【正文】 第一章 力知識(shí)要點(diǎn)： 本專題知識(shí)點(diǎn)及基本技能要求 （1）力的本質(zhì) （2）重力、物體的重心 （3）彈力、胡克定律 （4）摩擦力 （5）物體受力情況分析力的本質(zhì)：（參看例3）（1）力是物體對(duì)物體的作用。 ※脫離物體的力是不存在的，對(duì)應(yīng)一個(gè)力，有受力物體同時(shí)有施力物體。找不到施力物體的力是無(wú)中生有。（例如：脫離槍筒的子彈所謂向前的沖力，沿光滑平面勻速向前運(yùn)動(dòng)的小球受到的向前運(yùn)動(dòng)的力等）（2）力作用的相互性決定了力總是成對(duì)出現(xiàn)： ※甲乙兩物體相互作用，甲受到乙施予的作用力的同時(shí)，甲給乙一個(gè)反作用力。作用力和反作用力，大小相等、方向相反，分別作用在兩個(gè)物體上，它們總是同種性質(zhì)的力。（例如：圖中N與N 162。均屬?gòu)椓?，均屬靜摩擦力） （3）力使物體發(fā)生形變，力改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（速度大小或速度方向改變）使物體獲得加速度。 ※這里的力指的是合外力。合外力是產(chǎn)生加速度的原因，而不是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因。對(duì)于力的作用效果的理解，結(jié)合上定律就更明確了。（4）力是矢量。 ※矢量：既有大小又有方向的量，標(biāo)量只有大小。 力的作用效果決定于它的大小、方向和作用點(diǎn)（三要素）。大小和方向有一個(gè)不確定作用效果就無(wú)法確定，這就是既有大小又有方向的物理含意。（5）常見(jiàn)的力：根據(jù)性質(zhì)命名的力有重力、彈力、摩擦力；根據(jù)作用效果命名的力有拉力、下滑力、支持力、阻力、動(dòng)力等。重力，物體的重心（參看練習(xí)題）（1）重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力；（2）重力的大小：G=mg，同一物體質(zhì)量一定，隨著所處地理位置的變化，重力加速度的變化略有變化。從赤道到兩極G174。大（變化千分之一），在極地G最大，等于地球與物體間的萬(wàn)有引力；隨著高度的變化G174。?。ㄗ兓f(wàn)分之一）。在有限范圍內(nèi)，在同一問(wèn)題中重力認(rèn)為是恒力，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，即使在超重、失重、完全失重的狀態(tài)下重力不變；（3）重力的方向永遠(yuǎn)豎直向下（與水平面垂直，而不是與支持面垂直）；（4）物體的重心。 物體各部分重力合力的作用點(diǎn)為物體的重心（不一定在物體上）。重心位置取決于質(zhì)量分布和形狀，質(zhì)量分布均勻的物體，重心在物體的幾何對(duì)稱中心。 確定重心的方法：懸吊法，支持法。彈力、胡克定律：（參看例）（1）彈力是物體接觸伴隨形變而產(chǎn)生的力。 ※彈力是接觸力 彈力產(chǎn)生的條件：接觸（并發(fā)生形變），有擠壓或拉伸作用。 常見(jiàn)的彈力：拉力，繩子的張力，壓力，支持力；（2）彈力的大小與形變程度相關(guān)。形變程度越重，彈力越大。（3）彈力的方向：彈力的方向與施力物體形變方向相反（是施力物體恢復(fù)形變的方向），與接觸面垂直。 ※ 準(zhǔn)確分析圖中A物體受到的支持力（彈力），結(jié)論：兩物體接觸發(fā)生形變，面面接觸彈力垂直面（圖1—1），點(diǎn)面接觸垂直面（圖1—1—3），接觸面是曲面，彈力則垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的切面（圖1—4）。 （4）胡克定律： 內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與彈簧伸長(zhǎng)（或壓縮）的長(zhǎng)度成正比。 數(shù)學(xué)表達(dá)式：F=Kx (x長(zhǎng)度改變量：) 摩擦力 （1）摩擦力發(fā)生在相互接觸且擠壓有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體之間。 發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦力稱為滑動(dòng)摩擦力。有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的摩擦力稱為靜摩擦力。 ※摩擦力是接觸力 摩擦力產(chǎn)生的條件：接觸、擠壓，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)存在。（含蓋了產(chǎn)生彈力的條件） （2）摩擦力的方向：總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，與接觸面相切。 ※判斷相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向是確定摩擦力方向的關(guān)鍵。當(dāng)根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件，確定存在摩擦力時(shí)，以此力的施力物體為參照物，判斷受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）方向，摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）方向相反，從而找到摩擦力的方向：（見(jiàn)例） 物塊A放在小車B上，置于水平面上： a、沒(méi)加任何力：A、B處于靜平衡狀態(tài)，由于A、B受重力作用，A與B接觸，車輪與地面接觸，并均有擠壓，但無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也沒(méi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)存在，無(wú)摩擦力產(chǎn)生。 b、A物體上加一個(gè)水平力，AB處于靜止?fàn)顟B(tài)。分析A，由于受到力的作用，以B為參照物，A相對(duì)B有向右的趨勢(shì)，所以受到與趨勢(shì)相反的靜摩擦。 根據(jù)作用力反作用力的關(guān)系，小車B受到水平A拖予的靜摩擦力。小車B受到水平向右的靜摩力的作用，相對(duì)地面有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但沒(méi)動(dòng)，受到地面施予的與運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反的靜摩擦力（結(jié)論：）。 C、A物體受到水平向右的力F作用，A、B相對(duì)靜止，一起沿水平向右加速運(yùn)動(dòng)： 分析A物體：仍受到一個(gè)拉力F和B施予的靜摩擦力。（）。 分析B物體：受到A施予的的反作用力的同時(shí)，AB相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)，地面給B物體一個(gè)向左的滑動(dòng)摩擦力。（據(jù)題意：） 小車B受到靜摩擦力的作用，在小車向右加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，與B小車運(yùn)動(dòng)方向相同；不但對(duì)B做功，而且做的還是正功；在效果上起著動(dòng)力的作用。（3）摩擦力的大小 滑動(dòng)摩擦力，為正壓力 靜摩擦力是一組值，其中有一個(gè)最大值，稱為最大靜摩擦（使物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的靜摩擦力）。不能用來(lái)計(jì)算，只能根據(jù)作用力、反作用力的關(guān)系，平衡條件或牛頓二定律求解。 ※滑動(dòng)摩擦力的大小只與正壓力、滑動(dòng)摩擦系數(shù)有關(guān)，而與接觸面的大小無(wú)關(guān)。物體受力情況分析： （1）物體受力情況分析的依據(jù)主要是力的概念，從研究對(duì)象所處的處所著手，明確它與周圍哪些物體發(fā)生作用，運(yùn)用各種力產(chǎn)生的條件，做出判斷。結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，依據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和物體平衡的條件進(jìn)而確定力之間的數(shù)量關(guān)系。 （2）分析受力時(shí)，只找研究對(duì)象受到的力，它施于其它物體的力，在分析其它物體受力時(shí)再考慮。 （3）合力和分力不能重復(fù)地列為物體所受的力。 （4）受力分析的步驟：先重力，再找彈力，再摩擦力，最后其它力：象磁場(chǎng)力，電場(chǎng)力。 （5）養(yǎng)成作圖的習(xí)慣，要檢查受力圖中所有的力的施力物體是否存在，特別要檢查受力分析的結(jié)果，是否滿足題目給定的條件（平衡狀態(tài)，沿各方向合力應(yīng)為零）避免缺力或多力。力的平衡平衡條件 平衡態(tài) 平衡狀態(tài)：物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，統(tǒng)稱平衡狀態(tài)。 一組平衡力：若干個(gè)力作用在同一個(gè)物體上，物體處于平衡狀態(tài)。我們稱這若干力為一組平衡力。 互為平衡的力：一組平衡力中的任意一個(gè)力是其余所有力的平衡力。 ※一個(gè)物體沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。我們說(shuō)這個(gè)物體處于動(dòng)平衡狀態(tài)。 （1）如果它受到兩個(gè)力的作用：這兩個(gè)力是互為平衡的力。它們大小相等、方向相反。 （2）如果它受到七個(gè)力的作用：這七個(gè)力是一組平衡力、其中任意一個(gè)力是其余六個(gè)力的平衡力。 （3）如果它受到n個(gè)力的作用：這n個(gè)力是一組平衡力，其中任意一個(gè)力是其余（n－1 )個(gè)力的平衡力。共點(diǎn)力平衡的條件及推論 共點(diǎn)力平衡的條件： ※ （1）一個(gè)物體受若干個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài)。這若干個(gè)力是一組平衡力，合力為零，沿任何方向的合力均為零。其中的任意一個(gè)力與其余所有力的合力平衡。（即這個(gè)力與其余所有力的合力大小相等方向相反。） （2）受三個(gè)力作用物體處于平衡狀態(tài)，其中的某個(gè)力必定與另兩個(gè)力的合力等值反向。 （3）一個(gè)物體受到幾個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài)，這幾個(gè)力的合力一定為零。其中的一個(gè)力必定與余下的（n－1）個(gè)力的合力等值反向，撤去這個(gè)力，余下的（n－1）個(gè)的合力失去平衡力。物體的平衡狀態(tài)被打破，獲得加速度。力的合成與分解掌握內(nèi)容： 力的合成與分解。會(huì)用直角三角形知識(shí)及相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)求解。 力的分解。 力矩及作用效果。知識(shí)要點(diǎn)：一、力的合成： 定義：求幾個(gè)力的合力叫力的合成。 力的合成： （1）同一直線情況 （2）成角情況： ①遵循平行四邊形法則。 兩個(gè)互成角度的力的合力，可以用表示這兩個(gè)力的線段作鄰邊，作平行四邊形，平行四邊形的對(duì)角線表示合力的大小和方向。 作圖時(shí)應(yīng)注意：合力、分力作用點(diǎn)相同，虛線、實(shí)線要分清。 ②應(yīng)用方法 注意：在大小一定的情況下，合力F隨增大而減小，隨減小而增大，F(xiàn)最大值是范圍是，有可能大于任一個(gè)分力，也有可能小于任一個(gè)分力，還可能等于某一個(gè)分力的大小，求多個(gè)力的合力時(shí)，可以先求出任意兩個(gè)力的合力，再求這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力，依此類推。二、力的分解： 求一個(gè)力的分力叫力的分解。是力的合成的逆運(yùn)算，同樣遵守平行四邊形法則。一個(gè)力的分解應(yīng)掌握下面幾種情況： 已知一個(gè)力（大小和方向）和它的兩個(gè)分力的方向，則兩個(gè)分力有確定的值； 已知一個(gè)力和它的一個(gè)分力，則另一個(gè)分力有確定的值； 已知一個(gè)力和它的一個(gè)分力的方向，則另一分力有無(wú)數(shù)解，且有最小值（兩分力方向垂直）； 一個(gè)力可以在任意方向上分解，且能分解成無(wú)數(shù)個(gè)分力； 一個(gè)分力和產(chǎn)生這個(gè)分力的力是同性質(zhì)力，且產(chǎn)生于同一施力物體，如圖18中，G的分力是沿斜面的分力和垂直于斜面的分力（此力不能說(shuō)成是對(duì)斜面的壓力）。 在實(shí)際問(wèn)題中，一個(gè)力如何分解，應(yīng)按下述步驟：①根據(jù)力F產(chǎn)生的兩個(gè)效果畫(huà)出分力的方向；②根據(jù)平行四邊形法則用作圖法求的大小，且注意標(biāo)度的選取；③根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)用計(jì)算法求出分力的大小。三、力的正交分解法： 在處理力的合成和分解的復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，有一種比較簡(jiǎn)便宜行的方法——正交分解法。 求多個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)，如果連續(xù)運(yùn)用平行四邊形法則求解，一般說(shuō)來(lái)要求解若干個(gè)斜三角形，一次又一次地求部分的合力的大小和方向，計(jì)算過(guò)程顯得十分復(fù)雜，如果采用力的正交分解法求合力，計(jì)算過(guò)程就簡(jiǎn)單多了。 正交分解法——把力沿著兩個(gè)經(jīng)選定的互相垂直的方向分解，其目的是便于運(yùn)用普通代數(shù)運(yùn)算公式來(lái)解決矢量運(yùn)算。 力的正交分解法步驟如下： 正確選定直角坐標(biāo)系：通常選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，坐標(biāo)軸的方向的選擇則應(yīng)根據(jù)實(shí)際問(wèn)題來(lái)確定。原則是使坐標(biāo)軸與盡可能多的力重合，即是使需要向兩坐標(biāo)軸投影分解的力盡可能少，在處理靜力學(xué)問(wèn)題時(shí)，通常選用水平方向和豎直方向上的直角坐標(biāo)，當(dāng)然在其它方向較簡(jiǎn)便時(shí)，也可選用。 分別將各個(gè)力投影到坐標(biāo)軸上：分別求x軸和y軸上各力的投影的合力和其中： （式中的軸上的兩個(gè)分量，其余類推。） 這樣，共點(diǎn)力的合力大小可由公式： 求出。 設(shè)力的方向與軸正方向之間夾角是。 ∴通過(guò)數(shù)學(xué)用表可知數(shù)值。 注意：如果這是處理多個(gè)力作用下物體平衡問(wèn)題的好辦法。物體的運(yùn)動(dòng)知識(shí)要點(diǎn)： (一) 機(jī)械運(yùn)動(dòng) (二) 質(zhì)點(diǎn) (三) 位移和路程：主要講述質(zhì)點(diǎn)和位移等, 它是描述物體運(yùn)動(dòng)和預(yù)備知識(shí)。(四) 勻速直線運(yùn)動(dòng)、速度 (五) 勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖象：主要講述速度的概念和勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。(六) 變速直線運(yùn)動(dòng)、平均速度、瞬時(shí)速度：主要講述變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度和 瞬時(shí)速度的概念。(七)勻變速直線運(yùn)動(dòng) 加速度。(八)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度 (九)勻變直線運(yùn)動(dòng)的位移：主要講述勻變直線運(yùn)動(dòng)的加速度概念, 以及勻變速直 線運(yùn)動(dòng)的速度公式和位移公式。(十)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。(十一)自由落體運(yùn)動(dòng)。(十二)豎直上拋運(yùn)動(dòng) 主要講述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例。(十三)系統(tǒng)、綜合全章知識(shí)結(jié)構(gòu)培養(yǎng)分析綜合解決問(wèn)題的能力。 為了掌握一個(gè)較完整的關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的知識(shí), 重點(diǎn)概念是: 位移、速度、加速度。重要規(guī)律則是: 勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)。重點(diǎn)、難點(diǎn)：（一）、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng) 知道機(jī)械運(yùn)動(dòng)是最普遍的自然現(xiàn)象。是指一個(gè)物體相對(duì)于別的物體的位置改變。為了說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)情況, 必須選擇參照物——是在研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí), 假定不動(dòng)的物體, 參照它來(lái)確定其他物體的運(yùn)動(dòng)。我們說(shuō)汽車是運(yùn)動(dòng)的, 樓房是靜止的是以地面為參照物, 我們說(shuō), 衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng), 是以地球?yàn)閰⒄瘴??！伴W閃紅星”歌曲中唱的“小小竹排江中游, 巍巍青山兩岸走”說(shuō)明坐在竹排上的人選擇不同的參照物觀察的結(jié)果常常是不同的, 選河岸為參照物, 竹排是運(yùn)動(dòng)的, 選竹排為參照物, 竹排是靜止的, 河岸上的青山是后退的。這既說(shuō)明選參照物的重要性, 又說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。如果選太陽(yáng)為參照物地球及地球上的一切物體都在繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng), 若以天上的銀河為參照物, 太陽(yáng)是運(yùn)動(dòng)……, 進(jìn)而得出沒(méi)有不運(yùn)動(dòng)的物體, 從而說(shuō)明運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的, 靜止是相對(duì)的。還應(yīng)指出的是: 在研究地面上物體運(yùn)動(dòng)時(shí), 為了研究問(wèn)題方便, 常取地球?yàn)閰⒄瘴铩?運(yùn)動(dòng)無(wú)論多么復(fù)雜, 都是由平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)組成, 或只有平動(dòng), 或只有轉(zhuǎn)動(dòng), 或既有平動(dòng), 又有轉(zhuǎn)動(dòng)。如判斷物體是平動(dòng)或是轉(zhuǎn)動(dòng), 必須抓住, 物體上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都相同, 這種運(yùn)動(dòng)叫平動(dòng)。物體上的各點(diǎn)都繞一點(diǎn)(圓心)或一軸做圓周運(yùn)動(dòng), 這樣的運(yùn)動(dòng)叫轉(zhuǎn)動(dòng)。如果運(yùn)動(dòng)按運(yùn)動(dòng)軌跡分類, 可為直線或曲線運(yùn)動(dòng), 而平動(dòng)可沿直線運(yùn)動(dòng), 也可沿曲線運(yùn)動(dòng)。只要保持物體上各運(yùn)動(dòng)情況相同即可。（二）、質(zhì)點(diǎn) 質(zhì)點(diǎn)是一種抽象化的研究物體運(yùn)動(dòng)的理想模型。理想模型是為了便于著手研究物理學(xué)采用的一種方法, 今后還會(huì)常用: 如高中物理將要學(xué)到的勻速直線運(yùn)動(dòng)理想氣體、點(diǎn)電荷, 理想變壓器……。都屬于理想模型。 質(zhì)點(diǎn)是不考慮物體的大小和形狀, 而把物體看成一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn), 這在第一章物體受力分析時(shí)已經(jīng)這樣做了, 在那里所以用一個(gè)點(diǎn)表示物體, 就是因?yàn)槟莻€(gè)物體可以抽象為質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)學(xué)中的重要概念, 也是下一章開(kāi)始研究的動(dòng)力學(xué)中的重要概念。運(yùn)動(dòng)學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)只要把物體抽象為一個(gè)點(diǎn), 動(dòng)力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)則要求這個(gè)點(diǎn)具有物體的全部質(zhì)量。隨著學(xué)習(xí)的深入, 對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解將會(huì)更加深刻。 應(yīng)該知道, 理想模型是實(shí)際物體的一種科學(xué)的抽象, 采取這種方法是抓住問(wèn)題中物體的主要特征, 簡(jiǎn)化對(duì)物體的研究, 而把物體看成一個(gè)點(diǎn), 它是實(shí)際物體的一種近似。我們把物體看成質(zhì)點(diǎn)是在研究問(wèn)題中, 物體的形狀、大小各部分運(yùn)動(dòng)的差異是不起作用的或是次要的因素。這有兩種情況: ①物體各部分運(yùn)動(dòng)情況相同, 即物體做平動(dòng)。 ②物體有轉(zhuǎn), 但因轉(zhuǎn)動(dòng)引起的物體各部分運(yùn)動(dòng)的差異, 對(duì)我們研究問(wèn)題不起主要作用。一個(gè)很好