高一物理知識要點

2022-08-27 15:39:09 字數 4993 閱讀 3799

物理第一章力

知識要點:

1、本專題知識點及基本技能要求

(1)力的本質

(2)重力、物體的重心

(3)彈力、胡克定律

(4)摩擦力

(5)物體受力情況分析

1、力的本質:(參看例1、2、3)

(1)力是物體對物體的作用。

※脫離物體的力是不存在的,對應乙個力,有受力物體同時有施力物體。找不到施力物體的力是無中生有。(例如:脫離槍筒的子彈所謂向前的衝力,沿光滑平面勻速向前運動的小球受到的向前運動的力等)

(2)力作用的相互性決定了力總是成對出現:

※甲乙兩物體相互作用,甲受到乙施予的作用力的同時,甲給乙乙個反作用力。作用力和反作用力,大小相等、方向相反,分別作用在兩個物體上,它們總是同種性質的力。(例如:

圖中n與n 均屬彈力,均屬靜摩擦力)

(3)力使物體發生形變,力改變物體的運動狀態(速度大小或速度方向改變)使物體獲得加速度。

※這裡的力指的是合外力。合外力是產生加速度的原因,而不是產生運動的原因。對於力的作用效果的理解,結合上定律就更明確了。

(4)力是向量。

※向量:既有大小又有方向的量,標量只有大小。

力的作用效果決定於它的大小、方向和作用點(三要素)。大小和方向有乙個不確定作用效果就無法確定,這就是既有大小又有方向的物理含意。

(5)常見的力:根據性質命名的力有重力、彈力、摩擦力;根據作用效果命名的力有拉力、下滑力、支援力、阻力、動力等。

2、重力,物體的重心(參看練習題)

(1)重力是由於地球的吸引而產生的力;

(2)重力的大小:g=mg,同一物體質量一定,隨著所處地理位置的變化,重力加速度的變化略有變化。從赤道到兩極g大(變化千分之一),在極地g最大,等於地球與物體間的萬有引力;隨著高度的變化g小(變化萬分之一)。

在有限範圍內,在同一問題中重力認為是恒力,運動狀態發生了變化,即使在超重、失重、完全失重的狀態下重力不變;

(3)重力的方向永遠豎直向下(與水平面垂直,而不是與支援面垂直);

(4)物體的重心。

物體各部分重力合力的作用點為物體的重心(不一定在物體上)。重心位置取決於質量分布和形狀,質量分布均勻的物體,重心在物體的幾何對稱中心。

確定重心的方法:懸吊法,支援法。

3、彈力、胡克定律:(參看例)

(1)彈力是物體接觸伴隨形變而產生的力。

※彈力是接觸力

彈力產生的條件:接觸(並發生形變),有擠壓或拉伸作用。

常見的彈力:拉力,繩子的張力,壓力,支援力;

(2)彈力的大小與形變程度相關。形變程度越重,彈力越大。

(3)彈力的方向:彈力的方向與施力物體形變方向相反(是施力物體恢復形變的方向),與接觸面垂直。

※準確分析圖中a物體受到的支援力(彈力),結論:兩物體接觸發生形變,面面接觸彈力垂直面(圖1—1),點麵接觸垂直面(圖1—2、1—3),接觸面是曲面,彈力則垂直於過接觸點的切面(圖1—4)。

(4)胡克定律:

內容:在彈性限度內,彈簧的彈力與彈簧伸長(或壓縮)的長度成正比。

數學表示式:f=kx (x長度改變量:)

4、摩擦力

(1)摩擦力發生在相互接觸且擠壓有相對運動或相對運動趨勢的物體之間。

發生相對運動,阻礙相對運動的摩擦力稱為滑動摩擦力。有相對運動的趨勢,阻礙相對運動趨勢的摩擦力稱為靜摩擦力。

※摩擦力是接觸力

摩擦力產生的條件:接觸、擠壓,有相對運動或相對運動趨勢存在。(含蓋了產生彈力的條件)

(2)摩擦力的方向:總是與相對運動或相對運動趨勢方向相反,與接觸面相切。

※判斷相對運動方向,或相對運動趨勢方向是確定摩擦力方向的關鍵。當根據摩擦力產生的條件,確定存在摩擦力時,以此力的施力物體為參照物,判斷受力物體相對運動(或相對運動趨勢)方向,摩擦力方向與相對運動(或相對運動趨勢)方向相反,從而找到摩擦力的方向:(見例)

物塊a放在小車b上,置於水平面上:

a、沒加任何力:a、b處於靜平衡狀態,由於a、b受重力作用,a與b接觸,車輪與地面接觸,並均有擠壓,但無相對運動,也沒相對運動趨勢存在,無摩擦力產生。

b、a物體上加乙個水平力,ab處於靜止狀態。分析a,由於受到力的作用,以b為參照物,a相對b有向右的趨勢,所以受到與趨勢相反的靜摩擦。

根據作用力反作用力的關係,小車b受到水平a拖予的靜摩擦力。小車b受到水平向右的靜摩力的作用,相對地面有向右的運動趨勢,但沒動,受到地面施予的與運動趨勢方向相反的靜摩擦力(結論:)。

c、a物體受到水平向右的力f作用,a、b相對靜止,一起沿水平向右加速運動:

分析a物體:仍受到乙個拉力f和b施予的靜摩擦力。()。

分析b物體:受到a施予的的反作用力的同時,ab相對地面向右運動,地面給b物體乙個向左的滑動摩擦力。(據題意:)

小車b受到靜摩擦力的作用,在小車向右加速運動的過程中,與b小車運動方向相同;不但對b做功,而且做的還是正功;在效果上起著動力的作用。

(3)摩擦力的大小

滑動摩擦力,為正壓力

靜摩擦力是一組值,其中有乙個最大值,稱為最大靜摩擦(使物體開始運動時的靜摩擦力)。不能用來計算,只能根據作用力、反作用力的關係,平衡條件或牛頓二定律求解。

※滑動摩擦力的大小只與正壓力、滑動摩擦係數有關,而與接觸面的大小無關。

5、物體受力情況分析:

(1)物體受力情況分析的依據主要是力的概念,從研究物件所處的處所著手,明確它與周圍哪些物體發生作用,運用各種力產生的條件,做出判斷。結合運動狀態,依據牛頓運動定律和物體平衡的條件進而確定力之間的數量關係。

(2)分析受力時,只找研究物件受到的力,它施於其它物體的力,在分析其它物體受力時再考慮。

(3)合力和分力不能重複地列為物體所受的力。

(4)受力分析的步驟:先重力,再找彈力,再摩擦力,最後其它力:象磁場力,電場力。

(5)養成作圖的習慣,要檢查受力圖中所有的力的施力物體是否存在,特別要檢查受力分析的結果,是否滿足題目給定的條件(平衡狀態,沿各方向合力應為零)避免缺力或多力。

6、力的平衡

平衡條件

平衡態平衡狀態:物體處於靜止或勻速直線運動狀態,統稱平衡狀態。

一組平衡力:若干個力作用在同乙個物體上,物體處於平衡狀態。我們稱這若干力為一組平衡力。

互為平衡的力:一組平衡力中的任意乙個力是其餘所有力的平衡力。

※乙個物體沿水平面做勻速直線運動。我們說這個物體處於動平衡狀態。

(1)如果它受到兩個力的作用:這兩個力是互為平衡的力。它們大小相等、方向相反。

(2)如果它受到七個力的作用:這七個力是一組平衡力、其中任意乙個力是其餘六個力的平衡力。

(3)如果它受到n個力的作用:這n個力是一組平衡力,其中任意乙個力是其餘(n-1 )個力的平衡力。

7、共點力平衡的條件及推論

共點力平衡的條件:

※(1)乙個物體受若干個力的作用處於平衡狀態。這若干個力是一組平衡力,合力為零,沿任何方向的合力均為零。其中的任意乙個力與其餘所有力的合力平衡。

(即這個力與其餘所有力的合力大小相等方向相反。)

(2)受三個力作用物體處於平衡狀態,其中的某個力必定與另兩個力的合力等值反向。

(3)乙個物體受到幾個力的作用而處於平衡狀態,這幾個力的合力一定為零。其中的乙個力必定與餘下的(n-1)個力的合力等值反向,撤去這個力,餘下的(n-1)個的合力失去平衡力。物體的平衡狀態被打破,獲得加速度。

力的合成與分解

掌握內容:

1、力的合成與分解。會用直角三角形知識及相似三角形等數學知識求解。

2、力的分解。

3、力矩及作用效果。

知識要點:

一、力的合成:

1、定義:求幾個力的合力叫力的合成。

2、力的合成:

(1)同一直線情況

(2)成角情況:

①遵循平行四邊形法則。

兩個互成角度的力的合力,可以用表示這兩個力的線段作鄰邊,作平行四邊形,平行四邊形的對角線表示合力的大小和方向。

作圖時應注意:合力、分力作用點相同,虛線、實線要分清。

②應用方法

注意:在大小一定的情況下,合力f隨增大而減小,隨減小而增大,f最大值是範圍是,有可能大於任乙個分力,也有可能小於任乙個分力,還可能等於某乙個分力的大小,求多個力的合力時,可以先求出任意兩個力的合力,再求這個合力與第三個力的合力,依此類推。

二、力的分解:

求乙個力的分力叫力的分解。是力的合成的逆運算,同樣遵守平行四邊形法則。乙個力的分解應掌握下面幾種情況:

1、已知乙個力(大小和方向)和它的兩個分力的方向,則兩個分力有確定的值;

2、已知乙個力和它的乙個分力,則另乙個分力有確定的值;

3、已知乙個力和它的乙個分力的方向,則另一分力有無數解,且有最小值(兩分力方向垂直);

4、乙個力可以在任意方向上分解,且能分解成無數個分力;

5、乙個分力和產生這個分力的力是同性質力,且產生於同一施力物體,如圖18中,g的分力是沿斜面的分力和垂直於斜面的分力(此力不能說成是對斜面的壓力)。

6、在實際問題中,乙個力如何分解,應按下述步驟:①根據力f產生的兩個效果畫出分力的方向;②根據平行四邊形法則用作圖法求的大小,且注意標度的選取;③根據數學知識用計算法求出分力的大小。

三、力的正交分解法:

在處理力的合成和分解的複雜問題時,有一種比較簡便宜行的方法——正交分解法。

求多個共點力合成時,如果連續運用平行四邊形法則求解,一般說來要求解若干個斜三角形,一次又一次地求部分的合力的大小和方向,計算過程顯得十分複雜,如果採用力的正交分解法求合力,計算過程就簡單多了。

正交分解法——把力沿著兩個經選定的互相垂直的方向分解,其目的是便於運用普通代數運算公式來解決向量運算。

力的正交分解法步驟如下:

1、正確選定直角座標系:通常選共點力的作用點為座標原點,座標軸的方向的選擇則應根據實際問題來確定。原則是使座標軸與盡可能多的力重合,即是使需要向兩座標軸投影分解的力盡可能少,在處理靜力學問題時,通常選用水平方向和豎直方向上的直角座標,當然在其它方向較簡便時,也可選用。

2、分別將各個力投影到座標軸上:分別求x軸和y軸上各力的投影的合力和其中:

(式中的軸上的兩個分量,其餘類推。)

這樣,共點力的合力大小可由公式:

求出。 設力的方向與軸正方向之間夾角是。

∴通過數學用表可知數值。

注意:如果這是處理多個力作用下物體平衡問題的好辦法。

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