人教版高中物理必修一力

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空白演示在此输入您的封面副标题力知识内容一、力1.概念:力是物体对物体的作用,力不能离开物体而存在.2.力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体.4.力的单位:在国际单位制中力的单位名称是牛顿,符号N.3.力是矢量.既有大小,又有方向,其合成与分解遵从力的平行四边形定则.要完整地表达一个力,除了说明力的大小,还要指明力的方向.5.力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化.6.力的三要素:力的大小、方向和作用点叫力的三要素.通常用力的图示将力的三要素表示出来,力的三要素决定力的作用效果.力可以用一根带箭头的线段来表示:线段的长短表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭尾表示力的作用点,这种表示力的方法称为力的图示.做力的图示时,先选定一个标度,再从力的作用点开始按力的方向画出力的作用线,将力的大小与标度比较确定线段的长度,最后加上箭头.7.力的测量:常用测力计来测量,一般用弹簧秤.8.力的分类:(1)按性质命名的力:重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等.(2)按效果命名的力:拉力、压力、动力、阻力、向心力、回复力等.说明:性质相同的力,效果可以相同也可以不同;反之,效果相同的力,性质可能相同,也可能不同.知识内容课堂练习1.下列关于力的说法中正确的是A.力的产生离不开施力物体,但可以没有受力物体B.物体可以只受到力的作用而不对其他物体施加力C.一个受力物体可以同时受到几个施力物体的作用D.一个施力物体可以同时对几个受力物体发生作用(CD)2.力是物体对物体的作用,它的作用效果表现在A、使物体发生形变;B.使物体保持静止C.使物体保持一定的速度;D.使物体由静止变为运动(AD)课堂练习3.下列说法正确的是A.动力和阻力都是根据力的效果命名的B.浮力和压力都是根据力的性质命名的C.重力和弹力的作用效果一定不同D.摩擦力只能是阻力,不能是动力(A)知识内容二、重力1.重力与万有引力:重力与万有引力的关系如图所示,重力是万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力提供物体随地球自转的向心力.F向F引GO知识内容2.产生:由于地球对物体的吸引而产生,但重力不是万有引力.3.大小:G=mg.一般不等于万有引力(两极除外),通常情况下可近似认为两者相等.4.方向:竖直向下.说明:(1)不能说成是垂直向下.竖直向下是相对于水平面而言,垂直向下是相对于接触面而言.(2)一般不指向地心(赤道和两极除外).知识内容5.重心(1)物体各部分所受重力的合力的作用点叫重心,重心是重力的作用点,重心可能在物体上,也可能在物体外.(2)影响重心位置的因素:①质量分布均匀的物体的重心位置,只与物体的形状有关.质量分布均匀有规则形状的物体,它的重心在其几何中心上.②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关.(3)薄板形物体的重心,可用悬挂法确定.课堂练习4、下列关于重力的说法中正确的是A.重力的方向总是指向地心B.物体只有落向地面时才受重力作用C.同一物体在地球上不同地方所受重力不同D.地面附近物体所受重力是由地球的万有引力产生的5.关于物体重心的说法,正确的是A、重心就是物体上最重的一点;B.重心在物体上的位置可能变化C.重心的位置一定在物体上;D.重心在空间的高度可升可降(CD)(BD)课堂练习知识内容6.关于重力的大小,以下说法正确的是A.物体对水平支持面的压力大小一定等于其重力B.物体平衡时对竖直悬绳的拉力大小一定等于其重力C.物体重力的大小可以用弹簧秤或杆秤直接测量D.物体向下运动时所受重力大于其向上运动时所受重力(B)三、弹力1、物体在外力作用下发生的形状改变叫做形变;在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫做弹性形变.2.定义:发生形变的物体会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力.弹力是由于施力物体形变而引起.例如:a对b的弹力是由于a形变而引起.3.产生条件:(1)直接接触;(2)发生形变.知识内容4.弹力的方向⑴支持面的弹力方向,总是垂直于支持面指向受力物体.⑵绳对物体的拉力总是沿绳且指向绳收缩的方向。⑶杆对物体的弹力不一定沿杆的方向.5.弹力的大小:(1)与物体形变量有关,形变量越大,弹力越大.一般情况下弹力的大小需结合运动状态来计算;(2)弹簧弹力大小的计算.胡克定律:在弹性限度内,弹簧的弹力F跟弹簧的形变量x成正比,即:F=kx.k是弹簧的劲度系数,单位:N/m.劲度系数由弹簧本身的因素(材料、长度、截面)确定,与F、x无关.说明:一根弹簧剪断成两根后,每根的劲度k都比原来的劲度大;两根弹簧串联后总劲度变小;两根弹簧并联后,总劲度变大.课堂练习7.在图所示各情况中,物体A、B之间一定有弹力的是(B)8.一物体静止在水平桌面上,以下说法正确的是A、物体对桌面的压力就是重力B.物体的重力使桌面产生了形变C.桌面由于形变而对物体产生了支持力D.桌面对物体的支持力使物体产生形变(CD)课堂练习9.关于弹力的方向,以下说法正确的是A、压力的方向总是垂直于接触面,并指向被压物体B.支持力的方向总是垂直于支持面,指向被支持物体C.绳对物体拉力的方向,总是沿着绳并指向绳拉伸的方向D.杆对物体推力的方向,总是沿着杆并指向杆收缩的方向(AB)课堂例题F2APOF1B例1.如图所示,光滑但质量分布不均的小球的球心在O,重心在P,静止在竖直墙和桌边之间.试画出小球所受弹力。解:由于弹力的方向总是垂直于接触面,在A点,弹力F1应该垂直于球面所以沿半径方向指向球心O;在B点弹力F2垂直于墙面,因此也沿半径指向球心O.注意:弹力必须指向球心,而不一定指向重心.又由于F1、F2、G为共点力,重力的作用线必须经过O点,因此P和O必在同一竖直线上,P点可能在O的正上方(不稳定平衡),也可能在O的正下方(稳定平衡)。课堂例题F1F2AB例2.如图所示,重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止,试画出杆所受的弹力.解:A端所受绳的拉力F1沿绳收缩的方向,因此沿绳向斜上方;B端所受的弹力F2垂直于水平面竖直向上.由于此直杆的重力不可忽略,其两端受的力可能不沿杆的方向.杆受的水平方向合力应该为零.由于杆的重力G竖直向下,因此杆的下端一定还受到向右的摩擦力f作用.课堂例题例3.图中AC为竖直墙面,AB为均匀横梁,其重为G,处于水平位置.BC为支持横梁的轻杆,A、B、C三处均用铰链连接.试画出横梁B端所受弹力的方向.FABC解:轻杆BC只有两端受力,所以B端所受压力沿杆向斜下方,其反作用力轻杆对横梁的弹力F沿轻杆延长线方向斜向上方.╰α例4.如图所示,小车上固定着一根弯成α角的轻杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球,试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向:①小车静止;②小车以加速度a水平向右加速运动.22mg+aaθ=arctang答:①mg,竖直向上;②,与竖直方向夹角知识内容四、摩擦力1.定义:相互接触的物体间发生相对运动或有相对运动趋势时,在接触面处产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件:两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势.这四个条件缺一不可.注意:两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件(没有弹力不可能有摩擦力).3.滑动摩擦力大小:滑动摩擦力Ff=μFN;其中FN是压力,μ为动摩擦因数,无单位.说明:⑴在接触力中,必须先分析弹力,再分析摩擦力.⑵只有滑动摩擦力才能用公式F=μFN,其中的FN表示正压力,不一定等于重力G.课堂例题例1.如图所示,用跟水平方向成α角的推力F推重量为G的木块沿天花板向右运动,木块和天花板间的动摩擦因数为μ,求木块所受的摩擦力大小.αFG解:受力分析如图GFF1F2fFNα由竖直方向合力为零可得FN=Fsinα-G,因此有:f=μ(Fsinα-G)10.一人双手握住竖直竹竿做爬竿运动,关于他沿竿上升或下降时所受摩擦力情况,正确的分析是A、上升时受方向向上的静摩擦力,下降时受方向向下的滑动摩擦力B.上升时受方向向上的静摩擦力,下降时受方向向上的滑动摩擦力C.上升时受方向向下的滑动摩擦力,下降时受方向向下的静摩擦力D.上升时受方向向下的滑动摩擦力,下降时受方向向上的滑动摩擦力课堂练习(B)课堂练习11.一物体置于粗糙水平地面上,按图1-5所示甲、乙、丙三种不同的放法,在水平力F作用下运动,设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等,则物体受到的摩擦力的大小关系是A.f甲>f乙>f丙B、f甲<f乙<f丙C.f乙>f甲>f丙D.f甲=f乙=f丙(D)12.如图所示,在μ=0.2的粗糙水平面上,有一质量为10kg的物体以一定速度V向右运动,同时还有一水平向左、大小为10N的力F作用于物体上,则物体受到的摩擦力大小为N;方向水平向.(g取10m/s2)20左课堂练习13.关于摩擦力,以下说法中正确的是A.运动的物体只可能受到滑动摩擦力B.静止的物体有可能受到滑动摩擦力C.滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反D.滑动摩擦力的方向有可能与运动方向一致(BD)知识内容3.动摩擦因数动摩擦因数μ是两个物体间的滑动摩擦力与这两个物体表面间的压力的比值.μ的数值既跟相互接触的两个物体的材料有关,又跟接触面的情况(如粗糙程度等)有关.在相同的压力下,动摩擦因数越大,滑动摩擦力就越大.动摩擦因数μ没有单位.课堂练习14.一均匀长木板的质量为m,长为l,今用一水平力F匀速地推木板,使其1/3伸出水平桌面,如图所示,则可测得木板与桌面间的动摩擦因数μ的大小为A、F/mg;B.mg/FC、3F/2mg;D、2mg/3F(A)知识内容4.静摩擦力大小(1)发生在两个相互接触、相对静止而又有相对运动趋势的物体接触面之间的阻碍相对运动的力叫静摩擦力.(2)必须明确,静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律f=μN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,即fm=μN知识内容(3)静摩擦力是一种被动力,与物体的受力和运动情况有关.求解静摩擦力的方法是用力的平衡条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定,其可能的取值范围是0<f≤fm例2.如图所示,A、B为两个相同木块,A、B间最大静摩擦力fm=5N,水平面光滑.拉力F至少多大,A、B才会相对滑动?课堂例题FAB解:A、B间刚好发生相对滑动时,A、B间的相对运动状态处于一个临界状态,既可以认为发生了相对滑动,摩擦力是滑动摩擦力,其大小等于最大静摩擦力5N,也可以认为还没有发生相对滑动,因此A、B的加速度仍然相等。分别以A和整体为对象,运用牛顿第二定律,可得拉力大小至少为F=10N知识内容5.摩擦力方向⑴摩擦力方向和物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反.⑵摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度.通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同(作为动力),可能和物体运动方向相反(作为阻力),可能和物体速度方向垂直(作为匀速圆周运动的向心力).在特殊情况下,可能成任意角度.课堂例题例3.小车向右做初速为零的匀加速运动,质量为m的物体恰好沿车后壁匀速下滑.求物体下滑过程中所受摩擦力和弹力的大小,并分析物体所受摩擦力的方向和物体速度方向的关系.av解:竖直方向:f=mg;水平方向:N=ma物体受的滑动摩擦力始终和小车的后壁平行,方向竖直向上,而物体的运动轨迹为抛物线,相对于地面的速度方向不断改变(竖直分速度大小保持不变,水平分速度逐渐增大),所以摩擦力方向和运动方向间的夹角可能取90°和180°间的任意值.由上分析可见:无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力.就是说:弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由公式直接计算得出,而是由物体的受力情况和运动情况共同决定的.课堂练习15.关于静摩擦力,下列说法正确的是A、两物体间有静摩擦力,就一定有弹力B.两物体间有静摩擦力,就一定是静止的C.两物体间有弹力且静止,就一定有静摩擦力D.两物体间有相对运动趋势,就一定有静摩擦力(A)16.如图是一主动轮A通过皮带带动从动轮B的示意图,A轮上M点和B轮上N点的切线均为竖直方向.则对此两点静摩擦力方向的判断正确的是A、M点向上,N点向上B、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