高中物理学业水平考试复习资料

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第一章力

一、力

1.概念:力是物体对物体的作用，力不能离开物体而存在.

2.力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体.

3.力是矢量.既有大小，又有方向，其合成与分解遵从力的平行四边形定则.要完整地表达一个力，除了说明力的大小，还要指明力的方向．

4.力的单位: 在国际单位制中力的单位名称是牛顿，符号N．

5.力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化.

6.力的三要素:力的大小、方向和作用点叫力的三要素.通常用力的图示将力的三要素表示出来，力的三要素决定力的作用效果.

力可以用一根带箭头的线段来表示：线段的长短表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，箭尾表示力的作用点，这种表示力的方法称为力的图示．做力的图示时，先选定一个标度，再从力的作用点开始按力的方向画出力的作用线，将力的大小与标度比较确定线段的长度，最后加上箭头．

7.力的测量:常用测力计来测量，一般用弹簧秤.

8.力的分类：

(1)按性质命名的力：重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等.

(2)按效果命名的力：拉力、压力、动力、阻力、向心力、回复力等.

说明:性质相同的力，效果可以相同也可以不同；反之，效果相同的力，性质可能相同，也可能不同.

二、重力

1.重力与万有引力：重力与万有引力的关系如图所示，重力是万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供物体随地球自转的向心力.

2.产生:由于地球对物体的吸引而产生，但重力不是万有引力.

3.大小:G=mg.一般不等于万有引力(两极出外)，通常情况下可近似认为两者相等.

4.方向:竖直向下.

说明：(1)不能说成是垂直向下.竖直向下是相对于水平面而言，垂直向下是相对于接触面而言.

(2)一般不指向地心(赤道和两极除外).

5.重心

(1) 物体各部分所受重力的合力的作用点叫重心，重心是重力的作用点，重心可能在物体上，也可能在物体外.

(2)影响重心位置的因素:①质量分布均匀的物体的重心位置，只与物体的形状有关.质量分布均匀有规则形状的物体，它的重心在其几何中心上.如:均匀直棒的重心在棒的几何中心上.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.

三、弹力

1、物体在外力作用下发生的形状改变叫做形变；在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变．

2.定义:发生形变的物体会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力.弹力是由于施力物体形变而引起.例如a对b的弹力是由于A形变而引起.

3.产生条件:(1)直接接触；(2)发生形变.

4.弹力的方向

⑴支持面的弹力方向，总是垂直于支持面指向受力物体.

⑵绳对物体的拉力总是沿绳且指向绳收缩的方向。

⑶杆对物体的弹力不一定沿杆的方向.

5.弹力的大小:

(1)与物体形变量有关，形变量越大，弹力越大.一般情况下弹力的大小需结合运动状态来计算；

(2)弹簧弹力大小的计算.胡克定律:在弹性限度内，弹簧的弹力F跟弹簧的形变量x成正比，即: F=kx.k是弹簧的劲度系数，单位:N/m.劲度系数由弹簧本身的因素(材料、长度、截面)确定，与F、x无关.

说明: 一根弹簧剪断成两根后，每根的劲度k都比原来的劲度大；两根弹簧串联后总劲度变小；两根弹簧并联后，总劲度变大.

1.定义:相互接触的物体间发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面处产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力.

2.产生条件:两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势.这四个条件缺一不可.

两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件（没有弹力不可能有摩擦力）.

3.滑动摩擦力大小:滑动摩擦力F f=μF N；其中F N是压力，μ为动摩擦因数，无单位.

说明:⑴在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力.

⑵只有滑动摩擦力才能用公式F=μF N，其中的F N表示正压力，不一定等于重力G.

3．动摩擦因数

动摩擦因数μ是两个物体间的滑动摩擦力与这两个物体表面间的压力的比值．μ的数值既跟相互接触的两个物体的材料有关，又跟接触面的情况（如粗糙程度等）有关．在相同的压力下，动摩擦因数越大，滑动摩擦力就越大．动摩擦因数μ没有单位．

4.静摩擦力大小

（1）发生在两个相互接触、相对静止而又有相对运动趋势的物体接触面之间的阻碍相对运动的力叫静摩擦力．

(2)必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F f=μF N计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，即F m=μF N

⑵静摩擦力:静摩擦力是一种被动力，与物体的受力和运动情况有关.求解静摩擦力的方法是用力的平衡条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是0＜F f≤F m

5.摩擦力方向

⑴摩擦力方向和物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反.

⑵摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度.通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力）.在特殊情况下，可能成任意角度.

6.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，但对物体来说，摩擦力可以是动力，也可以是阻力.

①滑动摩擦力发生在两个相对运动的物体间，但静止的物体也可以受滑动摩擦力；

②静摩擦力发生在两个相对静止的物体间，但运动的物体也可以受静摩擦力.

8.规律方法总结

(1)静摩擦力方向的判断

①假设法:即假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动；若发生相对运动，则说明物体原来的静止是有运动趋势的静止.且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向即为原来相对运动趋势的

方向，从而

确定静摩擦力的方向.

②根据物体所处的运动状态，应用力学规律判断.

如图所示物块A 和B 在外力F 作用下一起沿水平面向右以加速度a 做匀加速直线运动时，若A 的质量为m ，则很容易确定A 所受的静摩擦力大小为ma ，方向水平向右.

③在分析静摩擦力方向时，应注意整体法和隔离法相结合.

如图所示，在力F 作用下，A 、B 两物体皆静止，试分析A 所受的静摩擦力.

(2)摩擦力大小计算

①分清摩擦力的种类：是静摩擦力还是滑动摩擦力.

②滑动摩擦力由F f =μF N 公式计算.最关键的是对相互挤压力F N 的分析，它跟研究物体在垂直于接触面方向的力密切相关，也跟研究物体在该方向上的运动状态有关.特别是后者，最容易被人所忽视.注意F N 变，则F f 也变的动态关系.

③静摩擦力:最大静摩擦力是物体将发生相对运动这一临界状态时的摩擦力，它只在这一状态下才表现出来.它的数值跟正压力成正比，一般可认为等于滑动摩擦力.静摩擦力的大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互挤压力无直接关系.因而静摩擦力具有大小、方向的可变性，即静摩擦力是一种被动力，与物体的受力和运动情况有关.求解静摩擦力的方法是用力的平衡条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是 0＜F f ≤F m

五、物体受力分析