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物理学考研知识点(相互作用的力)
相互作用
1、
力:力是物体之间的相互作用,有力必有施力物体和受力物体。力的大小、方向、作用点叫力的三要素。力是矢量。
按照力命名的依据不同,可以把力分为
①按性质命名的力(例如:重動弹力、摩擦力)
②按效果命名的力(例如:拉力、压力支持力、动力、阻力等)。
力的作用效果:
①形变;②改变运动状态.
2.重力
(1)重力的产生:重力是由于地球的吸收而产生的,重力的施力物体是地球。
(2)重力的大小:由G=mg计算,g为重力加速度,通常在地球表面附近,g=9. 8m/ s2
(3)重力的方向:重力的方向总是整直向下的,即与水平面垂直
(4)重力的作用点一重心
①物体的各部分都受重力作用。效果上认为各部分受到的重力作用都集中于一点,这个点就是重力的作用点,叫做物体的重心。
②重心跟物体的质量分布、物体的形状有关,重心不一定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。
3、弹力:
(1)内容:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用,这种力叫弹力。
(2)条件:
①接触:
②弹性形变。但物体的形变不能超过弹性限度。
(3)弹力的方向与形变方向相反,如绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向,压力和支持力方向垂直于物体的接触面,而指向被压和被支持的物体。
(4)大小:弹簧的弹大小由F=kx计算,
4、摩擦力:
(1)摩擦力产生的条件:接触面粗糙、有弹力作用、有相对运动(或相对运动趋势),三者缺一“不可.
(2)摩擦力的方向:跟接触面相切,与相对运动或相对运动趋势 方向相反.但注意摩擦力的方向和物体运动方向可能相同,也可能相反,
(3)摩擦力的大小:
①滑动摩擦力: f= μFN
说明:
a、FN为接触面间的正压力,可以以于G;也可以等于G;也可以小于G
b、μ为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力FN无关。
②静摩擦:由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关
大小范围0<f静≤fm (f m为最大静摩擦力)
5、合力与分力:如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力叫做这个力的分力。求几个已知力的合力叫做力的合成,求一个力的分力叫力的分解。
6、共点力:几个力如果都作用在物体的同一点上,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力。
7、力的合成分解方法:。
1)平行四边形定则:求共点力F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的线段为邻边作平行四边形,它的对角线即表示合力的大小和方向,如图a。
2)三角形定则:求F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的有向线段首尾相接从F1的起点指向F2的末端的有向线段就表示合力F的大小和方向,如图b
3)正交分解法基本步骤
a)建立直角坐标系xoy。
一般选共点力的交点为坐标原点,直角坐标系x轴和y轴选择应使尽多的力落在坐标轴上
b)正交分解各力
将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并在图上标明,标出力与x轴和y轴的夹角,然后列出F1x和F1y
数学表达式
如分解F1为F1x和F1y,数学表达式
c)列出x轴方向上的各分力的合力和y轴方向上的各分力的合力的两个方程。然后再求解
Fx=F1x+ F2x+ F3x+...
Fy= F1y+ F2y,+ F3y+...
8、规律:
1)若F1和F2在同一条直线上
a. F1、F2同向:合力F = F1+ F2方向与F1、F2的方向一致
b. F1、F2反向:合力F =F1- F2方向与F1、F2这两个力中较大的那个力向。
2)合力随夹角的增大而减小,两个力的合力范围: Fi-F2 ≤F≤Fi +F2,合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力,两个分力成直角时,用勾股定理或三角函数。
9、受力分析:
(1) 确定研究对象,并隔离出来;
(2)一重力,二弹力,三摩擦力,四其他力;
(3)检查受力图,找出所画力的施力物体,分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速),否则必然是多力或漏力
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