中学力学基础知识点
一、力的基本概念
力是物体对物体的作用。力不能脱离物体而单独存在,发生力的作用时,一定有施力物体和受力物体。力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。力的作用效果有两个:一是使物体发生形变;二是改变物体的运动状态。
二、力的三要素
力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。它们都能影响力的作用效果。例如,力的大小不同,对物体的作用效果可能不同;力的方向改变,物体的运动方向可能改变;力的作用点不同,物体的转动效果可能不同。
三、重力
1.定义
由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。重力的施力物体是地球。
2.大小
重力大小跟物体的质量成正比,计算公式为G=mg,其中G表示重力,m表示质量,g=9.8N/kg(在粗略计算时可取10N/kg)。
3.方向
重力的方向总是竖直向下。利用重力方向竖直向下可以制成重垂线,检查墙壁是否竖直等。
4.重心
重力在物体上的等效作用点叫重心。形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心上;形状不规则的物体的重心可以用悬挂法等方法确定。
四、弹力
1.弹性与塑性
物体在受力时会发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,物体的这种特性叫做弹性;物体在受力时发生形变,不受力时不能自动恢复原来形状的特性叫做塑性。
2.弹力
物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。常见的弹力有压力、支持力等。弹力的大小与物体的弹性形变程度有关,在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。弹力的方向与物体恢复形变的方向相同。
五、摩擦力
1.定义
两个相互接触的物体,当它们相对滑动或有相对滑动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力。
2.分类
(1)静摩擦力:两个相对静止的物体间产生的摩擦力。静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,大小根据物体的受力情况确定,有一个最大值,叫做最大静摩擦力。
(2)滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力。滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,计算公式为f=μN(其中f为滑动摩擦力,μ为动摩擦因数,N为压力)。
(3)滚动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。在相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
3.摩擦力的利弊
利:例如人走路时依靠鞋底与地面的摩擦力前进;汽车的刹车装置利用摩擦力使汽车停下来等。弊:如机器零件之间的摩擦会磨损零件,消耗能量等。可以通过加润滑油、变滑动为滚动等方法减小有害摩擦。
六、牛顿第一定律
1.内容
一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.惯性
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。惯性是物体的一种固有属性,其大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。惯性不是力,不能说“受到惯性”“惯性力”等。
七、二力平衡
1.平衡状态
物体在受到两个力作用时,如果能保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。
2.二力平衡的条件
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
八、力与运动的关系
1.不受力时
根据牛顿第一定律,物体不受力时,保持静止或匀速直线运动状态。
2.受平衡力时
物体受平衡力作用时,也保持静止或匀速直线运动状态,此时物体所受合力为零。
3.受非平衡力时
物体受非平衡力作用时,运动状态将发生改变,包括速度大小的改变(加速或减速)和运动方向的改变。