中學(xué)物理力學(xué)知識(shí)點(diǎn)精講與練習(xí)物理學(xué)是一門研究物質(zhì)最普遍、最基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，而力學(xué)則是物理學(xué)的基石，是我們理解世界如何運(yùn)作的一把鑰匙。從蘋果落地到行星運(yùn)轉(zhuǎn)，從橋梁的建造到汽車的飛馳，無不與力學(xué)息息相關(guān)。對(duì)于中學(xué)生而言，學(xué)好力學(xué)不僅能為后續(xù)物理學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，更能培養(yǎng)邏輯思維能力和解決實(shí)際問題的能力。本文將帶你系統(tǒng)梳理中學(xué)物理力學(xué)的核心知識(shí)點(diǎn)，并通過針對(duì)性練習(xí)鞏固深化理解。一、力的基本概念1.1力的定義與作用效果力是物體對(duì)物體的作用。這種作用看不見摸不著，卻能通過物體的狀態(tài)變化被我們感知。力的作用效果主要有兩個(gè)方面：*改變物體的形狀：例如，用力捏橡皮泥，橡皮泥會(huì)發(fā)生形變；拉彈簧，彈簧會(huì)伸長(zhǎng)。*改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：這里的“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”包括速度的大小和方向。例如，靜止的足球被踢飛（速度大小改變），運(yùn)動(dòng)的皮球被接?。ㄋ俣却笮「淖儯?，或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到側(cè)向力而轉(zhuǎn)彎（速度方向改變）。需要強(qiáng)調(diào)的是，力不能脫離物體而單獨(dú)存在。一個(gè)力必然涉及兩個(gè)物體：施力物體和受力物體。1.2力的三要素與力的示意圖力的作用效果由三個(gè)要素決定，稱為力的三要素：*力的大?。罕硎玖Φ膹?qiáng)弱程度，國(guó)際單位制中主單位是牛頓，簡(jiǎn)稱牛，符號(hào)是N。*力的方向：力是有方向的物理量。例如，重力的方向是豎直向下，拉力的方向是沿著繩子指向繩子收縮的方向。*力的作用點(diǎn)：力施加在物體上的具體位置。作用點(diǎn)不同，有時(shí)也會(huì)影響力的作用效果，比如用同樣大小和方向的力推門，推在門把手上和推在門軸附近，效果截然不同。為了直觀地表示力，我們常用力的示意圖。畫力的示意圖時(shí)，要注意：1.確定受力物體。2.找到力的作用點(diǎn)（通常畫在物體的重心，對(duì)于形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體，重心在其幾何中心）。3.從作用點(diǎn)沿力的方向畫一條帶箭頭的線段，箭頭的方向表示力的方向。4.線段的長(zhǎng)度（在同一個(gè)示意圖中）大致表示力的大小。5.在箭頭旁標(biāo)出力的符號(hào)和大?。ㄈ绻阎?。1.3力的作用是相互的我們踢足球時(shí)，腳對(duì)球施加了力，同時(shí)腳也會(huì)感到球的反作用力。這表明，物體間力的作用是相互的。一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加力時(shí)，必然同時(shí)受到另一個(gè)物體對(duì)它施加的力。我們把其中一個(gè)力叫做作用力，另一個(gè)力就叫做反作用力。作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，且分別作用在兩個(gè)不同的物體上。二、常見的力2.1重力定義：由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力，通常用字母G表示。施力物體：地球。大?。何矬w所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。公式為G=mg，其中g(shù)是重力加速度，在地球表面附近，g約等于9.8N/kg（粗略計(jì)算時(shí)可取10N/kg）。方向：豎直向下（指向地心，與水平面垂直）。作用點(diǎn)：物體的重心。2.2彈力定義：物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力叫做彈力。產(chǎn)生條件：1.物體間相互接觸；2.物體發(fā)生彈性形變（物體在形變后能恢復(fù)原狀的形變）。常見彈力：壓力、支持力、拉力、推力等。方向：*壓力：垂直于接觸面，指向被壓物體。*支持力：垂直于接觸面，指向被支持物體。*拉力：沿著繩子（或彈簧），指向繩子（或彈簧）收縮的方向。大?。涸趶椥韵薅葍?nèi)，彈簧的彈力大小跟彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）的長(zhǎng)度成正比，即胡克定律：F=kx。其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為形變量。對(duì)于一般的彈力，其大小需根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用平衡條件或牛頓第二定律求解。2.3摩擦力定義：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這種力叫做摩擦力。產(chǎn)生條件：1.物體間相互接觸并擠壓（存在彈力）；2.接觸面粗糙；3.物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。分類：*靜摩擦力：兩個(gè)物體之間只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，而沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。例如，推桌子沒推動(dòng)，桌子與地面間的摩擦力。靜摩擦力的大小隨外力的變化而變化，范圍在0到最大靜摩擦力之間。其方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。*滑動(dòng)摩擦力：兩個(gè)物體之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。例如，黑板擦在黑板上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力?；瑒?dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，公式為f=μN(yùn)，其中μ是動(dòng)摩擦因數(shù)，N是壓力。其方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。*滾動(dòng)摩擦力：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。滾動(dòng)摩擦力遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦力。三、力的合成與分解3.1合力與分力如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力，而那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力。3.2力的合成求幾個(gè)力的合力的過程叫做力的合成。*同一直線上二力的合成：1.方向相同：合力大小等于兩個(gè)分力大小之和，方向與兩個(gè)分力方向相同。即F合=F1+F2。2.方向相反：合力大小等于兩個(gè)分力大小之差，方向與較大的那個(gè)分力方向相同。即F合=|F1-F2|。*互成角度的二力合成：遵循平行四邊形定則。即以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。（注：初中階段對(duì)互成角度的力的合成要求不高，了解平行四邊形定則即可，重點(diǎn)掌握同一直線上的力的合成。）3.3力的分解求一個(gè)已知力的分力的過程叫做力的分解。力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，同樣遵循平行四邊形定則。在實(shí)際問題中，通常根據(jù)力的作用效果來分解力。例如，斜面上物體的重力，通常分解為沿斜面向下的分力和垂直斜面向下的分力。四、運(yùn)動(dòng)和力4.1牛頓第一定律（慣性定律）內(nèi)容：一切物體在沒有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。理解：*“沒有受到力的作用”是理想情況，實(shí)際中不受力的物體是不存在的。但當(dāng)物體受到的合力為零時(shí)，其效果與不受力相同。*定律揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。*物體具有保持原來靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫做慣性。牛頓第一定律也叫做慣性定律。*慣性是物體的固有屬性，一切物體在任何情況下都有慣性。慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大。4.2二力平衡平衡狀態(tài)：物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說物體處于平衡狀態(tài)。二力平衡條件：當(dāng)物體在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，這兩個(gè)力就稱為平衡力。二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個(gè)力，大小相等，方向相反，并且在同一條直線上。（即：同體、等大、反向、共線）相互作用力與平衡力的區(qū)別：相互作用力作用在兩個(gè)不同的物體上，而平衡力作用在同一個(gè)物體上。五、簡(jiǎn)單機(jī)械5.1杠桿定義：在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫做杠桿。五要素：*支點(diǎn)（O）：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)。*動(dòng)力（F1）：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。*阻力（F2）：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。*動(dòng)力臂（l1）：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。*阻力臂（l2）：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。杠桿平衡條件（杠桿原理）：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。分類：*省力杠桿：動(dòng)力臂大于阻力臂，省力但費(fèi)距離。例如：撬棒、羊角錘。*費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂小于阻力臂，費(fèi)力但省距離。例如：筷子、釣魚竿。*等臂杠桿：動(dòng)力臂等于阻力臂，不省力也不費(fèi)力，不省距離也不費(fèi)距離。例如：天平。5.2滑輪定滑輪：軸固定不動(dòng)的滑輪。*實(shí)質(zhì)：等臂杠桿。*特點(diǎn)：不省力，但能改變力的方向。動(dòng)滑輪：軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪。*實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂是阻力臂二倍的省力杠桿。*特點(diǎn)：能省一半的力，但不能改變力的方向，且費(fèi)距離?；喗M：定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起使用。*特點(diǎn)：既能省力，又能改變力的方向。省力情況由承擔(dān)物重的繩子段數(shù)決定，若有n段繩子承擔(dān)物重，則拉力F=(G物+G動(dòng))/n(不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，F(xiàn)=G物/n)。六、力學(xué)問題分析方法導(dǎo)引解決力學(xué)問題，關(guān)鍵在于正確分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，找出其中的規(guī)律。一般步驟如下：1.確定研究對(duì)象：明確我們要研究哪個(gè)物體的受力或運(yùn)動(dòng)。2.受力分析：按順序（重力、彈力、摩擦力、其他力）分析研究對(duì)象所受到的所有力，并畫出受力示意圖。注意只分析物體受到的力，不分析物體對(duì)其他物體施加的力。3.明確運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：判斷物體是靜止、勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速運(yùn)動(dòng)。4.運(yùn)用規(guī)律：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，選擇合適的力學(xué)規(guī)律。若物體處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)），則物體所受合力為零，即平衡力；若物體做變速運(yùn)動(dòng)，則需結(jié)合牛頓第二定律（高中內(nèi)容）。5.列方程求解：根據(jù)所選規(guī)律，列出數(shù)學(xué)方程，求解未知量。6.檢驗(yàn)與討論：對(duì)結(jié)果進(jìn)行合理性檢驗(yàn)，必要時(shí)進(jìn)行討論。七、練習(xí)與鞏固選擇題1.下列關(guān)于力的說法中，正確的是（）A.物體間不接觸就一定沒有力的作用B.用力將球踢出去，球離開腳后仍能飛行，說明力可以離開物體單獨(dú)存在C.手提水桶感覺很累，原因是水桶的重力作用在手上了D.孤立的一個(gè)物體不存在力的作用2.關(guān)于慣性，下列說法正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性B.速度越大的物體慣性越大C.質(zhì)量越大的物體慣性越大D.受力越大的物體慣性越大3.一個(gè)物體在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列幾對(duì)力中屬于平衡力的是（）A.物體對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)物體的支持力B.物體受到的重力和桌面對(duì)物體的支持力C.物體受到的重力和物體對(duì)桌面的壓力D.物體受到的摩擦力和物體受到的重力填空題4.重為50N的物體靜止在水平地面上，它受到的支持力大小為______N，方向______。5.用10N的水平拉力拉著一個(gè)重為25N的木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊受到的摩擦力大小為______N；若拉力增大到15N，木塊受到的摩擦力大小將______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。作圖題6.畫出靜止在斜面上的物體所受重力和支持力的示意圖。簡(jiǎn)答題7.為什么汽車在剎車時(shí)，乘客身體會(huì)向前傾？計(jì)算題8.一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體，放在水平地面上，g取10N/kg。（1）求物體受到的重力大小。（2）若用一個(gè)豎直向上的力F拉物體，使物體恰能勻速上升，求力F的大小。參考答案與解析選擇題1.D解析：A選項(xiàng)，磁鐵吸引鐵釘，不接觸也有力的作用；B選項(xiàng)，球離開腳后仍能飛行是由于慣性，力不能離開物體單獨(dú)存在；C選項(xiàng)，水桶的重力作用在水桶上，手感到累是因?yàn)樗皩?duì)手有拉力；D選項(xiàng)，力是物體對(duì)物體的作用，孤立物體不存在力。2.C解析：慣性是物體固有屬性，一切物體都有慣性，慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、速度、受力等無關(guān)。3.B解析：A選項(xiàng)是相互作用力；C選項(xiàng)方向相同，且作用在不同物體上；D選項(xiàng)方向垂直，不是平衡力；B選項(xiàng)，重力和支持力都作用在物體上，大小相等（G=mg，N=G），方向相反（豎直向下和豎直向上），作用在同一直線上，是平衡力。填空題4.50，豎直向上解析：物體靜止，重力和支持力平衡，大小相等，方向相反。5.10，不變解析：勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力與滑動(dòng)摩擦力平衡，f=F=10N；拉力增大，壓力和接觸面粗糙程度不變，滑動(dòng)摩擦力不變。作圖題6.（提示：重力作用點(diǎn)在重心，方向豎直向下；支持力作用點(diǎn)也畫在重心，方向垂直斜面向上，用箭頭標(biāo)出，并標(biāo)上G和N。）簡(jiǎn)答題7.答：汽車剎車前，乘客和汽車一起向前運(yùn)動(dòng)。剎車時(shí)，汽車由于受到阻力而停止運(yùn)動(dòng)，而乘客的腳與汽車接觸，隨車停止運(yùn)動(dòng)，但乘客的上身由于具有慣性，要保持原來的向前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以身體會(huì)向前傾。計(jì)算題8.解：（1）物體受到的重力G=mg=5kg×10N/kg=50N。（2）物體勻速上升，受到