[第七章 运动和力]知识点归纳

北师大版物理《第七章 运动和力》知识点归纳

一、力的定义：力是物体之间的相互作用。

（1） 力具有物质性：力不能离开物体而存在。

说明：①对某一物体而言，可能有一个或多个施力物体。

②并非先有施力物体, 后有受力物体

（2）力具有相互性：一个力总是关联着两个物体，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体。

说明：①相互作用的物体可以直接接触，也可以不接触。

②力的大小用测力计测量。

（3）力具有矢量性：力不仅有大小，也有方向。

（4）力的作用效果：使物体的形状发生改变；使物体的运动状态发生变化。

（5）力的种类：

①根据力的性质命名：如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。 ②根据效果命名：如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等。

说明：根据效果命名的，不同名称的力，性质可以相同；同一名称的力，性质可以不同。

二、重力

定义：由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。

说明：①地球附近的物体都受到重力作用。

②重力是由地球的吸引而产生的，但不能说重力就是地球的吸引力。

③重力的施力物体是地球。

④在两极时重力等于物体所受的万有引力，在其它位置时不相等。

（1）重力的大小：G=mg

说明：①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的，纬度越高，同一物体的重力越大，因而同一物体在两极比在赤道重力大。

②一个物体的重力不受运动状态的影响，与是否还受其它力也无关系。

③在处理物理问题时，一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变。

（2） 重力的方向：竖直向下（即垂直于水平面）

说明：①在两极与在赤道上的物体，所受重力的方向指向地心。

②重力的方向不受其它作用力的影响，与运动状态也没有关系。

（3）重心：物体所受重力的作用点。

重心的确定：①质量分布均匀。物体的重心只与物体的形状有关。形状规则的均匀物体，它的重心就在几何中心上。

②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关。

③薄板形物体的重心，可用悬挂法确定。

说明：①物体的重心可在物体上，也可在物体外。

②重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关。

③引入重心概念后，研究具体物体时，就可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示，于是原来的物体就可以用一个有质量的点来代替。

三、弹力

（1） 形变：物体的形状或体积的改变，叫做形变。

说明：①任何物体都能发生形变，不过有的形变比较明显，有的形变及其微小。

②弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变，叫做弹性形变，简称形变。

（2）弹力：发生形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力。

说明：①弹力产生的条件：接触；弹性形变。

②弹力是一种接触力，必存在于接触的物体间，作用点为接触点。

③弹力必须产生在同时形变的两物体间。

④弹力与弹性形变同时产生同时消失。

（3）弹力的方向：与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。

几种典型的产生弹力的理想模型：

① 轻绳的拉力（张力）方向沿绳收缩的方向。注意杆的不同。

② 点与平面接触，弹力方向垂直于平面；点与曲面接触，弹力方向垂直于曲面接触点所在切面。

③ 平面与平面接触，弹力方向垂直于平面，且指向受力物体；球面与球面接触，弹力方向沿两球球心连线方向，且指向受力物体。

（4）大小：弹簧在弹性限度内遵循胡克定律F=kx，k 是劲度系数，表示弹簧本身的一种属性，k 仅与弹簧的材料、粗细、长度有关，而与运动状态、所处位置无关。其他物体的弹力应根据运动情况，利用平衡条件或运动学规律计算。

四、摩擦力

（1） 滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。

说明：①摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的。

②摩擦力具有相互性。

ⅰ滑动摩擦力的产生条件：A. 两个物体相互接触；B. 两物体发生形变；C. 两物体发生了相对滑动；D. 接触面不光滑。

ⅱ滑动摩擦力的方向：总跟接触面相切，并跟物体的相对运动方向相反。

说明：①“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”

②滑动摩擦力可能起动力作用，也可能起阻力作用。

ⅲ滑动摩擦力的大小：F=μFN

说明：①FN 两物体表面间的压力，性质上属于弹力，不是重力。应具体分析。

②μ与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关，无单位。

③滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关。

ⅳ效果：总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动。

（2）滚动摩擦：一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦，滚动摩擦比滑动摩擦要小得多。

（3）静摩擦力：两相对静止的相接触的物体间，由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力。 说明：静摩擦力的作用具有相互性。

ⅰ静摩擦力的产生条件：A. 两物体相接触；B. 相接触面不光滑；C. 两物体有形变；D. 两物体有相对运动趋势。

ⅱ静摩擦力的方向：总跟接触面相切，并总跟物体的相对运动趋势相反。

说明：①运动的物体可以受到静摩擦力的作用。

②静摩擦力的方向可以与运动方向相同，可以相反，还可以成任一夹角θ。

③静摩擦力可以是阻力也可以是动力。

ⅲ静摩擦力的大小：两物体间的静摩擦力的取值范围0＜F ≤Fm ，其中Fm 为两个物体间的最大静摩擦力。静摩擦力的大小应根据实际运动情况，利用平衡条件或牛顿运动定律进行计算。

说明：①静摩擦力是被动力，其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡，在取值范围内是根据物体的“需要”取值，所以与正压力无关。

②最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数（选学）Fm ＝μsFN 。

ⅳ效果：总是阻碍物体间的相对运动的趋势。

五、编外

*力的合成

求几个共点力的合力，叫做力的合成。

（1） 力是矢量，其合成与分解都遵循平行四边形定则。

（2） 一条直线上两力合成，在规定正方向后，可利用代数运算。

（3） 互成角度共点力互成的分析

①两个力合力的取值范围是|F1－F2|≤F ≤F1＋F2

②共点的三个力，如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力，那么这三个共点力的合力可能等于零。

③同时作用在同一物体上的共点力才能合成（同时性和同体性）。

④合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一个分力。

**力的分解

求一个已知力的分力叫做力的分解。

（1） 力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。

（2） 已知两分力求合力有唯一解，而求一个力的两个分力，如不限制条件有无数组解。 要得到唯一确定的解应附加一些条件：

①已知合力和两分力的方向，可求得两分力的大小。

②已知合力和一个分力的大小、方向，可求得另一分力的大小和方向。

③已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向，求F1的方向和F2的大小： 若F1＝Fsin θ或F1≥F 有一组解

若F ＞F1＞Fsin θ有两组解

若F ＜Fsin θ无解

（3） 在实际问题中，一般根据力的作用效果或处理问题的方便需要进行分解。

（4） 力分解的解题思路

力分解问题的关键是根据力的作用效果画出力的平行四边形，接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题。必须注意：把一个力分解成两个力，仅是一种等效替代关系，不能认为在这两个分力方向上有两个施力物体。

二、力的正交分解法

在处理力的合成和分解的复杂问题上的一种简便的方法：正交分解法。

正交分解法：是把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解，其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。

力的正交分解法步骤如下：

（1）正确选定直角坐标系。通常选共点力的作用点为坐标原点，坐标轴方向的选择则应根据实际情况来确定，原则是使坐标轴与尽可能多的力重合，即是使需要向两坐标轴分解的力尽可能少。

（2）分别将各个力投影到坐标轴上。分别求x 轴和y 轴上各力的投影合力Fx 和Fy ，其中： Fx ＝F1x ＋F2x ＋F3x ＋„„ ；Fy ＝F1y ＋F2y ＋F3y ＋„„

注意：如果F 合＝0，可推出Fx ＝0，Fy ＝0，这是处理多个作用下物体平衡物体的好办法，以后会常常用到。（仅供参考）