专题复习一 力.docx
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专题复习一力
专题复习一力与平衡
力的的概念及常见的三种力
一．力
1、定义：
力是是物体对物体的作用。
2、力的性质
（1）物质性；不能离开物体单独存在
（2）矢量性：
既有大小，又有方向（3）瞬时性（4）独立性（5）相互性：
力的作用是相互的
3、力的分类：
①按性质分类：
重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力、安培力等
②按效果分类：
拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、浮力、回复力等
③按研究对象分类：
内力和外力。
④按作用方式分类：
重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。
说明：
性质不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的。
4、力的三要素是：
大小、方向、作用点．
5、力的图示：
用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。
6、力的单位：
是牛顿，使质量为1千克的物体产生1米／秒2加速度力的大小为1牛顿．
二．重力
1、产生：
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。
说明：
重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不就等于地球时物体的引力．重力是地球对物体的万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球旋转所需的向心力。
由于物体随地球自转所需向心力很小，所以计算时一般可近似地认为物体重力的大小等于地球对物体的引力。
（1）重力的大小:
G=mg
（2）重力的方向：
竖直向下的（3）重心①质量分布均匀的规则物体的重心在物体的几何中心．②不规则物体的重心可用悬线法求出重心位置．．
三、弹力
定义：
发生弹性形变的物体，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．
（1）形变：
物体形状或体积的改变叫形变
在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫弹性形变，课本中提到的形变，一般都是指弹性形变。
（1）弹力产生的条件：
①物体直接相互接触；②物体发生弹性形变．
（2）弹力的方向：
跟物体恢复形状的方向相同．
①一般情况：
凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生的弹力；支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持的物体．
②一般情况：
凡是一根线（或绳）对物体的拉力，都是这根线（或绳）因为发生形变而对物体产生的弹力；拉力的方向总是沿线（或绳）的方向．③杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。
④弹力方向的特点：
由于弹力的方向跟接触面垂直，面面结触、点面结触时弹力的方向都是垂直于接触面的．
（3）弹力的大小：
①与形变大小有关，同一物体形变越大弹力越大
②对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律计算。
胡克定律可表示为（在弹性限度内）：
F=kx，还可以表示成ΔF=kΔx，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。
③一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等。
④可由力的平衡条件或牛顿运动定律求得
四、摩擦力
1、滑动摩擦力：
一个物体在另一个物体表面上存在相对滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它们相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力．
（1）产生条件：
①接触面是粗糙；②两物体接触面上有压力；③两物体间有相对滑动．
（2）方向：
总是沿着接触面的切线方向与相对运动方向相反．
（3）大小—滑动摩擦定律
滑动摩擦力跟正压力成正比，也就跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。
即
其中的FN表示正压力，不一定等于重力G。
为动摩擦因数，取决于两个物体的材料和接触面的粗糙程度，与接触面的面积无关。
2、静摩擦力：
当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时，所受到的另一个物体对它的力，叫做静摩擦力．
（1）产生条件：
①接触面是粗糙的；②两物体有相对运动的趋势；③两物体接触面上有压力．
（2）方向：
沿着接触面的切线方向与相对运动趋势方向相反．
（3）大小：
静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0≤f≤fm，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μFN计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既Fm=μFN
3、摩擦力与物体运动的关系
①摩擦力的方向总是与物体间相对运动（或相对运动的趋势）的方向相反。
而不一定与物体的运动方向相反。
②摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的。
而不一定是阻碍物体的运动的。
注意：
以上两种情况中，“相对”两个字一定不能少。
这牵涉到参照物的选择。
一般情况下，我们说物体运动或静止，是以地面为参照物的。
而牵涉到“相对运动”，实际上是规定了参照物。
如“A相对于B”，则必须以B为参照物，而不能以地面或其它物体为参照物。
③摩擦力不一定是阻力，也可以是动力。
摩擦力不一定使物体减速，也可能使物体加速。
④受静摩擦力的物体不一定静止，但一定保持相对静止。
⑤滑动摩擦力的方向不一定与运动方向相反
『题型解析』
1、如图所示，A、B是两个物块的重力分别为3N、4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直向方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F=2N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（）
A．天花板所受的拉力为1N，地板受的压力为6N
B．天花板所受的拉力为5N，地板受的压力为6N
C．天花板所受的拉力为1N，地板受的压力为2N
D．天花板所受的拉力为5N，地板受的压力为2N
2、如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物体，F是作用在B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是（）
A．μ1=0，μ2=0；B．μ1=0，μ2≠0；
C．μ1≠0，μ2=0；D．μ1≠0，μ2≠0。
3、如图所示，物体B的上表面水平，B上面载着物体A，当它们一起沿斜面匀速下滑时，A物体受到的力（）
A．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、摩擦力和斜面对它的弹力
4、如图所示，长5m的水平传送带以2m/s的速度匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1。
现将物体轻轻地放到传送带的A端，那么，物体从A端到B端的过程中，摩擦力存在的时间有多长？
方向如何？
5、如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。
当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（）
A．Q受到的摩擦力一定变小
B．Q受到的摩擦力一定变大
C．轻绳上拉力一定变小
D．轻绳上拉力一定不变
6、如图所示，质量为m的木块在置于桌面上的木板上滑行，木板静止，它的质量M=3m。
已知木板与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ。
则木板所受桌面的摩擦力大小为（）
A．μmg；B．2μmg；
C．3μmg；D．4μmg。
7、A、B、C三物块质量分别为M、m、m0，作如图所示的连接，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。
若B随A一起沿桌面作匀速运动，则可以断定（）
A、物块A与桌面间有摩擦力，大小为m0g；
B、物块A与B间有摩擦力，大小为m0g；
C、桌面对A、A对B都有摩擦力，两者方向相同，大小均为m0g；
D、桌面对A、A对B都有摩擦力，两者方向相反，大小均为m0g。
8、如图，质量为m的物体A放在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，运动过程中A、B间无相对运动。
设弹簧的劲度系数为k。
当物体离开平衡位置的位移为x时，求A、B间的摩擦力的大小。
9、如图所示，两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为ka=1×103N/m、kb=2×103N/m，原长分别为la=6cm、lb=4cm，在下端挂一个物体G，物体受到的重力为10N，平衡时，下列判断中正确的是（）
A．弹簧a下端受的拉力为4N，b的下端受的拉力为6N
B．弹簧a下端受的拉力为10N，b的下端受的拉力为10N
C．弹簧a长度变为7cm，b的长度变为4.5N
D．弹簧a长度变为6。
4cm，b的长度变为4.3N
10、a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过定滑轮的轻绳，它们连接如图所示，并处于平衡状态．则（）
A．有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态
B．有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态
C．有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态
D．有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态
11、如图有一半径为r=0.2m的圆柱体绕竖直轴OO′以ω=9rad/s的角速度匀速转动．今用力F将质量为1kg的物体A压在圆柱侧面，使其以v0=2.4m/s的速度匀速下降．若物体A与圆柱面的摩擦因数μ=0.25，求力F的大小．（已知物体A在水平方向受光滑挡板的作用，不能随轴一起转动．）
二、力的合成与分解，受力分析物体的平衡
1、合力和力的合成：
一个力产生的效果如果能跟原来几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力，求几个力的合力叫力的合成．
2、力的平行四边形定则：
求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来。
共点的两个力F1，F2的合力F的大小，与它们的夹角θ有关，θ越大，合力越小；θ越小，合力越大，合力可能比分力大，也可能比分力小，F1与F2同向时合力最大，F1与F2反向时合力最小，合力大小的取值范围是|F1－F2|≤F≤（F1＋F2）
3、三角形法则：
求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2首尾相接地画出来，把F1，F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力F的大小和方向；
4、分力与力的分解：
如果几个力的作用效果跟原来一个力的作用效果相同，这几个力叫原来那个力的分力．求一个力的分力叫做力的分解．
5、分解原则：
平行四边形定则．
力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循的平行四边形定则。
6、正交分解法
物体受到多个力作用时求其合力，可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解，然后再分别沿这两个方向求出合力，正交分解法是处理多个力作用用问题的基本方法，值得注意的是，对
、
方向选择时，尽可能使落在
、
轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力。
步骤为：
①正确选择直角坐标系，一般选共点力的作用点为原点，水平方向或物体运动的加速度方向为X轴，使尽量多的力在坐标轴上。
②正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，分别求出坐标轴上各力投影的合力。
③分别求出
轴方向上的各分力的合力Fx和
轴方向上各分力的合力Fy。
Fx=F1x＋F2x＋…＋Fnx
Fy=F1y＋F2y＋…＋Fny
③利用勾股定理及三角函数，求出合力的大小和方向，共点力合力的大小为F=
，合力方向与X轴夹角
7、平衡概念的理解及平衡条件的归纳
（1）共点力：
物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力
（2）平衡状态：
在共点力的作用下，物体保持静止或匀速直线运动的状态。
说明：
这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的加速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零．
8、共点力作用下物体的平衡条件：
合力为零，即
0
说明；
①三力汇交原理：
当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时，这三个力必交于一点；
②物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时，取出其中的一个力，则这个力必与剩下的（N-1）个力的合力等大反向。
③若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：
FX合=0，FY合=0；
常用物理方法
一．隔离法；二．整体法；
『题型解析』
1、四个共点力的大小分别为2N、3N、4N、6N，它们的合力最大值为_______，它们的合力最小值为_________。
2、如图所示，滑轮固定在天花板上，细绳跨过滑轮连接物体A和B，物体B静止于水平地面上，用f和FN分别表示地面对物体B的摩擦力和支持力，现将B向左移动一小段距离，下列说法正确的是：
（）
A．f和FN都变大B．f和FN都变小
C．f增大，FN减小D．f减小，FN增大
3、电线
和水平细绳
共同悬挂一个重为
的电灯，静止时
与水平天花板成
角，如图所示。
由于灯重而使电线
受到的拉力大小为_______，
绳受到拉力的大小为______。
4、质点m在F1、F2、F3三个力作用下处于平衡状态，各力的方向所在直线如图所示，图上表示各力的矢量起点均为O点，终点未画，则各力大小关系可能为（）
A．F1>F2>F3B．F1>F3>F2
C．F3>F1>F2D．F2>F1>F3
5、如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为（）
A．（M+m）gB．（M+m）g－F
C．（M+m）g+FsinθD．（M+m）g－Fsinθ
二、直线运动
1.机械运动:
一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动，转动和振动等运动形式.为了研究物体的运动需要选定参照物（即假定为不动的物体），对同一个物体的运动，所选择的参照物不同，对它的运动的描述就会不同，通常以地球为参照物来研究物体的运动.
2.质点:
用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点，它是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点的依据。
3.位移和路程:
位移描述物体位置的变化，是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段，是矢量.路程是物体运动轨迹的长度，是标量.
路程和位移是完全不同的概念，仅就大小而言，一般情况下位移的大小小于路程，只有在单方向的直线运动中，位移的大小才等于路程.
4.速度和速率
（1）速度:
描述物体运动快慢的物理量.是矢量.
①平均速度:
质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间（或位移）的平均速度v，即v=s/t，平均速度是对变速运动的粗略描述.
②瞬时速度:
运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧.瞬时速度是对变速运动的精确描述.
（2）速率：
①速率只有大小，没有方向，是标量.②平均速率:
质点在某段时间内通过的路程和所用时间的比值叫做这段时间内的平均速率.在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率，只有在单方向的直线运动，二者才相等.
5.加速度
（1）加速度是描述速度变化快慢的物理量，它是矢量.加速度又叫速度变化率.
（2）定义:
在匀变速直线运动中，速度的变化Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值，叫做匀变速直线运动的加速度，用a表示.
（3）方向:
与速度变化Δv的方向一致.但不一定与v的方向一致.
［注意］加速度与速度无关.只要速度在变化，无论速度大小，都有加速度;只要速度不变化（匀速），无论速度多大，加速度总是零;只要速度变化快，无论速度是大、是小或是零，物体加速度就大.
6.匀速直线运动
（1）定义:
在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动.
（2）特点:
a=0，v=恒量.（3）位移公式:
S=vt.
7.匀变速直线运动
（1）定义:
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动.
（2）特点:
a=恒量（3）★公式：
速度公式：
V=V0+at位移公式：
s=v0t+
at2
速度位移公式：
vt2-v02=2as平均速度V=
以上各式均为矢量式，应用时应规定正方向，然后把矢量化为代数量求解，通常选初速度方向为正方向，凡是跟正方向一致的取“+”值，跟正方向相反的取“-”值.
8.重要结论：
（1）匀变速直线运动的质点，在任意两个连续相等的时间T内的位移差值是恒量，即ΔS=Si+l-Si=aT2=恒量
（2）匀变速直线运动的质点，在某段时间内的中间时刻的瞬时速度，等于这段时间内的平均速度，即：
（3）匀变速直线运动的质点，在某段位移中点的瞬时速度
9.自由落体运动
（1）条件:
初速度为零，只受重力作用.
（2）性质:
是一种初速为零的匀加速直线运动，a=g.（3）公式:
10.运动图像
（1）位移图像（s-t图像）:
①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度；②图像是直线表示物体做匀速直线运动，图像是曲线则表示物体做变速运动；③图像与横轴交叉，表示物体从参考点的一边运动到另一边.
（2）速度图像（v-t图像）:
①在速度图像中，可以读出物体在任何时刻的速度；②在速度图像中，物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值.③在速度图像中，物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率.④图线与横轴交叉，表示物体运动的速度反向.⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动.
『题型解析』
1、如图所示，质量M=10kg的木楔静止于粗糙水平地面上，木楔与地面间的动摩擦因数=0.2，在木楔的倾角为=30°的斜面上，有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑，当滑行路程s=1.4m时，其速度v=1.4m/s.在这个过程中木楔处于静止状态.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向（取g=10m/s2）
2、如图所示，一高度为h＝0.2m的水平面在A点处与一倾角为θ＝30°的斜面连接，一小球以v0＝5m/s的速度在平面上向右运动。
求小球从A点运动到地面所需的时间（平面与斜面均光滑，取g＝10m/s2）。
某同学对此题的解法为：
小球沿斜面运动，则
由此可求得落地的时间t。
问：
你同意上述解法吗？
若同意，求出所需的时间；若不同意，则说明理由并求出你认为正确的结果。
3、如图所示，一平直的传送带以v=2m/s的速度匀速运行，传送带把A处的工件运送到B处.A、B相距L=10m.从A处把工件无初速度地放到传送带上，经过时间t=6s传送到B处，欲用最短的时间把工件从A处传送到B处，求传送带的运行速度至少多大？
4、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。
一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。
已知运动员与网接触的时间为1.2s。
若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。
（g＝10m/s2）
5、2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军，这引起了人们对冰壶运动的关注。
冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：
如题23图，运动员将静止于O点的冰壶（视为质点）沿直线
推到A点放手，此后冰壶沿
滑行，最后停于C点。
已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m，AC＝L，
＝r,重力加速度为g，
（1）求冰壶在A点的速率；
（2）求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小；
（3）若将
段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为
，原只能滑到C点的冰壶能停于
点，求A点与B点之间的距离。
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