解读力学中三种基本的力
力学的三大基本观点及其应用
力学的三大基本观点及其应用一、力学的三个基本观点：力的观点: 牛顿运动定律、运动学规律动量观点：动量定理、动量守恒定律能量观点：动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律例1．质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上匀速前进，速度为v0 ,某时刻拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现．若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为μ,那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？小结：先大后小，守恒优先变1：质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进，当速度为v0时拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现．若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为μ，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大?小结:涉及时间,动量定理优先变2: 质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上匀速前进，中途拖车脱钩，待司机发现时,汽车已行驶了L 的距离,于是立即关闭油门．设运行过程中所受阻力与重力成正比,汽车牵引力恒定不变,汽车停下时与拖车相距多远？小结：涉及位移,动能定理优先二、力的观点与动量观点结合：例2．如图所示，长 12 m、质量为 50 kg 的木板右端有一立柱，木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩因数为 0.1，质量为 50 kg 的人立于木板左端,木板与人均静止，当人以 4 m/s2的加速度匀加速向右奔跑至板右端时立即抱住立柱，（取 g＝10 m/s2）试求：（1)人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小．(2)人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间．(3)人抱住立柱后，木板向什么方向滑动？还能滑行多远的距离？三、动量观点与能量观点综合：例3．如图所示,坡道顶端距水平面高度为 h，质量为 m1的小物块 A 从坡道顶端由静止滑下，在进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使 A 制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线 M 处的墙上，另一端与质量为 m2的挡板 B 相连，弹簧处于原长时，B 恰位于滑道的末端 O 点．A 与 B 碰撞时间极短，碰后结合在一起共同压缩弹簧，已知在 OM 段 A、B 与水平面间动摩擦因数均为μ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为 g,求：(1）物块 A 在与挡板 B 碰撞前瞬间速度 v 的大小．（2）弹簧最大压缩量为 d 时的弹性势能 E p(设弹簧处于原长时弹性势能为零）．四、三种观点综合应用：例4．对于两物体碰撞前后速度在同一直线上，且无机械能损失的碰撞过程，可以简化为如下模型：A、B 两物体位于光滑水平面上，仅限于沿同一直线运动．当它们之间的距离大于等于某一定值 d 时，相互作用力为零,当它们之间的距离小于 d 时，存在大小恒为 F 的斥力．设 A 物体质量 m1＝1.0 kg，开始时静止在直线上某点；B 物体质量 m2＝3。
力的概念知识归纳,高考物理必知!
力的概念知识归纳，高考物理必知！
力是物体对物体的作用，是物体产生加速度的原因。
以下是关于力的概念知识归纳：
1. 力的三要素：大小、方向、作用点。
2. 力的分类：按性质分重力、弹力、摩擦力等；按效果分拉力、压力、支持力等。
3. 重力：由于地球的吸引而产生的力，方向竖直向下，大小与物体的质量成正比。
4. 弹力：物体由于发生弹性形变而产生的力，方向与形变的方向相反，常见的有弹簧的弹力、绳的拉力等。
5. 摩擦力：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力。
6. 力的合成与分解：遵循平行四边形定则。
7. 牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
8. 牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同。
9. 牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
三种典型力学模型的分析
弹性力学模型的应用
在工程领域中，弹性力学模型 广泛应用于各种结构分析，如 桥梁、建筑和机械零件等。
通过弹性力学模型，工程师可 以预测结构的变形和应力分布 ，从而优化设计。
在材料科学中，弹性力学模型 用于研究材料的性质和行为， 如材料的弹性模量、泊松比等 。
弹性力学模型的优缺点
优点
弹性力学模型简单易懂，适用于大多数工程问题。它能够很 好地预测结构的应力和变形，为工程设计提供可靠依据。
量子力学模型
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优点是适用于微观、无质量的物体，缺点是描述物体运动状态
不确定，难以理解。
THANKS
感谢观看
缺点
对于一些复杂结构或特殊材料，弹性力学模型可能无法给出 准确的预测结果。此外，弹性力学模型忽略了材料的塑性和 疲劳等特性，因此在实际应用中可能存在局限性。
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塑性力学模型
塑性力学基础
塑性力学是研究材料在塑性变形阶段行为规律的学科，主要关注材料在外力作用下 发生的不可逆变形。
塑性力学基于三大基本假设：应力应变关系、塑性势函数和流动法则。
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三种模型的比较与选择
应用场景比较
牛顿力学模型
适用于低速、宏观、有质 量的物体，如汽车、建筑 等。
相对论力学模型
适用于高速、微观、有质 量的物体，如光子、电子 等。
量子力学模型
适用于微观、无质量的物 体，如光子、电子等。
适用条件比较
牛顿力学模型
适用于物体运动速度远低于光速，且物体质量较大。
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流体力学模型
流体力学基础
牛顿流体定律
流体力学的基本定律，描述了流体运动的规律和 性质。
力学中的三大力及力的合成与分解
力学中的三大力及力的合成与分解一、知能要点（一）对力的认识：1．力的概念：力是物体间的相互作用 2．力的基本性质：（1）物质性（任何一个力必然联系着两个物体，一个是施力物体，另一个是受力物体） （2）相互性（力总是成对出现的：作用力与反作用力） （3）矢量性（既有大小又有方向）（4）瞬时性（力的瞬时性，指的是力与其作用效果是在同一瞬间产生：力和加速度同时产生、同时变化、同时消失）（5）独立性（某个力的作用效果与其它力是否存在毫无关系，只由该力的三要素来决定） 3．力的作用效果：使物体发生形变和改变物体运动状态（产生加速度）。
4．力的分类：（1）按力的性质命名：如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力（含有：电场力、安培力、洛仑兹力）、核力等。
（2）按力的效果命名：如拉力、压力、支持力、下滑力、动力、阻力、浮力、向心力、回复力、分力、合力、斥力、吸力等。
（二）．三种常见力的产生条件及方向特征：力学范围内的三种常见力指的是重力、弹力和摩擦力。
这三种常见的产生条件及方向特征如下表所示：（三）力的合成与分解1、等效的原则：力的作用效果相同我们可以用一个力取代几个力（合成），也可以用几个力取代某一个力（分解），所有这些代换，都不能违背等效的原则。
2、一些有用的结论：（1）两个大小分别为F 1和F 2的力的合力大小F 的取值范围为21F F ≤F ≤F 1+F 2（2）当F 1=F 2=F0，两个分力的夹角θ，合力F ：A:θ=0，F=2F 0 B:θ=600，F=03F C:θ=900，F=02F D:θ=1200，F=F 0 E:θ=1800，F=0由此也可以得出：当两个大小不变的分力夹角变大时，合力变小。
二、知能运用典型例题例题1.如图1-4所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A 、B 。
它们的质量分别为m A 、m B ，弹簧的劲度系数为k , C 为一固定挡板。
系统处于静止状态。
高考物理-专题2.3 力学中三种力(能力篇)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分相互作用专题2.3．力学中三种力（能力篇）一．选择题1..(2019·洛阳六校联考)把一个重为G的物体，用一个水平力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直且足够高的平整的墙上，如图所示，从t ＝0开始物体所受的摩擦力F f随时间t的变化关系可能正确的是【名师解析】由推力F的表达式F＝kt可知，力F从零逐渐增大．当力F比较小时，物体沿墙壁下滑，物体所受的摩擦力为滑动摩擦力，大小为F f＝μF＝μkt，即滑动摩擦力与时间t成正比．当滑动摩擦力F f＝G 时，物体的速度达到最大，当F f＞G时物体开始做减速运动，物体所受的滑动摩擦力继续随时间而增大．当物体速度减为零后，物体静止在墙壁上，此后摩擦力变为静摩擦力．根据平衡条件可知此后静摩擦力F f＝G 保持不变．所以从t ＝0开始物体所受的摩擦力F f随时间t的变化关系可能正确的是图象B。
【参考答案】B2. （2019河北衡水质检）如图所示，a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上，并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。
已知b球质量为m，杆与水平面成角，不计所有摩擦，重力加速度为g。
当两球静止时，Oa绳与杆的夹角也为，Ob绳沿竖直方向，则下列说法正确的是A. a可能受到2个力的作用B. b可能受到3个力的作用C. 绳子对a的拉力等于mgD. a的重力为【参考答案】C【名师解析】对a球受力分析可知，a受到重力，绳子的拉力以及杆对a球的弹力，三个力的合力为零，故A错误；对b球受力分析可知，b受到重力，绳子的拉力，两个力合力为零，杆子对b球没有弹力，否则b不能平衡，故B错误；由于b受到重力和绳子拉力处于平衡状态，则绳子拉力，同一根绳子上的拉力相等，故绳子对a的拉力等于mg，故C正确；分别对AB两球分析，运用合成法，如图，根据正弦定理列式得：解得：，故D错误。
【名师点拨】分别对ab两球分析，运用合成法，用T表示出ab两球的重力，同一根绳子上的拉力相等，即绳子ab两球的拉力是相等的，根据正弦定理列式求解。
物理中的基本力学定律
物理中的基本力学定律物理学是自然科学的一个重要分支，研究物质的运动规律、相互作用以及能量转化等。
在物理学中，有一些基本的力学定律被广泛应用于解释和预测物体的运动状态。
本文将介绍几个在物理中常见且重要的基本力学定律。
一、牛顿第一定律：惯性定律牛顿第一定律，也被称为惯性定律。
它表述了物体在没有外力作用时保持静止或匀速直线运动的性质。
换句话说，物体会继续保持它们的运动状态，直到外力造成它们发生改变。
这个定律为研究物体的运动提供了一个参考框架。
二、牛顿第二定律：力的作用定律牛顿第二定律是力学中最为著名且重要的定律之一。
它表明了力与物体的加速度之间的关系。
根据这个定律，当一个物体受到外力作用时，它的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
用公式表示为 F = ma，其中 F 表示力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。
三、牛顿第三定律：作用与反作用定律牛顿第三定律也被称为作用与反作用定律。
它指出，当一个物体对另一个物体施加力时，另一个物体也会对第一个物体施加一个大小相等、方向相反的力。
简单来说，对于任何施加力的物体，都会受到同样大小、相反方向的反作用力。
四、引力定律引力定律是描述物体之间相互吸引力的定律。
它由牛顿在17世纪提出，也被称为万有引力定律。
该定律表明，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
用公式表示为 F = G(m1m2/r^2)，其中 F 表示引力的大小，m1 和 m2 表示两个物体的质量，r 表示它们之间的距离，G 则为引力常数。
五、摩擦力摩擦力是物体接触表面之间的相互作用力。
它可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是在物体接触表面上没有发生相对运动时的摩擦力，而动摩擦力则是两个物体相对运动时的摩擦力。
摩擦力的大小取决于物体之间的粗糙程度以及它们之间的压力。
六、弹力弹力是弹簧或弹性体受力时产生的力。
弹力的大小与物体受力的形变程度成正比。
当物体被压缩或拉伸时，弹簧或弹性体会产生一个与形变方向相反的力，这个力就是弹力。
力学三大基本观点
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题2.（05全国理综Ⅲ,25）如图所示，一对杂技演员（都视 为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发 绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男 演员沿水平方向推出，然后自已刚好能回到高处A 。求男演 员落地点C 与O 点的水平距离S。已知男演员质量m1，和女 演员质量m2之比m1:m2=2:1,秋千的质量不计，秋千的摆长为 R , C 点比O 点低5R。
在电磁学中只要涉及到 力的问题都可以运用三 大观点来解题
练习. 两个材料相同、高度相同、上表面粗糙程度相同的A、B紧 靠着放在光滑水平面上，质量分别是 mA =5kg 、 mB=3kg ，如图 所示，另一质量 mC=2kg的铅块（体积可忽略）以相对于地面的 水平初速度 v0=8m/s沿 A 表面运动，最后停在 B 上． C 在 A 上滑过 的 时 间 t=0.8s ， 且 滑 过 A 时 相 对 于 地 的 速 度 为 vC=3m/s ， 取 g=10m/s.求： ① 木块B的最大速度 ② C与A、B的动摩擦因数 ③ 要使C不从B上滑出，B的长度最小是多少？ (保留两位小数)
例2 (97年全国卷25题)质量为m的钢板与直立轻弹簧 的上端连接，弹簧下端固定在地上．平衡时，弹簧 的压缩量为x0，如图下图所示．一物块从钢板正上方 距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板 一起向下运动，但不黏连．它们到达最低点后又向 上运动．已知物块质量也为m时，它们恰能回到O 点．若物块质量为2m，仍从A 处自由落下， 则物块与钢板回到O点时，还具 有向上的速度．求物块向上运动 到达的最高点与O点的距离？
2 4R 1 gt , S v1t 2
2 m2 gR 1 m v 2 2 2
理论力学中的基本概念和原理解析
理论力学中的基本概念和原理解析理论力学是研究物体运动的规律和力的作用的学科，它是物理学的基础和核心之一。
在理论力学中，有许多基本概念和原理，它们是我们理解和解释物体运动的重要工具。
本文将对理论力学中的一些基本概念和原理进行解析。
1. 质点和刚体在理论力学中，我们通常将物体简化为质点或刚体来进行研究。
质点是指物体的质量集中在一个点上，忽略物体的大小和形状。
刚体是指物体内部各点之间的相对位置保持不变，不发生形变。
2. 运动的描述为了描述物体的运动，我们需要引入坐标系和参考系。
坐标系是用来描述物体位置的系统，常见的有直角坐标系和极坐标系。
参考系是用来描述物体相对于其他物体的运动的系统，常见的有惯性参考系和非惯性参考系。
3. 牛顿定律牛顿定律是理论力学的基石，它描述了物体受力和运动之间的关系。
牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出物体在没有外力作用时保持静止或匀速直线运动。
牛顿第二定律，也称为动力学定律，指出物体受力与加速度之间的关系，力等于质量乘以加速度。
牛顿第三定律，也称为作用-反作用定律，指出任何作用力都会有一个相等大小、方向相反的反作用力。
4. 动能和势能在理论力学中，我们还引入了动能和势能的概念。
动能是物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关。
势能是物体由于位置而具有的能量，它与物体的位置和力的性质有关。
在物体运动过程中，动能和势能可以相互转化。
5. 动量和角动量动量是物体运动的量度，它等于物体的质量乘以速度。
根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度，所以力也可以理解为动量的变化率。
角动量是物体绕某一轴旋转时的量度，它等于物体的质量乘以角速度。
6. 能量守恒和动量守恒在理论力学中，能量守恒和动量守恒是非常重要的原理。
能量守恒指出在一个孤立系统中，能量的总量保持不变，只能从一种形式转化为另一种形式。
动量守恒指出在一个孤立系统中，动量的总量保持不变，只能在物体之间相互转移。
7. 平衡和稳定性在理论力学中，我们还研究物体的平衡和稳定性。
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解读力学中三种基本的力
一、重力
1、由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。
计算公式为：G=mg；方向竖直向下。
2、重心：物体所受重力的等效作用点。
物体衷心的位置与物体的的形状以及质量分布有关。
质量分布均匀且有规则几何形状的物体的重心就在其几何中心上，不过需要注意的是，物体的重心不一定在物体上，可以在物体之外，比如圆环的重心就在圆环之外。
3、重力是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的，但重力并不等同于该力，它仅仅是万有引力的一个分力，因此，同一物体在地球上不同纬度处的重力大小是不同的，虽然它们的差别很小。
二、弹力
1、产生的条件：两个物体直接接触且产生弹性形变。
2、方向：弹力的方向与物体的形变方向相反，具体情形有
（1）：轻绳只能产生拉力，方向沿着绳子且指向绳子收缩的方向；
（2）：轻杆产生的弹力，既可以产生压力，也可以产生拉力，而且方向不一定沿着杆子；（3）：弹簧产生的压力或者拉力的方向沿着轴线的方向；
（4）：压力和支持力方向总垂直于接触面，指向受力物体。
3、弹力的大小
（1）：弹簧的弹力根据虎克定律F=kx来计算；
（2）：一般物体受到的非弹簧类弹力的大小，应该根据其具体的运动状态，利用平衡条件或者动力学规律进行解答。
4、弹力的判断
对于两个接触的物体之间是否存在着弹力作用的判断，是我们学习过程中的一个难点，特别是对于那些微小形变的情形，所以分析弹力是否产生时要注意两个条件：接触而且要相互挤压发生弹性形变。
当难以直接进行判断时，我们可以采用假设法，即先假设弹力存在，再结合物体的具体运动状态看假设的前提是否和物体当前的状态相符合；或者我们可以采用隔离法进行分析，即将与研究对象相接触的物体一一拿走，看所研究的对象的运动状态是否发生变化。
例1、如图1所示，静止在光滑水平面上的均匀圆球A，紧贴着挡板MN，这时圆球是否受到挡板的弹力作用？
解析1、假设法。
假设挡板对球的弹力为N/，方向斜向上，同时球还受到重力和地面的支持力作用，在水平方向N/的分力向右，会产生向右的加速度，但事实上，球处于静止状态，所以挡板对球没有弹力的作用。
解析2、隔离法。
把挡板MN拿走，球的状态没有改变，所以挡板对球没有弹力的作用。
例2、如图2所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于平衡状态，则小球受
到的力是（）
A、重力、绳子的拉力；
B、重力、斜面的弹力；
C、重力、绳子的拉力、斜面的弹力；
D、绳子的拉力、斜面的弹力。
解析、细绳竖直拉紧，小球受到重力和竖直向上的拉力，利用假设法或者隔离法很容易判断出，斜面对小球没有支持力。
故选A。
三、摩擦力
1、静摩擦力
两个直接接触的物体，当接触面存在相对运动趋势却又没有相对运动时，接触面间就会产生阻碍相对运动的静摩擦力。
（1）、产生条件：物体间相互接触具有正压力；接触面不光滑；物体间具有相对运动趋势。
（2）、方向：与接触面相切，且和相对运动趋势方向相反。
（3）、静摩擦力的大小：取值范围为0<f<fm，其中fm为两物体之间的最大静摩擦力。
静摩擦力的到小既跟物体所受的外力有关，还跟物体的运动状态有关，所以，其大小要根据物体所处的状态，由平衡条件或者牛顿定律求解。
2、静摩擦力存在的判断
（1）、假设法。
即假设接触面光滑，看物体是否发生相对运动。
若发生相对运动，则说明物体原来有相对运动的趋势，物体受到静摩擦力的作用。
此时假设接触面光滑后物体的相对运动方向就是原来物体的相对运动趋势的方向，从而也可以进一步确定静摩擦力的方向。
（2）、由物体所处的状态，用动力学规律来解答。
例3、如图3所示，物体B压在物体A上，它们一起处于光滑水平地面上，外力F作用在A 物体上，使得它们一起运动，试分析B物体所受的摩擦力。
解析1、假设法。
假设B不受摩擦力，当F使得物体A向右加速运动时，物体B 将保持原来的静止状态，经过一段时间后，物体B相对物体A 向左运动，即物体B相对于A有向左运动的趋势，B受到摩擦力的作用，且方向想右。
解析2、力F使得物体A、一起向右加速运动，对于B来说，其水平方向上唯一能受到的力就是摩擦力，由牛顿第二定律可知，B受到的摩擦力方向向右，大小为f=ma，其中m为物体B的质量，a为物体B的加速度。
3、滑动摩擦力
（1）、大小：滑动摩擦力与正压力成正比，f=μN，N指的是对接触面的压力，大小不一定等于物体的重力。
（2）、方向：沿着接触面，与物体的相对运动方向相反。
（3）、滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，并不总是阻碍物体相对于地面的运动，有
时它还充当物体运动的动力，对物体做正功。
例如，如图4所示，在运行的传送带上放一个初速度为零的物体A ，在物体A 未达到与传送带速度相等之前，A相对于传送带向左滑动，但是相对于地面向右运动，所以物体所受的滑动摩擦力的方向与其运动方向相同。
此时滑动摩擦力是物体A相对于地面运动的动力，对物体A做正功。
类似的还有人走路时脚所受的摩擦力的情景。