一、力学基础
力的概念:力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而单独存在。
力的单位:牛顿(N),常用单位有千牛(kN)、毫牛(mN)。
力的三要素:力的大小、方向、作用点。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的方向总是竖直向下。
弹力:由于发生弹性形变的物体要恢复原状而对阻碍它恢复原状的物体产生的力。弹力的施力物体是发生弹性形变的物体,受力物体是阻碍它恢复原状的物体。
摩擦力:两个相互接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
二、运动和力
牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
二力平衡:如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力一定是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
惯性:一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫作惯性。任何物体都有惯性,惯性是物体本身的一种属性。惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
摩擦力与运动状态的关系:滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与物体的运动速度、接触面积的大小无关。
压强:垂直作用在物体表面上的压力叫压力,压力的方向总是垂直于受力面。压强表示压力的作用效果,压强的计算公式为p = F/S
,压强的国际单位为帕斯卡(Pa)。增大压强的方法有增大压力或减小受力面积;减小压强的方法有减小压力或增大受力面积。
液体内部的压强:由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对阻碍它散开的容器底和容器壁都有压强。液体的压强随液体深度的增加而增大。
大气压强:空气内部各个方向都存在着压强,我们称之为大气压强。大气压强的大小与大气的密度和海拔高度有关,离地面越高,大气压强越小;在同一地点,气压还与天气和季节有关。
弹力
一、弹力
1.定义:物体由于发生弹性形变而产生的力。
2.弹性:能恢复原大小 塑性:不能恢复原大小。
3.产生条件:①施力物体发生弹性形变②物体相互接触挤压。
4.生活中常见的弹力:拉力、推力、支持力。
二、弹簧测力计
1.工作原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大(即在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比)
2.使用:
①测量前,先观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线的位置,如果不是,则需校零;所测的力不能大于弹力
②观察弹簧测力计的分度值和测量范围,估计被测力的大小,被测力不能超过测力计的量程。
③测量时,拉力的方向应沿着弹簧的轴线方向,且与被测力的方向在同一直线。
④读数时,视线应与指针对应的刻度线垂直。
⑤不仅可以在竖直方向上使用
⑥可在太空中使用
7.3 重力
一、重力定义:
由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力。地球上的所有物体都受到重力的作用。
二、重力大小:
1.重力与质量的关系:物体所受的重力跟它的质量成正比。
2.公式:G=mg
3.重力随物体位置的改变而改变,同一物体在靠近地球两极处重力最大,靠近赤道处重力最小
一、牛顿第一定律
1、牛顿第一定律:
⑴牛顿总结了伽利略等人的研究成果,得出了牛顿第一定律,其内容是:
一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
⑵说明:
A、牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步推理而概括出来的,且经受住了实践的检验,所以已成为大家公认的力学基本定律之一。但是我们周围不受力是不可能的,因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。
B、牛顿第一定律的内涵:物体不受力,原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体,不管原来做什么运动,物体都将做匀速直线运动.
C、牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力,即力与运动状态无关,所以力不是产生或维持运动的原因。
2、惯性:⑴定义:物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
⑵说明:惯性是物体的一种属性。一切物体在任何情况下都有惯性,惯性大小只与物体的质量有关,与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关。
利用惯性:跳远运动员的助跑;用力可以将石头甩出很远;骑自行车蹬几下后可以让它滑行。
防止惯性带来的危害:小型客车前排乘客要系安全带;车辆行使要保持距离。
二、二力平衡
1、定义:物体在受到两个力的作用时,如果能保持静止状态或匀速直线运动状态称二力平衡。
2、二力平衡条件:二力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、两个力在一条直线上
3、物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持静止状态或匀速直线运动状态。即平衡状态.
4、平衡力与相互作用力比较:
相同点:①大小相等;②方向相反;③作用在一条直线上。
不同点:平衡力作用在一个物体上,可以是不同性质的力;相互作用力作用在不同物体上,是相同性质的力。
三、滑动摩擦力
1、定义:两个互相接触的物体,当它们做相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
2、摩擦力分类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
3、摩擦力的方向:摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
4、在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
5、滑动摩擦力:
①测量原理:二力平衡条件。
②测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。
③ 结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。
7、应用:
①增大摩擦力的方法有:增大压力、接触面变粗糙、变滚动摩擦为滑动摩擦。
②减小摩擦的方法有:减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮)。
惯性
⑴定义:物体保持原来运动状态不变的特性叫惯性
⑵性质:惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体在任何时候、任何状态下都有惯性。
⑶惯性不是力,不能说惯性力的作用,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的形状、速度、物体是否受力等因素无关。
⑷防止惯性的现象:汽车安装安全气囊,汽车安装安全带。
⑸利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩, 拍打衣服可除尘。
二力平衡条件的应用:
⑴根据受力情况判断物体的运动状态:
①当物体不受任何力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态(平衡状态)。
②当物体受平衡力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态(平衡状态)。
③当物体受非平衡力作用时,物体的运动状态一定发生改变。
⑵根据物体的运动状态判断物体的受力情况。
①当物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态)时,物体不受力或受到平衡力。
注意:在判断物体受平衡力时,要注意先判断物体在什么方向(水平方向还是竖直方向)处于平衡状态,然后才能判断物体在什么方向受到平衡力。
②当物体处于非平衡状态(加速或减速运动、方向改变)时,物体受到非平衡力的作用。
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