高一物理力学知识点总结

高一物理力学知识点总结
高一物理力学知识点总结

高一物理力学知识点总结
定义：力是物体之间的相互作用.
　　理解要点：
　　（1） 力具有物质性：力不能离开物体而存在.
　　说明：①对某一物体而言,可能有一个或多个施力物体.
　　②并非先有施力物体,后有受力物体
　　（2）力具有相互性：一个力总是关联着两个物体,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体.
　　说明：①相互作用的物体可以直接接触,也可以不接触.
　　②力的大小用测力计测量.
　　（3）力具有矢量性：力不仅有大小,也有方向.
　　（4）力的作用效果：使物体的形状发生改变；使物体的运动状态发生变化.
　　（5）力的种类：
　　①根据力的性质命名：如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等.
　　②根据效果命名：如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等.
　　说明：根据效果命名的,不同名称的力,性质可以相同；同一名称的力,性质可以不同.
　　重力
　　定义：由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力.
　　说明：①地球附近的物体都受到重力作用.
　　②重力是由地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力.
　　③重力的施力物体是地球.
　　④在两极时重力等于物体所受的万有引力,在其它位置时不相等.
　　（1）重力的大小：G=mg
　　说明：①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的,纬度越高,同一物体的重力越大,因而同一物体在两极比在赤道重力大.
　　②一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其它力也无关系.
　　③在处理物理问题时,一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变.
　　（2） 重力的方向：竖直向下（即垂直于水平面）
　　说明：①在两极与在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心.
　　②重力的方向不受其它作用力的影响,与运动状态也没有关系.
　　（3）重心：物体所受重力的作用点.
　　重心的确定：①质量分布均匀.物体的重心只与物体的形状有关.形状规则的均匀物体,它的重心就在几何中心上.
　　②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关.
　　③薄板形物体的重心,可用悬挂法确定.
　　说明：①物体的重心可在物体上,也可在物体外.
　　②重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关.
　　③引入重心概念后,研究具体物体时,就可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示,于是原来的物体就可以用一个有质量的点来代替.
　　弹力
　　（1） 形变：物体的形状或体积的改变,叫做形变.
　　说明：①任何物体都能发生形变,不过有的形变比较明显,有的形变及其微小.
　　②弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变,叫做弹性形变,简称形变.
　　（2）弹力：发生形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力.
　　说明：①弹力产生的条件：接触；弹性形变.
　　②弹力是一种接触力,必存在于接触的物体间,作用点为接触点.
　　③弹力必须产生在同时形变的两物体间.
　　④弹力与弹性形变同时产生同时消失.
　　（3）弹力的方向：与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反.
　　几种典型的产生弹力的理想模型：
　　① 轻绳的拉力（张力）方向沿绳收缩的方向.注意杆的不同.
　　② 点与平面接触,弹力方向垂直于平面；点与曲面接触,弹力方向垂直于曲面接触点所在切面.
　　③ 平面与平面接触,弹力方向垂直于平面,且指向受力物体；球面与球面接触,弹力方向沿两球球心连线方向,且指向受力物体.
　　（4）大小：弹簧在弹性限度内遵循胡克定律F=kx,k是劲度系数,表示弹簧本身的一种属性,k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关,而与运动状态、所处位置无关.其他物体的弹力应根据运动情况,利用平衡条件或运动学规律计算.
　　摩擦力
　　（1） 滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.
　　说明：①摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的.
　　②摩擦力具有相互性.
　　ⅰ滑动摩擦力的产生条件：A.两个物体相互接触；B.两物体发生形变；C.两物体发生了相对滑动；D.接触面不光滑.
　　ⅱ滑动摩擦力的方向：总跟接触面相切,并跟物体的相对运动方向相反.
　　说明：①“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”
　　②滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用.
　　ⅲ滑动摩擦力的大小：F=μFN
　　说明：①FN两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力.应具体分析.
　　②μ与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,无单位.
　　③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关.
　　ⅳ效果：总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动.
　　ⅴ滚动摩擦：一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦,滚动摩擦比滑动摩擦要小得多.
　　（2）静摩擦力：两相对静止的相接触的物体间,由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力.
　　说明：静摩擦力的作用具有相互性.
　　ⅰ静摩擦力的产生条件：A.两物体相接触；B.相接触面不光滑；C.两物体有形变；D.两物体有相对运动趋势.
　　ⅱ静摩擦力的方向：总跟接触面相切,并总跟物体的相对运动趋势相反.
　　说明：①运动的物体可以受到静摩擦力的作用.
　　②静摩擦力的方向可以与运动方向相同,可以相反,还可以成任一夹角θ.
　　③静摩擦力可以是阻力也可以是动力.
　　ⅲ静摩擦力的大小：两物体间的静摩擦力的取值范围0＜F≤Fm,其中Fm为两个物体间的最大静摩擦力.静摩擦力的大小应根据实际运动情况,利用平衡条件或牛顿运动定律进行计算.
　　说明：①静摩擦力是被动力,其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡,在取值范围内是根据物体的“需要”取值,所以与正压力无关.
　　②最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数（选学）Fm＝μsFN.
　　ⅳ效果：总是阻碍物体间的相对运动的趋势.
　　对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学的重要方法,受力分析的程序是：
　　1. 根据题意选取适当的研究对象,选取研究对象的原则是要使对物体的研究处理尽量简便,研究对象可以是单个物体,也可以是几个物体组成的系统.
　　2. 把研究对象从周围的环境中隔离出来,按照先场力,再接触力的顺序对物体进行受力分析,并画出物体的受力示意图,这种方法常称为隔离法.
　　3. 对物体受力分析时,应注意一下几点：
　　（1）不要把研究对象所受的力与它对其它物体的作用力相混淆.
　　（2）对于作用在物体上的每一个力都必须明确它的来源,不能无中生有.
　　（3）分析的是物体受哪些“性质力”,不要把“效果力”与“性质力”重复分析.
　　力的合成
　　求几个共点力的合力,叫做力的合成.
　　（1） 力是矢量,其合成与分解都遵循平行四边形定则.
　　（2） 一条直线上两力合成,在规定正方向后,可利用代数运算.
　　（3） 互成角度共点力互成的分析
　　①两个力合力的取值范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2
　　②共点的三个力,如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力,那么这三个共点力的合力可能等于零.
　　③同时作用在同一物体上的共点力才能合成（同时性和同体性）.
　　④合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一个分力.
　　力的分解
　　求一个已知力的分力叫做力的分解.
　　（1） 力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则.
　　（2） 已知两分力求合力有唯一解,而求一个力的两个分力,如不限制条件有无数组解.
　　要得到唯一确定的解应附加一些条件：
　　①已知合力和两分力的方向,可求得两分力的大小.
　　②已知合力和一个分力的大小、方向,可求得另一分力的大小和方向.
　　③已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小：
　　若F1＝Fsinθ或F1≥F有一组解
　　若F＞F1＞Fsinθ有两组解
　　若F＜Fsinθ无解
　　（3） 在实际问题中,一般根据力的作用效果或处理问题的方便需要进行分解.
　　（4） 力分解的解题思路
　　力分解问题的关键是根据力的作用效果画出力的平行四边形,接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题.因此其解题思路可表示为：
　　必须注意：把一个力分解成两个力,仅是一种等效替代关系,不能认为在这两个分力方向上有两个施力物体.
　　矢量与标量
　　既要由大小,又要由方向来确定的物理量叫矢量；
　　只有大小没有方向的物理量叫标量
　　矢量由平行四边形定则运算；标量用代数方法运算.
　　一条直线上的矢量在规定了正方向后,可用正负号表示其方向.
　　思维升华——规律•方法•思路
　　一、物体受力分析的基本思路和方法
　　物体的受力情况不同,物体可处于不同的运动状态,要研究物体的运动,必须分析物体的受力情况,正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功.
　　分析物体的受力情况,主要是根据力的概念,从物体的运动状态及其与周围物体的接触情况来考虑.具体的方法是：
　　1. 确定研究对象,找出所有施力物体
　　确定所研究的物体,找出周围对它施力的物体,得出研究对象的受力情况.
　　（1）如果所研究的物体为A,与A接触的物体有B、C、D……就应该找出“B对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等,不能把“A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力；
　　（2）不能把作用在其它物体上的力,错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上；
　　（3） 物体受到的每个力的作用,都要找到施力物体；
　　（4） 分析出物体的受力情况后,要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态（静止或加速等）,否则会发生多力或漏力现象.
　　2. 按步骤分析物体受力
　　为了防止出现多力或漏力现象,分析物体受力情况通常按如下步骤进行：
　　（1）先分析物体受重力.
　　（2）其研究对象与周围物体有接触,则分析弹力或摩擦力,依次对每个接触面（点）分析,若有挤压则有弹力,若还有相对运动或相对运动趋势,则有摩擦力.
　　（3）其它外力,如是否有牵引力、电场力、磁场力等.
　　3. 画出物体力的示意图
　　（1）在作物体受力示意图时,物体所受的某个力和这个力的分力,不能重复的列为物体的受力,力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程,合力和分力不能同时认为是物体所受的力.
　　（2）作物体是力的示意图时,要用字母代号标出物体所受的每一个力.
　　二、力的正交分解法
　　在处理力的合成和分解的复杂问题上的一种简便的方法：正交分解法.
　　正交分解法：是把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解,其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算.
　　力的正交分解法步骤如下：
　　（1）正确选定直角坐标系.通常选共点力的作用点为坐标原点,坐标轴方向的选择则应根据实际情况来确定,原则是使坐标轴与尽可能多的力重合,即是使需要向两坐标轴分解的力尽可能少.
　　（2）分别将各个力投影到坐标轴上.分别求x轴和y轴上各力的投影合力Fx和Fy,其中：
　　Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…… ；Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋……
　　注意：如果F合＝0,可推出Fx＝0,Fy＝0,这是处理多个作用下物体平衡物体的好办法,以后会常常用到.