八、共點(diǎn)力作用下物體的平衡

　　1、物體的平衡：

　　物體的平衡有兩種情況：一是質(zhì)點(diǎn)靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)；二是物體不轉(zhuǎn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(此時(shí)的物體不能看作質(zhì)點(diǎn))

　　2、共點(diǎn)力作用下物體的平衡：

　�、倨胶鉅顟B(tài)：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體的加速度為零

　�、谄胶鈼l件：合力為零，亦即F合=0或∑Fx=0，∑Fy=0

　　a、二力平衡：這兩個(gè)共點(diǎn)力必然大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。

　　b、三力平衡：這三個(gè)共點(diǎn)力必然在同一平面內(nèi)，且其中任何兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，即任何兩個(gè)力的合力必與第三個(gè)力平衡

　　c、若物體在三個(gè)以上的共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，通常可采用正交分解，必有：

　　F合x(chóng)= F1x+ F2x + ………+ Fnx =0

　　F合y= F1y+ F2y + ………+ Fny =0  （按接觸面分解或按運(yùn)動(dòng)方向分解）

　　③平衡條件的推論：

　　當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，它所受的某一個(gè)力與所受的其它力的合力等值反向；

　　當(dāng)三個(gè)共點(diǎn)力作用在物體(質(zhì)點(diǎn))上處于平衡時(shí)，三個(gè)力的矢量組成一封閉的三角形按同一環(huán)繞方向。

　　3、平衡物體的臨界問(wèn)題：

　　當(dāng)某種物理現(xiàn)象（或物理狀態(tài)）變?yōu)榱硪环N物理現(xiàn)象（或另一物理狀態(tài)）時(shí)的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫臨界狀態(tài)�？衫斫獬�“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”。

　　臨界問(wèn)題的分析方法：

　　極限分析法：通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x取某個(gè)物理量推向極端（“極大”、“極小”、“極左”、“極右”）從而把比較隱蔽的臨界現(xiàn)象（“各種可能性”）暴露出來(lái)，便于解答。

　　易錯(cuò)現(xiàn)象：

　�。�1）不能靈活應(yīng)用整體法和隔離法；

　�。�2）不注意動(dòng)態(tài)平衡中邊界條件的約束；

　�。�3）不能正確制定臨界條件。

　　九、牛頓運(yùn)動(dòng)三定律

　　1、牛頓第一定律：

　　（1）內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止

　　（2）理解：

　�、偎�說(shuō)明了一切物體都有慣性，慣性是物體的固有性質(zhì)．質(zhì)量是物體慣性大小的量度（慣性與物體的速度大小、受力大小、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)）

　�、谒�揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(產(chǎn)生加速度)的原因，而不是維持運(yùn)動(dòng)的原因

　�、鬯�是通過(guò)理想實(shí)驗(yàn)得出的，它不能由實(shí)際的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證

　　2、牛頓第二定律：

　　內(nèi)容：物體的加速度a跟物體所受的合外力F成正比，跟物體的質(zhì)量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同

　　公式：

　　理解：

　�、偎矔r(shí)性：力和加速度同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失

　�、谑噶啃裕杭铀俣鹊姆较蚺c合外力的方向相同

　�、弁�體性：合外力、質(zhì)量和加速度是針對(duì)同一物體（同一研究對(duì)象）

　�、芡�一性：合外��、質(zhì)量和加速度的單位統(tǒng)一用SI制主單位⑤相對(duì)性：加速度是相對(duì)于慣性參照系的

　　3、牛頓第三定律：

　�。�1）內(nèi)容：

　　兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上

　�。�2）理解：

　�、僮饔昧�和反作用力的同時(shí)性。它們是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失，不是先有作用力后有反作用力。

　�、谧饔昧�和反作用力的性質(zhì)相同，即作用力和反作用力是屬同種性質(zhì)的力。

　�、圩饔昧�和反作用力的相互依賴性：它們是相互依��，互以對(duì)方作為自己存在的前提。

　　④作用力和反作用力的不可疊加性。作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不可求它們的合力，兩力的作用效果不能相互抵消。

　　4、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍：

　　對(duì)于宏觀物體低速的運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速的運(yùn)動(dòng))，牛頓運(yùn)動(dòng)定律是成立的，但對(duì)于物體的高速運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)速度接近光速)和微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律就不適用了，要用相對(duì)論觀點(diǎn)、量子力學(xué)理論處理。

　　易錯(cuò)現(xiàn)象：

　�。�1）錯(cuò)誤地認(rèn)為慣性與物體的速度有關(guān)，速度越大慣性越大，速度越小慣性越��；另外一種錯(cuò)誤是認(rèn)為慣性和力是同一個(gè)概念。

　　（2）不能正確地運(yùn)用力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度和加速度等參量的變化。

　　（3）不能把物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其受到的合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系正確運(yùn)用到輕繩、輕彈簧和輕桿等理想化模型上。

　　十、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（一）

　　1、運(yùn)用牛頓第二定律解題的基本思路

　�。�1）通過(guò)認(rèn)真審題，確定研究對(duì)象

　�。�2）采用隔離體法，正確受力分析

　　（3）建立坐標(biāo)系，正交分解力

　�。�4）根據(jù)牛頓第二定律列出方程

　�。�5）統(tǒng)一單位，求出答案

　　2、解決連接體問(wèn)題的基本方法是：

　　（1）選取最佳的研究對(duì)象。選取研究對(duì)象時(shí)可采取“先整體，后隔離”或“分別隔離”等方法．一般當(dāng)各部分加速度大小、方向相同時(shí)，可當(dāng)作整體研究，當(dāng)各部分的加速度大小、方向不相同時(shí)，要分別隔離研究

　�。�2）對(duì)選取的研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，依據(jù)牛頓第二定律列出方程式，求出答案

　　3、解決臨界問(wèn)題的基本方法是：

　�。�1）要詳細(xì)分析物理過(guò)程，根據(jù)條件變化或隨著過(guò)程進(jìn)行引起的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，找到臨界狀態(tài)和臨界條件

　　（2）在某些物理過(guò)程比較復(fù)雜的情況下，用極限分析的方法可以盡快找到臨界狀態(tài)和臨界條件

　　易錯(cuò)現(xiàn)象：

　　（1）加速系統(tǒng)中，有些同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為用拉力F直接拉物體與用一重力為F的物體拉該物體所產(chǎn)生的加速度是一樣的。

　�。�2）在加速系統(tǒng)中，有些同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為兩物體組成的系統(tǒng)在豎直方向上有加速度時(shí)支持力等于重力。

　　（3）在加速系統(tǒng)中，有些同學(xué)錯(cuò)誤地認(rèn)為兩物體要產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)拉力必須克服它們之間的最大靜摩擦力。

　　十一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（二）

　　1、動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題：

　　（1）已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況，基本解題思路是：

　�、俑鶕�(jù)受力情況，利用牛頓第二定律求出物體的加速度

　�、诟鶕�(jù)題意，選擇恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解相關(guān)的速度、位移等

　�。�2）已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，推斷或求出物體所受的未知力．基本解題思路是：

　　①根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度

　�、诟鶕�(jù)牛頓第二定律確定物體所受的合外力，從而求出未知力

　�。�3）注意點(diǎn)：

　�、龠\(yùn)用牛頓定律解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力情況分析和運(yùn)動(dòng)情況分析，要善于畫(huà)出物體受力圖和運(yùn)動(dòng)草圖．不論是哪類問(wèn)題，都應(yīng)抓住力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是通過(guò)加速度這座橋梁聯(lián)系起來(lái)的這一關(guān)鍵

　�、趯�(duì)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受力情況發(fā)生變化，要分段進(jìn)行分析，每一段根據(jù)其初速度和合外力來(lái)確定其運(yùn)動(dòng)情況；某一個(gè)力變化后，有時(shí)會(huì)影響其他力，如彈力變化后，滑動(dòng)摩擦力也隨之變化

　　2、關(guān)于超重和失重：

　　在平衡狀態(tài)時(shí)，物體對(duì)水平支持物的壓力大小等于物體的重力。當(dāng)物體在豎直方向上有加速度時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力就不等于物體的重力。當(dāng)物體的加速度方向向上時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力大于物體的重力，這種現(xiàn)象叫超重現(xiàn)象。

　　當(dāng)物體的加速度方向向下時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力小于物體的重力，這種現(xiàn)象叫失重現(xiàn)象。對(duì)其理解應(yīng)注意以下三點(diǎn)：

　�。�1）當(dāng)物體處于超重和失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力并沒(méi)有變化

　　（2）物體是否處于超重狀態(tài)或失重狀態(tài)，不在于物體向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)，即不取決于速度方向，而是取決于加速度方向

　�。�3）當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)(a=g)時(shí)，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等

　　易錯(cuò)現(xiàn)象：

　�。�1）當(dāng)外力發(fā)生變化時(shí)，若引起兩物體間的彈力變化，則兩物體間的滑動(dòng)摩擦力一定發(fā)生變化，往往有些同學(xué)解題時(shí)仍誤認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力不變。

　　（2）些同學(xué)在解比較復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)不認(rèn)真審清題意，不注意題目條件的變化，不能正確分析物理過(guò)程，導(dǎo)致解題錯(cuò)誤。

　�。�3）一些同學(xué)對(duì)超重、失重的概念理解不清，誤認(rèn)為超重就是物體的重力增加啦，失重就是物體的重力減少了。