gè)物體或一個(gè)系統(tǒng)等)。

②力分析的順序:先找場(chǎng)力(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力);再找接觸力(彈力、摩擦力等);最后是其

它力。

③畫受力示意圖,題目給出的物理?xiàng)l件(如光滑一不計(jì)摩擦;輕物一重力不計(jì);運(yùn)動(dòng)時(shí)空氣阻力

忽略等),防止多力和漏力。

④只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力(如重力、彈力、摩擦力等),不分析按效星命名的力(如下滑力、動(dòng)力、

阻力等)。

4、整體法和隔離法

方法整體法隔離法

定義將相互關(guān)聯(lián)的各個(gè)物體看成一個(gè)整體的將某物體從周圍物體中隔離出來(lái),單獨(dú)分析

方法。該物體的方法。

選用原則研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力研究系統(tǒng)內(nèi)部各物體之間的相互作用力

或者系統(tǒng)整體的加速度

注意受力分析時(shí)不考慮系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的一般情況下先隔離受力較少的物體。

相互作用力。

說(shuō)明:當(dāng)分析相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上物體整體的受力情況及分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用時(shí),宜用整

體法;而在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個(gè)物體各部分)間的相互作用時(shí),宜用隔離法。

核心考點(diǎn)4共點(diǎn)力平衡

一、共點(diǎn)力平衡

1、定義

物體受到幾個(gè)力作用時(shí),如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。桌上

的書、屋頂?shù)臒?、隨傳送帶勻速運(yùn)送的物體、沿直線公路勻速前進(jìn)的汽車,都處于平衡狀態(tài)。

2、平衡的兩種情形

兩種情形受力情況速度和加速度

靜止?fàn)顟B(tài)共點(diǎn)力作用v=0,a=0

勻速直線運(yùn)動(dòng)共點(diǎn)力作用V=C,<2=0

說(shuō)明:沒(méi)0,a=0其實(shí)是一種動(dòng)態(tài)平衡。通過(guò)控制某些物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢地變化,物體

在這一變化過(guò)程中始終處于一系列的平衡狀態(tài)中,這種平衡稱為動(dòng)態(tài)平衡。動(dòng)態(tài)平衡的基本思路:

化“動(dòng)”為“靜”,“靜”中求“動(dòng)”。

靜止與速度v=。不是一回事。物體保持靜止?fàn)顟B(tài),說(shuō)明v=0,a=O,兩者同時(shí)成立。若僅是v=0,

存。,如自由下落開(kāi)始時(shí)刻的物體,并非處于平衡狀態(tài)。

瞬時(shí)速度為0時(shí),不一定處于平衡狀態(tài),如豎直上拋?zhàn)罡唿c(diǎn)。只有能保持靜止?fàn)顟B(tài)而加速度也為0

時(shí)才能認(rèn)為是平衡狀態(tài)。物理學(xué)中的“緩慢移動(dòng)”一般可理解為動(dòng)態(tài)平衡。

3、條件

合力為0。月合=0(或者月=0;工=0),a=0(而不是片0)o

【注意】多力平衡:如果物體受多個(gè)力作用處于平衡,其中任何一個(gè)力與其余力的合力大小相等,方

向相反。利用表達(dá)式進(jìn)行描述即為:STtO,即工寄=0一//工+&工+…+川”\.=0;瑪,令=0—%,+尸方+…+工產(chǎn)0。

4、推論

某力與余下其它力的合力平衡(即等值、反向)。

二力平衡如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個(gè)力必定大小相等,方向相

反,作用在一條直線上。

三力平衡如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),則其

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