1.物质性:一个力的产生仅仅涉及两个物体,我们把其中一个物体叫受力物体,另一个物体则为施力物体。
2.相互性:力的作用是相互的。受力物体受到施力物体给它的力,则施力物体也一定受到受力物体给它的力。
3.效果性:力是使物体产生形变的原因;力是物体运动状态(速度)发生变化的原因,即力是产生加速度的原因。
4.矢量性:力是矢量,有大小和方向,力的三要素为大小、方向和作用点。
(1)力的图示:用一条有向线段精确表示力,线段应按一定的标度画出。
(2)力的示意图:用一条有向线段粗略表示力,表示物体在这个方向受到了某个力的作用。
③作用点:重心。形状规则且质量分布均匀的物体的重心在其几何中心。物体的重心不一定在物体上。
①大小:弹簧的弹力大小满足胡克定律F=kx。其它的弹力常常要结合物体的运动情况来计算。
②方向:弹簧和轻绳的弹力沿弹簧和轻绳的方向。支持力垂直接触面指向被支持的物体。压力垂直接触面指向被压的物体。
③作用点:支持力作用在被支持物上,压力作用在被压物上。
(1)产生条件:有粗糙的接触面、有相互作用的弹力和有相对运动或相对运动趋势。
①方向:滑动摩擦力方向与相对运动方向相反;静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。
A.滑动摩擦力的大小Ff=μFN。其中μ为动摩擦因数。FN为滑动摩擦力的施力物体与受力物体之间的正压力,不一定等于物体的重力。
B.静摩擦力的大小要根据受力物体的运动情况确定。静摩擦力的大小范围为0
合力与分力是等效替代关系,力的运算遵循平行四边形定则,分力为平行四边形的两邻边,合力为两邻边之间的对角线。平行四边形定则(或三角形定则)是矢量运算法则。
(1)实验原理:合力与分力的实际作用效果相同。实验中使橡皮条伸长相同的长度。
①保证两次作用下橡皮条的形变情况相同(细绳与橡皮条的结点到达同一点)。
②利用两点确定一条直线的办法记下力的方向,所以两点的距离要适当远些,细绳应长一些。
④实验采用力的图示法表示和计算合力,应选定合适的标度。
2.力的分解:已知合力求分力叫做力的分解。力要按照力的实际作用效果来分解。
3.力的正交分解:它不需要按力的实际作用效果来分解,建立直角坐标系的原则是方便简单,让尽可能多的力在坐标轴上,被分解的力越少越好。
形变不明显时我们一般采用假设法、消除法或结合物体的运动情况判断弹力的有无。
对弹簧发生弹性形变时,我们利用胡克定律求解;对非弹簧物体的弹力常常要结合物体的运动情况,利用动力学规律(如平衡条件和牛顿第二定律)求解。
静摩擦力方向与受力物体相对施力物体的运动趋势方向相反。对相对运动趋势不明显的情形,我们可以依据不同情况,利用下面两种办法进行判断。
(1)假设法。假设接触面光滑,看物体是否有相对运动。有则相对运动趋势与相对运动方向相同;无则没有相对运动趋势。
(2)效果法。根据物体的运动情况,主要看物体的加速度,利用动力学规律(如牛顿第二定律和力的平衡条件)判定。
静摩擦力的大小要根据受力物体的运动情况(主要是看加速度)),利用动力学规律(如牛顿第二定律和力的平衡条件)来计算。最大静摩擦力的大小近似等于滑动摩擦力的大小。
对物体进行正确的受力分析,是解决力学问题的基础和关键。
(1)选取合适的研究对象,把对象从周围物体中隔离出来。
(2)按一定的顺序对对象进行受力分析:首先分析非接触力(重力、电场力和磁场力);接着分析弹力;然后分析摩擦力;再根据题意分析对象受到的其它力。
(3)最后画出对象的受力示意图。高中阶段,一般只研究物体的平动规律,我们可把研究对象看作质点,画受力示意图时,可把所有外力的作用点画在同一点上(共点力)。
(1)防止多分析不存在的力。每分析一个力都应找得出施力物体。
(2)防止漏掉某些力。要养成按照"场力(重力、电场力和磁场力)→弹力→摩擦力→其他力"的顺序分析物体受力情况的习惯。
(3)只画物体受到的力,不要画研究对象对其他物体施加的力。
(4)分析弹力和摩擦力时,应抓住它们必须接触的特点进行分析。绕对象一周,找出接触点(面),再根据它们的产生条件,分析研究对象受到的弹力和摩擦力。