【正文】 第一章 力知識要點： 本專題知識點及基本技能要求 （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）力是物體對物體的作用。 ※脫離物體的力是不存在的，對應(yīng)一個力，有受力物體同時有施力物體。找不到施力物體的力是無中生有。（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動的小球受到的向前運動的力等）（2）力作用的相互性決定了力總是成對出現(xiàn)： ※甲乙兩物體相互作用，甲受到乙施予的作用力的同時，甲給乙一個反作用力。作用力和反作用力，大小相等、方向相反，分別作用在兩個物體上，它們總是同種性質(zhì)的力。（例如：圖中N與N 162。均屬彈力，均屬靜摩擦力） （3）力使物體發(fā)生形變，力改變物體的運動狀態(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)生運動的原因。對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（三要素）。大小和方向有一個不確定作用效果就無法確定，這就是既有大小又有方向的物理含意。（5）常見的力：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?。篏=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有引力；隨著高度的變化G174。小（變化萬分之一）。在有限范圍內(nèi)，在同一問題中重力認(rèn)為是恒力，運動狀態(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），點面接觸垂直面（圖1—1—3），接觸面是曲面，彈力則垂直于過接觸點的切面（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（或壓縮）的長度成正比。 數(shù)學(xué)表達(dá)式：F=Kx (x長度改變量：) 摩擦力 （1）摩擦力發(fā)生在相互接觸且擠壓有相對運動或相對運動趨勢的物體之間。 發(fā)生相對運動，阻礙相對運動的摩擦力稱為滑動摩擦力。有相對運動的趨勢，阻礙相對運動趨勢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，有相對運動或相對運動趨勢存在。（含蓋了產(chǎn)生彈力的條件） （2）摩擦力的方向：總是與相對運動或相對運動趨勢方向相反，與接觸面相切。 ※判斷相對運動方向，或相對運動趨勢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，以此力的施力物體為參照物，判斷受力物體相對運動（或相對運動趨勢）方向，摩擦力方向與相對運動（或相對運動趨勢）方向相反，從而找到摩擦力的方向：（見例） 物塊A放在小車B上，置于水平面上： a、沒加任何力：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，但無相對運動，也沒相對運動趨勢存在，無摩擦力產(chǎn)生。 b、A物體上加一個水平力，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B有向右的趨勢，所以受到與趨勢相反的靜摩擦。 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，相對地面有向右的運動趨勢，但沒動，受到地面施予的與運動趨勢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相對靜止，一起沿水平向右加速運動： 分析A物體：仍受到一個拉力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，AB相對地面向右運動，地面給B物體一個向左的滑動摩擦力。（據(jù)題意：） 小車B受到靜摩擦力的作用，在小車向右加速運動的過程中，與B小車運動方向相同；不但對B做功，而且做的還是正功；在效果上起著動力的作用。（3）摩擦力的大小 滑動摩擦力，為正壓力 靜摩擦力是一組值，其中有一個最大值，稱為最大靜摩擦（使物體開始運動時的靜摩擦力）。不能用來計算，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。 ※滑動摩擦力的大小只與正壓力、滑動摩擦系數(shù)有關(guān)，而與接觸面的大小無關(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，從研究對象所處的處所著手，明確它與周圍哪些物體發(fā)生作用，運用各種力產(chǎn)生的條件，做出判斷。結(jié)合運動狀態(tài)，依據(jù)牛頓運動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，只找研究對象受到的力，它施于其它物體的力，在分析其它物體受力時再考慮。 （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：象磁場力，電場力。 （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動狀態(tài)，統(tǒng)稱平衡狀態(tài)。 一組平衡力：若干個力作用在同一個物體上，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力是其余所有力的平衡力。 ※一個物體沿水平面做勻速直線運動。我們說這個物體處于動平衡狀態(tài)。 （1）如果它受到兩個力的作用：這兩個力是互為平衡的力。它們大小相等、方向相反。 （2）如果它受到七個力的作用：這七個力是一組平衡力、其中任意一個力是其余六個力的平衡力。 （3）如果它受到n個力的作用：這n個力是一組平衡力，其中任意一個力是其余（n－1 )個力的平衡力。共點力平衡的條件及推論 共點力平衡的條件： ※ （1）一個物體受若干個力的作用處于平衡狀態(tài)。這若干個力是一組平衡力，合力為零，沿任何方向的合力均為零。其中的任意一個力與其余所有力的合力平衡。（即這個力與其余所有力的合力大小相等方向相反。） （2）受三個力作用物體處于平衡狀態(tài)，其中的某個力必定與另兩個力的合力等值反向。 （3）一個物體受到幾個力的作用而處于平衡狀態(tài)，這幾個力的合力一定為零。其中的一個力必定與余下的（n－1）個力的合力等值反向，撤去這個力，余下的（n－1）個的合力失去平衡力。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。會用直角三角形知識及相似三角形等數(shù)學(xué)知識求解。 力的分解。 力矩及作用效果。知識要點：一、力的合成： 定義：求幾個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。 兩個互成角度的力的合力，可以用表示這兩個力的線段作鄰邊，作平行四邊形，平行四邊形的對角線表示合力的大小和方向。 作圖時應(yīng)注意：合力、分力作用點相同，虛線、實線要分清。 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，有可能大于任一個分力，也有可能小于任一個分力，還可能等于某一個分力的大小，求多個力的合力時，可以先求出任意兩個力的合力，再求這個合力與第三個力的合力，依此類推。二、力的分解： 求一個力的分力叫力的分解。是力的合成的逆運算，同樣遵守平行四邊形法則。一個力的分解應(yīng)掌握下面幾種情況： 已知一個力（大小和方向）和它的兩個分力的方向，則兩個分力有確定的值； 已知一個力和它的一個分力，則另一個分力有確定的值； 已知一個力和它的一個分力的方向，則另一分力有無數(shù)解，且有最小值（兩分力方向垂直）； 一個力可以在任意方向上分解，且能分解成無數(shù)個分力； 一個分力和產(chǎn)生這個分力的力是同性質(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（此力不能說成是對斜面的壓力）。 在實際問題中，一個力如何分解，應(yīng)按下述步驟：①根據(jù)力F產(chǎn)生的兩個效果畫出分力的方向；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?。虎鄹鶕?jù)數(shù)學(xué)知識用計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)雜問題時，有一種比較簡便宜行的方法——正交分解法。 求多個共點力合成時，如果連續(xù)運用平行四邊形法則求解，一般說來要求解若干個斜三角形，一次又一次地求部分的合力的大小和方向，計算過程顯得十分復(fù)雜，如果采用力的正交分解法求合力，計算過程就簡單多了。 正交分解法——把力沿著兩個經(jīng)選定的互相垂直的方向分解，其目的是便于運用普通代數(shù)運算公式來解決矢量運算。 力的正交分解法步驟如下： 正確選定直角坐標(biāo)系：通常選共點力的作用點為坐標(biāo)原點，坐標(biāo)軸的方向的選擇則應(yīng)根據(jù)實際問題來確定。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)問題時，通常選用水平方向和豎直方向上的直角坐標(biāo)，當(dāng)然在其它方向較簡便時，也可選用。 分別將各個力投影到坐標(biāo)軸上：分別求x軸和y軸上各力的投影的合力和其中： （式中的軸上的兩個分量，其余類推。） 這樣，共點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。 ∴通過數(shù)學(xué)用表可知數(shù)值。 注意：如果這是處理多個力作用下物體平衡問題的好辦法。物體的運動知識要點： (一) 機械運動 (二) 質(zhì)點 (三) 位移和路程：主要講述質(zhì)點和位移等, 它是描述物體運動和預(yù)備知識。(四) 勻速直線運動、速度 (五) 勻速直線運動的圖象：主要講述速度的概念和勻速直線運動的規(guī)律。(六) 變速直線運動、平均速度、瞬時速度：主要講述變速直線運動的平均速度和 瞬時速度的概念。(七)勻變速直線運動 加速度。(八)勻變速直線運動的速度 (九)勻變直線運動的位移：主要講述勻變直線運動的加速度概念, 以及勻變速直 線運動的速度公式和位移公式。(十)勻變速運動規(guī)律的應(yīng)用。(十一)自由落體運動。(十二)豎直上拋運動 主要講述勻變速直線運動的特例。(十三)系統(tǒng)、綜合全章知識結(jié)構(gòu)培養(yǎng)分析綜合解決問題的能力。 為了掌握一個較完整的關(guān)于物體運動的知識, 重點概念是: 位移、速度、加速度。重要規(guī)律則是: 勻速直線運動和勻變速直線運動。重點、難點：（一）、機械運動、平動和轉(zhuǎn)動 知道機械運動是最普遍的自然現(xiàn)象。是指一個物體相對于別的物體的位置改變。為了說明物體的運動情況, 必須選擇參照物——是在研究物體運動時, 假定不動的物體, 參照它來確定其他物體的運動。我們說汽車是運動的, 樓房是靜止的是以地面為參照物, 我們說, 衛(wèi)星在運動, 是以地球為參照物?！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, 竹排是運動的, 選竹排為參照物, 竹排是靜止的, 河岸上的青山是后退的。這既說明選參照物的重要性, 又說明運動的相對性。如果選太陽為參照物地球及地球上的一切物體都在繞太陽運動, 若以天上的銀河為參照物, 太陽是運動……, 進(jìn)而得出沒有不運動的物體, 從而說明運動是絕對的, 靜止是相對的。還應(yīng)指出的是: 在研究地面上物體運動時, 為了研究問題方便, 常取地球為參照物。 運動無論多么復(fù)雜, 都是由平動和轉(zhuǎn)動組成, 或只有平動, 或只有轉(zhuǎn)動, 或既有平動, 又有轉(zhuǎn)動。如判斷物體是平動或是轉(zhuǎn)動, 必須抓住, 物體上各點的運動情況都相同, 這種運動叫平動。物體上的各點都繞一點(圓心)或一軸做圓周運動, 這樣的運動叫轉(zhuǎn)動。如果運動按運動軌跡分類, 可為直線或曲線運動, 而平動可沿直線運動, 也可沿曲線運動。只要保持物體上各運動情況相同即可。（二）、質(zhì)點 質(zhì)點是一種抽象化的研究物體運動的理想模型。理想模型是為了便于著手研究物理學(xué)采用的一種方法, 今后還會常用: 如高中物理將要學(xué)到的勻速直線運動理想氣體、點電荷, 理想變壓器……。都屬于理想模型。 質(zhì)點是不考慮物體的大小和形狀, 而把物體看成一個有質(zhì)量的點, 這在第一章物體受力分析時已經(jīng)這樣做了, 在那里所以用一個點表示物體, 就是因為那個物體可以抽象為質(zhì)點。質(zhì)點是運動學(xué)中的重要概念, 也是下一章開始研究的動力學(xué)中的重要概念。運動學(xué)中的質(zhì)點只要把物體抽象為一個點, 動力學(xué)中的質(zhì)點則要求這個點具有物體的全部質(zhì)量。隨著學(xué)習(xí)的深入, 對質(zhì)點的理解將會更加深刻。 應(yīng)該知道, 理想模型是實際物體的一種科學(xué)的抽象, 采取這種方法是抓住問題中物體的主要特征, 簡化對物體的研究, 而把物體看成一個點, 它是實際物體的一種近似。我們把物體看成質(zhì)點是在研究問題中, 物體的形狀、大小各部分運動的差異是不起作用的或是次要的因素。這有兩種情況: ①物體各部分運動情況相同, 即物體做平動。 ②物體有轉(zhuǎn), 但因轉(zhuǎn)動引起的物體各部分運動的差異, 對我們研究問題不起主要作用。一個很好