一、重力
1.定義:由于地球的吸引而使物體受到的力.
2.方向:豎直向下.
3.大?。篏=mg,g是自由落體加速度.
4.作用點(diǎn)——重心
(1)重心:一個(gè)物體的各部分都受到重力的作用,從效果上看,可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn),這一點(diǎn)叫作物體的重心.
(2)決定因素:①物體的形狀;②物體的質(zhì)量分布.
(3)對(duì)形狀不規(guī)則的物體,可以應(yīng)用二力平衡的知識(shí)通過實(shí)驗(yàn)來確定其重心位置.如薄板狀物體的重心位置可以通過懸掛法來確定.
二、力的圖示和示意圖
1.力的圖示:用有向線段來表示力.
(1)有向線段的長短(嚴(yán)格按標(biāo)度畫)表示力的大??;
(2)箭頭表示力的方向.
(3)箭尾(或箭頭)表示力的作用點(diǎn).
2.力的示意圖:只用帶箭頭的有向線段來表示力的方向和作用點(diǎn),不需要準(zhǔn)確標(biāo)度力的大?。?br>三、彈力
1.形變:物體在力的作用下形狀或體積發(fā)生的變化.
2.彈力:發(fā)生形變的物體,要恢復(fù)原狀,對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的力.
3.彈力的方向
(1)壓力和支持力的方向:都跟接觸面垂直.
(2)繩子的拉力的方向:沿著繩子而指向繩子收縮的方向.
四、胡克定律
1.彈性形變:物體在發(fā)生形變后,如果撤去作用力能夠恢復(fù)原狀的形變.
2.彈性限度:如果形變過大,超過一定的限度,撤去作用力后物體不能(填“能”或“不能”)完全恢復(fù)原來的形狀,這個(gè)限度叫作彈性限度.
3.內(nèi)容:彈簧發(fā)生彈性形變時(shí),彈力F的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比,即F=kx.
4.勁度系數(shù):式中k叫作彈簧的勁度系數(shù),單位是牛頓每米,符號(hào)是N/m.是表示彈簧“軟”“硬”程度的物理量.
技巧點(diǎn)撥
一、力的圖示和力的示意圖
力的圖示與力的示意圖的畫法
二、重力與重心
1.重力的大小
(1)重力的大小G=mg,只與質(zhì)量m和重力加速度g有關(guān),與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).
(2)重力加速度g與物體所處的緯度和高度有關(guān),在赤道處,g最小,在兩極處,g最大(同一高度);海拔越高,g越小,海拔越低,g越大.
2.重力的方向:豎直向下.豎直向下是指與水平面垂直向下,但是并不等同于垂直于支持面向下,也不等同于指向地心.
3.重力的作用點(diǎn)——重心
(1)重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn),并不是只有物體的重心才受到重力作用.重心的位置除跟物體的形狀有關(guān)外,還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān).質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心.重心的位置可以在物體上,也可以在物體外.
(2)重心位置的確定方法:對(duì)于薄板狀物體的重心,可以應(yīng)用二力平衡的知識(shí)通過懸掛法確定.
三、彈力
1.彈力的產(chǎn)生必須同時(shí)具備兩個(gè)條件
(1)兩物體直接接觸;
(2)兩物體接觸處發(fā)生彈性形變.
2.彈力的方向
(1)支持力和壓力的方向:總是垂直于接觸面,并指向被支持或被壓的物體上.
(2)繩子的拉力方向:總是沿著繩子而指向繩子收縮的方向.
3.彈力有無的判斷
(1)對(duì)于明顯形變的情況,可以根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件直接進(jìn)行判斷.
(2)對(duì)于形變不明顯的情況,可利用假設(shè)法進(jìn)行判斷.
①假設(shè)無彈力:假設(shè)撤去接觸面,看物體還能否在原位置保持原來的狀態(tài),若能保持原來的狀態(tài),則說明物體間無彈力作用;否則,有彈力作用.
②假設(shè)有彈力:假設(shè)接觸物體間有彈力,畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力分析圖,判斷受力情況與所處狀態(tài)是否矛盾,若矛盾,
則不存在彈力;若不矛盾,則存在彈力.
如圖,接觸面光滑,若A處有彈力,則無法使球處于靜止?fàn)顟B(tài),故A處無彈力.
四、胡克定律
1.胡克定律F=kx的理解
(1)x是彈簧的形變量,而不是彈簧形變后的長度.
(2)k為彈簧的勁度系數(shù),反映彈簧本身的屬性,由彈簧自身的長度、粗細(xì)、材料等因素決定,與彈力F的大小和伸長量x無關(guān).
2.F-x圖像是一條過原點(diǎn)的傾斜直線(如圖6所示),直線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k.
圖6
3.胡克定律的推論:ΔF=kΔx.彈簧彈力的變化量ΔF跟彈簧形變量的變化量Δx成正比.
4.胡克定律的適用條件:彈簧在彈性限度內(nèi)發(fā)生形變.
例題精練
1.(讓胡路區(qū)校級(jí)月考)關(guān)于物體所受的重力,以下說法正確的是( )
A.物體只有在地面上靜止時(shí)才受到重力作用
B.物體落向地面時(shí)受到的重力大于它靜止時(shí)所受的重力
C.物體在向上拋出時(shí)受到的重力小于它靜止時(shí)所受到的重力
D.同一物體在同一地點(diǎn),不論其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何,它所受到的重力都是一樣大的
【分析】地面附近一切物體都受到地球的吸引,由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).
【解答】解:由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),
A、物體在任何狀態(tài)下均受到重力,故A錯(cuò)誤;
B、物體落向地面時(shí)受到的重力等于它靜止時(shí)所受的重力,故B錯(cuò)誤;
C、物體在向上拋出時(shí)受到的重力等于它靜止時(shí)所受到的重力,故C錯(cuò)誤;
D、同一物體在同一地點(diǎn),不論其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何,它所受到的重力都是一樣大的,故D正確;
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了重力的概念,明確重力大小與速度無關(guān),基礎(chǔ)題.
2.(浦東新區(qū)期末)在日常生活及各項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)中,有彈力出現(xiàn)的情況比較普遍,如圖所示的跳水比賽就是一個(gè)實(shí)例,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員踩壓跳板使跳板彎曲到最低點(diǎn)時(shí)( )
A.跳板發(fā)生形變,運(yùn)動(dòng)員的腳沒有發(fā)生形變
B.跳板受到的壓力,是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的
C.運(yùn)動(dòng)員受到的支持力,是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的
D.運(yùn)動(dòng)員受到的支持力,是運(yùn)動(dòng)員受到重力而產(chǎn)生的
【分析】外力停止作用后,能夠恢復(fù)原狀的形變叫做彈性形變。發(fā)生彈性形變的物體,會(huì)對(duì)跟它接觸且阻礙它恢復(fù)原來形狀的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫彈力;根據(jù)力的作用的相互性,運(yùn)動(dòng)員給跳板一個(gè)力的作用,同時(shí)跳板也給運(yùn)動(dòng)員一個(gè)力的作用。
【解答】解:A、根據(jù)力的作用的相互性,跳板和運(yùn)動(dòng)員都會(huì)受到力的作用,所以都會(huì)發(fā)生形變,故A錯(cuò)誤;
B、彈力是由施力物體形變引起并指向受力物體的,故跳板受到的壓力,是運(yùn)動(dòng)員的腳發(fā)生形變而產(chǎn)生的,故B錯(cuò)誤;
CD、彈力是由施力物體形變引起并指向受力物體的,故運(yùn)動(dòng)員受到的支持力,是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】該題考查對(duì)彈力產(chǎn)生的理解,解答的關(guān)鍵是正確理解發(fā)生彈性形變的物體,會(huì)對(duì)跟它接觸且阻礙它恢復(fù)原來形狀的物體產(chǎn)生力的作用。這種力叫彈力。
隨堂練習(xí)
1.(河南月考)地球上的物體都會(huì)受到重力作用,下列關(guān)于重力的說法正確的是( )
A.地球表面的物體,受到的重力方向都相同
B.形狀規(guī)則的物體,重心都在物體幾何中心處
C.同一個(gè)物體在地球表面不同位置,所受重力大小不一定相同
D.形狀不規(guī)則的物體,都可以用懸掛法測重心
【分析】知道重力的方向是豎直向下的或者說與當(dāng)?shù)氐乃矫娲怪?;根?jù)重心的位置的特點(diǎn)分析;重力的大小與物體所處的緯度等因素有關(guān);
【解答】解:A、重力的方向是豎直向下的,地球表面不同位置的物體,受到的重力方向一定不相同,故A錯(cuò)誤;
B、形狀規(guī)則的物體,重心不一定在物體幾何中心處,還與物體的質(zhì)量分布特點(diǎn)有關(guān),故B錯(cuò)誤;
C、重力的大小與物體所處的緯度等因素有關(guān),同一物體在地球表面的不同位置,所受重力大小不一定相同,故C正確;
D、只有薄板狀物體才能由懸掛法確定重心位置,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了關(guān)于重力的基礎(chǔ)知識(shí),屬于簡單基礎(chǔ)題目,關(guān)鍵是理解重力的方向是豎直向下的.
2.(桂林期末)關(guān)于重力,下列說法中正確的是( )
A.重心就是物體的幾何中心
B.可以用懸掛法確定形狀不規(guī)則薄板的重心
C.只有靜止在地面上的物體才會(huì)受到重力
D.質(zhì)量大的物體受到的重力一定比質(zhì)量小的物體受到的重力大
【分析】重心是物體各部分受到重力的等效作用點(diǎn),質(zhì)量分布均勻形狀規(guī)則的物體重心才在幾何中心上;根據(jù)重力的方向是豎直向下的和二力平衡的條件判斷;重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的;重力大小與質(zhì)量和重力加速度g的大小有關(guān)。
【解答】解:A、重心只是重力的等效作用點(diǎn),只有形狀規(guī)則,質(zhì)量分布均勻的物體,其重心才在幾何中心上;故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)重力的方向是豎直向下的和二力平衡的條件,可以用懸掛法確定形狀不規(guī)則薄板的重心,故B正確;
C、重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的,方向豎直向下,與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),故C錯(cuò)誤;
D、重力G=mg的大小與質(zhì)量以及所處位置的重力加速度有關(guān),若在不同位置,質(zhì)量大的物體不一定比質(zhì)量小的物體重力大,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了重心的定義、確定重心的方法、重力的產(chǎn)生大小,要注意明確對(duì)重心的理解,知道重心只是一個(gè)等效作用點(diǎn),理解重力大小與質(zhì)量和重力加速度g的大小有關(guān)。
3.(儋州校級(jí)月考)為測量一彈簧的勁度系數(shù),某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了該彈簧彈力與彈簧長度的關(guān)系圖象如圖所示,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),則該彈簧的勁度系數(shù)為( )
A.50N/mB.N/mC.100N/mD.200N/m
【分析】根據(jù)圖象和胡克定律表達(dá)式進(jìn)行分析,明確圖象的斜率大小等于彈簧的勁度系數(shù)。
【解答】解:由圖象可知,彈簧的勁度系數(shù)為k==N/m=100N/m,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】在應(yīng)用胡克定律時(shí),要注意公式F=kx中,x是彈簧伸長或壓縮的長度,不是彈簧的長度。
知識(shí)點(diǎn)二:摩擦力
一、滑動(dòng)摩擦力
1.定義:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,這種力叫作滑動(dòng)摩擦力.
2.方向:總是沿著接觸面,并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反.
3.大小
(1)滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面上壓力的大小成正比,還跟接觸面的粗糙程度、材質(zhì)等有關(guān).
(2)公式:Ff=μFN.
(3)動(dòng)摩擦因數(shù)μ:它的值跟兩接觸面的材料和粗糙程度有關(guān).動(dòng)摩擦因數(shù)μ=eq \f(Ff,FN),F(xiàn)f在接觸面內(nèi)且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,F(xiàn)N與接觸面垂直.
二、靜摩擦力
1.定義:相互接觸的兩個(gè)物體之間只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢,而沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),這時(shí)的摩擦力叫作靜摩擦力.
2.方向:總是沿著接觸面,跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反.
3.最大靜摩擦力:靜摩擦力有一個(gè)最大值Fmax,在數(shù)值上等于物體即將開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力.
4.靜摩擦力的大?。簝晌矬w之間實(shí)際產(chǎn)生的靜摩擦力F在0與最大靜摩擦力Fmax之間,即0

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