定义: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,这种表示力的方法叫做力的示意图。
力的三要素 |
力的示意图 |
力的大小 |
用线段长短粗略表示力的大小 |
力的方向 |
箭头所指的方向表示力的方向 |
力的作用点 |
力的作用点画在线段的起点火箭头处 |
力的示意图的画法:(1)在受力物体上画出力的作用点;
(2)确定力的方向,然后沿力的方向画一条直线;
(3)在线段的末端标上箭头,并在箭头旁标出所画力的符号;
(4)在同一个图上画几个力的示意图时,力越大线段应越长,大小相同的力线段长度应相等。如图所示为茶杯对桌面的压力的示意图。
力的图示: 1.为了形象、直观地表示力,我们可用一根带箭头的线段来表示力的大小、方向和作用点(即力的三要素)。这种表示力的方法叫做力的图示,如图所示。力的方向所沿的直线叫力的作用线。
2.画力的图示的步骤:
(1)选定标度(用多少毫米表示多少牛的力);
(2)从作用点沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加上刻度;
(3)在线段的末端加箭头表示力的方向,箭尾在力的作用点上。
提示:力的作用点一定要画在受力物体上,不可随意画在线段的其他部分,一般要画在物体的重心上,压力要画在被压物体的表面上。当一个物体受多个力作用时,这几个力的作用点都要画在物体的重心上。
例:水平地面上有一辆小车,甲水平向左推,用力 6N,乙向左上方与水平方向成30
。角拉,用力9N,作出这两个力的图示。
解析:作力的图示,应按要求标明角度大小,在一个图上,不管有几个力,标度都应统一,又因为线段的长度最好是标度的整数倍,所以取标度为3N。
答案:如图所示
重力:
定义 |
由于地球的吸引而使物体受到的力 |
大小 |
G=mg |
方向 |
竖直向下 |
作用点 |
物体的重心 |
施力物体 |
地球 |
重力方向的应用 |
重锤线 |
重心 |
重力在物体上的作用点 |
失重:
定义:物体在引力场中自由运动时有质量而不表现重量的一种状态,又称零重力。失重有时泛指零重力和微重力环境。
所谓失重,就是物体不被引力所作用。所谓重力,是物体所受地球的引力的一个分力(大小几乎等于引力)。引力的大小与质量成正比,与距离的平方成反比。就质量一定的天体来说,物体离它越远,所受它的引力越小,即重力越小,在足够远的距离上,它的引力可以忽略不计。在失重状态下,人体和其他物体受到很小的力就能飘浮起来。
超重:
定义:超重是物体所受限制力(拉力或支持力)大于物体所受重力的现象。
只要物体相对于地球有竖直向上的加速度时,就会产生超重现象
当人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器在加速上升阶段,其中的人和物体处于超重状态,他们对其下方物体的压力是其自身重力的几倍。
定义:
两个互相接触的物体,当它们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。
产生的条件:(1)两物体接触面粗糙不平;
(2)两物体之间发生相对运动或具有相对运动趋势;
(3)两物体之问相互挤压发生弹性形变,接触面上有压力产生。
摩擦力的作用效果:总是阻碍物体之间的相对运动或相对运动趋势。
摩擦力的方向:摩擦力方向总是沿接触面的切线方向,和物体的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。
说明:“相对运动方向”不是“运动方向”。我们以人走路时地面与鞋底间的摩擦力为例来说明这个问题。人走路时,脚用力向后蹬地,脚相对地向后运动,摩擦力阻碍了脚向后运动,但有利于脚向前运动,因此地面给鞋底的摩擦力方向是与人的运动方向相同的。由此说明,摩擦力有时阻碍运动,有时有利于运动,但无论哪种情况,必与相对运动方向相反。
控制变量法研究影响滑动摩擦力大小的因素: 在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”这个问题时用到控制变量法。为了探究摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度是否有关,先使木块在同一木板上面滑动,即保持了接触面的粗糙程度这一个量相同,改变压力的大小,看滑动摩擦力是否改变;然后保持压力这一个物理量相同,改变接触面的粗糙程度,让木块分别在较光滑的小板上和较粗糙的毛巾面上滑动,测出摩擦力的大小,根据测出的数据进行判断得出滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关的结论。
例1:小明在探究“影响摩擦力大小的因素”实验中,记录的结果如下表所示:
(1)在这个实验中,使用的是控制变量法,第1、3 两次实验中的变量是________,控制的变量是______。得出的结论是:在压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
(2)在探究压力对摩擦力的影响时,可采用_______ 两次的实验结果,得出的结论是:_______________________________________________
解析:从表格中的数据可以看出,第1、3两次实验中的压力相等,产生的摩擦力不同,说明在压力相同时,接触面越粗糙(木块与棉布),摩擦力越大。根据控制变量的思想,若研究摩擦力与压力大小的关系,应保持接触面不变,即第l、2两次实验,从数据中看出,压力越大,摩擦力越大。
答案:(1)接触面的粗糙程度压力的大小
(2)1、2在接触面的粗糙程度不变时,压力越大,摩擦力越大
平衡状态中摩擦力大小的判断: 根据二力平衡的知识,一对平衡力一定大小相等,方向相反,作用在同一物体上,故可对物体进行受力分析,从而来判断摩擦力情况。这也是判断各种摩擦力情况最行之有效的方法。例:体重为490N的某同学用双手握住竖直的木杆匀速上攀,他所受的摩擦力( )
A.等于490N,方向竖直向下
B.等于490N,方向竖直向上
C.大于490N,方向竖直向下
D.小于490N,方向竖直向上
解析:人匀速上攀,受力平衡,重力等于摩擦力,且方向相反。
答案:B
滑动摩擦力:定义: 当一个物体在另一个物体表面上滑动时,会受到另一个物体阻碍它滑动的力叫滑动摩擦力。
大小:F=μ×FN。FN:正压力(不一定等于施力物体的重力)μ:动摩擦因数
方向:滑动摩擦力的方向总是沿接触面,并且与物体相对运动方向相反。
静摩擦力:定义:若两相互接触且相互挤压,而又相对静止的物体,在外力作用下如只具有相对滑动趋势,而又未发生相对滑动,则它们接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的力,谓之“静摩擦力”。
大小:静摩擦力根据外力而变化,但有一个最大值,叫做最大静摩擦力。最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。
方向:跟接触面相切,跟相对运动趋势方向相反。