高中物理必修一第一章力.docx

高中物理必修一第一章力.docx

《高中物理必修一第一章力.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理必修一第一章力.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中物理必修一第一章力

2004年高考说明对本章知识的要求及难度

1．力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态的原因，力是矢量，力的合成和分解（B）

2．万有引力定律。

重力是物体在地球表面附近所受到的地球对他的引力，重心（B）

3．形变和弹力胡克定律（B）；4．静摩擦，最大静摩擦力（A）；5．滑动摩擦，滑动摩擦定律（B）6．共点力作用下的物体的平衡（B）说明：

不要求知道静摩擦因数

第一章力的知识结构

1．反之不一定成立2。

力的作用的相互性

3。

施力与受力物的同时存在性

物体对物体的作用

力的

概念

力的描述

1．力是矢量2。

力的三要素3。

力的图示4。

力的示意图

动力、阻力、向心力、回复力、张力、浮力、引力、表面张力等

**1.同一名称性质可能不同2.不同名称性质可能相同

按效果

分类

重力

1．大小及影响因素。

2。

方向。

3。

作用点

按

性

质

分

类

1．产生条件。

（①接触，②产生形变（拉伸、

压缩、弯曲、扭转等）

2．方向（常见的五种情况）

3．大小（①弹簧情况f=kx及k的含义，

串并联问题。

②非弹簧问题

弹

力

力的分类

摩

擦

力

1．滑动摩擦力

2．静摩擦力

各种摩擦产生的条件、方向、大小及做功情况等

分子力、电磁力，核力

1．接触力。

如弹力、摩擦力

2．非接触力。

如重力、电场力

按是否接触分类

1．平行四边形定则（三角形定则）2两个力合成合力的大小范围3。

三个共点力合成的合力范围及平衡问题4。

任意个力合成的方法。

5。

唯一分解情况。

力的作用效果

力的作用

力的合成与分解

力的

平衡

1．共点力的平衡（条件∑F=0物受三个不平行的力平衡，

该三个力共点、共面）2．有固定转轴平衡（①力矩及力

矩概念、方向、单位、力矩和与合力的力矩的等效性。

②条件∑M=0

第一节力

一、力的概念：

1．定义：

力是物体之间的相互作用

2．理解要点——力的基本特征：

（1）力具有物质性：

力是物体对物体的作用，力不能离开物体而独立存在，施力物与受力物是同时成对存在的，找不到施力物体的力是不存在的。

（2）力具有相互性：

力是物体之间的相互作用，受力物体与施力物体之间的作用力与反作用力具有同性质、同产生、同消失、同变化、同处于一条直线并且方向相反的特点。

说明：

相互作用的物体，可以直接接触，也可以不接触，但不能凭空作用，不需要接触的作用，必须借助于场发生作用

（3）力具有矢量性：

力既具有大小，也具有方向，力的运算遵循平行四边形定则。

在没有规定正方向的情况下，力不谈正负问题。

①力的三要素：

大小、方向、作用点

②力的图示：

用一根带箭头的线段表示出力的三要素的方法。

具体步骤是：

第一，定作用点；第二，定方向；第三，定标度；第四，定刻度

说明：

定标度时，选的数不要过大，以免定的刻度过少，增大测量时的相对误差（如：

共点力的合成实验

③力的示意图：

只正确的表示出力的方向，按大致比例画出力的大小。

说明：

力的图示要求严格，必须确切反应出力的三要素，而力的示意图着重于力的方向的画法，不要求做出标度

（4）力作用的独立性：

一个物体同时受到几个力的作用时，其中一个力产生的效果不会因为其它力的存在而发生改变。

（5）力作用的积累性：

力对时间的积累效果是力的冲量，力对空间的积累效果是力的功。

（6）力的作用效果：

第一，力能使物体发生形变（如使物体拉伸、压缩、扭转等）；

第二，力是改变物体运动状态的原因（力也是使物体产生加速度的原因）

说明：

①形变从外力撤消后物体能否恢复原状划分为：

弹性形变、泛性形变

②形变从形变量的大小角度划分为：

明显形变、微小形变

二．力的分类

1．按性质分：

重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等

2．按效果分：

动力、阻力、向心力、回复力、压力、拉力、浮力等

说明：

①按效果划分的同一名称的力性质可能不同

②按效果划分的不同名称的力性质可能相同

例一：

下列说法正确的是（）

A．甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用

B．只有有生命的物体才会施力，无生命的物体只会受力，不会施力

C．任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体

D．在力的图示中，长的线段所对应的力一定比短的线段所对应的力大

分析：

正确答案是C。

A．力的作用都是相互的，只是效果可以不同，故A错。

B．不管物体是否有生命，当它与别的物体发生作用时，它既是施力物体，同时也是受力物体，不存在只施力不受力的物体，也不存在只受力不施力的物体，故B错。

D．在同一个标度下，此说法没有错，但在没有指明力的标度或采用不同标度时，线段的长度就失去了表示力大小的意义了，由于前提不明确，故D说法错。

例二：

有人说射出枪口的子弹，可以飞行很远的距离，是因为受到推力的作用，你认为这种说法对吗？

分析：

此种说法是错误的，子弹离开枪膛后不再受推力的作用，推力只存在于子弹在枪膛内运行期间。

第二节力学中常见的三种力：

重力、弹力、摩擦力

一．重力：

由于受到地球的吸引而使物体受到的力

1．大小：

G=mg其中由于g与物体所处的位置有关，所以重力为位置的函数。

F心=mω2r（r为物体到地轴的距离，ω为地球自传的角速度）

F引=（R为地球的半径，h为物体

到地面的距离，M为地球的质量，m为物体的质量）

ω为定值，但很小，所以F心远小于F引

F引近似等于重力

①纬度越大r越小，向心力越小，R越小引力越大

重力越大，两极附近重力最大，赤道附近重力最小

②纬度一定，h越大，物体离地面越高，r、R越大，向心力越大，引力越小，重力越小③地壳中含重金属矿的地方，物体的重力加速度大，重力大。

2．方向：

总是竖直向下。

但不一定指向地心，竖直向下指垂直于水平面向下。

3．作用点：

即物体的重心

①形状规则，质量分布均匀的物体重心在物体的几何中心，但不一定在物体上

②形状不规则，或质量分布不均匀的物体中心可以用悬挂法找物体的重心

说明：

①地球附近的任何物体（包括有形与无形的物体，如空气等）都受到重力的作用②重力是由于地球的吸引而产生的，但不能认为重力就是地球对物体的吸引力。

③重力的施力物体是地球

④重力与物体所处的地理位置有关，与物体所处的运动状态无关

⑤地壳内物体所受的重力大小是物体离地心越近，重力越小，地心处物体所受重力为零

例三：

下面关于重心的说法，正确的是（）

A．重心就是物体上最重的一点

B．形状规则的物体重心必与其几何中心重合

C．直铁丝被弯曲后，重心便不在中点，但一定还在该铁丝上

D．重心就是物体的各部分所受的重力的合力的作用点。

分析：

正确答案选D

重心是物体各部分所受重力的合力的作用点，并非物体上最重的一点，故A错；只有形状规则，质量分布均匀的物体重心才位于物体的几何中心，故B错；铁丝被弄弯曲后，重心既不在中点，也不在铁丝上，故C错。

例四：

下列说法正确的是（）

A．重力就是地球对物体的吸引力B。

形状规则物体的重心在几何中心

C．重力的方向总是垂直向下的D。

物体的重心，可能在物体上，也可能在物体外

分析：

正确答案是D

二．弹力：

发生弹性形变的物体，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力

说明：

①形变是指物体形状和体积的变化

②形变的分类：

任何物体均发生形变，按形变的大小分为明显形变与微小形变；按外力撤去后物体能否回复原状分为弹性形变与泛性形变；从形变后物体的形状划分为拉伸或压缩形变、弯曲形变、扭转形变等

③产生弹力时，施力物体与受力物体同时形变，但弹力是由于施力物体形变而引起的

1．产生条件：

①两物体直接接触；②发生弹性形变

说明：

①弹力是一种接触力，必须存在于直接接触的物体间

②弹力的作用是相互作用的两个物体之间的，因此弹力必须产生在同时形变的两物体间，不可能出现一个物体产生形变对另一物体产生弹力，而受到弹力的物体却不发生形变

③弹力与形变同时产生，同时消失。

2．弹力的作用点：

作用点在两物体的接触点或接触面上，并且在受力物体上。

3．弹力的方向：

垂直于接触面与施力物体形变的方向相反。

①平面产生的弹力方向：

垂直于平面指向受力物体。

如图地面的支持力

②曲面产生的弹力方向：

垂直于曲面在接触点处的

切面，并指向受力物

体。

如图球对地面的压力

③点产生的弹力方向：

如点与平面

接触，方向是垂直于平面指向受力物

体；如点与曲面接触，方向是垂直于

过该点的曲面的切面指向受力物体。

如图球受到的支持力，杆受到支点

的支持力

④绳产生拉力方向总是沿着绳子指向

绳收缩的方向，如绳是弯曲的，则沿

绳切线方向。

如图所示两小球受到的

拉力方向

⑤杆受到的弹力与题有关。

如图所示：

杆给两绳子结点的弹力方向与杆的重

力有关

（可以杆为研究对象应用力矩平衡

分析两绳对杆拉力的合力方向，

杆给两绳弹力的方向与两绳拉力的合力方向相反）

N

f

4．弹力的大小：

（1）对于平衡类问题，弹力的计算由平衡条件计算。

如：

例五：

质量为m的物体静止在倾角为α的斜面上，求斜面对物体

G

的支持力

分析：

由共点力的平衡知：

支持力N大小等于G垂直于斜面的分

力mgcosα

（2）对于非平衡类问题，由牛顿第二定律计算。

如：

例六：

质量为m的小球用细线系着，随装置一起以加速度a

水平向右作匀加速度直线运动，稳定后求小球受到的

线的拉力T，及悬线摆起的角度θ

分析：

由牛顿第二定律知小球所受的合外力F方向水平向右

且F=ma则T=

由三角函数关系知：

tgθ=F/mgθ=arctg（F/mg）

（3）弹簧类问题：

遵守胡克定律f=kx

其中k为弹簧的劲度系数，反应弹簧的软硬程度。

K在国际单位制中的单位为:

N/m

影响k的因素为：

①弹簧的材料；②材料的横截面积S，S越大k越大；③弹簧本身的横截面积S/，S/越大k越小；④弹簧的自然长度L，L越长，k越小。

胡克定律的适用条件：

在弹性限度内有f=kx及Δf=kΔx恒成立。

弹簧的串联问题：

等效弹簧的劲度系数k为

说明：

弹簧的串联相当于增加了弹簧的自然长度，劲度系数会减小，弹簧的并联相当于增加了弹簧材料的横截面积，劲度系数会增大

5．关于弹力的判断方法：

假设法

（1）平衡态问题：

方法是，假设某一弹力不存在（或是存在），看物体在假设的前提下所处的状态是否是题中给定的运动状态，如是，则假设成立，否则假设不成立。

例五判断下图中球所受弹力的方向，（A）中细线竖直，（B）中的细线倾斜。

均处于平衡状态，斜面均光滑。

分析：

小球均受重力作用，假设不受绳子拉力，则

小球均要沿斜面下滑，可见小球要受绳子拉力作用，

假设小球不受斜面支持力，则可以将斜面撤去，

（A）图小球仍然处于竖直状态，（B）图拉小球的细线

将变成竖直状态，与题中给定的状态不符，可见（A）中不受斜面支持力，（B）中小球受斜面支持力作用。

（2）非平衡态问题：

方法是，假设物体受某一弹力作用，并且假定一个方向，并按题中给定的加速度进行计算，如果算出的弹力等于零，说明不受该弹力作用，如果算出弹力不等于零，并且为正，说明物体受该弹力作用，大小就等于求出的数值，方向与假设的方向一致；如果算出的弹力不等零，并且为负，说明物体受该弹力作用，大小等于求出的值，方向与假设方向相反。

N

F

例六如图所示，质量为m=1kg的小球用细线栓在光滑的斜面

上随斜面一起以加速度a=10m/s2水平向左作匀加速直线运动,

斜面的倾角为450，问绳子对小球的拉力存在与否，如果存在

mg

大小为多少？

分析：

假设小球受绳子的拉力F，小球受力分析如图所示

将N、F沿水平方向与竖直方向分别正交分解

竖直方向Ncosα+Fsinα=mg

水平方向Nsinα-Fcosα=