1、第二章：力物體的平衡第一模塊：力的的概念及常見的三種力夯實基礎知識一.力1 1、定義：力是物體對物體的作用力是物體對物體的作用。2 2、力的性質(1)(1)物質性：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立存在的，任意一個力必然與兩個物體密切相關，一個是其施力物體，另一個是其受力物體。把握住力的物質性特征，就可以通過對形象的物體的研究而達到了解抽象的力的概念之目的。(2)(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，在相關的運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，就應該在定量研究力時特別注意到力的方向所產生的影響，就能夠自覺地

2、運用相應的處理矢量的幾何方法”。(3)(3)瞬時性：力作用于物體必將產生一定的效果，物理學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十分關注力的作用效果。而所謂的力的瞬時性特征，指的是力與其作用效果是在同一瞬間產生的。把握住力的瞬時性特性，應可以在對力概念的研究中，把力與其作用效果建立起聯系，在通常情況下，了解表現強烈的力的作用效果”往往要比直接了解抽象的力更為容易。(4)(4)獨立性：力的作用效果是表現在受力物體上的，形狀變化”或速度變化而對于某一個確定的受力物體而言，它除了受到某個力的作用外，可能還會受到其它力的作用，力的獨立性特征指的是某個力的作用效果與其它力是否存在毫

3、無關系，只由該力的三要素來決定。 把握住力的獨立性特征， 就可以采用分解的手段， 把產生不同效果的不同分力分解開分別進行研究。(5)(5)相互性：力的作用總是相互的，物體 A A 施力于物體 B B 的同時，物體 B B 也必將施力于物體 AoAo 而兩個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，分別作用于兩個物體上，同時產生，同種性質等關系。把握住力的相互性特征，就可以靈活地從施力物出發去了解受力物的受力情況。3 3、力的分類：按性質分類：重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力、安培力等(按現代物理學理論，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

4、用；短程相互作用有強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、支持力、動力、阻力、向心力、浮力、回復力等按研究對象分類：內力和外力。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：性質不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性質相同的。4 4、力的作用效果：是使物體發生形變或改變物體的運動狀態.A A、瞬時效應：使物體產生加速度 F=maF=maB B、時間積累效應：產生沖量 I=Ft,I=Ft,使物體的動量發生變化 Ft=ApFt=ApC C、空間積累效應：做功 W=Fs,W=Fs,使物體的動能發生變化 W=A

5、EW=AEk5 5、力的三要素是：大小、方向、作用點.6 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 7、力的單位：是牛頓，使質量為 1 1 千克的物體產生 1 1 米/秒2加速度力的大小為 1 1 牛頓.二.重力1 1、產生：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生的力，但它并不就等于地球時物體的引力.重力是地球對物體的萬有引力的一個分力，另一個分力提供物體隨地球旋轉所需的向心力。由于物體隨地球自轉所需向心力很小，所以計算時一般可近似地認為物體重力的大小等于地球對物體的引力。(1)(1)重力的大小：重力大小等于 mg,gmg,g 是常數，通常等于

6、9.8N/kg.9.8N/kg.(說明：物體的重力的大小與物體的運動狀態及所處的狀態都無關)(2)(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)(3)重力的作用點一重心：重力總是作用在物體的各個點上，但為了研究問題簡單，我們認為一個物體的重力集中作用在物體的一點上，這一點稱為物體的重心.質量分布均勻的規則物體的重心在物體的幾何中心.不規則物體的重心可用懸線法求出重心位置.說明：(1)(1)重心可以不在物體上.物體的重心與物體的形狀和質量分布都有關系。重心是一個等效的概念。(2)(2)有規則幾何形狀、質量均勻的物體，其重心在它的幾何中心.質量分布不均勻的物體，其重心隨物體的

7、形狀和質量分布的不同而不同。(3)(3)薄物體的重心可用懸掛法求得.三、彈力彈力：發生彈性形變的物體，由于要恢復原狀，對跟它接觸的物體會產生力的作用，這種力叫做彈力.(1)(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)(1)彈力產生的條件：物體直接相互接觸；物體發生彈性形變.(2)(2)彈力的方向：跟物體恢復形狀的方向相同.一般情況：凡是支持物對物體的支持力，都是支持物因發生形變而對物體產生的彈力；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)因為發

8、生形變而對物體產生的彈力；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：由于彈力的方向跟接觸面垂直，面面結觸、點面結觸時彈力的方向都是垂直于接觸面的.(3)(3)彈力的大小：與形變大小有關，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算。胡克定律可表示為(在彈性限度內)：F=kx,F=kx,還可以表示成 AF=kA,xAF=kA,x 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動定律求得四、摩擦力1 1、滑動摩擦力：一個物體在另一個物體表面上存在相對滑動

9、的時候，要受到另一個物體阻礙它們相對滑動的力，這種力叫做滑動摩擦力.(1)(1)產生條件：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)(2)方向：總是沿著接觸面的切線方向與相對運動方向相反.(3)(3)大小一滑動摩擦定律滑動摩擦力跟正壓力成正比，也就跟一個物體對另一個物體表面的垂直作用力成正比。即 f=RFf=RFN N其中的 FN表示正壓力，不一定等于重力 GoGo為動摩擦因數，取決于兩個物體的材料和接觸面的粗糙程度，與接觸面的面積無關。2 2、靜摩擦力：當一個物體在另一個物體表面上有相對運動趨勢時，所受到的另一個物體對它的力，叫做靜摩擦力.(1)(1)產生條件：接觸面是粗

10、糙的；兩物體有相對運動的趨勢；兩物體接觸面上有壓力.(2)(2)方向：沿著接觸面的切線方向與相對運動趨勢方向相反.(3)(3)大小：靜摩擦力的大小與相對運動趨勢的強弱有關，趨勢越強，靜摩擦力越大，但不能超過最大靜摩擦力，即 0Wf0Wf 常 f,f,具體大小可由物體的運動狀態結合動力學規律求解。必須明確，靜摩擦力大小不能用滑動摩擦定律 F=F=比計算，只有當靜摩擦力達到最大值時，其最大值一般可認為等于滑動摩擦力，既 FmFm 聿FN3 3、摩擦力與物體運動的關系摩擦力的方向總是與物體間相對運動(或相對運動的趨勢)的方向相反。而不一定與物體的運動方向相反。如：課本上的皮帶傳動圖。物體向上運動，但

11、物體相對于皮帶有向下滑動的趨勢，故摩擦力向上。摩擦力總是阻礙物體間的相對運動的。而不一定是阻礙物體的運動的。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動。注意：以上兩種情況中，相對”兩個字一定不能少。這牽涉到參照物的選擇。一般情況下，我們說物體運動或靜止，是以地面為參照物的。而牽涉到相對運動”，實際上是規定了參照物。如“A A 相對于 BB，則必須以 B 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動方向相反第二模塊：

12、力的合成與分解夯實基礎知識1 1、合力和力的合成：一個力產生的效果如果能跟原來幾個力共同作用產生的效果相同，這個力就叫那幾個力的合力，求幾個力的合力叫力的合成.2 2、力的平行四邊形定則：求兩個互成角度的共點力的合力，可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，合力的大小和方向就可以用這個平行四邊形的對角線表示出來。共點的兩個力 F Fi,F F2的合力 F F 的大小，與它們的夾角。有關，。越大，合力越小；。越小，合力越大，合力可能比分力大，也可能比分力小，F Fi與 F F2同向時合力最大，F Fi與 F F2反向時合力最小，合力大小的取值范圍是| |F F1F F2|WF|WFF Fi+

13、F F2)多個力求合力的范圍有 n n 個力E、F2、F3、Fn n, ,它們合力的最大值是它們的方向相同時的合力，即nF=ZF,而它們的最小值要分下列兩種情況討論：max一i1n若 n n 個力 FQF2、F3、Fn中的最大力 FmFm 大于ZFi,則它們合力的最小值是23n111iiV,i聲nn)F-ZFmii=1,i-mn若 n n 個力 FQF2、F3、Fn中的最大力 FmFm 小于ZFi,則它們合力的最小值是23nIiiiiV,i產0 0。3 3、三角形法則：求兩個互成角度的共點力 F Fi,F F2的合力，可以把 F Fi,F F2首尾相接地畫出來，把 F Fi,F F2的另外兩端

14、連接起來，則此連線就表示合力 F F 的大小和方向；4 4、分力與力的分解：如果幾個力的作用效果跟原來一個力的作用效果相同，這幾個力叫原來那個力的分力.求一個力的分力叫做力的分解.5 5、分解原則：平行四邊形定則.力的分解是力的合成的逆運算，同樣遵循的平行四邊形定則。同樣，由力的分解所遵循的平行四邊形定則可知：如不加任何限制而將某個力分解為兩個分力，則可以得到無數種分解的方式，這是毫無意義的。通常作力的分解時所加的限制有兩種：按照力的作用效果進行分解，按照所建立的直角坐標將力作正交分解6 6、正交分解法物體受到多個力作用時求其合力，可將各個力沿兩個相互垂直的方向直行正交分解，然后再分別沿這兩個

15、方向求出合力，正交分解法是處理多個力作用用問題的基本方法,意的是，對x、y方向選擇時，盡可能使落在x、y軸上的力多；被分解的力盡可能是已知力。步驟為：正確選擇直角坐標系， 一般選共點力的作用點為原點， 水平方向或物體運動的加速度方向為 X X 軸，使盡量多的力在坐標軸上。正交分解各力，即分別將各力投影在坐標軸上，分別求出坐標軸上各力投影的合力。分別求出X軸方向上的各分力的合力 FxFx 和y軸方向上各分力的合力 FyFy。Fx=F1Fx=F1 奸 F2x+F2x+ +FnxFnxFy=F1y+F2y+Fy=F1y+F2y+ +FnyFny利用勾股定理及三角函數，求出合力的大小和方向，共點力合力

16、的大小為F=jFx2+F；,合力方向值得注與 X X 軸夾角a=arctanF/Fx第三模塊：受力分析、物體的平衡夯實基礎知識物體受力情況的分析（1 1） 物體受力情況分析的理解： 把某個特定的物體在某個特定的物理環境中所受到的力一個不漏，一個不重地找出來， 并畫出定性的受力示意圖。 對物體進行正確地受力分析， 是解決好力學問題的關鍵。（2 2）物體受力情況分析的方法：為了不使被研究對象所受到的力與所施出的力混淆起來，通常需要采用隔離法”，把所研究的對象從所處的物理環境中隔離出來；為了不使被研究對象所受到的力在分析過程中發生遺漏或重復，通常需要按照某種順序逐一進行受力情況分析，而相對合理的順序

17、則是先找重力，再找接觸力（彈力、摩擦力），最后分析其它力（場力、浮力等）。重力是否有；彈力看四周；分析摩擦力；不忘電磁浮（3）受力分析的幾個步驟.靈活選擇研究對象：也就是說根據解題的目的，從體系中隔離出所要研究的某一個物體，或從物體中隔離出某一部分作為單獨的研究對象，對它進行受力分析.所選擇的研究對象要與周圍環境聯系密切并且已知量盡量多；對于較復雜問題，由于物體系各部分相互制約，有時要同時隔離幾個研究對象才能解決問題.究竟怎樣選擇研究對象要依題意靈活處理.對研究對象周圍環境進行分析： 除了重力外查看哪些物體與研究對象直接接觸， 對它有力的作用.凡是直接接觸的環境都不能漏掉分析，而不直接接觸的環

18、境千萬不要考慮進來.然后按照重力、彈力、摩擦力的順序進行力的分析，根據各種力的產生條件和所滿足的物理規律，確定它們的存在或大小、方向、作用點.審查研究對象的運動狀態：是平衡態還是加速狀態等等，根據它所處的狀態有時可以確定某些力是否存在或對某些力的方向作出判斷.根據上述分析，畫出研究對象的受力分析圖；把各力的方向、作用點（線）準確地表不出來.（4）物體受力情況分析的依據：在具體的受力分析過程中，判斷物體是否受到某個力的依據通常有如下三個。從力的概念判斷，尋找施力物體；從力的性質判斷，尋找產生原因；從力的效果判斷，尋找是否產生形變或改變運動狀態六.平衡概念的理解及平衡條件的歸納1 1 . .共點力：物體受到的各力的作用線或作用線的延長線能相交于一點的力2 2 . .平衡狀態：在共點力的作用下，物體保持靜止或勻速直線運動的狀態。說明：這里的靜止需要二個條件，一是物體受到的合外力為零，二是物體的加速度為零，僅速度為零時物體不一定處于靜止狀態，