高中物理力的作用知识解析

　　对于高中物理教学而言, 力的平衡 教学始终是当前教学的难点和重点之一。以下是学习啦小编为大家精心准备的高中物理力的作用知识相关解析。内容仅供参考，欢迎阅读!
高中物理力的作用知识解析如下：

　　定义：力是物体之间的相互作用。

　　理解要点：

　　(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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　ⅴ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。

　　(2)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

　　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。

　　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。

　　矢量与标量

　　既要由大小，又要由方向来确定的物理量叫矢量;

　　只有大小没有方向的物理量叫标量

　　矢量由平行四边形定则运算;标量用代数方法运算。

　　一条直线上的矢量在规定了正方向后，可用正负号表示其方向。

　　思维升华——规律?方法?思路

　　一、物体受力分析的基本思路和方法

　　物体的受力情况不同，物体可处于不同的运动状态，要研究物体的运动，必须分析物体的受力情况，正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功。

　　分析物体的受力情况，主要是根据力的概念，从物体的运动状态及其与周围物体的接触情况来考虑。具体的方法是：

　　1.确定研究对象，找出所有施力物体

　　确定所研究的物体，找出周围对它施力的物体，得出研究对象的受力情况。

　　(1)如果所研究的物体为A，与A接触的物体有B、C、D……就应该找出“B对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等，不能把“A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力;

　　(2)不能把作用在其它物体上的力，错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上;

　　(3)物体受到的每个力的作用，都要找到施力物体;

　　(4)分析出物体的受力情况后，要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态(静止或加速等)，否则会发生多力或漏力现象。

　　2.按步骤分析物体受力

　　为了防止出现多力或漏力现象，分析物体受力情况通常按如下步骤进行：

　　(1)先分析物体受重力。

　　(2)其研究对象与周围物体有接触，则分析弹力或摩擦力，依次对每个接触面(点)分析，若有挤压则有弹力，若还有相对运动或相对运动趋势，则有摩擦力。

　　(3)其它外力，如是否有牵引力、电场力、磁场力等。

　　3.画出物体力的示意图

　　(1)在作物体受力示意图时，物体所受的某个力和这个力的分力，不能重复的列为物体的受力，力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程，合力和分力不能同时认为是物体所受的力。

　　(2)作物体是力的示意图时，要用字母代号标出物体所受的每一个力。

　　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。

　　对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学的重要方法，受力分析的程序是：

　　1.根据题意选取适当的研究对象，选取研究对象的原则是要使对物体的研究处理尽量简便，研究对象可以是单个物体，也可以是几个物体组成的系统。

　　2.把研究对象从周围的环境中隔离出来，按照先场力，再接触力的顺序对物体进行受力分析，并画出物体的受力示意图，这种方法常称为隔离法。

　　3.对物体受力分析时，应注意一下几点：

　　(1)不要把研究对象所受的力与它对其它物体的作用力相混淆。

　　(2)对于作用在物体上的每一个力都必须明确它的来源，不能无中生有。

　　(3)分析的是物体受哪些“性质力”，不要把“效果力”与“性质力”重复分析。

　　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=Fsinθ或F1≥F有一组解

　　若F>F1>Fsinθ有两组解

　　若F

　　(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。