1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 常見的三種力學(xué)案知識精解一力1、定義：力是物體對物體的作用。2、力的性質(zhì)（1）物質(zhì)性：由于力是物體對物體的作用，所以力概念是不能脫離物體而獨(dú)立存在的，任意一個(gè)力必然與兩個(gè)物體密切相關(guān)，一個(gè)是其施力物體，另一個(gè)是其受力物體。把握住力的物質(zhì)性特征，就可以通過對形象的物體的研究而達(dá)到了解抽象的力的概念之目的。（2）矢量性：作為量化力的概念的物理量，力不僅有大小，而且有方向，在相關(guān)的運(yùn)算中所遵從的是平行四邊形定則，也就是說，力是矢量。把握住力的矢量性特征，就應(yīng)該在定量研究力時(shí)特別注意到力的方向所產(chǎn)生的影響，就能夠自覺地運(yùn)用相應(yīng)的處理矢量的“幾何方法”。（3）瞬時(shí)性：力作用于

2、物體必將產(chǎn)生一定的效果，物理學(xué)之所以十分注重對力的概念的研究，從某種意義上說就是由于物理學(xué)十分關(guān)注力的作用效果。而所謂的力的瞬時(shí)性特征，指的是力與其作用效果是在同一瞬間產(chǎn)生的。把握住力的瞬時(shí)性特性，應(yīng)可以在對力概念的研究中，把力與其作用效果建立起聯(lián)系，在通常情況下，了解表現(xiàn)強(qiáng)烈的“力的作用效果”往往要比直接了解抽象的力更為容易。（4）獨(dú)立性：力的作用效果是表現(xiàn)在受力物體上的，“形狀變化”或“速度變化”。而對于某一個(gè)確定的受力物體而言，它除了受到某個(gè)力的作用外，可能還會受到其它力的作用，力的獨(dú)立性特征指的是某個(gè)力的作用效果與其它力是否存在毫無關(guān)系，只由該力的三要素來決定。把握住力的獨(dú)立性特征，就

3、可以采用分解的手段，把產(chǎn)生不同效果的不同分力分解開分別進(jìn)行研究。（5）相互性：力的作用總是相互的，物體A施力于物體B的同時(shí)，物體B也必將施力于物體A。而兩個(gè)物體間相互作用的這一對力總是滿足大小相等，方向相互，作用線共線，分別作用于兩個(gè)物體上，同時(shí)產(chǎn)生，同種性質(zhì)等關(guān)系。把握住力的相互性特征，就可以靈活地從施力物出發(fā)去了解受力物的受力情況。3、力的分類：按性質(zhì)分類：重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力、安培力等（按現(xiàn)代物理學(xué)理論，物體間的相互作用分四類：長程相互作用有引力相互作用、電磁相互作用；短程相互作用有強(qiáng)相互作用和弱相互作用。宏觀物體間只存在前兩種相互作用。）按效果分類：拉力、壓力、支持

4、力、動力、阻力、向心力、浮力、回復(fù)力等按研究對象分類：內(nèi)力和外力。按作用方式分類：重力、電場力、磁場力等為場力，即非接觸力，彈力、摩擦力為接觸力。說明：性質(zhì)不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性質(zhì)相同的。4、力的作用效果：是使物體發(fā)生形變或改變物體的運(yùn)動狀態(tài)OONF心mF引mg5、力的三要素是：大小、方向、作用點(diǎn)6、力的圖示：用一根帶箭頭的線段表示力的三要素的方法。7、力的單位：是牛頓，使質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1米秒2加速度力的大小為 1牛頓二重力1、產(chǎn)生：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力。說明：重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力，但它并不就等于地球時(shí)物體的引力重力是地球?qū)ξ矬w的萬有

5、引力的一個(gè)分力，另一個(gè)分力提供物體隨地球旋轉(zhuǎn)所需的向心力。由于物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力很小，所以計(jì)算時(shí)一般可近似地認(rèn)為物體重力的大小等于地球?qū)ξ矬w的引力。（1）重力的大小：重力大小等于mg，g是常數(shù)，通常等于9.8N/kg（說明：物體的重力的大小與物體的運(yùn)動狀態(tài)及所處的狀態(tài)都無關(guān)）（2）重力的方向：豎直向下的（說明：不可理解為跟支承面垂直）（3）重力的作用點(diǎn)重心：重力總是作用在物體的各個(gè)點(diǎn)上，但為了研究問題簡單，我們認(rèn)為一個(gè)物體的重力集中作用在物體的一點(diǎn)上，這一點(diǎn)稱為物體的重心質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體的重心在物體的幾何中心不規(guī)則物體的重心可用懸線法求出重心位置說明：（l）重心可以不在物體上物體的

6、重心與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系。重心是一個(gè)等效的概念。（2）有規(guī)則幾何形狀、質(zhì)量均勻的物體，其重心在它的幾何中心質(zhì)量分布不均勻的物體，其重心隨物體的形狀和質(zhì)量分布的不同而不同。（3）薄物體的重心可用懸掛法求得三、彈力彈力：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對跟它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力（1）形變：物體形狀或體積的改變叫形變在外力停止作用后，能夠恢復(fù)原狀的形變叫彈性形變，課本中提到的形變，一般都是指彈性形變。（1）彈力產(chǎn)生的條件：物體直接相互接觸； 物體發(fā)生彈性形變（2）彈力的方向：跟物體恢復(fù)形狀的方向相同一般情況：凡是支持物對物體的支持力，都是支持物因發(fā)生形變而對物體產(chǎn)生

7、的彈力；支持力的方向總是垂直于支持面并指向被支持的物體一般情況：凡是一根線(或繩)對物體的拉力，都是這根線(或繩)因?yàn)榘l(fā)生形變而對物體產(chǎn)生的彈力；拉力的方向總是沿線（或繩）的方向桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向。彈力方向的特點(diǎn)：由于彈力的方向跟接觸面垂直，面面結(jié)觸、點(diǎn)面結(jié)觸時(shí)彈力的方向都是垂直于接觸面的（3）彈力的大小：與形變大小有關(guān)，同一物體形變越大彈力越大對有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律計(jì)算。胡克定律可表示為（在彈性限度內(nèi)）：F=kx，還可以表示成F=kx，即彈簧彈力的改變量和彈簧形變量的改變量成正比。一根張緊的輕繩上的張力大小處處相等。可由力的平衡條件或牛頓運(yùn)

8、動定律求得四、摩擦力1、滑動摩擦力：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上存在相對滑動的時(shí)候，要受到另一個(gè)物體阻礙它們相對滑動的力，這種力叫做滑動摩擦力（1）產(chǎn)生條件：接觸面是粗糙；兩物體接觸面上有壓力；兩物體間有相對滑動（2）方向：總是沿著接觸面的切線方向與相對運(yùn)動方向相反（3）大小滑動摩擦定律滑動摩擦力跟正壓力成正比，也就跟一個(gè)物體對另一個(gè)物體表面的垂直作用力成正比。即其中的FN表示正壓力，不一定等于重力G。為動摩擦因數(shù)，取決于兩個(gè)物體的材料和接觸面的粗糙程度，與接觸面的面積無關(guān)。2、靜摩擦力：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上有相對運(yùn)動趨勢時(shí)，所受到的另一個(gè)物體對它的力，叫做靜摩擦力（1）產(chǎn)生條件：接觸面

9、是粗糙的；兩物體有相對運(yùn)動的趨勢；兩物體接觸面上有壓力（2）方向：沿著接觸面的切線方向與相對運(yùn)動趨勢方向相反（3）大小：靜摩擦力的大小與相對運(yùn)動趨勢的強(qiáng)弱有關(guān)，趨勢越強(qiáng)，靜摩擦力越大，但不能超過最大靜摩擦力，即0ffm ，具體大小可由物體的運(yùn)動狀態(tài)結(jié)合動力學(xué)規(guī)律求解。必須明確，靜摩擦力大小不能用滑動摩擦定律F=FN計(jì)算，只有當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，其最大值一般可認(rèn)為等于滑動摩擦力，既Fm=FN3、摩擦力與物體運(yùn)動的關(guān)系摩擦力的方向總是與物體間相對運(yùn)動(或相對運(yùn)動的趨勢)的方向相反。而不一定與物體的運(yùn)動方向相反。如：課本上的皮帶傳動圖。物體向上運(yùn)動，但物體相對于皮帶有向下滑動的趨勢，故摩擦力向上

10、。摩擦力總是阻礙物體間的相對運(yùn)動的。而不一定是阻礙物體的運(yùn)動的。如上例，摩擦力阻礙了物體相對于皮帶向下滑，但恰恰是摩擦力使物體向上運(yùn)動。注意：以上兩種情況中，“相對”兩個(gè)字一定不能少。這牽涉到參照物的選擇。一般情況下，我們說物體運(yùn)動或靜止，是以地面為參照物的。而牽涉到“相對運(yùn)動”，實(shí)際上是規(guī)定了參照物。如“A相對于B”，則必須以B為參照物，而不能以地面或其它物體為參照物。摩擦力不一定是阻力，也可以是動力。摩擦力不一定使物體減速，也可能使物體加速。受靜摩擦力的物體不一定靜止，但一定保持相對靜止。滑動摩擦力的方向不一定與運(yùn)動方向相反經(jīng)典例題類型題： 力的理解 【例1】甲、乙兩拳擊動員競技，甲一拳擊

11、中乙肩部，觀眾可認(rèn)為甲運(yùn)動員（的拳頭）是施力物體，乙運(yùn)動員（的肩部）是受力物體，似但在甲一拳打空的情況下，下列說法中正確的是（ ）A這是一種只有施力物體，沒有受力物體的特殊情況B此時(shí)的受力物體是空氣C甲的拳頭、胳膊與自身軀干構(gòu)成相互作用的物體D以上說法都不正確解析：力的作用是相互，同時(shí)存在著施力物體與受力物體，只要有力產(chǎn)生必然存在著施力物體與受力物體，甲運(yùn)動員擊空了，但在其擊拳過程中，其拳頭、胳膊與軀干的相互作用系統(tǒng)內(nèi)由于相互作用而產(chǎn)生力，故選C【例2】關(guān)于力的敘述中正確的是（ C ）A只有相互接觸的物體間才有力的作用B物體受到力作用，運(yùn)動狀態(tài)一定改變C施力物體一定受力的作用D豎直向上拋出的物

12、體，物體豎直上升，是因?yàn)樨Q直方向受到升力的作用類型題： 對重力的正確認(rèn)識 重力實(shí)際上是物體與地球間的萬有引力的一部分（另一部分為物體繞地球旋轉(zhuǎn)所需要的向心力）重力是非接觸力。非特別說明，凡地球上的物體均受到重力。重力的大小： ，為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋译S緯度和離地面的高度而變。（赤道上最小，兩極最大；離地面越高，g越小。在地球表面近似有：）【例3】關(guān)于重力的說法正確的是（ C ）A物體重力的大小與物體的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)物體處于超重狀態(tài)時(shí)重力大，當(dāng)物體處于失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力小。B重力的方向跟支承面垂直C重力的作用點(diǎn)是物體的重心D重力的方向是垂直向下解析：物體無論是處于超重或失重狀態(tài)，其重力不變

13、，只是視重發(fā)生了變化，物體的重力隨在地球上的緯度變化而變化，所以 A錯(cuò)重力的方向是豎直向下，不可說為垂直向下，垂直往往給人們一種暗示，與支承面垂直，重力的方向不一定很支承面垂直，如斜面上的物體所受重力就不跟支承面垂直所以DB錯(cuò)重心是重力的作用點(diǎn)，所以c對【例4】下面關(guān)于重力、重心的說法中正確的是（ ）A風(fēng)箏升空后，越升越高，其重心也升高B質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體上C舞蹈演員在做各種優(yōu)美動作的時(shí)，其重心位置不斷變化D重力的方向總是垂直于地面解析：實(shí)際上，一個(gè)物體的各個(gè)部分都受到重力，重心的說法是從宏觀上研究重力對物體的作用效果時(shí)而引入的一個(gè)概念，重心是指一個(gè)點(diǎn)（重力的作用點(diǎn)）

14、。由此可知，重心的具體位置應(yīng)該由物體的形狀和質(zhì)量分布情況決定，也就是說只要物體的形狀和質(zhì)量分布情況不變，重心與物體的空間位置關(guān)系就保持不變。重心可能在物體外，也可能在物體內(nèi)，對具有規(guī)則集合形狀質(zhì)量均勻分布的物體，重心在物體的幾何中心上。物體位置升高，其重心也跟著升高，根據(jù)以上分析可以判斷選項(xiàng)A、C是正確的，選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的。重力的方向是“豎直向下”的，要注意“豎直向下”與“垂直于地面”并不完全相同，所以選項(xiàng)D的說法是錯(cuò)誤的。 類型題： 對重心的正確認(rèn)識 【例5】下面關(guān)于物體重心的說法中正確的是（ A ）A汽車上的貨物卸下后，汽車的重心位置降低了B物體在斜面上上滑時(shí)，物體的重心相對物體的位置降低了

15、C對于有規(guī)則幾何形狀的物體，重心一定在物體的幾何中心D對于重力一定的物體，無論其形狀如何變化，其重心位置不變【例6】如圖所示，有一等邊三角形ABC，在B、C兩點(diǎn)各放一個(gè)質(zhì)量為m的小球，在A處放一個(gè)質(zhì)量為2m的小球，求這三個(gè)球所組成的系統(tǒng)的重心在何處2mmmABC解析：根據(jù)題意，可先求出B、C兩球的重心，由于B、C兩球質(zhì)量相等，故它們的重心在B、C連線的中點(diǎn)D處，質(zhì)量等效為2m。接著再將這個(gè)2m的等效球與A一起求重心，顯然它們在A、D連線的中點(diǎn)E處（圖略）。類型題： 彈力有無的判斷方法 假設(shè)法。將與研究對象接觸的物體，逐一移走，如果研究對象的狀態(tài)發(fā)生變化，表示它們之間有彈力；如果狀態(tài)無變化表示它

16、們之間無彈力。【例7】在圖中，a、b（a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)）間一定有彈力的是（ B ）類型題： 彈力方向的判斷方法 （1）根據(jù)物體的形變方向判斷：彈力方向與物體形變方向相反，作用在迫使這個(gè)物體形變的那個(gè)物體上。彈簧兩端的彈力方向是與彈簧中心軸線相重合，指向彈簧恢復(fù)原狀方向；輕繩的彈力方向沿繩收縮的方向，離開受力物體；面與面，點(diǎn)與面接觸時(shí)，彈力方向垂直于面（若是曲面則垂直于切面），且指向受力物體球面與球面的彈力沿半徑方向，且指向受力物體輕桿的彈力可沿桿的方向，也可不沿桿的方向。（2）根據(jù)物體的運(yùn)動情況。利用平衡條件或動力學(xué)規(guī)律判斷【例8】如圖所示中的球和棒均光滑，試分析它們受到的彈力。【例9】如

17、圖所示，光滑但質(zhì)量分布不均的小球的球心在O，重心在P，靜止在豎直墻和桌邊之間。試畫出小球所受彈力。AB【例10】如圖所示，重力不可忽略的均勻桿被細(xì)繩拉住而靜止，試畫出桿所受的彈力。【例12】如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為300的斜面上，桿的另一端固定一個(gè)重力為2N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈性桿對小球的彈力（ D ）A大小為2N，方向平行于斜面向上B大小為1N，方向平行于斜面向上C大小為2N，方向垂直于斜面向上D大小為2N，方向豎直向上類型題： 摩擦力有無的確定 （1）由產(chǎn)生條件確定接觸面間有彈力；接觸面粗糙；有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢。這種方法就是看產(chǎn)生摩擦力的三個(gè)條件是否滿足。有

18、一個(gè)條件不滿足，就沒有摩擦力。【例題】物體與豎直墻壁間的動摩擦因數(shù)為，物體的質(zhì)量為M。當(dāng)物體沿著墻壁自由下落時(shí)，物體受到的滑動摩擦力為_。解析： 0【例13】如圖所示，長5m的水平傳送帶以2m/s的速度勻速運(yùn)動，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為=0.1。現(xiàn)將物體輕輕地放到傳送帶的A端，那么，物體從A端到B端的過程中，摩擦力存在的時(shí)間有多長？方向如何？v=2m/sAB解析：剛把物體放到傳送帶上瞬間，物體無水平速度，所以，物體相對傳送帶有向左的運(yùn)動，根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件，物體受到摩擦力作用，而且方向向右(跟相對運(yùn)動的方向相反)。在此摩擦力的作用下，物體向右加速，當(dāng)物體的速度與傳送帶的速度相等時(shí)，物體與

19、傳送帶間沒有相對運(yùn)動，也沒有相對運(yùn)動的趨勢，就不再受摩擦力作用。物體加速的時(shí)間即為摩擦力的作用時(shí)間。2s，而且在2s內(nèi)物體的位移為2m，小于5m，所以為2s。2根據(jù)運(yùn)動狀態(tài)確定由物體的運(yùn)動狀態(tài)，結(jié)合物體受其它外力的情況來進(jìn)行判斷。即： 假設(shè)沒有摩擦力，看物體能否處于平衡，如不能處于平衡狀態(tài)，則必有摩擦力；如能處于平衡狀態(tài)，則必?zé)o摩擦力。 如果物體處于平衡狀態(tài)且有摩擦力，則摩擦力必與其它的力的合力等大反向【例14】如圖，力F拉著A、B共同作勻速運(yùn)動，A是否受到摩擦力？ABF解析：設(shè)A受到摩擦力，可設(shè)其向左（或向右）。顯然，A的重力和支持力平衡，其所受合外力為f，因而會產(chǎn)生加速度，A不會作勻速運(yùn)動

20、。與已知條件矛盾，故假設(shè)錯(cuò)誤。練習(xí)題：如圖所示，物體B的上表面水平，B上面載著物體A，當(dāng)它們一起沿斜面勻速下滑時(shí)，A物體受到的力：（B）BAA只有重力；B只有重力和支持力；C只有重力、支持力和摩擦力；D有重力、支持力、摩擦力和斜面對它的彈力類型題： 摩擦力方向的確定 1、由相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢確定，摩擦力的方向總與相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的方向相反。“相對”二字決定了參照物的選取。一般情況下是選地面或靜止在地面上的物體做參照物，而在判斷摩擦力的方向時(shí)，參照物不能任意選取。判斷兩物體間的摩擦力時(shí)，必須以且中之一做參照物。【例15】人在自行車上蹬車前進(jìn)時(shí)，車的前后兩輪受到地面對它的摩擦力的方向（

21、 D ）A都向前；B都向后；C前輪向前，后輪向后； D前輪向后，后輪向前。2、由牛頓定律確定。【例16】如圖， A、B置于光滑水平面上，在水平力F作用下共同運(yùn)動，A是否受摩擦力？如有，摩擦力的方向如何？ABF解析：有；方向向右。3、由牛頓第三定律確定物體與物體間的摩擦力的作用是相互的，必然滿足牛頓第三定律。所以在分析物體間的摩擦力時(shí)，借助牛頓第三定律，往往能起到化難為易的效果。4、用整體法來確定【例17】如圖所示，三角形劈塊放在粗糙的水平面上，劈塊上放一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，物塊和劈塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則粗糙水平面對三角形劈塊：（C）A有摩擦力作用，方向向左；B有摩擦力作用，方向向右；C沒有摩擦力作

22、用；D條件不足，無法判定解析：此題用“整體法”（把整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)做一個(gè)研究對象來分析的方法）分析因?yàn)槲飰K和劈塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此把物塊和劈塊看作是一個(gè)整體，由于劈塊對地面無相對運(yùn)動趨勢，故沒有摩擦力存在(試討論當(dāng)物塊加速下滑和加速上滑時(shí)地面與劈塊之間的摩擦力情況？)類型題： 摩擦力大小的確定 在確定摩擦力的大小時(shí)，要特別注意物體間的摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力，因?yàn)槎叩拇笮∽兓闆r是不同的。滑動摩擦力的大小跟壓力 N有關(guān)，成正比，與引起滑動摩擦力的外力的大小無關(guān)；而靜摩擦力的大小跟壓力 N無關(guān)，由引起這個(gè)摩擦力的外力決定，但最大靜摩擦力的大小跟壓力 N有關(guān)。因此，在確定摩擦力的大小時(shí)，靜摩擦

23、力的大小應(yīng)由引起靜摩擦力的外力的大小來確定，不能用f=N計(jì)算。滑動摩擦力的大小常用公式f=N求得，而靜摩擦力的大小常根據(jù)平衡條件確定。1、由平衡條件確定。【例18】如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在置于桌面上的木板上滑行，木板靜止，它的質(zhì)量M=3m。已知木板與木板間、木板與桌面間的動摩擦因數(shù)均為。則木板所受桌面的摩擦力大小為：（ A ）vAmg； B2mg； C3mg； D4mg。【例19】如圖，兩塊相同的豎直木板A、B之間，有質(zhì)量均為m的4塊相同的磚，用兩個(gè)大小相等的水平力壓木板，使磚靜止不動。設(shè)所有接觸面間的動摩擦因數(shù)均為，則第二塊磚對第三塊磚的摩擦力大小為：（ B ）AMg； B0； CF； D2mg。2根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行確定課后練習(xí)1. 畫出圖1中物體A的受力分析圖。 圖12. 關(guān)于彈力，下列說法正確的是（ ）A. 只要兩個(gè)物體接觸就一定產(chǎn)生彈力B. 木塊放在桌面上要受到一個(gè)向上的彈力，這是由于木塊發(fā)生微小