高一物理必修一第三章相互作用

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　　一、重力基本相互作用

　　●力：力是物体间的相互作用

　　1、力的物质性：力是物对物的作用。

　　2、力的相互性：受力物体同时也是施力物体。

　　3、物体间发生相互作用的方式有两种：①直接接触②不直接接触

　　4、力不但有大小，而且有方向，力具有矢量性。力的大小用测力计（弹簧秤）来测量。在国际单位制中，力的单位是N（牛）。

　　5、力的三要素：通常把力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。力的三要素决定了力的作用效果。若其中一个要素发生变化，则力的作用效果也将变化。

　　●力的作用效果

　　①使受力物体发生形变；

　　②使受力物体的运动状态发生改变。

　　力的作用效果是由力的大小、方向和作用点共同决定的。例如用脚踢足球时，用力的大小不同，足球飞出的远近不同；用力的方向不同，足球飞出的方向不同；击球的部位不同，球的旋转方向不同。

　　●力的示意图

　　力可以用一根带箭头的线段来表示。它的长短表示力的大小，它的指向（箭头所指方向）表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点，力的方向所沿的直线叫力的作用线。这种表示力的方法，叫做力的图示。这是把抽象的力直观而形象地表示出来的一种方法。

　　●力的分类

　　1、按力的性质和力的效果分类

　　①性质力：重力、弹力、摩擦力、电磁力、分子力等。

　　②效果力：支持力、压力、拉力、动力、阻力、向心力等。

　　2、按作用方式可分为接触力（如支持力、压力等）和场力（如重力等）。

　　3、按研究对象可分为内力和外力。

　　4、按力的关系可分为：共点力、共面力、平行力、平衡力、作用力与反作用力等。

　　●重力

　　1、重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，重力也叫重量，常用符号G表示。

　　①重力的施力物体是地球，其本质是地球对物体的吸引力，但不能说重力就是地球对物体的吸引力。

　　②地球表面附近的一切物体都受重力作用。重力与运动状态和接触面均无关。

　　2、重力的方向总是竖直向下的，重力的方向不一定指向地心。

　　3、重力的大小由物体的质量和所处的地理位置共同决定

　　①在同一地点，重力G与质量m成正比；同一物体，在不同地点所受的重力可能不同，不过这种差异很小，一般在地面附近不太大的范围内，可认为其重力大小恒定不变。

　　②重力大小的计算公式是G=mg.式中m是物体的质量，单位用kg；g是一个与地理位置有关的量，反映地球对物体作用力的强弱。通常情况下（g=9.8N／kg，表示质量是1kg的物体受到的重力是9.8N。

　　③重力的大小可以用弹簧秤测出。其依据的原理是二力平衡条件和力作用的相互性：用悬绳挂着的静止物体或用静止的水平支持物支持的物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力。

　　4、重力的作用点：重心。

　　二、弹力

　　●形变：

　　1、定义：物体的形状和体积的改变叫形变。形变产生的原因是受到了外力作用。任何物体在外力的作用下都能发生形变。只是形变的明显程度不同。

　　2、形变的分类

　　从形变可否恢复原状分：

　　①弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，如弹簧、钢条在通常情况下发生的形变都叫做弹性形变。

　　②塑性形变：在外力停止作用后，不能恢复原来形状的形变，如保险丝、橡皮泥等发生的形变都叫做塑性形变。

　　●弹力

　　1、定义：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，这种力叫做弹力。

　　2、弹力的产生条件：

　　①物体直接接触；

　　②发生形变。互相接触的物体之间是否存在弹力，取决于是否存在形变。有些物体形变明显，如弹簧的伸长或缩短，很容易判断出是否有弹力；有些接触物体 间形变不明显，判断有无弹力可用假设法。即假设把相接触的某个物体撤去，看研究对象的运动状态有无改变：若无改变，则无弹力作用；若发生改变，则有弹力存 在。

　　3、弹力的方向是从施力物体指向受力物体，与施力物体形变的方向相反。

　　4、弹力的大小跟形变的大小有关：形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力也随之消失。

　　5、胡克定律表示：F=kx；式中F为弹力大小；x为弹簧伸长（或缩短）量；k为弹簧的劲度系数

　　6、弹力的作用点在两物体接触处的受力物体上。

　　三、摩擦力

　　●摩擦力

　　定义：一个物体在另一个物体上滑动时，或在另一个物体上有滑动的趋势时它们之间有相互阻碍的作用，这种情况下产生力我们就称为摩擦力。

　　●滑动摩擦力

　　1、产生：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时，另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力。

　　2、产生条件：相互接触、相互挤压、相对运动、表面粗糙。

　　特别注意：“相对运动”与“物体运动”不是同一概念，“相对运动”是指受力物体相对于施力物体（以施力物体为参照物）的位置发生了改变；而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。

　　3、方向：总与接触面相切，并且和运动方向相反。

　　●静摩擦力

　　1、产生：两个物体满足产生摩擦力的条件，有相对运动趋势时，物体间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力。

　　2、产生条件：

　　①两物体直接接触、相互挤压有弹力产生；

　　②接触面粗糙；

　　③两物体保持相对静止但有相对运动趋势。

　　跟滑动摩擦力条件的区别是：大小――两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fmax之间0＜F≤Fmax；方向――总跟接触面相切，与相对运动趋势相反。

　　3、静摩擦力的作用点：在两物体的接触面受力物体上。

　　●滑动摩擦力和静摩擦力的比较

　　滑动摩擦力静摩擦力符号及单位

　　产生原因表面粗糙有挤压作用的物体间发生相对运动时表面粗糙有挤压作用的物体间具有相对运动趋势时摩擦力用f表示 单位：牛顿 简称：牛 符号：N

　　大小f=μN始终与外力沿着接触面的分量相等

　　方向与相对运动方向相反与相对运动趋势相反

　　●受力分析

　　1、受力分析的基本方法：

　　（1）明确研究对象

　　在进行受力分析时，研究对象可以是某一物体，也可以是保持相对静止的若干物体。

　　（2）隔离研究对象，按顺序找力

　　把研究对象从实际情景中分离出来，按先已知力，再重力，在弹力，在摩擦力，最后其它力的顺序逐一分析研究对象所受的力。

　　（3）只画性质力，不画效果力

　　四、力的合成

　　●合力和分力

　　1、定义：如果一个力作用在物体上，它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力。

　　2、合力和分力的关系：等效替代关系，并不同时作用于物体上，所以不能把合力和分力同时当成物体受的力。

　　●共点力

　　几个力如果都作用在物体的同一点，或几个力作用在物体上的不同点，但这几个力的作用线延长后相交于同一点，这几个力就叫共点力，所以，共点力不一定作用在同一点上。

　　●力的合成的定则

　　1、平行四边形定则

　　求两个互成角度的力的合力，可以用表示这两个力的线段作邻边，作平行四边形，这叫做力的平行四边形定则。

　　2、三角形定则

　　根据平行四边形的对边平行且相等，即平行四边形是由两个全等的三角形组成，平行四边形定则可简化为三角形定则。

　　●共点力的合成

　　1、作图法：以力的图示为基础，以表示两个力的有向线段为邻边严格作出平行四边形，然后量出这两个邻边之间的对角线的长度，从与图示标度的比例关系求出合力的大小，再用量角器量出对角线与一个邻边的夹角，表示合力的方向。

　　2、计算法：先根据力的平行四边形定则作出力的合成示意图，然后运用数学知识求合力大小和方向。

　　五、力的分解

　　●分力

　　定义：几个力，如果它们共同产生的效果跟作用在物体上的一个力产生的效果相同，则这几个力就叫做那个力的分力（那个力就叫做这几个力的合力）。

　　●力的分解

　　1、定义：求一个已知力的分力叫做力的分解。

　　2、力的分解：力的合成的逆运算，遵守力的平行四边形定则。

　　3、力的分解特点：同一个力，若没有其他限制，可以分解为无数对大小、方向不同的力。

　　按力的效果分解力F的一般方法步骤：

　　①根据物体所处的状态分析力的作用效果

　　②根据力的作用效果，确定两个实际分力的方向

　　③根据两个分力的方向画出平行四边形

　　④）根据平行四边形定则，利用学过的几何与数学知识求两个分力的大小。

　　4、力的正交分解法

　　（1）定义：将一个力沿着两个相互垂直的方向进行分解的方法称为力的正交分解法。

　　（2）力的正交分解法的优点：其一，借助数学中的直角坐标系（x，y）对力进行描述；其二，几何图形关系简单，是直角三角形，解直角三角形方法多，容易求解。

　　（3）正交分解的一般步骤：

　　①建立xOy直角坐标系

　　②将所有力依次向x轴和y轴上分解为Fx1、Fx2……，Fy1、Fy2……

　　③分别求出x轴和y轴上的合力Fx、Fy

　　④求出合力F，大小方向

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