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2021年初中物理竞赛基础版系列讲义-09力与运动

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第9讲 力与运动
9.1 学习提要
9.1.1 力的合成
1. 合力与分力
一个力单独对物体作用效果与另外几个力共同作用效果相同,可以把这个力叫做那几个力的合力,把那几个力叫做这个力的分力。
力的合成与分解是等效替代法的应用。
2. 同一直线上的两个力的合成
同向:合力 F=F1+F2
反向:合力 F=|F1-F2|(合力的方向与较大的那个力的方向一致)

9.1.2 摩擦力
1. 平衡力
当物体在两个力作用下,处于静止或匀速直线运动状态时,可以把这两个力叫做一对平衡力。
2. 二力平衡条件
作用在同一物体上的两个共点力,如果大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。根据二力合成可知,彼此平衡的两个力合力为零。

9.1.3 牛顿第一定律
1. 惯性
物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。惯性是物体的一种属性,物体惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动速度大小无关。
2. 牛顿第一定律
一切物体总保持原来的静止或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种运动状态为止,这就是牛顿第一定律。这一定律是在大量事实的基础上,通过理想实验的方法,即进一步推理而概括得出的。

9.1.4 力与物体运动的关系
力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。


9.1.5 牛顿第三定律
当一个物体对另一个物体施加一个力的作用时,它必然同时受到一个受力物体对它的反作用力的作用,且两个力作用在同一直线上,大小相同,方向相反,这就是牛顿第三定律。
作用力与反作用力是两个物体间的相互作用,并不是作用在同一个物体上的两个力,所以不能对其进行力的合成,两个力的作用效果也不能抵消。

9.2 难点解释
9.2.1 对物体进行受力分析的步骤
1. 分析步骤
首先要确定分析对象,把分析对象从整个物理情景中单独隔离出来。
然后可以按照从易到难的次序,先来确定物体所受的重力(除题目中指出物体的重力不计,或轻杆、轻绳的重力均不计外)。
接下来找出整个情景中与分析对象的物体,先后分析每个物体对研究对象的作用,通常会先对弹力进行分析,判断物体对研究对象是否存在弹力作用(无弹力,则此接触面一定无摩擦力);如果存在弹力作用的话,可根据摩擦力产生的条件对摩擦力进行分析,判断接触面是否粗糙,观察相接触的物体之间是否有相对运动或相对运动趋势。
有时能够先判断出摩擦力存在,再根据摩擦力的产生条件来确定物体间存在弹力作用。
最后在分析判断物体是否还受到拉力或其他作用力的作用。
2. 说明
对物体进行受力分析,在很多情况下可能难以直接分析全面,还要通过对它的运动状态及其状态所对应的受理条件进行综合分析来确定。如利用平衡法来确定弹力和摩擦力(见例题精析),或利用对作用力的分析来确定反作用力。

9.2.2 对牛顿第一定律的理解
1. 物体受力情况与其运动状态的关系
当物体所受合外力为零时,它必然保持原来的静止状态或匀速直线运动状态,反之,它的运动状态必然发生变化,或者速度的大小发生变化,或者运动的方向发生变化,或者二者兼而有之。
2. 惯性与惯性定律
物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性,所以牛顿第一定律也叫惯性定律。
9.3 例题解析
9.3.1 同一直线上二力合成的计算

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