高考物理考点05 力的概念及常见的三种力

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高考物理考点05 力的概念及常见的三种力

1 考点 05 力的概念及常见的三种力 考点解读 一、力 1.概念 (1)力是物体间的相互作用,力总是成对出现的,这一对力的性质相同。不接触的物体间也可以有力 的作用,如重力、电磁力等。 (2)力是矢量,其作用效果由大小、方向和作用点三个要素决定。力的作用效果是使物体产生形变 或加速度。 2.力的分类 (1)按性质分类:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力、安培力等。 (2)按作用效果分类:拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、浮力、回复力等。 (3)按研究对象分类:内力和外力。 3.力的图示和示意图 (1)力的图示:力的图示中,线段的长短表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭尾(或箭头) 表示力的作用点,线段所在的直线叫做力的作用线。 (2)力的示意图:力的示意图只能粗略表示力的作用点和方向,不能表示力的大小。 二、重力 1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。 2.大小:G=mg。 3.g 的特点 (1)在地球上同一地点 g 值是一个不变的常数。 (2)g 值随着纬度的增大而增大。 (3)g 值随着高度的增大而减小。 4.方向:竖直向下。 5.重心 (1)相关因素:物体的几何形状;物体的质量分布。 (2)位置确定:质量分布均匀的规则物体,重心在其几何中心;对于形状不规则或者质量分布不均匀 的薄板,重心可用悬挂法确定。 2 三、弹力 1.形变:物体形状或体积的变化叫形变。 2.弹力 (1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用。 (2)产生条件:物体相互接触;物体发生弹性形变。 3.胡克定律 (1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小 F 与弹簧伸长(或缩短)的长度 x 成正比。 (2)表达式:F=kx。k 是弹簧的劲度系数,单位为 N/m;k 的大小由弹簧自身性质决定。x 是弹簧长度 的变化量,不是弹簧形变以后的长度。 4.弹力的大小、有无及方向的判断 (1)弹力有无的判断方法 ①条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明 显的情况。 ②假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运 动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定有弹力。 ③状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。 ④替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持 原来的运动状态。 (2)弹力方向的判断方法 ①根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。 ②根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。 (3)弹力的分析与计算 首先分析物体的运动情况,然后根据物体的运动状态,利用共点力平衡的条件或牛顿第二定律求弹力。 5.几种典型接触弹力的方向确认: 弹力 弹力的方向 面与面接触的弹力 垂直于接触面指向受力物体 点与面接触的弹力 过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体 球与面接触的弹力 在接触点与球心连线上,指向受力物体 球与球接触的弹力 垂直于过接触点的公切面,而指向受力物体 3 6.含弹簧类弹力问题的分析与计算 中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型,具有如下几个特性: (1)弹力遵循胡克定律 F=kx,其中 x 是弹簧的形变量。 (2)轻:即弹簧(或橡皮绳)的重力可视为零。 (3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受拉力,不能受压力。 (4)由于弹簧和橡皮绳受力时,其形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不 能突变。但是,当弹簧和橡皮绳被剪断时,它们产生的弹力立即消失。 7.滑轮模型与死结模型问题的分析 (1)跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳两端张力大小相等。 (2)死结模型:如几个绳端有“结点”,即几段绳子系在一起,谓之“死结”,那么这几段绳中的张力不 一定相等。 (3)同样要注意轻质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向,作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第 二定律求得,而轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向。 四、摩擦力 1.定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,在接触面上产生阻碍相 对运动或相对运动趋势的力。 2.产生条件 (1)接触面粗糙; (2)接触处有挤压作用; (3)两物体间有相对运动或相对运动的趋势。 3.方向:与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。 4.大小 (1)滑动摩擦力:F=μFN; (2)静摩擦力:0
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