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高中物理竞赛讲义:力、物体的平衡

专题一 力 物体的平衡

【扩展知识】

1.重力

物体的重心与质心

重心:从效果上看,我们可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心。

质心:物体的质量中心。

设物体各部分的重力分别为G1、G2……Gn,且各部分重力的作用点在oxy坐标系中的坐标分别是(x1,y1)(x2,y2)……(xn,yn),物体的重心坐标xc,yc可表示为

xc= Gx

Gi

ii=G1x1 G2x2 Gnxn Giyi=G1y1 G2y2 Gnyn , yc=G1 G2 GnG1 G2 GnGi

2.弹力

胡克定律:在弹性限度内,弹力F的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=k x,k为弹簧的劲度系数。

两根劲度系数分别为k1,k2的弹簧串联后的劲度系数可由

为k=k1+k2.

3.摩擦力

最大静摩擦力:可用公式F m=μ0FN来计算。FN为正压力,μ0为静摩擦因素,对于相同的接触面,应有μ0>μ(μ为动摩擦因素)

摩擦角:若令μ0=111=+求得,并联后劲度系数kk1k2Fm=tanφ,则φ称为摩擦角。摩擦角是正压力FN与最大静摩擦力F m的合FN

力与接触面法线间的夹角。

4.力的合成与分解

余弦定理:计算共点力F1与F2的合力F

F=F1 F2 2F1F2cos

φ=arctan22F2sin (φ为合力F与分力F1的夹角) F1 F2cos

高中物理竞赛讲义:力、物体的平衡

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