力和物体的运动

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1、力和物体的运动【教学结构】一、力⒈力是矢量、力的三要素：大小、方向、作用点，力的单位：1N=1kgm/s2。⒉力的表示：如图1所示，带有箭头的线段，O表示作用点，箭头表示方向，图例长度表示5N，力F大小为20N。⒊力的合成和分解，方法：平行四边形定则。合力：1个力的作用效果与几个力的作用效果相同，这个力是这几个力的合力。分力：上述：这几个力是这个力的分力。合成：求几个力的合力。这里指的是共点力。分解：求一个力的分力。平行四边形法则：如图2所示，求已知力F1，F2的合力，以F1，F2为邻边作平行四边形其对角线

2、即为合力F，对角线方向为合力方向，长度表示合力大小。当F1，F2大小一定，合力F随夹角a变化而变化，a=180°时F=F2－F1，其方向与较大力方向相同，a=0时，F=F1+F2，0≤a≤180°，F1+F2≥F≥F2－F1。正交分解法：把一个力分解为两个互相垂直的分力，如图3所示，斜面上的物体，质量为m、斜面倾角为a，分解为与斜面垂直的分力F2（不是正压力）沿斜面向下的分力F1，又称为下滑力。F1=mgsina，F2=mgcosa。⒋三种常见的力：重力：由地球吸引而产生的，G=mg与质量成正比、方向竖直向

3、下，作用点：重心，重心的位置：质量分布均匀的物体在几何中心，均匀的杆在正中间，均匀的三角形在三条中线的交点。万有引力：两物体间引力大小，G为万有引力常数，m1，m2两物种质及为两物体间的距离。当物体在地表面或不太高的空中物体重力。g在地球表面的重力加速度，R0地球半径，M地球质量，。（在天体运动中应用）7弹力：物体形变产生的，弹簧在弹性限度内：F=kx，k为劲度系数，x弹簧形变大小x=L－L0，L0为弹簧原长，L形变后的长度，L>L0。x为伸长量，L

4、，方向与支撑面垂直，作用点：在接触面上。摩擦力：物体相接触、在接触面有相对运动时产生滑动摩擦力，大小f=mN，m为运摩擦因数，N为正压力。方向与相对运动方向相反，作用点在接触面。在接触面有相对运动趋势时产生静摩擦力，大小与使物体产生相对运动趋势的力相等，方向与相对运动趋势方向相反静摩力的最大值为最大静摩擦力，完全由接触面的情况，和正压力来决定。在处理摩擦力问题时必须首先认准题目中给定的摩擦力是什么摩擦力，然后按各自规律处理。还要认清，滑动摩擦力与运动状态无关，只要m、N不变，无论匀速运动、变速运动，滑动摩擦

5、力就不变。而静摩擦力不受正压力，摩擦因数影响只由其它外力决定。⒌受力分析：要选定研究对象、分析研究对象受力（不分析研究对象对其它物体作用力）首先分析场力：重力、电场力、洛仑能力，磁场对电流作用力，然后分析弹力、摩擦力，你所分析的力一定有施力者，不能想当然。如图4所示，倾角为q的绝缘斜面有一质量为m带负电，电量为q的物体沿斜面向下匀速运动，斜面处于正交匀强电场，磁场中，其方向如图所示，分析物体受力，选物体为研究对象：受场力，重力竖直向下，电场力竖直向下，洛仑兹力，根据左手定则其方向垂直斜面向上，弹力：垂直斜面

6、向上，摩擦力沿斜面向上。如图5所示。二、物体的运动⒈几个基本概念质点：运动物体的大小和运动距离相比可以忽略时，可以把物体理想化为一个无大小的质点。在研究天体运动时地球可以认为是质点。位移：运动物体初始位置和终了位置的距离，如图6所示，位移是矢量，无论运动物体沿图中1、2、3轨迹从A运动B，其位移均为AB方向由A指向B。路程：运动物体由初始位置到终止位置轨迹的长度，如图6所示，虽然初始，终止位置相同，轨迹不同路程不同，路程是标量。7速度：运动物体的位移与所需时间的比值。描述物体运动快慢的物理量，矢量，单位是m

7、/s，公式是。平均速度：在变速运动中，运动物体的位移与所用时间的比值，矢量，在均变速直线运动中，。即时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）时的速度。加速速度：在匀变速直线运动中，速度的变化量和所用时间的比值，，Dv物体速度变化量，即速度变化大小。加速度与速度无关系是矢量，单位：m/s2。当a与v同方向时，物体做加速运动，物体速度增大，a与v反方向时，物体做减速运动，物体速度随时间减小。⒉匀变速运动的基本公式速度公式：，位移公式：，⑴自由落体：加速度a=g，初速v0=0匀加速运动：vt=gt，(忽略空气阻力

8、)⑵竖直上抛运动，初速为v0，竖直向上，加速度为a=g的匀减速运动（忽略空气阻力）vt=v0－gt，，上升最大高度所用时间，上升最大高度，上升到最大高度所用时间t1与自最大高度到抛出点所用时间t2相等，t1=t2。注意：匀变速运动是加速度大小和方向都不变的运动，可是直线运动，也可是曲线运动（平抛运动），不能认为匀变速运动就是直线运动。⒊图象⑴匀速直线运动的位移图象：如图7所示，运动物体的位移随时间的变化图象，是一