第2章 相互作用
第1节 重力 弹力 摩擦力
一、重力和重心
1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。
2.大小:与物体的质量成正比,即G=mg。可用弹簧测力计测量重力。
3.方向:总是竖直向下的。
4.重心:其位置与物体的质量分布和形状有关。
5.重心位置的确定
质量分布均匀、形状规则的物体,重心在其几何中心;对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板,重心可用悬挂法确定。
二、形变、弹性、胡克定律
1.形变
物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变。
2.弹性
(1)弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力能够恢复原状的形变。
(2)弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度。
3.弹力
(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。
(2)产生条件:物体相互接触且发生弹性形变。
(3)方向:弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。
4.胡克定律
(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式:F=kx。
①k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定。
②x是形变量,但不是弹簧形变以后的长度。
三、滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力
1.静摩擦力与滑动摩擦力对比
名称
项目
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静摩擦力
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滑动摩擦力
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定义
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两相对静止的物体间的摩擦力
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两相对运动的物体间的摩擦力
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产生条件
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(1)接触面粗糙
(2)接触处有压力
(3)两物体间有相对运动趋势
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(1)接触面粗糙
(2)接触处有压力
(3)两物体间有相对运动__
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大小
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(1)静摩擦力为被动力,与正压力无关,满足0<f≤f静max
(2)最大静摩擦力f静max大小与正压力大小有关
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F=μN
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方向
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与受力物体相对运动趋势的方向相反
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与受力物体相对运动的方向相反
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作用效果
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总是阻碍物体间的相对运动趋势
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总是阻碍物体间的相对运动
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2.动摩擦因数
(1)定义:彼此接触的物体发生相对运动时,摩擦力的大小和压力的比值,μ=。
(2)决定因素:与接触面的材料和粗糙程度有关。