力的计算公式及方法

1）常见的力

1.重力G＝mg

（方向竖直向下，g＝9.8m/s2≈10m/s2，作用点在重心，适用于地球表面附近）

2.胡克定律F＝kx

｛方向沿恢复形变方向，k：劲度系数(N/m)，x：形变量(m)｝

3.滑动摩擦力F＝μFN

｛与物体相对运动方向相反，μ：摩擦因数，FN：正压力(N)｝

4.静摩擦力0≤f静≤fm

（与物体相对运动趋势方向相反，fm为最大静摩擦力）

5.万有引力F＝Gm1m22

（G＝6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上）

6.静电力F＝kQ1Q22

（k＝9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上）

7.电场力F＝Eq

（E：场强N/C，q：电量C，正电荷受的电场力与场强方向相同）

8.安培力F＝BILsinθ

（θ为B与L的夹角，当L⊥B时:F＝BIL，B//L时:F＝0）

9.洛仑兹力f＝qVBsinθ

（θ为B与V的夹角，当V⊥B时：f＝qVB，V//B时:f＝0）

注：

(1)劲度系数k由弹簧自身决定;

(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关，由接触面材料特性与表面状况等决定;

(3)fm略大于μFN，一般视为fm≈μFN;

(4)其它相关内容：静摩擦力（大小、方向）〔见第一册P8〕；

(5)物理量符号及单位

（1）向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心；

2）做匀速圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，向心力不做功，但动量不断改变。

3)万有引力

1.开普勒第三定律：

T2/R3＝K(＝4π2/GM)

｛R:轨道半径，T:周期，K:常量(与行星质量无关，取决于中心天体的质量)｝

2.万有引力定律：

F＝Gm1m22

（G＝6.67×10-11N?m2/kg2，方向在它们的连线上）

3.天体上的重力和重力加速度：

GMm/R2＝mg；

g＝GM/R2

｛R:天体半径(m)，M：天体质量（kg）｝

4.卫星绕行速度、角速度、周期：

V＝(GM)1/2；

ω＝(GM3)1/2；

T＝2π(r3/GM)1/2

｛M：中心天体质量｝

5.第一(二、三)宇宙速度

V1＝(g地r地)1/2＝(GM地)1/2＝7.9km/s；

V2＝11.2km/s；

V3＝16.7km/s

6.地球同步卫星

GMm/(r地+h)2＝m4π2(r地+h)/T2

｛h≈36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半径｝

注 ：

(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向＝F万；

(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等；

(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空，运行周期和地球自转周期相同；

(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小（一同三反）；

(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s

1.力(F)：力是物体对物体的作用.

物体间力的作用总是相互的.

力的单位：牛顿（N）.

测量力的仪器：测力计；实验室使用弹簧测力计.

力的作用效果：使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变.

物体运动状态改变是指物体的速度大小或运动方向改变.

2.力的三要素：力的大小、方向、作用点叫做力的三要素.

力的图示,要作标度；力的示意图,不作标度.

3.重力G：由于地球吸引而使物体受到的力.方向：竖直向下.

重力和质量关系：G=mg m=G/g

g=9.8牛／千克.读法：9.8牛每千克,表示在地球上质量为1千克物体所受重力为9.8牛.

重心：重力的作用点叫做物体的重心.规则物体的重心在物体的几何中心上,不规则物体中心可在物体上可不在物体上.

4.二力平衡条件：作用在同一物体；两力大小相等,方向相反；作用在一直线上.

物体在二力平衡下,可以静止,也可以作匀速直线运动.

物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态.处于平衡状态的物体所受外力的合力为零.

5.同一直线二力合成：方向相同：合力F=F1+F2 ;合力方向与F1、F2方向相同；

方向相反：合力F=F1-F2,合力方向与大的力方向相同.

6.相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多.

滑动摩擦力与正压力,接触面材料性质和粗糙程度有关.【滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦】

7．牛顿第一定律也称为惯性定律其内容是：一切物体在不受外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态.

惯性：物体具有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性.

1.重力计算式： G=mg [G重力（N）； m质量（kg）； g=9.8牛顿/千克]

2.滑动摩擦力： F=uFN [u摩擦系数； FN正压力（N）；F滑动摩擦力（N）]

F=uW [u摩擦系数； W接触面的垂直力（N）；F滑动摩擦力（N)]

u=tanQ

3.功的计算式： W=Fs [W功（J焦耳）；F力；s距离]

4.功率计算式： P=FV [P功率（w瓦特）；F力；V速度]

5.胡克定律： F=k·x [k倔强系数（N/m；x型变量（m）；F（N）]

F=-k·x [k弹性系数（N/m）；x弹簧伸长量（m）；F（N）]

6.应力应变公式：σ=Eε [E弹性模量；σ应力；ε应变]

7.应力计算公式：σ=WA [W拉伸或压缩载荷（N）；A截面积（m^2）]

8.F=ma [F力（N）；a加速度（s^2/m）;m质量（kg）]

单位：（压强）Pa=N/m^2