运动和力讲义

运动和力

知识清单

一.力

1.力的概念

一个物体对另一个物体的作用叫做力。力的作用方式有直接接触和间接作用。力的单位是牛顿（N）2.力的作用效果

力有两类作用效果：一是力可以使物体发生形变；二是力可以改变物体的运动状态。

物体的形状和体积的变化都是形变，形变分为弹性形变和非弹性形变（也叫塑性）两类

物体运动状态的改变有四种情况：静止变为运动，运动变为静止，速度大小改变，运动方向改变。影响力作用效果的因素是力的大小，方向和作用点。力的大小，方向和作用点叫做力的三要素。3.力的描述

力的图示：用一根带有箭头的线段表示力，其中线段的长度表示力的大小；箭头的方向表示力的方向；线段的起点表示力的作用点。这种用一根带有箭头的线段把力的三要素都表示出来的方法，叫做力的图示法。做力的图示时，表示力的线段一定要是标度的整数倍，至少是两倍；如果一个物体受到几个力的作用，在同一图上用图示法描述各个力必须用同一标度。

力的示意图：在受力物体上沿力的方向画个箭头表示物体在这个方向上受到了力，线段的起点代表力的作用点，还要在线段的末端标上力的符号和大小，线段的长短不做严格要求，长度适中即可。

4.力的特点

①力的物质性，力不能离开物体而存在，任何力都包括施力物体和受力物体。

②力的相互性，物体间力的作用是相互的，一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的作用力。

③力的等时性，作用力和反作用力具有同时性。

5.力的测量

测量力大小的工具叫做测力计，实验室中常用的是弹簧测力计，它测量力的原理是在弹性限度内弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长，伸长了的长度与所受的拉力成正比。

弹簧测力计的使用：①测量前，事先观察指针是否对准零刻度线，若没对准，则要将指针调到零点。否则测量值将要偏大或偏小；②明确弹簧测力计的量程和分度值，测量时所测的力不应超过测量范围，以免损坏测力计；③使用前把挂钩轻轻来回拉动几次，避免弹簧被壳子卡住；④在测量过程中，所测力的方向应与弹簧测力计的轴线一致，避免由于弹簧跟外壳发生摩擦而造成较大的测量误差；

⑤读数时，应让视线垂直刻度面。

二.重力

地球附近的物体由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。

1.对重力的几点认识:

①地球上的物体都受到重力的作用，不管质量大还是小，运动还是静止都受到重力的作用；

②重力是由于地球的吸引而产生的，但重力的大小不一定等于地球对物体的吸引力，重力一般小于地球对物体的吸引力；

③重力是非接触力，抛出去在空中运动的物体所受重力与静止时所受重力是不变的；

④重力的施力物体是地球。

2.重力的大小：物体受到的重力跟它的质量成正比。质量为1 kg的物体受到的重力大约为10N。用g表示质量为1kg的物体受到的重力，即g=9.8N/kg。G表示质量为m的物体受到的重力，则G=mg，即物体所受重力的大小与物体的质量成正比。g的取值随离地面的高度增加而减小(高度不大时，重力的变化可忽略不计)随所在纬度的增加而增大，在赤道上重力最小，在两极上重力最大。月球对它表面附近的物体的引力是地球对地面附近同一物体引力的1/6。

3.重力的方向：重力的方向总是竖直向下的

4.重力的作用点：重力在物体上的作用点叫重心。质量分布均匀，外形规则的物体的重心在它的几何中心，例如：粗细均匀的棒的重心在它的中心，球的重心在球心，方形薄板的重心在两条对角线的交点。对于质量分布不均匀，外形不规则的物体重心的确定可采用悬挂法，支撑法，作图法等方法寻找物体的重心。物体的重心可能在物体上，也可能不在物体上，物体的形状改变时，重心的位

置通常要随之改变。

三.合力

1.如果一个力作用在物体上产生的效果与几个力同时作用在物体上产生的效果相同，那么这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。

合力和分力是一种等效替代关系，考虑合力时就不能再考虑分力了。

2.力的合成

求几个力的合力叫做力的合成。力的合成中最简单的是二力的合成。

①只有作用在同一个物体上的力才能求合力，如果不是同一个物体受到的力，则无从谈论合力问题。

②二力合成是多个力合成的基础，物体受到多个力时，可以先求出任意两个力的合力，在求这个合力与第三个力的合力，以此类推，就可完成多个力的合成。

③同一条直线上两个力的合成是力的合成中最简单的情况，方法如下：

同一条直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之和，方向与这两个力的方向相同。即F=F1+F2.

同一条直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之差，方向跟较大的力的方向相同。即F=∣F1—F2∣.

④不在同一条直线上的两个力的合成，其合力大小介于在同一条直线上两力的最大合力与最小合力之间。

⑤合力可能大于两个力中的任何一个力，也可能小于两个力中的任何一个力，还可能为零。

四.弹力

发生弹性形变的物体，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。

产生弹力的两个必要条件：

（1）物体间要直接接触（2）接触处要有相互挤压或拉伸

五.平衡力

1.力的平衡：物体在受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。物体处于静止状态或匀速直线运动状态，我们就称物体处于平衡状态。物体处于平衡状态下所受的力，统称为平衡力。

2.二力平衡：物体在受到两个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这二力平衡。

3.二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且在同一条直线上。注意：二力平衡的四个条件必须同时满足，缺一不可。

4.二力平衡的特点：①力的大小相等②力的方向相反③力的作用线在同一条直线上④力的作用点在同一个物体上

5.物体保持静止状态或匀速直线运动状态的条件：①不受力的作用②受平衡力作用

6.力和运动的关系：

（1）物体不受力或受平衡力即合力为零时，物体处于平衡状态：静平衡(静止状态)；动平衡（匀速直线运动状态）

（2）物体所受合力不为零时：①合力方向与运动方向相同时，物体做加速直线运动。

②合力方向与运动方向相反时，物体做减速直线运动。

③合力方向与运动方向不在同一条直线上时，物体做运动方向改变的曲线运动。

7.对平衡状态的几点认识：

①物体受平衡力跟物体不受力的区别：从力产生的效果来看，物体受平衡力跟不受力对物体的运动是等效的，物体都处于静止状态或匀速直线运动状态；但对物体的形变来说，物体不受力，它就不产生形变；物体受平衡力，它就产生形变。

②速度为零的物体，不一定处于平衡状态。物体保持静止才是处于静平衡状态。

③做匀速直线运动，表明物体处于平衡状态，研究它的受力情况时，不需要考虑速度的大小。

8.相互作用力：作用力和反作用力是发生在相互作用的两个物体之间，即发生在施力物体和受力物体之间。如果甲物体对乙物体的作用称为作用力，那么乙物体对甲物体的作用称为反作用力。

9.相互作用力的条件：作用在两个不同物体上的力，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

10.平衡力与相互作用力的区别：

平衡力是同时作用在同一个物体上的力，而相互作用力是发生在相互作用的两个物体之间，即发生在施力物体和受力物体之间。

六.摩擦力

1.摩擦力的种类：静摩擦力，滑动摩擦力，滚动摩擦力。

静摩擦力：两个互相接触的物体，当它们要发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫静摩擦力

滑动摩擦力：两个互相接触的物体，当它们发生相对运动时，在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫滑动摩擦力

滚动摩擦力：轮子或球状物体滚动时产生的摩擦叫滚动摩擦。滚动摩擦比滑动摩擦小。

2.摩擦力产生的条件：（1）两物体相互接触（2）两物体相互挤压，发生形变，有弹力（3）两物体发生相对运动或有相对运动趋势（4）两个接触面不光滑。四个条件缺一不可。

3.摩擦力的方向：摩擦力是力的一种，即有大小又有方向，摩擦力的方向，总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。

4.对摩擦力的几点认识：（1）不能把摩擦力的方向理解为必定与运动方向相反，也就是说，摩擦力有时阻碍运动，有时有利于运动，但无论那种情况，必与相对运动或相对运动趋势方向相反。例如人走路时，地面给鞋底的摩擦力方向是向着人的运动方向的。（2）摩擦力的作用点在接触面上（初步讨论这个问题时，可把作用点画在重心上）

5.影响滑动摩擦力大小的因素：滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力和接触面的粗糙程度有关；表面受到的压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

6.增大或减小摩擦力的办法

增大有益摩擦的方法：增大压力；使接触面粗糙；用滑动代替滚动。

减小有害摩擦的方法：减小压力；减小接触面的粗糙程度；用滚动代替滑动；使两个互相接触的摩擦面彼此分离（如加润滑油，形成气垫，电磁场使摩擦面脱离接触等）

七.牛顿第一定律与惯性

1.牛顿第一定律：一切物体在没有受到任何外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。这个规律叫做牛顿第一定律，也称为惯性定律。

2.对牛顿第一定律的几点认识：

（1）牛顿第一定律是在实验的基础上经过推理得出来的，实际中“不受力作用”的物体是不存在的，可理解为所受合力为零，即受平衡力的作用。

（2）“一切”说明该定律对于所有物体都是普遍适用的，不是特殊现象。

（3）“总保持”：指的是总是这样，没有例外。

（4）“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说如果物体不受力的作用时，原来是静止的，后来还是静止的；原来是运动的，后来将以原来的速度沿直线运动下去。

（5）力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。

（6）在对牛顿第一定律的推理过程中，一共做了三次实验，让小车分别滑过毛巾，棉布和木板的平面，以便归纳出物体受到的阻力越小，速度改变的越慢，也就是小车滑动的距离越远。实验时必须保证其它的实验条件相同，而只改变三次滑行的表面粗糙程度，让小车由斜面的同一高度滑下的目的是让小车进入平面时的速度相同。

3.惯性与惯性现象

我们把物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。

对惯性的几点认识：

（1）一切物体都具有惯性。一切物体是指无论是固体，液体还是气体；无论物体质量大还是小；无论是静止还是运动；无论受不受力都具有惯性。惯性是物体本身具有的一种固有属性。

（2）惯性是由物体质量决定的，质量越大，惯性越大，与外力，运动状态无关。

（3）惯性是物体的一种属性，它不是力，只有大小没有方向。

惯性现象：惯性现象是物体的惯性在运动状态改变时的表现。

在回答有关惯性现象的问题时，应注意以下几点：

（1）确定研究对象

（2）此物体原来处于什么运动状态

（3）此物体由于受到外力作用，将改变原来的运动状态，若不受外力作用，则将保持原来的运动状态

（4）不能把惯性说成“惯性力”或“受到惯性作用”，应说“由于惯性”或“具有惯性”。（5）惯性和惯性现象是两个不同的概念，不要认为物体只有在运动状态改变时才有惯性。

4.惯性与惯性现象的区别

惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动的性质，是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。惯性与物体是否受外力，处于何种状态无关。

而惯性定律即牛顿第一定律是描述物体在不受外力作用时，由于具有惯性而表现出来的一种运动规律，它的实质是说明力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因。