力學(xué)中三種常見力及物體的平衡
1、力的概念的理解
(1)力的本質(zhì)
①力的物質(zhì)性②力的相互性③力的矢量性④力作用的獨(dú)立性
(2)力的效果
一是使物體發(fā)生形變;二是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(即產(chǎn)生加速度)
①力作用的瞬時(shí)效果——產(chǎn)生加速度a=F/m
②力的作用在時(shí)間上的積累效果——力對(duì)物體的沖量I=Ft
③力的作用在空間上的積累效果——力對(duì)物體做的功W=Fscosα。
(3)力的三要素:大小、方向、作用點(diǎn)。
①兩個(gè)力相等的條:力的大小相等,方向相同。
(4)力的分類
①性質(zhì)力②效果力
2、對(duì)重力概念理解
(1)重力是地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個(gè)分力。
(2)重力加速度g
①地球表面的重力加速度在赤道上最小,兩極最大。( )
②海拔越高重力加速度越小。( )
(3)重心—重力的作用點(diǎn)叫做物體的重心。
①質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體其重心在物體的幾何中心上。
②懸掛的物體,繩子的拉力必過物體的重心,和物體的重力構(gòu)成一對(duì)平衡力。
3、彈力
(1)彈力產(chǎn)生的條:①相互接觸②有彈性形變
(2)方向:與物體形變的方向相反,受力物體是引起形變的物體,施力物體是發(fā)生形變的物體。
(3)彈力的大小的計(jì)算
①根據(jù)平衡條②根據(jù)動(dòng)力學(xué)規(guī)律(牛頓第二定律)
③根據(jù)公式:F=kx、ΔF=Δx
④控制變量法處理多彈簧形變引起的物體的位置的改變問題。
4、摩擦力
(1)摩擦力產(chǎn)生的條:①接觸面粗糙②有壓力③有相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))
(2)靜摩擦力的方向
①假設(shè)法②反推法
(3)靜摩擦力的大。ㄆ鋽(shù)值在0到最大靜摩擦力之間。)
①根據(jù)平衡條②根據(jù)動(dòng)力學(xué)規(guī)律
(4)滑動(dòng)摩擦力的方向
滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反是判斷滑動(dòng)摩擦力方向的依據(jù)。
(5)滑動(dòng)摩擦力的大小
根據(jù)公式F=μN(yùn)計(jì)算。
滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度、接觸面的面積沒有關(guān)系。
力的合成與分解、共點(diǎn)力作用下物體的平衡
1、合力與分力
合力與分力是等效替代關(guān)系
2、平行四邊形定則
相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí):①正弦定理:
②余弦定理:
3、合力的范圍?F1-F2?≤F≤F1+F2
應(yīng)用判斷物體在受到三個(gè)力或三個(gè)以上力能否平衡問題即合力能否為零。
4、三角形法則
①矢量三角形中的等效替代關(guān)系
②用矢量三角形求極值問題
若物體受到三個(gè)力的作用時(shí),該三個(gè)力依次首尾相接構(gòu)成三角形,則該物體所受合力為零。
若物體受到三個(gè)力的作用始終處于平衡狀態(tài),且一個(gè)力為恒力,一個(gè)力的方向不變,另一個(gè)力的變化引起的各力的變化情況,可由三角形法則判斷。
5、力的分解的唯一性
將一個(gè)已知力F進(jìn)行分解,其解是不唯一的。要得到唯一的解,必須另外考慮唯一性條。常見的唯一性條有:
(1).已知兩個(gè)不平行分力的方向,可以唯一的作出力的平行四邊形,對(duì)力F進(jìn)行分解,其解是唯一的。
(2)已知一個(gè)分力的大小和方向,可以唯一的作出力的平行四邊形,對(duì)力F進(jìn)行分解,其解是唯一的。
6、力的分解有兩解的條:
(1).已知一個(gè)分力F1的方向和另一個(gè)分力F2的大小,由圖9可知:
當(dāng)F2=Fsin 時(shí),分解是唯一的。
當(dāng)Fsin <F2<F時(shí),分解不唯一,有兩解。當(dāng)F2>F時(shí),分解是唯一的。
(2).已知兩個(gè)不平行分力的大小。如圖10所示,分別以F的始端、末端為圓心,以F1、F2為半徑作圓,兩圓有兩個(gè)交點(diǎn),所以F分解為F1、F2有兩種情況。存在極值的幾種情況。
①已知合力F和一個(gè)分力F1的方向,另一個(gè)分力F2存在最小值。
②已知合力F的方向和一個(gè)分力F1,另一個(gè)分力F2存在最小值。
7、共點(diǎn)力作用下物體平衡處理方法
要注意運(yùn)用等效關(guān)系(合力與分力)注意運(yùn)用力的幾何關(guān)系。注意判斷力的方向。
(1)整體法和隔離法
(2)合成與分解法
(3)正交分解法
(4)相似三角形法
(5)對(duì)稱法在平衡中的應(yīng)用
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