高考物理知識點：力和物體的平衡

2016-02-23 13:18:06中國教育在線

　　1.力：是物體對物體的作用，是物體發生形變和改變物體的運動狀態(即產生加速度)的原因。力是矢量。

　　2.重力

　　(1)重力是由于地球對物體的吸引而產生的。

　　[注意]重力是由于地球的吸引而產生，但不能說重力就是地球的吸引力，重力是萬有引力的一個分力。但在地球表面附近，可以認為重力近似等于萬有引力。

　　(2)重力的大小：地球表面G=mg，離地面高h處G/=mg/，其中g/=[R/(R+h)]2g。

　　(3)重力的方向：豎直向下(不一定指向地心)。

　　(4)重心：物體的各部分所受重力合力的作用點，物體的重心不一定在物體上。

　　3.彈力

　　(1)產生原因：由于發生彈性形變的物體有恢復形變的趨勢而產生的。

　　(2)產生條件：①直接接觸;②有彈性形變。

　　(3)彈力的方向：與物體形變的方向相反，彈力的受力物體是引起形變的物體，施力物體是發生形變的物體。在點面接觸的情況下，垂直于面；在兩個曲面接觸(相當于點接觸)的情況下，垂直于過接觸點的公切面。

　　①繩的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向，且一根輕繩上的張力大小處處相等。

　　②輕桿既可產生壓力，又可產生拉力，且方向不一定沿桿。

　　(4)彈力的大小：一般情況下應根據物體的運動狀態，利用平衡條件或牛頓定律來求解。彈簧彈力可由胡克定律來求解。

　　★胡克定律：在彈性限度內，彈簧彈力的大小和彈簧的形變量成正比，即F=kx。k為彈簧的勁度系數，它只與彈簧本身因素有關，單位是N/m。

　　4.摩擦力

　　(1)產生的條件：①相互接觸的物體間存在壓力;③接觸面不光滑;③接觸的物體之間有相對運動(滑動摩擦力)或相對運動的趨勢(靜摩擦力)，這三點缺一不可。

　　(2)摩擦力的方向：沿接觸面切線方向，與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反，與物體運動的方向可以相同也可以相反。

　　(3)判斷靜摩擦力方向的方法：

　　①假設法：首先假設兩物體接觸面光滑，這時若兩物體不發生相對運動，則說明它們原來沒有相對運動趨勢，也沒有靜摩擦力;若兩物體發生相對運動，則說明它們原來有相對運動趨勢，并且原來相對運動趨勢的方向跟假設接觸面光滑時相對運動的方向相同。然后根據靜摩擦力的方向跟物體相對運動趨勢的方向相反確定靜摩擦力方向。

　　②平衡法：根據二力平衡條件可以判斷靜摩擦力的方向。

　　(4)大小：先判明是何種摩擦力，然后再根據各自的規律去分析求解。

　　①滑動摩擦力大小：利用公式f=μFN進行計算，其中FN是物體的正壓力，不一定等于物體的重力，甚至可能和重力無關。或者根據物體的運動狀態，利用平衡條件或牛頓定律來求解。

　　②靜摩擦力大小：靜摩擦力大小可在0與fmax之間變化，一般應根據物體的運動狀態由平衡條件或牛頓定律來求解。

　　5.物體的受力分析

　　(1)確定所研究的物體，分析周圍物體對它產生的作用，不要分析該物體施于其他物體上的力，也不要把作用在其他物體上的力錯誤地認為通過“力的傳遞”作用在研究對象上。

　　(2)按“性質力”的順序分析。即按重力、彈力、摩擦力、其他力順序分析，不要把“效果力”與“性質力”混淆重復分析。

　　(3)如果有一個力的方向難以確定，可用假設法分析。先假設此力不存在，想像所研究的物體會發生怎樣的運動，然后審查這個力應在什么方向，對象才能滿足給定的運動狀態。

　　6.力的合成與分解

　　(1)合力與分力：如果一個力作用在物體上，它產生的效果跟幾個力共同作用產生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，而那幾個力就叫做這個力的分力。(2)力合成與分解的根本方法：平行四邊形定則。

　　(3)力的合成：求幾個已知力的合力，叫做力的合成。

　　共點的兩個力(F1和F2)合力大小F的取值范圍為：|F1-F2|≤F≤F1+F2。

　　(4)力的分解：求一個已知力的分力，叫做力的分解(力的分解與力的合成互為逆運算)。

　　在實際問題中，通常將已知力按力產生的實際作用效果分解;為方便某些問題的研究，在很多問題中都采用正交分解法。

　　7.共點力的平衡

　　(1)共點力：作用在物體的同一點，或作用線相交于一點的幾個力。

　　(2)平衡狀態：物體保持勻速直線運動或靜止叫平衡狀態，是加速度等于零的狀態。

　　★(3)共點力作用下的物體的平衡條件：物體所受的合外力為零，即∑F=0，若采用正交分解法求解平衡問題，則平衡條件應為：∑Fx=0，∑Fy=0。

　　(4)解決平衡問題的常用方法：隔離法、整體法、圖解法、三角形相似法、正交分解法等等。