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力的作用与相互性规础则物理学是探索和理解自然律的基科学,而力学是物理学中最基本、最们处从跃重要的分支之一在我的日常生活中,力无不在,行走、跳到推拉关物体,甚至是宇宙中行星的运行,都与力密切相内它现《力的作用与相互性》是初中物理中的核心容,奠定了学生理解力学础帮们认识过课象的基,助我到世界上的一切物体都是相互作用的通本们讨义种类顿帮你程,我将深入探力的定、特性、以及牛第三定律,助建立识完整的力学知体系课标程目义理解力的定和特性义种掌握力的科学定,明确力是一矢量,了解其大小、方向和作用点的特标单性,以及如何用准位表示力的大小关掌握力的作用与反作用系顿关认识总深入理解牛第三定律,区分作用力与反作用力的系,到力是成对现出的基本原理况学会分析物体受力情养统够绘图预测培系的受力分析方法,能准确制受力,判断力的平衡与否,动状态物体的运应决实际问题用力学原理解识应术应释决实际问题养将力学知用到日常生活和技用中,解并解,培科学维实践思和能力概第一部分力的基本念么什是力?义力的科学定及其在物理学中的地位力的基本特性为关键力作矢量的特性力的表示方法如何科学地描述和表示力开习们认识础在始深入学力学之前,我需要先建立对力的基本力是物理学中最基的概们种现关键过习义念之一,也是我理解自然界各象的通学力的定、特性和表示方们为续复杂识础法,我将后更的力学知奠定基概虽简单内它仅个间力的念然,但涵丰富不是一物理量,更是描述物体相互作用的概帮们围重要工具掌握力的基本念,将助我用科学的眼光看待周的世界么什是力?物体对物体的作用间远个间单们动力是物体之的相互作用,永存在于两物体之,不可能独存在当我推一个时实际们时们物体,上是我对物体施加了力,同物体也对我施加了力变动状态改运变动状态开动动减变力可以改物体的运,使静止的物体始运,使运的物体加速、速或改顿诉们动状态变方向牛第一定律告我,物体的运化必定有力的作用变状改物体形变状压缩弹弯纸张状变力可以改物体的形或大小,如拉伸橡皮筋、簧、曲等物体形的决质化程度取于力的大小和物体的材特性属矢量性个这须这力是一矢量量,具有大小、方向和作用点三要素意味着力的完整描述必包含个三方面的信息,缺一不可力的基本特性力有大小力有方向标力的大小反映了作用的强弱程度,可以用总单顿产力是沿着某一特定方向作用,如重力向准位牛N来度量不同大小的力会生弹变决下,力与形方向相反力的方向定了不同程度的效果,如大力推车比小力推车使动状态变变获物体运化的方向或形的方向车得更大的加速度力是相互作用力有作用点总须力是以相互作用的形式存在,不存在孤立力必作用在物体的某一点上,作用点不同个个时导的力当一物体对另一物体施加力,会致力的效果不同如推门把手比推门中43个开这现后者也会对前者施加一大小相等、方向相央更容易打门,体了作用点的重要反的力性力的表示方法头头头箭表示方向箭长度表示大小箭起点和作用点们头头头头在物理学中,我用箭表示力的方箭的长度与力的大小成正比,即箭箭的起点表示力的作用点,即力施加头哪哪这绘时们向箭指向里,力就指向里越长,表示力越大在制力,我到物体的具体位置作用点不同,即使种观个产表示方法直清晰,可以一目了然地通常会确定一比例尺,如1厘米代表5力的大小和方向相同,生的效果也可顿看出力的作用方向牛能不同竖头这样过观头实际们视为质例如,直向下的箭表示重力,水平,通察不同力的箭长度,我在分析中,我常将物体头们观较关帮简为个转动问方向的箭可能表示推力或摩擦力,斜可以直比不同力的大小系,点,化一点,但在涉及等头们进计题时显为向上的箭可能表示斜面支持力等助我行力的分析和算,作用点的位置就得尤重要单力的位1N10N顿义牛定重力示例顿产质约1牛是使1千克的物体生1米/秒²加速度的力量1千克的物体在地球表面受到的重力100N1000N值日常力量大力轻时约产成年人松推拉物体施加的力100千克重物体生的重力顿际单单萨顿它义顿顿质获时这义质牛N是国位制中力的位,以物理学家艾克·牛的名字命名的定基于牛第二定律,1牛等于1千克量的物体得1米/秒²加速度所受的力一定将力与量和加速度建立了明关确的系F=ma们过个约为顿轻轻动约顿动达顿过这较们在日常生活中,我可以通一些常见例子来感知不同大小的力例如,一苹果的重力1牛,推一扇门需要5-10牛的力,而成人全力推可能到几百牛通些比,我可观认识以建立对力大小的直种类第二部分力的重力摩擦力总竖间动地球对物体的吸引力,是直向下接触面阻碍相对运的力1234弹力浮力变产复物体因形而生的恢力液体对浸入物体的向上作用力种样这虽现规种类们决问题关在自然界和日常生活中,存在着各各的力些力然表形式不同,但都遵循着相同的力学律了解不同的力及其特点,对我分析和解力学至重要绍种弹它们们处从驾驶时经历这过习们本部分将介四最常见的力重力、力、摩擦力和浮力在我的日常生活中无不在,行走、站立到游泳、,每每刻都在些力的作用通学,我够识别这决实际问题将能、分析并利用些力来解重力义重力定重力公式与特点它计质重力是地球(或其他天体)对物体的吸引力是自然界中最普重力的大小可以用公式G=mg算,其中m是物体的量,g是质约为计时遍的力之一,任何有量的物体都会受到重力作用在地球表面重力加速度在地球表面,g
9.8N/kg,通常在算取10总附近,重力方向是指向地心,即垂直向下N/kg够们够终竖质重力的存在使得物体能有重量,使我能站立在地面重力的特点包括方向始直向下;大小与物体量成正比;种处关远上,也是天体运行的根本原因重力是一超距作用力,即使物与物体所的位置有(离地心越,重力越小);不受物体形状动状态响体不接触,也会相互吸引、材料或运影实重力例现物体下落秤的工作原理失重象们开时它们电当我松手中的物体,会在重力作体重秤利用重力原理工作当我站在秤在太空站或自由落体的梯中,人会感到没况时们弹传产这为没为用下加速下落在有空气阻力的情上,我的重力使秤的簧或感器失重不是因有重力,而是因论质变过测这种变显围环动下,所有物体无量大小,都以相同的生形或信号,秤通量化来人和周境以相同的加速度运,相对这们实际测没加速度下落,就是著名的伽利略自由落示我的重量,上是量了地球对我而言有支持力,因此感受不到重力的存实验结论们体的引力大小在弹力弹义力定变时产复1物体受到形生的恢力方向特点变2与形方向相反胡克定律弹变3力与形程度成正比弹性限度过变4超限度将永久形弹们们时产弹们们压缩弹时显弹力是我日常生活中接触最多的力之一当我坐在椅子上,椅子会生向上的力支持我;当我拉伸橡皮筋或簧,会感受到明的力作弹变关变弹用力的大小与物体的形程度有,形越大,力越大弹变关规弹内弹变弹数变弹数胡克定律是描述力与形系的重要律在性限度,力的大小与形量成正比,即F=kx,其中k是性系,x是形量不同材料的性系不这为么变则较为坚同,也是什有些物体容易形而有些硬的原因弹实力例弹们应处弹弹变测蹦弹弹弹减弹压统力在我的日常生活和科技用中无不在簧秤利用簧的形来量物体的重量,床利用性材料的力将人起,汽车震器利用簧和液系吸收动验震能量,提供平稳的乘坐体发夹弹垫动缓弹弹们设计选择结构们橡皮筋、、簧床、运鞋的震材料等都利用了力原理了解力的特性,有助于我和适合特定用途的材料和,使我的生活更加舒适和弹为种术应便利力作一基本的力,在工程技中有着广泛的用摩擦力义摩擦力定摩擦力方向个间动趋动时产它终动摩擦力是两接触面相对运或于相对运生的阻碍力存在于摩擦力的方向始沿着接触面,并与物体的相对运方向(或可能的相对运个间们总动们动桌书时书桌间任何两接触物体之,是我日常生活中不可或缺的力摩擦力的方向方向)相反例如,当我推上的,与面之的摩擦力方向动动书动是与物体相对运或可能的相对运方向相反与推力方向相反,阻碍的移种类响摩擦力影因素为动状态个响质数摩擦力主要分静摩擦力和滑摩擦力静摩擦力存在于静止的物体之摩擦力的大小主要受两因素影接触面的性(即摩擦系,与材料、间开动动经动间关间压压,阻止物体始运;滑摩擦力存在于已相对滑的物体之,阻碍粗糙程度有)和接触面之的正力(如物体在水平面上,正力等于物继续动还滚动滚动间滑有摩擦力,存在于物体与接触面之体重力)增大任一因素都会增大摩擦力静摩擦力义静摩擦力定静摩擦力特点动时开变围从静摩擦力是当物体相对于另一物体静止不,阻止物体始运静摩擦力的最大特点是其大小可,范零到最大静摩擦力动动时渐时达值的摩擦力当外力作用于静止物体但未使其运,静摩擦力当外力逐增大,静摩擦力也随之增大,直到到最大若现继续开动转变为动就会出,其方向与外力方向相反外力增大,物体将始运,静摩擦力滑摩擦力们轻桌书书动时书例如,当我推上的本而本未,本受到的静摩擦书压力与推力方向相反,大小等于推力,因此本保持静止最大静摩擦力与接触面法向力成正比f静max=μ静N,其数压数决中μ静是静摩擦系,N是法向力静摩擦系取于接触面质的材和粗糙程度动滑摩擦力动义滑摩擦力定动个动时间产动它滑摩擦力是当两物体相对滑,接触面之生的阻碍运的力的总动方向是与物体相对运方向相反,大小相对恒定,通常小于最大静摩擦力们动开动减这从当我用力推物体使其始滑后,能感受到阻力小,就是静摩擦力转变为动结滑摩擦力的果动滑摩擦力特点动变变它与静摩擦力不同,滑摩擦力的大小相对恒定,不随外力化而化仅压质动数关动与接触面的法向力和接触面的性(滑摩擦系)有滑摩擦计为动数压力的算公式f滑=μ滑N,其中μ滑是滑摩擦系,N是法向力况通常情下,μ滑小于μ静动应滑摩擦力用动们既处处统滑摩擦力在我的日常生活中有益也有害汽车刹车系利用动减滑摩擦力速停车;冰雪路面因摩擦力小而容易打滑,需要使用防滑链产热损润减增大摩擦;机械中的摩擦会生量和磨,需要使用滑油小摩设备擦,延长寿命实摩擦力例统减行走与摩擦力汽车刹车系小与增大摩擦时蹬统踩设备们减人行走脚向后地面,地面对脚的静摩汽车刹车系利用摩擦力原理工作下在机械中,我通常需要小摩擦以动进盘减损损擦力方向向前,推人体前如果地面刹车踏板后,刹车片与刹车(或刹车少能量失和零件磨,方法包括使用结紧产轮润轴太滑(如冰的路面),摩擦力不足,人鼓)密接触,生大量摩擦力,将车滑油、承和光滑材料等而在需要增难这说动转为热减场轮纹就以行走,容易滑倒明适当的摩的能化能,使汽车速停下刹大摩擦的合,如体育鞋底、胎路们动关统设计虑热则积擦力对我的日常活至重要车系的需要考摩擦材料的耐性等,会采用增大接触面、使用高摩擦数数和摩擦系系材料等方法浮力义浮力定浮力方向1终竖液体对浸入其中的物体的向上的力始直向上2应实用例4阿基米德原理热开船舶、潜水艇、气球等3浮力等于物体排液体的重力产时压压顶浮力是液体(或气体)对浸入其中的物体生的向上的作用力当物体浸入液体中,由于液体对物体的强随深度增加,物体底部受到的力大于产这部,因此生了向上的合力,就是浮力它开为阿基米德原理是研究浮力的基本定律,指出浸在液体中的物体所受到的浮力,等于被物体排的液体重力用公式表示F浮=ρ液gV排,其中ρ液开积这应设计备观测领是液体密度,g是重力加速度,V排是物体排液体的体一原理广泛用于船舶、潜水装和气象等域实浮力例条物体的沉浮件决较1取于物体密度与液体密度的比为么船什能浮在水面开2船体排水的重量大于船自身重量潜水艇的浮沉原理过调节3通排水量控制浮力大小状态决关时时时物体在液体中的沉浮取于浮力与重力的大小系当浮力大于重力,物体上浮;当浮力小于重力,物体下沉;当浮力等于重力,悬这关则悬物体浮在液体中一原理可以用物体平均密度与液体密度的系来判断物体密度小于液体密度会浮起,大于会下沉,等于浮够为结构设计虽钢铁内船舶能浮在水面上是因其特殊的然船体材料(如)的密度大于水,但船体部有大量空气,使整体平均密度小于水的密则过调节压载舱变从实现度潜水艇通水中的水量,改自身平均密度,而上浮、下潜或保持在某一深度的目的测第三部分力的量为么测什要量力?测帮们问题从认识们量力可以助我定量分析物理,定性提升到定量分析,使我能够预测动应测精确和控制物体的运科学研究和工程用都需要准确量力的大小测哪量工具有些?测弹测计电称传压传量力的常用工具包括簧力、子重感器、力感器等初中物理实验弹测计它过弹测中最常用的是簧力,基于胡克定律,通簧的伸长量来量力的大小测如何正确量力?测测计读数调正确量力需要注意力的使用方法,包括垂直使用、方法、零校准还虑测围选择导测错误损仪等需考量范的,避免超出量程致量或坏器测础测进计力的量是力学研究的基,只有准确量出力的大小,才能行定量分析和算在科实践测处从简单称复杂结构学研究、工程和日常生活中,力的量无不在,的重到的受力分开测析都离不力的量弹测计簧力项工作原理使用方法与注意事弹测计设计测弹弹测计时应测计应簧力是基于胡克定律的量工具当力作用在簧上使用簧力,注意以下几点首先,力垂直使时弹发变变过测弹弹测计应检查,簧会生形,形量与力的大小成正比通量簧用,避免簧与力壁摩擦;其次,使用前零位,必要结标们读时进调选择测计的伸长量,并合事先定的刻度,我可以直接出力的大行零;第三,合适量程的力,避免超出量程;最读数时视线应针视误小后,与指垂直,避免差差弹测计内个弹连个针测计值簧力部有一簧,一端固定,另一端接一指或不同量程的力有不同的分度,常见的有5N、10N、20N标记时弹针动时应测选择测计获较当外力作用,簧伸长,指移,指示出力的大小等使用根据待力的大小合适的力,以得高测的量精度测计力使用演示读数错误正确握持方式方法与技巧常见使用测计应从环处从弹读测计数值时视线应针测计错误力上端的挂持握,而非取力,与指或刻度使用力的常见包括超出量程使时应盘视误读数单应导弹变导弹簧管中部或下端握持握持避免手指垂直,避免差差位注意用致簧永久形;水平使用致簧盘针响读数测顿还针读数时视线产视误接触刻度或指,以免影量是牛N是千克力kgf对于指式与壁摩擦;不垂直生差时测计应状态测测计应读数经调过,力保持垂直,避免与被力,在力稳定后,并注意分度差;未零直接使用;用力猛或突然发减测误值换还释导测计损这错误物体生摩擦,少量差的算,例如每小格代表
0.2N是放致力坏等避免些可测
0.5N以提高量准确度第四部分力的作用效果变动状态改运动状态发变1力使物体运生化变状改物体形产变2力使物体生可见的形种现多表形式况异3不同情下力的效果各内时产种变动状态变状时这力的作用效果是力学研究的核心容之一当力作用于物体,会生两基本效果改物体的运或改物体的形有两种时发踢时既变动状态开动暂时变状压复效果会同生,例如足球,球改了运(始运),也改了形(被扁后恢)变动状态顿内它诉们质关变状力改物体运的能力是牛第二定律的核心容,告我力的大小与物体量和加速度的系F=ma而力改物体形的则决弹刚这们应能力取于物体的材料特性,如性、度等了解力的些作用效果,有助于我更好地理解和用力学原理变动状态力改物体运开动静止物体始运们动桌书时书开动当我推上的本,外力克服静摩擦力,使静止的本始运这变动状态显现从状态变为动状态是力改物体运的最明表,静止运动变运物体速度化时产变当汽车加速或刹车,引擎提供的推力或刹车生的摩擦力改了汽车的顿质速度根据牛第二定律,加速度与力成正比,与量成反比动变运物体方向化场员过踢变动辆转弯时轮足球上的球通球改球的运方向;车,胎与地面的变辆动这变动摩擦力提供向心力,改车的运方向些都是力改运方向的例子变动状态顿现诉们力改物体运是牛第一和第二定律的直接体第一定律告我,物体保持静线动状态则质止或匀速直运,除非有外力作用;第二定律定量描述了力、量与加速度三者间关们经动驾驶骑之的系在日常生活中,我常利用力来控制物体的运,如汽车、打球、自行车等变状力改物体形变压缩变弯扭变拉伸形形曲与曲形们弹时它们挤压时积减这弯变发侧侧压当我拉伸橡皮筋或簧,会在拉当外力物体,物体体小,就曲形生在物体一受拉另一受变这种变压缩变们挤压绵时弯纸张扭变则力作用下长拉伸形是最常见的是形例如,我海、坐在,如曲、尺子等曲形是变类弹发压缩钢铁绕轴转形型之一根据胡克定律,在性限沙上、气体等有些物体如很物体不同部分旋的不同角度所致,内难压缩绵则压缩压拧扭这变类度,拉伸量与拉力成正比不同材料的,而海、气体容易被如毛巾、麻花等些形型在工弹数决它们缩变压缩压应弯性系不同,定了对拉力的抵形也遵循胡克定律,量与力成程和生活中都有广泛用,如建筑梁的变辆传动轴扭转变抗能力正比曲形、车的形等实力的作用效果例开别个推门与门的区多力共同作用们边缘时绕铰链转开们现实时个当我在门推门,门会旋,容易打;而当我在世界中,物体通常同受到多力的作用例如,行走的铰链处时样这为时在靠近推门,同大小的力效果却小得多是因力人同受到重力、地面支持力和摩擦力;飞行的飞机受到重力、转轴关这决动状态矩与力臂(力的作用点到的垂直距离)有力矩等于力与升力、推力和阻力些力共同定了物体的运积转动显力臂的乘,力臂越大,力矩越大,效果越明个时们虑它们当多力作用,我需要考的合力合力是所有作用力这个说个产它决动状态变为例子明,同一力在不同位置作用,可能生不同的效的矢量和,定了物体运的化如果合力零,物体这为么设远铰链侧获线动为动果也是什门把手通常在离的一,以得最大保持静止或匀速直运;如果合力不零,物体将加速运转动的力臂和效果第五部分力的平衡么状态条什是平衡?力平衡的件平衡示例分析状态条桌平衡是指物体受到的所有外力的力平衡的件是所有作用在物体上生活中的平衡例子包括物体静止在为数为为悬动合力零,且所有力矩的代和零的力的合力零对于共面力系,可面上、吊灯挂、人站立不等分状态这种状态为竖个个这况时的在下,物体保持静以分解水平和直两方向,每析些情,需要找出所有作用力线动产数须为验证它们为止或匀速直运,不会有加速度方向上的分力代和都必零并的合力是否零生概处状态时它产么动么线动状态力的平衡是力学分析中的重要念当物体于平衡,不会生加速度,要静止不,要保持匀速直运平衡的研究对设计结构许应关于工程、建筑和多日常用都至重要个一力的平衡单个错误概力不可能平衡常见念们习个则单个习个误认为单个惯在初中物理中,我学到一基本原力不可能使物体学生在学中常有一解,力可以与性平衡处状态这为单个产为况这惯动状态倾于平衡是因力会生合力不零的情,根据是不正确的性是物体保持原有运的向,而非顿产动状态发变种时变动状态牛第二定律,物体必然生加速度,运会生改一力当有外力作用,物体一定会改运个错误动认为另一常见是混淆运与加速度有些学生匀速个个没动为这错误例如,如果一物体只受到一向下的重力,有其他力与之平运的物体是因推力与阻力平衡,是正确的;但也有人么这个动现为样认为为惯这种衡,那物体就会向下加速运,表自由落体同,地静止物体是因推力不足以克服静止性,理解个个它为为种惯如果一物体只受到一水平方向的推力,就会在水平方向上是不科学的物体静止是因所有外力平衡,而非因某动加速运性个两力的平衡大小相等方向相反个须1个须两力大小必完全相等两力方向必恰好相反2结线平衡果4同一直线动个线须线物体保持静止或匀速直运3两力的作用必在同一直上个简单况个时它们线么这个处状态它们两力平衡是最的力平衡情当两力作用于同一物体,如果大小相等、方向相反且作用在同一直上,那两力就于平衡,的为这种况线动这种动状态合力零在情下,如果物体原本静止,就会保持静止;如果物体原本做匀速直运,就会保持运赛个时绳绳开动弹测计拔河比是两力平衡的典型例子当双方拉力相等,子保持静止;当一方增大拉力,平衡被打破,子始向力大的一方移簧力的使用也体现个们测计测个时测计弹测从达了两力平衡的原理,当我用力量一力,力的力与被力大小相等、方向相反,而到平衡个多力的平衡为条桥结构悬合力零的件梁分析吊灯挂分析个时它们桥个应桥悬个个当多力作用于同一物体,如果的梁是多力平衡的典型用梁承受吊灯挂是另一多力平衡的例子吊为则这处状态辆载线合力零,些力于平衡合力的力包括自身重力、车荷、风力等,灯受到重力向下拉,吊提供向上的拉为这为维桥这组动时这处零意味着些力的矢量和零在二墩和支架提供支持力,些力共同成力,当吊灯静止不,些力于平衡为竖个个统桥设计这状态线则虑平面上,可以将力分解水平和直两一平衡系梁就是确保些力如果有多根吊,需要考所有个别为种况产过线关方向,若两方向上的分力和分零,在各情下都能保持平衡,不会生吊提供的拉力的合力与重力的平衡则为变合力零大的形或倒塌系实平衡例分析实时们验证它们满条它在分析平衡例,我需要找出所有作用在物体上的力,然后是否足平衡件例如,对于静止在水平面上的物体,受到这个处状态还向下的重力和向上的支持力,两力大小相等、方向相反,因此于平衡对于静止在斜面上的物体,除了重力和支持力,需要虑这个为时考摩擦力的作用,只有当三力的合力零,物体才能保持静止处悬状态时悬它悬绳线时这个物体于挂,如吊灯或挂的重物,受到向下的重力和挂/提供的向上拉力当物体静止,两力大小相等、方向相处状态时个须积内则这为么倾反,于平衡人体站立的平衡也是一有趣的例子,人体重心必位于支撑面,否就会失去平衡而跌倒就是什围内斜塔不会倒塌的原因——塔的重心仍在基座范顿第六部分牛第三定律顿牛第三定律1力的作用与反作用定律作用力与反作用力2相互作用的一对力实例分析应3日常生活中的用顿它质间该个时它们间牛第三定律是力学中的基本定律之一,揭示了力的本是物体的相互作用定律指出当两物体相互作用,之的作用总这们种现关力和反作用力是大小相等、方向相反,作用在不同物体上一定律对我理解各力学象至重要们讨顿内义应过墙划发实在本部分中,我将深入探牛第三定律的容、物理意及其在日常生活中的用通分析推、行走、船、火箭射等例,们时响帮概我将看到作用力与反作用力是如何同存在、相互影的,助学生建立正确的力学念顿牛第三定律内义定律容物理意顿称为内个顿质间这认识牛第三定律,也作用与反作用定律,其容是当两物牛第三定律揭示了力的本是物体的相互作用,一对时它们间总发义它诉们产体相互作用,之的作用力和反作用力是大小相等、方物理学的展具有重要意告我,无法在真空中生须过间向相反,并且作用在不同的物体上力,力必通物体的相互作用而存在这总现单该一定律表明,力是成对出的,不存在孤立的一力任何定律适用于所有的相互作用,包括接触力(如推力、摩擦力)时么电单候,如果物体A对物体B施加了力,那物体B也必然对物体A和超距力(如重力、磁力)即使是看似向作用的力,如重个结施加了一大小相等、方向相反的力力,也是地球和物体相互吸引的果作用力与反作用力义定个间个时作用力和反作用力是指两物体相互作用的一对力当物体A对物体B施加一力(作用力),个这个时产关物体B也会对物体A施加一力(反作用力)两力是同生的,不存在先后系特点类作用力和反作用力具有以下特点大小相等、方向相反、型相同(如都是接触力或都是引力等)、它们作用在不同物体上正是最后一点作用在不同物体上使不能相互抵消作用对象别个这它们关键墙时墙作用力和反作用力分作用在两不同的物体上,是的特征例如,手推,手对的墙墙为它们推力作用在上,对手的反作用力作用在手上正因作用在不同物体上,所以不会相互抵消别区于平衡力个个处状作用力与反作用力不同于平衡力平衡力是作用在同一物体上的两或多力,使物体于平衡态结这个概习错;而作用力与反作用力作用在不同物体上,是相互作用的果混淆两念是学中的常见误墙作用-反作用力例1推墙人推作用力墙1人对施加水平向右的推力墙推人反作用力墙2对人施加水平向左的推力产力生的效果分析压墙轻变3人感到手掌受,可能微形墙个个墙时墙个时墙个推是理解作用力与反作用力的一典型例子当一人用手推,人的手对施加了一水平向右的推力(作用力),同也对人的手施加了一这个类墙水平向左的推力(反作用力)两力大小相等、方向相反、型相同(都是接触力),但作用在不同的对象上作用力作用在上,反作用力作用在人的手上墙它产变够墙墙压对于而言,受到人的推力,可能会生微小的形,如果推力足大,可能会被推倒对于人而言,对手的反作用力可能使人感到手掌力,如还动这个顿时质果人站在光滑的地面上,可能因反作用力而向后移例子清晰地展示了牛第三定律中作用力与反作用力同存在、相互作用的本作用-反作用力例2行走为么进行走的力学分析什人能前?时蹬这够进蹬人行走,脚向后地面,是人对地面施加的作用力,方向向人能前的根本原因是地面对脚的反作用力当人向后地顿个时后根据牛第三定律,地面也会对人的脚施加一大小相等、,由于作用力与反作用力作用在不同物体上(作用力作用在地这个动它们方向相反的反作用力,方向向前正是向前的反作用力推面上,反作用力作用在人体上),因此不会相互抵消反作进产够进人体前用力作用在人体上,生向前的加速度,使人能前过时产这种没极行走程中,脚与地面接触生摩擦力,摩擦力是静摩擦如果有地面的反作用力,例如在太空中或者度光滑的冰面够难进这释为么员力,能提供向前的推力如果地面太滑(如冰面),摩擦力不上,人就以前也解了什宇航在太空中需要借助难进变动状态足,人就以向前行走,容易滑倒推器或者借力于其他物体来改自己的运划作用-反作用力例3船桨对水的作用力1桨向后推水,水被推向船后方桨水对的反作用力2桨水向前推,方向与作用力相反进船前3桨连传递给动进接船身,反作用力船,推船前划顿个应划桨时桨个船是牛第三定律的另一典型用当船者用向后推水,对水施加了一向后顿桨个的力(作用力),根据牛第三定律,水也会对施加一大小相等、方向相反的力(反作这个过桨传递给动动用力),即向前的力向前的反作用力通船,推船向前移划过传递链条这样划桨传递桨划船程中的力是的船者→→水(作用力);水→→船→船者传递(反作用力)正是由于作用力和反作用力作用在不同对象上(作用力作用在水上,反桨够进这个说作用力作用在和船上),才使得船能前例子很好地明了作用力与反作用力不够产动会相互抵消,而是能生有效的运效果发作用-反作用力例4火箭射喷火箭气原理发动烧产温压这从喷顿火箭机燃生高高气体,些气体火箭尾部出根据牛第三定律,火箭对气体施加向下的推力(作用力),气体也对火箭施加向这个动上的推力(反作用力)正是向上的反作用力推火箭升空动释量守恒解从动统总动没量守恒的角度看,火箭系(火箭+燃料)的量在有外力作时变喷获动为用保持不当火箭向下射燃料,燃料得向下的量,了保持总动变须获动现为动量不,火箭必得向上的量,表向上的运进太空推原理环没动过喷在太空真空境中,有空气可供推,但火箭仍然可以通射获这为顿动气体得推力是因根据牛第三定律和量守恒原理,不需质仅质喷产这要借助外部介,靠物的射就能生反方向的推力是火动箭能在太空中机的根本原理误常见区1作用力与反作用力会相互抵2作用力与反作用力作用在同消一物体上这个误总个是一常见解作用力与反作作用力与反作用力是作用在两虽这顿用力然大小相等、方向相反,但不同的物体上,是牛第三定律它们个作用在不同的物体上,因此不的核心特点如果两力作用在同墙时个它们会相互抵消例如,手推,手一物体上,就不是作用力与墙墙墙关对的推力作用在上,而对手反作用力的系,而可能是平衡力它们响组的反作用力作用在手上,影或其他力的合的是不同物体,不会抵消产3作用力与反作用力生的效果相同这质状态由于作用力与反作用力作用在不同物体上,且些物体的量、固定等可它们产墙时能不同,所以生的效果通常也不同例如,人推,人可能后退,而墙变喷时轻质获质可能只有微小形;火箭气,气体得很大速度,而量大的火箭较加速度小练习应第七部分与用识别练习题力的受力分析方法典型例解析种识别统骤过题学会在各情境中不同掌握系的受力分析步,通分析和解答典型例,类弹型的力,包括重力、包括确定研究对象、找出所如物体在水平面上、斜面上绘图动电动力、摩擦力、浮力等,并理有作用力、制受力、分的运,梯运中的受力它们动状态变解的作用方式和效果析力的平衡或运等化等,深化对力学原理的这应识这决问题应是用力学知的第一是解力学的基本方理解和用能力步法实际问题决解识应实际将力学知用到生活术问题和技中,如交通工具设计动的、体育运的技巧、工具的使用等,体会力学在现实世界中的重要作用受力分析方法骤步1确定分析对象进们么这简单复杂在行受力分析前,首先要明确我要研究的对象是什看似,但在系统选择决问题关键时统为个中合适的分析对象是解的有候需要将系分解几独立的部别分分分析骤步2找出所有力及来源细弹这仔分析对象受到的所有力,包括重力、支持力、摩擦力、力等,并找出些力的遗个须来源重要的是不要漏任何力,也不要凭空添加不存在的力每力都必有明确的来源骤图步3画出受力头图应将所有作用在物体上的力用箭表示出来,注意力的方向、大小和作用点受力该够观况为续础清晰、准确,能直地展示物体的受力情,后分析提供基骤动状态步4分析力的平衡或运图处状态还动状态为根据受力分析物体是于平衡是加速运如果所有力的合力零,物处为产体于平衡;如果合力不零,物体会生加速度,方向与合力方向一致题书桌例1放在面图分析对象与受力受力与分析书图们竖头竖头分析对象受力中,我用直向下的箭表示重力,直向上的箭表这个头线书示支持力两箭大小相等,方向相反,作用在同一直个条受到的力上,符合两力平衡的件产竖书动为顿
1.重力G由地球引力生,方向直向下,大小G=mg静止不的原因是所有外力平衡,合力零根据牛第一定桌桌书产竖为时线动状
2.面支持力F支由面对的支持生,方向直向上律,当物体所受合力零,物体保持静止或匀速直运态书开为况继续这个书书由于始是静止的,所以在合力零的情下保持静两力作用在同一物体()上,方向相反由于静止不动说这个这样为止,明两力大小相等,即F支=G=mg,合力零,书状态保持静止题赛例2拔河比绳赛负释子受力分析参者受力分析胜原理解赛绳时队赛个赛负决哪队够产在拔河比中,子同受到左右两人对于参者,每人需要克服地面的摩擦拔河比的胜取于一能生更队绳为动绳绳时响队员拉力的作用如果左对子的拉力F力才能拉子当人用力拉,人对大的合力影因素包括的力量大队绳为队绳时绳队员数条左,右对子的拉力F右,当两拉子施加拉力,同子对人也施加等大小、人、与地面的摩擦件、拉力时绳处状顿为协调够力相等(F左=F右),子于平衡反向的拉力(牛第三定律)了防止方向的性等胜利的一方通常能更态队动间协调个,保持静止如果一增大拉力,如F被拉,人需要借助脚与地面之的摩擦好地体力量,形成更大的合力,同则绳动则这为么赛时左F右,子会向左移,反之向力提供阻力就是什参者通常会利用好地面摩擦力提供必要的支撑动调右移整站姿,增大与地面的摩擦题电动例3梯运G电梯静止人受到的重力G与支持力F支大小相等G动匀速运支持力F支仍等于重力GG+ma加速上升支持力F支大于重力GG-ma加速下降支持力F支小于重力G电动动关经虑电电处动状态时发变现为梯运是研究物体受力与运系的典例子考站在梯中的人,当梯于不同运,人受到的支持力会生化,表人感到变这变过顿动释的重量化些化可以通牛运定律来解电时变为还额产电时变轻为当梯加速上升,人感到重,因除了克服重力外,需要外的力生向上的加速度;当梯加速下降,人感到,因部分重力产应减电为虽电用于生向下的加速度,支持力相小如果梯自由下落(支持力零),人会感到失重,然重力仍然存在,但由于人与梯一起加速下电没压落,相对梯有力题例4斜面上的物体受力分析力的分解个为1物体在斜面上受到三力重力G、斜面支持力重力G分解平行斜面分力G//和垂直斜面分力F支和摩擦力f G⊥2动状态实际应运分析用4时传带这当G//大于f,物体沿斜面下滑;当G//小于或斜坡、滑梯、斜面送等利用了一原理3时等于f,物体静止动问题时虑个为简为物体在斜面上的运是力学中的重要当物体放在斜面上,需要考三力重力G、斜面的支持力F支和摩擦力f了化分析,通常将重力分解个则导动平行于斜面和垂直于斜面两分力垂直分力G⊥与支持力F支大小相等方向相反,平行分力G//是致物体沿斜面运的原因动状态决关时值时物体的运取于平行分力G//与摩擦力f的系当G//大于f,物体会沿斜面加速下滑;当G//小于或等于f(静摩擦力的最大),物体保持静止倾这应传带斜面的角越大,平行分力G//越大,物体越容易下滑一原理广泛用于生活中的斜坡、滑梯、斜面送等应力学在生活中的用们处设计进动动转顿动力学原理在我的日常生活中无不在交通工具的和运行都基于力学原理自行车利用摩擦力提供前力,汽车的加速、制和向都涉及牛运定律,飞机的赖动满应篮虑轨远过蹬获够则产飞行依于升力和重力的平衡体育运中也充了力学用投需要考力的大小和方向以控制球的迹,跳需要通地得足的初速度,游泳利用推水生进的反作用力前领现桥设计虑种载层够们建筑和工程域更是力学原理的集中体梁的需要考各荷和支撑力的平衡,高建筑需要能承受重力和风力等外部作用在我使用的工具中,也包含了设计设远铰链侧获较撬轮组过转减巧妙的力学门把手通常置在离的一以得大力矩,杠杆工具如棍利用力臂比例放大力的效果,滑通多次向小所需的力现力学在自然中的表动动结构现释物运的力学原理植物的力学支撑自然象的力学解动动虽没它们发种许现释自然界中的物运是力学原理的完美体植物然有骨骼,但展出了各巧多自然象都可以用力学原理解河流现类状产结构应环弯动边结鸟飞行利用翅膀形生升力克服重妙的来支撑自身重量并适境力学要的曲是水流能与岸阻力长期作用的类过摆动树过树产力;鱼游泳通身体和尾巴推水,借求高大的木通粗壮的干分散重力,果;海浪形成是风力作用于水面生的能量进跃则锚结构既传递过层间时发助反作用力前;袋鼠跳利用腿部肌肉存根系提供稳定的固;竹子中空的;雪崩是当重力超雪摩擦力储释弹势实现转换这节够过缠规动椭圆状和放性能,高效能量省材料又提供足强度;藤蔓植物通生的大模滑;甚至地球的形也是动经过进够绕获则压维转产结些运方式都是长期化形成的,能得外部支撑;多肉植物利用膨力由于自生的离心力与重力共同作用的态这结构帮们这现最大限度地提高能量利用效率持形些都是力学原理在自然界的果力学助我理解些自然象的形成应用机制实验动测活量摩擦力实验骤步实验测块质计块器材实验首先量木量,算重力;将木放在水目的块测计垫纸桌测计动块记录块木、力、不同材料的板(如板、塑平面上,用力水平拉木,木响砝码这刚开动时块研究影摩擦力大小的因素,探究摩擦力与接料板、玻璃板等)、、刻度尺、天平好始运的力(最大静摩擦力)和木质压关验证们够变压动时动换触面性和力大小的系,摩擦力公式f些器材使我能改接触面材料和力大匀速运的力(滑摩擦力);更不同材过实验养实从它们响复测块砝码变=μN通培学生的科学探究能力和小,而研究对摩擦力的影料的接触面重量;向木上增加改验规压复测变则别操作技能,加深对摩擦力律的理解力,重量;根据控制量原,分研压响究接触面材料和力对摩擦力的影实验动验证顿活牛第三定律实验实验骤数目的与器材步与据分析实验验证顿观关实验骤个弹测计绳连个测计本旨在牛第三定律,察作用力与反作用力的系,步如下将两簧力用子接;保持一力证它们时实验动个测计观记录个测计读数明大小相等、方向相反且同存在需要的器材包括固定,用手拉另一力;察并两力的;个弹测计绳过这简变复观记录个测计读数关两相同量程的簧力、子、支架、小车等通些改拉力大小,重察;分析两力的系单们观测的器材,我可以直地展示和量作用力与反作用力实验数应关个测计读数验证据分析注两力是否相等如果成功,实验们个测计连过动观它们读数论变个测计读数应终证中,我将两力接起来,通拉察的无如何改拉力大小,两力的始相等,明作这种设们够时测讨测误是否相等置使我能同量作用力和反作用力,直用力和反作用力大小相等、方向相反此外,可以探量差验证顿内减实验接牛第三定律的容的来源及小方法,提高的准确性和可靠性课练习堂问题类问题型示例思考方向单选题关说虑于力的法正确的是A.力可以考力的基本特性和作用效果变状变改物体的形B.力可以改物体动状态的运C.力是矢量D.以上都对题处状态时说它没虑状态判断当物体于静止,明考力的平衡有受到任何力的作用(判断对错)题况应顿分析分析人站在地面上的受力情,并用牛第三定律说别明作用力与反作用力分是什么?计题个质为桌应条算一量2kg的物体放在水平用摩擦力公式和力的平衡件面上,受到5N的水平拉力,已知物刚开动数体好始运,求静摩擦系课练习帮巩识检验养应决问题练习题概堂旨在助学生固所学知,理解程度,并培用力学原理解的能力涵盖了力的基本种类顿内单选题题题计题难既念、力的、力的平衡、牛第三定律等核心容,形式包括、判断、分析和算,度梯度合理,础题题有基又有拓展过应统规绘图应关在解答程中,学生注意力学分析的系性和范性,包括明确分析对象、找出所有作用力、制受力、用相骤计题别关单负过这练习够从应定律等步对于算,要特注位的一致性和物理量的正号通些,学生能不同角度理解和决问题用力学原理,提高分析和解的能力课总结程义力的定与特性间1力是物体的相互作用,具有大小、方向和作用点类常见力的型与特点弹2重力、力、摩擦力、浮力等及其特性条力的平衡件为线动3合力零,物体保持静止或匀速直运顿牛第三定律4作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在不同物体上过课习们统概规们认识间类通本程的学,我系地掌握了力学的基本念和律我到力是物体的相互作用,具有大小、方向和作用点三要素;了解了常见的力型,弹它们应习条顿关如重力、力、摩擦力和浮力,以及的特点和用;学了力的平衡件和受力分析方法;深入理解了牛第三定律中作用力与反作用力的系这识仅级概础们关从简单复杂设计动现些知不是理解更高力学念的基,也与我的日常生活密切相的行走、推拉物体,到的工程、体育运,都体了力学原理过这课们仅够识养维视观释决实际问题希望通门程,同学不能掌握知,更能培科学思方式,学会用物理学的角察和解世界,提高解的能力。
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