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清单02 物体间相互作用-【知识手册】 高中物理快速梳理知识清单(全国通用)
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第二章 物体的相互作用
第1讲 重力 弹力 摩擦力
一、力
1.定义:力是① 的相互作用。
2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的② (即产生加速度)。
3.性质:力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征。
二、重力
1.产生:由于③ 而使物体受到的力。注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力。
2.大小:G=mg,可用④ 测量。注意:(1)物体的质量不会变;(2)G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。
3.方向:总是⑤ 。注意:竖直向下是和水平面垂直,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心。
4.重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点,即物体的重心。
(1)影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布。
(2)不规则薄板形物体重心的确定方法:⑥ 法。注意:重心的位置不一定在物体上。
三、弹力:
1.定义:发生⑦ 的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。
2.产生条件
(1)物体间直接接触;
(2)接触处发生形变。
3.方向:总是与施力物体形变的方向⑧ 。
4.胡克定律
(1)内容:在弹性限度内,弹力和弹簧形变量大小(伸长或缩短的量)成⑨ 。
(2)表达式:F=kx。注意:k是弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,用符号N/m表示;k的大小由弹簧自身性质决定。x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。
四、摩擦力
项目 | 静摩擦力 | 滑动摩擦力 |
定义 | 两个具有⑩ 的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力 | 两个具有 的物体间在接触面上产生的阻碍 的力 |
产生 条件 (必要 条件) | (1)接触面粗糙; (2)接触处有弹力; (3)两物体间有 (仍保持相对静止) | (1)接触面粗糙; (2)接触处有弹力; (3)两物体间有 |
大小 | (1)静摩擦力的大小,与正压力无关,满足 ; (2)最大静摩擦力Ffmax的大小与正压力大小 | 滑动摩擦力的大小与正压力成正比,即Ff=μFN(μ为动摩擦因数,取决于接触面的 及粗糙程度,FN为正压力) |
方向 | 沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向 | 沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向 |
答案:①物体与物体间 ②运动状态 ③地球吸引 ④弹簧测力计 ⑤竖直向下 ⑥悬挂 ⑦形变 ⑧相反 ⑨正比 ⑩相对运动趋势 相对运动 相对运动 相对运动趋 相对运动 0<Ff≤Ffmax 有关 材料 相反 相反
第2讲 力的合成与分解
一、力的合成
1.合力与分力
(1)定义:如果一个力① 跟几个力共同作用产生的效果相同,这一个力就叫那几个力的② ,那几个力就叫这个力的③ 。
(2)关系:合力和分力是一种④ 关系。
2.共点力
作用在物体的同一点,或作用线的⑤ 交于一点的几个力。如图均为共点力。
3.力的合成
(1)定义:求几个力的⑥ 的过程。
(2)运算法则
①平行四边形定则:求互成角度的⑦ 的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作⑧ ,这两个邻边之间的对角线就表示合力的⑨ 大小 和⑩ 。如图甲所示。
②三角形定则:把两个矢量 从而求出合矢量的方法。如图乙所示。
二、力的分解
1.定义:求一个力的 的过程。力的分解是 的逆运算。
2.遵循的原则: 定则或三角形定则。
三、矢量和标量
1.矢量:既有大小又有 的物理量,叠加时遵循 定则,如速度、力等。
2.标量:只有大小没有 的物理量,求和时按 法则相加,如路程、时间等。
答案①产生的效果 ②合力 ③分力 ④等效替代 ⑤延长线 ⑥合力 ⑦两个力 ⑧平行四边形 ⑨大小 ⑩方向 首尾相连 分力 力的合成 平行四边形 方向 平行四边形 方向 代数
第3讲 受力分析 共点力的平衡
一、受力分析
1.受力分析
把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力① ,这个过程就是受力分析。
2.受力分析的一般步骤
二、共点力的平衡
1.平衡状态
物体处于⑥ 状态或⑦ 状态。
2.平衡条件
F合=⑧ 或者
如图,小球静止不动,物块匀速运动。
则:小球F合=F-mg=0。
物块Fx=F1-Ff=0,Fy=F2+FN-mg=0。
3.平衡条件的推论
(1)二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反。
(2)三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反;并且这三个力的矢量可以平移形成一个首尾顺次连接的封闭矢量三角形。
(3)多力平衡:如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反。
答案:① 示意图 ②整体法③ 隔离法④ 重力⑤方向⑥ 静止 ⑦ 匀速直线运动⑧ 0
第4讲 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系
一、实验器材
弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸。
二、实验原理
1.如图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。
2.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,弹簧的伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算。这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了。
三、数据处理
1.以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图。连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。
2.以弹簧的伸长量x为自变量,写出曲线所代表的函数。首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数。
3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义。
四、误差分析
1.弹簧所受拉力大小的不稳定易造成误差。使弹簧的一端固定,通过在另一端悬挂钩码来产生对弹簧的拉力,可以提高实验的准确度。
2.弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源。测量时尽量精确地测量弹簧的长度。
3.描点、作图不准确也会造成误差。
五、注意事项
1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度。
2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标纸上描的点尽可能稀,这样作出的图线更精确。
3.测量弹簧的原长时要让它自然下垂。测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,以减小误差。
4.测量有关长度时,应区分弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系。
5.建立平面直角坐标系时,两轴上单位长度所代表的量大小要适当,不可过大,也不可过小。
6.描点画线时,所描的点不一定都落在同一条曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧。描出的线不应是折线,而应是平滑的曲线。
7.记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。
第5讲 实验:探究两个互成角度的力的合成规律
一、实验原理
互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F'产生相同的① ,看F1、F2用② 求出的合力F与F'在实验误差允许范围内是否相等。
二、实验器材
木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两只、三角板、刻度尺、铅笔。
三、实验步骤
1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2.用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。
3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与细绳的结点伸长到某一位置O,如图所示,记录③ 的读数,用铅笔描下④ 的位置及此时⑤ 的方向。
4.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到⑥ ,记下⑦ 。
5.改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再做两次实验。
四、数据处理
1.用铅笔和刻度尺从O点沿两细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即合力F的图示。
2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中弹簧测力计的拉力F'的图示。
3.比较F与F'是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则。
五、注意事项
1.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计调零后互钩对拉,读数相同。
2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点的位置O一定要相同。
3.用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角⑧ ,在60°~100°为宜。
4.实验时弹簧测力计应与木板平行,读数时眼睛要⑨ 弹簧测力计的刻度,在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些。
5.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向。不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,移开细绳套后,再将所标点与O点连接,即可确定力的方向。
6.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍长一些。
六、误差分析
1.弹簧测力计本身的误差。
2.读数误差和作图误差。
3.弹簧测力计与木板不平行引起的误差。