高中物理复习力 物体的平衡

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1、高中物理复习力物体的平衡力力的基本概念定义要素效果力物体间的相互作用重力弹力摩擦力改变运动状态形变力的图示转动平动外力作用形式：拉压、弯曲、扭转恢复：弹性形变、非弹性形变按作用方式按性质分影响显示表示牛顿第三定律力的分类按研究系统按效果分接触力、场力产生原因作用效果内力、外力力的运算平行四边形法则力的合成力的分解按效果分正交分解常见三种力大小方向作用点静摩擦力滑动摩擦力一、知识网络二、画龙点睛概念1、力：力是物体对物体的作用。⑴力是一种作用，可以通过直接接触实现（如弹力、摩擦力），也可以通过场来实现

2、（重力、电场力、磁场力）⑵力的性质：物质性（力不能脱离物体而独立存在）；相互性（成对出现，遵循牛顿第三定律）；矢量性（有大小和方向，遵从矢量运算法则）；效果性（形变、改变物体运动状态，即产生加速度）⑶力的要素：力的大小、方向和作用点称为力的三要素，它们共同影响力的作用效果。力的描述：描述一个力，应描述力的三要素，除直接说明外，可以用力的图示和力的示意图的方法。⑷力的分类：按作用方式，可分为场力（重力、电场力）、接触力（弹力、摩擦力）；接效果分，有动力、阻力、牵引力、向心力、恢复力等；接性质分，有重力

3、、弹力、摩擦力、分子力等；按研究系统分，内力、外力。2、重力：由于地球吸引，而使物体受到的力。（1）重力的产生：由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。（2）重力的大小：G=mg，可以用弹簧秤测量，重力的大小与物体的速度、加速度无关。（3）重力的方向：竖直向下。（4）重心：重力的作用点。重心的测定方法：悬挂法。重心的位置与物体形状的关系：质量分布均匀的物体，重心位置只与物体形状有关，其几何中心就是重心；质量分布不均匀的物体，其重心的位置除了跟形状有关外，还跟物体的质量分布有关。3、弹力（1）弹力的产生

4、：发生弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。（2）产生的条件：两物体要相互接触；发生弹性形变。（3）弹力的方向：①压力、支持力的方向总是垂直于接触面。②绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。③杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。F2APOF1B例题：如图所示，光滑但质量分布不均的小球的球心在O，重心在P，静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。解析：由于弹力的方向总是垂直于

5、接触面，在A点，弹力F1应该垂直于球面所以沿半径方向指向球心O；在B点弹力F2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O。注意弹力必须指向球心，而不一定指向重心。又由于F1、F2、G为共点力，重力的作用线必须经过O点，因此P和O必在同一竖直线上，P点可能在O的正上方（不稳定平衡），也可能在O的正下方（稳定平衡）。F1F2AB例题：如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力。解析：A端所受绳的拉力F1沿绳收缩的方向，因此沿绳向斜上方；B端所受的弹力F2垂直于水平面竖直向上。由于此直杆的

6、重力不可忽略，其两端受的力可能不沿杆的方向。FABC杆受的水平方向合力应该为零。由于杆的重力G竖直向下，因此杆的下端一定还受到向右的摩擦力f作用。例题：图中AC为竖直墙面，AB为均匀横梁，其重为G，处于水平位置。BC为支持横梁的轻杆，A、B、C三处均用铰链连接。试画出横梁B端所受弹力的方向。解析：轻杆BC只有两端受力，所以B端所受压力沿杆向斜下方，其反作用力轻杆对横梁的弹力F沿轻杆延长线方向斜向上方。（4）弹力的大小：对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律计算。对没有明显形变的物

7、体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定，根据运动情况，利用平衡条件或动力学规律来计算。胡克定律：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长（或收缩）的长度x成正比，F=kx，k是劲度系数。除此之外，一般物体的弹力大小，就需例题：如图所示，两物体重分别为G1、G2，两弹簧劲度分别为k1、k2，弹簧两端与物体和地面相连。用竖直向上的力缓慢向上拉G2，最后平衡时拉力F=G1+2G2，求该过程系统重力势能的增量。G1Δx2k2G2Δx1Δx1/Δx2/k1FG1G2k2k1解析：关键是

8、搞清两个物体高度的增量Δh1和Δh2跟初、末状态两根弹簧的形变量Δx1、Δx2、Δx1/、Δx2/间的关系。无拉力F时Δx1=(G1+G2)/k1，Δx2=G2/k2，（Δx1、Δx2为压缩量）加拉力F时Δx1/=G2/k1，Δx2/=(G1+G2)/k2，（Δx1/、Δx2/为伸长量）而Δh1=Δx1+Δx1/，Δh2=(Δx1/+Δx2/)+(Δx1+Δx2)系统重力势能的增量ΔEp=G1Δh1+G2Δh2整理后可得：4、摩擦力（1）摩擦力的产生；两个相互接触的物