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高中物理《力的相互作用》讲义教案汇总(K12教育文档)
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力的相互作用一、基础知识1.力的概念(1)力是物体间的相互作用,力总是成对出现的,这一对力的性质相同。
(2)力是矢量,其作用效果由大小、方向及作用点三个要素决定。
力的作用效果是使物体产生形变或位移.2.力的图示和示意图科学上常用一根带箭头的线段来表示力的各个要素,这种表示方法叫做叫力的图示。
在许多情况下,我们只关心力的方向,而不太关心力的大小和作用点。
这时只需在物体上沿力的方向画一个带箭头的线段来表示力,这样的图叫做力的示意图。
3. 重力,重心(1)重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,重力的大小G=mg,方向竖直向下,作用于物体的重心。
(2)测量重力时用弹簧测力计,测量时需使物体处于平衡状态.4. 弹力,胡克定律(1)弹力的产生:物体直接接触,有弹性形变。
(2)常见弹力的方向:(3)弹力的大小——胡可定律:内容:弹簧发生形变时,弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度成正比.表达式:F=kx,k是弹簧的劲度系数,单位N/m,k的大小由弹簧自身性质决定。
5。
静摩擦力定义:两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力。
产生条件:(1)接触面粗糙;(2)接触处有弹力;(3)两物体间有相对运动趋势(仍保持相对静止)。
大小:(1)静摩擦力与正压力无关,满足 0≤F≤F max;(2)最大静摩擦力F max大小与正压力大小有关。
高中物理第三章相互作用第1节重力基本相互作用讲义含解析新人教版必修120190411223

第1节重力__基本相互作用1.力是物体与物体之间的相互作用。
力的三要素:大小、方向、作用点。
2.力的图示与力的示意图不同。
3.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。
重心的位置与物体的形状和质量分布有关,物体的心不一定在物体上。
4.自然界有四种基本相互作用:万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
一、力和力的图示1.力的作用效果(1)使物体的运动状态发生变化;(2)使物体发生形变。
2.力物体与物体之间的相互作用,力的单位是牛顿,简称牛,符号N。
3.力的矢量性力是既有大小又有方向的矢量。
4.力的图示可以用一条带箭头的线段表示力。
如图甲所示。
线段按一定比例(标度)画出,它的长短表示力的大小,它的指向表示力的方向,箭头(或箭尾)表示力的作用点,线段所在的直线叫做力的作用线。
5.力的示意图只需要表示出力的方向和作用点的线段。
如图乙所示。
二、重力1.重力的产生(1)由于地球的吸引而使物体受到的力。
(2)重力的施力物体是地球。
2.重力的大小(1)重力的大小跟物体的质量成正比,即G=mg。
(2)测量:用弹簧测力计竖直悬挂被测物体,当处于静止状态时,弹簧测力计示数即为其重力大小。
3.重力的方向总是竖直向下。
4.重心物体的各部分都受重力作用,从效果上看可认为各部分所受到的重力作用集中于一点,即为物体的重心。
5.决定物体重心位置的因素(1)物体的形状;(2)物体的质量分布。
三、四种基本相互作用四种基本相互作用分别为:万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
1.自主思考——判一判(1)只有接触的物体间才会有力的作用。
(×)(2)一个物体对另一个物体施加力的作用,但不会受到对方的力的作用。
(×)(3)力的作用效果仅由力的大小决定。
(×)(4)只有静止在地面上的物体才会受到重力。
(×)(5)重力是由于地球的吸引而产生的,但它的方向不一定指向地心。
(√)(6)质量大的物体受到的重力一定比质量小的物体受到的重力大。
高中物理专题二 相互作用(讲解部分)PPT课件
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2.力的分类:按力的性质可分为重力、弹力、摩擦力等。按力的效果可分
为动力、阻力、向心力、回复力、浮力、压力、支持力等。即使力的作
用效果相同,这些力产生的条件及性质也不一定相同。
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二、常见的三种力 1.重力 (1)产生:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。 (2)大小:G=mg,大小与物体的运动状态无关,与物体所在的纬度、高度有 关。 (3)方向:竖直向下。
注意 弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相 反。 (3)弹力的大小 Ⅰ.弹簧类——胡克定律 内容:实验表明,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长 度x成正比,即F=kx。 k称为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号用N/m表示。 Ⅱ.非弹簧类——依据物体所处的状态求解。
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三、力的合成 1.遵循的规律:力的合成遵循矢量运算法则,即遵循平行四边形定则。 2.力的合成:两个共点力F1和F2的大小均不变,它们之间的夹角为θ,其合力 的大小为F合,当夹角θ变化时,合力的取值范围是|F1-F2|≤F合≤F1+F2。 当两个分力F1和F2大小相等,且它们之间的夹角θ=120°时,合力大小等于每 个分力的大小,合力的方向沿两个分力夹角的角平分线。
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四、力的分解 1.遵循的规律:力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循矢量运算的规律,即 遵循平行四边形定则。 2.分解原则:分解某个力时,一般要根据这个力产生的实际效果进行分解。 3.力的正交分解 将一个力分解为两个相互垂直的分力的方法称为力的正交分解法。力的 正交分解法的优点是借助数学中的直角坐标系对力进行描述,其优点是几 何图形关系简单,容易求解。
对静止)
(1)静摩擦力为被动力,满足0<F≤Fmax 滑动摩擦力:F=μFN(μ为动摩擦因数,取
高中物理 第三章 相互作用 第2节 弹力讲义(含解析)新人教版必修1-新人教版高中必修1物理教案

第2节弹力1.弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。
2.弹力产生的条件:(1)两物体相互接触;(2)接触面之间发生弹性形变。
3.压力和支持力的方向总垂直于物体的接触面指向被压或被支持的物体;绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。
4.弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
5.弹簧的劲度系数由弹簧本身的因素决定,与所受外力大小无关。
一、弹性形变和弹力1.形变物体在力的作用下形状或体积发生改变,这种变化叫做形变。
2.弹性形变物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。
3.弹力发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
4.弹性限度如果物体的形变过大,超过一定限度,撤去作用力后物体不能完全恢复原状,这个限度叫做弹性限度。
5.弹力产生的两个条件(1)物体间相互接触;(2)在接触面上发生弹性形变。
二、几种弹力1.常见弹力平时所说的压力、支持力和拉力等都是弹力。
2.弹力的方向(1)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面,指向受力物体。
(2)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。
三、胡克定律1.内容弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
2.公式F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位:牛顿每米,符号:N/m。
x为弹簧的伸长量或缩短量。
1.自主思考——判一判(1)发生形变的物体才能有弹力,且一定有弹力。
(×)(2)物体的形变越大,弹力也越大。
(×)(3)弹力的方向一定与物体发生形变的方向相反。
(√)(4)弹力的大小与物体大小有关,体积越大的物体产生的弹力也越大。
(×)(5)弹簧的劲度系数k与弹力F有关。
(×)2.合作探究——议一议(1)相互接触的物体间一定有弹力作用吗?提示:不一定,物体如果只是接触而没发生弹性形变,则无弹力作用。
(2)放在水平桌面上的书与桌面相互挤压,书对桌面产生的弹力F1竖直向下,常称做压力。
高中物理 第三章 相互作用第一节《重力 基本相互作用》参考课件 新人教版必修1

方向
竖直向下
大小 作用点
G = mg
( g 一般取9.8m/s2 ) 单位牛顿,N
重垂线
总是竖直向下
例:如右图, 挂在天花板上铁链的重心在
哪儿? 掉在地上成一团后重心又在哪
儿?
例:如下图,矩形绕C点顺时针旋转90 度,重心如何变化?
注意重心不一定都在物体上
返回
重力 基本相互作用
力的定义: 力是物体与物体间的相互作用
物质性 力不能离开物体而独立存在
力的性质
施力物体、受力物体
相互性
重物压金属片 金属片发生了形变
使物体运动状态发生改变
力的作用效果
使物体发生形变
力的三要素: 大小、方向、作用点
力的分类
按性质: 重力、弹力、摩擦力、分子力、 电磁力等
按作用效果: 推力、压力、拉力、动力、 阻力、支持力等
返回
返回
重力的作用点在哪儿?
=
重力的等效作用点: 重心
重心
形状规则、质量分布均匀的物体 重心 几何中心
质量分布不均匀
可以根据悬挂法
或形状不规则的物体 测量
注意重心不一定都在物体上
返回
返回
形状不规则的物体重心与质量分布有关 返回
重心测量法 两次悬挂法
C
D
两次悬挂法适用于测量薄板的重心
返回
阿姆斯特朗说: 个人的一小步,却是人类的一大步。
真理如海洋 科学无止境 坚定信念 同学们加油!
任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体
返回
重力的方向总是竖直向下
返回
设计实验
◆用弹簧测力计测出不
2015届高中物理相互作用讲义

2015届高中物理相互作用讲义一.力的简单合成1.三个力作用在同一物体上,其大小分别为6N 、8N 、12N ,其合力大小可能是 ( )A .4NB .0NC .15ND .28N 2.两个大小相等的共点力F 1、F 2,当它们间夹角为90°时合力大小为20N ,则当它们间夹角为120°时,合力的大小为( ) A .40N B .102N C .202N D .103N3. 二个共点力大小都是60N ,如果要使这二个力的合力也是60N ,这两个力的夹角应为A. 60°B. 45°C. 90°D. 120° 二.弹簧相关1.木块A 、B 分别重50N 和60N ,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在A 、B 之间的轻弹簧被压缩了2cm ,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F =1N 的水平拉力作用在木块B 上,如图所示,力F 作用后( )A .木块A 所受摩擦力大小是12.5NB .木块A 所受摩擦力大小是11.5NC .木块B 所受摩擦力大小是9ND .木块B 所受摩擦力大小是7N2.如图2所示,在粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2,中间用一原长为l 、劲度系数为k 的轻弹簧连接,木块与地面之间的动摩擦因数为μ。
现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时,两木块之间的距离为 ( )A .1m gl kμ+ B .12()m m gl kμ++C .2m gl kμ+D .1212()m m gl k m m μ++3..弹簧原长为20 cm ,下端挂重为4N 的物体时,弹簧长为24 cm ,若把弹簧剪去一半(弹簧的劲度系数变为原来的2倍),挂重力3N 的物体时,弹簧的长度为___________cm 。
三.两个物体问题的分析(整体法和隔离法的运用)1.物体A 放在物体B 上,物体B 放在光滑的水平面上,已知m A =6kg ,m B =2kg ,A 、B 间动摩擦因数μ=0.2,如图所示,现对A 物体施加一水平向右的拉力,下列叙述中正确的是 (g=10m/s 2) ( )A .当拉力F <12N 时,A 静止不动B .当拉力F=30N 时,A 相对B 滑动C .当拉力F=16N 时,B 受A 的摩擦力等于4ND .无论拉力F 多大,A 相对B 始终静止 2.如图所示,物体A 靠在竖直墙面上,在竖直推力F 的作用下,物体A 、B 均保持静止。
高中物理必修一第三章相互作用知识点总结

高中物理必修一第三章相互作用复习资料板块一:基本知识点一、重力,基本相互作用1、力和力的图示2、力的作用效果3、力是物体与物体之间的相互作用(1)、施力物体(2)受力物体(3)力的相互性(牛顿第三定律)4、力的三要素:大小,方向,作用点5、重力:由于地球吸引而受的力大小G=mg 方向:竖直向下重心:重力的作用点由物体形状和质量分布共同决定均匀分布均匀、形状规则物体:几何对称中心不一定在物体身上6、四种基本作用(记住)(1)万有引力(2)电磁相互作用(3)强相互作用(4)弱相互作用二、弹力1、性质:接触力2、弹性形变:当外力撤去后物体恢复原来的形状3、弹力产生条件(形变的物体是施力物体)(1)挤压(2)发生弹性形变4、方向:与形变方向相反(①按照接触类型分:3类;②绳、杆、弹簧)5、常见弹力(1)压力垂直于接触面,指向被压物体(2)支持力垂直于接触面,指向被支持物体(3)拉力:沿绳子收缩方向(4)弹簧弹力方向:可短可长沿弹簧方向与形变方向相反6、弹力大小计算(胡克定律)(实验)F=kx k 劲度系数 N/m x 伸长量三、摩擦力产生条件:两个物体接触且粗糙(有弹力)有相对运动或相对运动趋势静摩擦力:相对运动趋势不代表物体一定静止静摩擦力方向:沿着接触面与运动趋势方向相反大小:0≤f≤Fmax大小的计算方法:平衡或牛顿第二定律滑动摩擦力:有相对滑动不代表物体一定运动大小:f=μN (注意N不一定等于mg)N 相互接触时产生的弹力四、力的合成与分解(力的合成实验)实验方法:等效替代求合力方法:平行四边形定则(合力是以两分力为邻边的平行四边形对角线,对角线长度即合力的大小,方向即合力的方向)合力与分力的关系1、合力可以比分力大,也可以比分力小2、夹角θ一定,θ为锐角,两分力增大,合力就增大3、当两个分力大小一定,夹角增大,合力就增大,夹角增大,合力就减小(0<θ<π)4、合力最大值 F=F1+F2 最小值 F=|F1-F2| (思考三力合成的合力范围)力的分解:已知合力,求替代F的两个力原则:分力与合力遵循平行四边形定则本质:力的合成的逆运算作分力的基本操作:明确分力的方向——以合力为对角线分力为邻边构建平行四边形计算法求合力、分力的实质:解三角形(三角函数的运算)五、受力分析步骤和方法(1)研究对象:受力物体(2)隔离开受力物体(3)顺序:①场力(重力,电磁力......)②弹力:(绳子拉力沿绳子方向;轻弹簧压缩或伸长与形变方向相反;轻杆可能沿杆,也可能不沿杆;垂直于接触面)③摩擦力静摩擦力方向1.求 2.假设滑动摩擦力方向与相对滑动方向相反④其它力(题中已知力)(4)检验是否有施力物体六、摩擦力分析根据运动状态分析:根据平衡或牛顿第二定律分析七、重难点模型1、三力平衡模型2、斜拉模型3、斜面模型(见右图)斜面倾角θ动摩擦因系数μ=tanθ物体在斜面上匀速下滑μ>tanθ物体保持静止μ<tanθ物体在斜面上加速下滑板块二:必须会做的题类型一:概念辨析1.如图,重力大小为G的木块静止在水平地面上,对它施加一竖直向上且逐渐增大的力F,若F总小于G,下列说法中正确的是是木块的重力2.关于弹力的说法,错误的是:A .物质互相接触,就有弹力的相互作用。
高中物理讲义:相互作用
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高中物理讲义:相互作用一、内容黄金组.1.知道重力是地面附近的物体由于受到地球的吸引而产生的,知道重力的大小和方向,会用公式G=mg(g=9.8N/kg)计算重力,知道重心的概念以及均匀物体重心的位置.2.知道什么是弹力以及弹力产生的条件,能在力的图示(力的示意图)中正确画出弹力的方向.知道如何显示微小形变.3.知道滑动摩擦力和静摩擦产生的条件,会判断摩擦力的方向.会利用公式F=μF N进行计算,知道动摩擦因数跟什么有关.知道最大静摩擦的概念,知道最大静摩擦力跟两物体间的压力成正比.二、要点大揭秘1.物体的重心一定在物体上吗?物体的重心位置由物体的几何形状和物体各部分的质量分布情况来决定.质量分布均匀、形状规则物体的重心在其几何中点.一般物体的重心可能在物体的形体之内.也可能在物体的形体之外.比如一根均匀的直铁丝,其重心在其中央轴线的中心;若将此铁丝折成L形.则其形状改变,其重心位置也随之改变,此时重心位置必不在物体上.2.在光滑水平面上放两个互相接触的球,它们之间有弹力作用吗?两物体间产生弹力的条件是:(1)两者互相接触;(2)物体由于接触而发生弹性形变.以上两条件缺一不可.分析物体间是否有弹力,可以先看两者是否接触,再看其是否对应地发生了形变.对于物体的形变,则应注意有的很明显,容易觉察;有的很微小,不易觉察.对于不容易觉察的情况,可假设与研究对象接触的物体被悄悄撤除,判断研究对象静止的状态是否改变,若运动状态不变,则不存在弹力;若运动状态发生变化,则存在弹力作用.上述放在光滑水平面上二个相互接触的球,撤去任何一个小球,另一个球的运动状态不会改变,故不存在弹力的作用.3.弹力的方问一定跟接触面垂直吗?物体与支持物接触,支持物与物体间发生压缩形变而产生弹力,弹力的方向跟接触面垂直.当物体间为面与面的接触时,弹力垂直于接触面如图1-7所示:当物体间为点与面(包括平面与曲面、曲面与曲面等)接触时,弹力方向过接触点且垂直于接触面或切面,如图所示.由此可见,弹力方向是过接触点的接触面法线方向、因此弹力为法向力.4.摩擦力一定是阻力吗?摩擦力既可以是阻力,也可以是动力.摩擦力总是与物体的相对运动或相对运动的趋势相反,其作用效果总是阻碍物体的相对运动,因此有的同学会以为摩擦力只能是阻碍物体运动的力,不可能成为物体运动状态改变的动力.其实不是这样,如人向前行走,脚有向后趴地的动作,所以脚所受的摩擦力是向前的,与人的运动方向一致,这是推动人体向前移动的动力;又如图,A、B两物块分别以v1、v2的速度向右运动,当v1<v1时,则A物块受到的摩擦力是与其运动向右的方向一致,是动力,若当v1>v2时,则B物块受到的摩擦力与其向右的运动方向一致.摩擦力对B是动力.5.静摩擦力的大小与正压力成正比吗?可以用右图所示的情况来研究静摩擦力的大小.假定图中水平力F由零逐渐增大到10N时,物体才开始发生运动,显然,当F=0、1N、2N、……8N、9N时,物体受到的静摩擦力的大小始终与F的大小对应相等,可见静摩擦力的大小有如下特征:(1)静摩擦力的大小总与迫使物体发生相对运动的外力(或沿着接触面的分量)大小相等,且静摩擦力随此外力(或沿着接触面的分量)的增大而增大;(2)静摩擦力有一个最大值,即最大静摩擦力.应注意不能机械地套用f=μN来求静摩擦力,例如上述例子的物块对水平面的正压力并没有变化,而静摩擦力却有多个可能值.三、好题解给你1.本课预习题:(1)关于重力的大小,以下说法正确的是[ ]A.悬挂在竖直绳子上的物体,绳子对它的拉力一定等于其重力B.静止在水平面上的物体对水平面的压力一定等于其重力C.物体所受的重力与它的运动状态无关D.向上运动的物体所受重力可能小于向下运动的物体所受重力(2)小木块放在桌子上,下列说法正确的是[ ]A.在接触处只有桌子有弹力产生B.在接触处桌面和小木块都有弹力产生C.木块对桌面的压力是木块形变后要恢复原状而对桌面施加的力D.木块对桌子的压力是木块的重力(3)如图所示,小球重为G,放在两光滑平面间,其中一个平面水平,另一平面倾斜,与水平方向夹角为60°,则球对斜面的压力为______。
高中物理 第三章相互作用第一节重力基本相互作用课件 新人教版
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重力和重心
理论分析法 —— 计算法
如图所示的柱形木棒,放在水平地面上,长 为l,在 A 端用大小为F1的竖直向上的力可将木 棒刚好拉离地面,在 B 端用大小为F2的竖直向 上的力可将木棒刚好拉离地面,试问木棒的重 心距离 A 端的距离是多少?
l
A
B
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重力和重心
关于重心位置的几点说明 1 物体的重心不一在物体上 2 物体的重心随质量分布的变化而变化 3 物体的重心随形状的变化而变化 4 物体的质量分布及形状不变时,物体
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重力和重心
常见物体的重心
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重力和重心
影响重心位置的因素
均匀 形状
物 分布 体 质 量 分布不 形状
均匀
规则 重心位置
几何 中心
不规则 规则
不规则
? 重心位置
怎么 办?
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重力和重心
实验法 —— 悬挂法或支撑法
原理? 二力平衡 / 交轨法 二力平衡时,绳子拉力与重力处 在同一直线上,重心必然在这条直线上。
的重心相对物体的位置不会发生改变
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重力和重心 重心在生活的应用
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基本相互作用
引力相互作用 1
电磁相互作用 2
强相互作用 3
弱相互作用 4
存在于一切物体之间的相互作用力, 相互作用的强度随距离的增大而减小。
存在于电荷与电荷、磁体与磁体、电流与电流之间,他们 本质上是同一种相互作用的不同表现,作用规律与万有引 存力在相于似原。子核内质子质子、质子与中子、中子与中子之间,它
是短程力,作用范围只有约10-15 m
在放射现象中发现的,
是短程力,作用范围在10—16 m;
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强度只有强相互作用的10-12
高考物理复习资料《相互作用》

第二章相互作用本章为力学乃至物理学的基础,力的分析又是力学的基础.常见的三种性质的力中,弹力、摩擦力属于高考热点,其中对弹力大小和方向的判断,尤其是“弹簧模型”在不同物理情景下的综合运用在高考中出现的频率较高,应引起足够的重视.摩擦力的存在与否,静摩擦力的方向的判断也是常见考点;力的合成与分解、共点力作用下的物体的平衡,尤其是三个共点力的平衡,一直是高考的热点,要注意它们可以单独出现或与动力学、功能关系、电磁学等知识进行综合考查.纯考查本章内容的题型常以选择题为主,综合其它内容考查的试题常在解答题中出现.第1课时力、重力、弹力基础知识回顾1.力的概念〔1〕力是物体对物体的作用①力的物质性:力不能脱离物体独立存在.②力的相互性:力的作用是相互的.③力的矢量性:力是矢量,既有大小,又有方向.④力的独立性:一个力作用于某一物体上产生的效果,与这个物体是否同时受到其他力的作用无关.〔2〕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〔3〕力的三要素:大小、方向、作用点.〔4〕力的图示:用一个带箭头的线段表示力的大小、方向、作用点的方法,叫做力的图示.〔5〕力的单位为牛顿〔N〕,即使质量1㎏的物体产生1m/s2加速度的力为1N,力的大小可用弹簧测力计测量.〔6〕力的分类①按性质分:重力〔万有引力〕、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等〔按现代物理学理论,物体间的相互作用分四种:万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用.宏观物体间只存在前两种相互作用.〕.②按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等.③按作用方式分:场力〔如万有引力、电磁力等〕和接触力〔如弹力、摩擦力等〕.④按研究对象分:内力和外力.2.重力〔1〕产生原因:重力是由于地球的吸引而产生的.地球周围的物体,无论与地球接触与否,运动状态如何,都要受到地球的吸引力,因此任何物体都要受到重力的作用.说明:重力是万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力,在两极处重力等于万有引力.一般情况下在地球表面附近近似认为重力等于万有引力.〔2〕方向:总是竖直向下,并不严格指向地心〔赤道、两极除外〕,不可理解为跟支持面垂直.〔3〕大小:G=mgg 为重力加速度.重力的大小可用弹簧秤测量.当物体在竖直方向静止或匀速运动时,物体对弹簧测力计的拉力或压力,大小等于物体受到的重力. 〔4〕重心:重力的等效作用点.重心的位置与物体的形状和质量的分布有关.重心不一定在物体上.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在几何中心上.薄板类物体的重心可用悬挂法确定.3.弹力〔1〕定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力. 〔2〕产生条件:两物体直接接触、接触处有弹性形变.〔3〕方向:弹力的方向与施力物体的形变方向相反.①压力、支持力的方向总是垂直于接触面或接触面的切面,总指向被压、被支持的物体. ②绳的拉力总是沿绳指向绳收缩的方向.③杆的弹力不一定沿杆的方向.如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态,则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向.④轻弹簧的拉力或压力沿弹簧的轴线方向. 〔4〕弹力的大小①对弹簧,在弹性限度内弹力的大小可以由胡克定律F=kx计算,其中k表示弹簧的劲度系数,由弹簧本身的性质决定,x 表示弹簧的形变量〔即伸长或缩小的长度〕. ②对没有明显形变的物体〔如桌面、绳子等物体〕,弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定,一般由力学规律〔如平衡条件、牛顿运动定律、动能定理、动量定理等〕求出.③一根张紧的轻绳上的拉力大小处处相等.重点难点例析一、弹力的分析与计算1.弹力有无的判断对于形变明显的情况,由形变情况直接判断.对于形变不明显的情况通常用以下一些方法来判断. 〔1〕消除法将与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的运动状态是否发生改变.若运动改变则存在弹力,否则不存在弹力.如图2-1-1所示,斜面光滑,a 中的细线竖直,小球处于静止状态.假设将斜面取走,这时a 中小球的运动状态不变,故a 中小球与斜面间无弹力.b 中的细线倾斜,小球处于静止状态,假设将斜面取走,b 中小球的运动状态改变,故b 中小球与斜面接触间有弹力. 〔2〕假设法其基本思路是:假设接触处存在弹力,作出物体的受力图,再根据物理的平衡条件判断是否存在弹力.如要判断图2-1-2中静止在光 滑水平面上的球是否受到斜面对 它的弹力作用,可先假设有弹力 FN2存在,则此球在水平方向所 受合力不为零,必加速运动,与 所给静止状态矛盾,说明此球与斜面间虽接触,但并不挤压,故不存在弹力FN2.〔3〕根据“物体的运动状态分析”分析弹力. 由运动状态分析弹力,即物体的受力必须与物体的运动状态相符合,依据物体的运动状态,由二力平衡或牛顿运动定律等,求解物体间的弹力 2.弹力方向的判断弹力的方向与物体形变方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上.弹力垂直于两物接触面,具体分析弹力时,应利用到弹力的以下特点: 〔1〕弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状方向.〔2〕轻绳〔或橡皮条〕对物体的弹力方向,沿绳指向绳收缩的方向.〔3〕点与面接触时的弹力方向,过接触点垂直于接触面〔或接触面切线方向〕而指向受力物体. 〔4〕面与面接触时弹力的方向,垂直于接触面而指向受力物体.〔5〕球与面接触时弹力的方向,在接触点与球心的连线上而指向受力物体.〔6〕球与球相接触时弹力的方向,垂直过接触点的分切面,通过两球球心而指向受力物体.〔7〕轻杆可沿杆也可不沿杆,弹力的方向应视题意而定,常利用平衡条件或动力学规律来判断. 【例1】画出图2-1-2中小球或杆受到的弹力.除〔2〕中的地面外,其他各接触面均光滑,O 为圆心.F αa mg 图2-1-6(1)mamgFα图2-1-6(2)图2-1-4【解析】根据不同接触面上弹力的特点,作图如图2-1-3所示.【答案】如图2-1-3所示.【点拨】准确掌握不同接触面上弹力方向的特点,是解决这类题的关键.拓展三个质量和直径都相等的光滑圆球a 、b 、c 分别放在三个相同的支座上,支点P 、Q 在同一水平面上,a 球的重心Oa 位于球心,b 球的重心Ob 位于球心的正上方,C 球的重心Oc 位于球心的正下方.三个球都处于平衡状态.支点P 对a 球、b 球、c 球的弹力分别为Fa 、Fb 、Fc ,则〔 〕A .Fa =Fb =FcB .Fb >Fa >FcC .Fb <Fa <FcD .Fa >Fb =Fc 【解析】三种情况下,支点P 、Q 作用于球的弹力均应指向球心而不是重心,球的重力的作用线也通过球心,球所受的三个力为共点力.由于三球质量和直径都相等,所以三球受力情况完全相同,因此P 点对三球的弹力相同.故选项A 正确. 【答案】A3.几种典型物体模型的弹力特点比较模型轻绳轻杆弹簧形变情况 伸长忽略不计 认为长度不变 可伸长可缩短 施力与受力情况 只能受拉力即能受拉力又能受压力 同杆 力的方向始终沿绳不一定沿杆沿弹簧轴向 力的变化 可发生突变 可发生突变只能发生渐变【例2】如图2-1-5所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m 的小球,下列关于杆对球的作用力F 的判断中,正确的是〔 〕A .小车静止时,F=mgsinθ,方向沿杆向上B .小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直杆向上C .小车向右以加速度a 运动时,一定有F=ma/sinθD .小车向左以加速度a 运动时,,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角为α=arctan 〔a/g 〕【解析】小车静止时,由物体的平衡条件知杆对球的作用力方向竖直向上,且大小等于球 的重力mg .小车向右以加速度a 运 动,设小球受杆的作用力方向与竖直 方向的夹角为α,如图2-1-6〔1〕所示. 根据牛顿第二定律有Fsinα=ma , Fcosα=mg ,两式相除得tanα=a/g .只有当球的加速度a=gtanθ时, 杆对球的作用力才沿杆的方向,此时才有F=ma/sinθ.小车向左以加速度 a 运动,根据牛顿第二定律知小球所 受重力mg 和杆对球的作用力F 的合 力大小为ma ,方向水平向左.根据力的合成知三力构成图2-1-6〔2〕所示的矢量三角形,图2-1-3F 1F 2F 1F 2 F 1F 2F 1F 2图2-1-7图2-1-8图2-1-9,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角为α=arctan〔a/ g〕.【答案】D【点拨】杆对物体的弹力方向与物体的运动状态有关,并不一定沿杆的方向,在本题中只有小球的加速度a=gtanθ时,杆对球的作用力才沿杆的方向,这点同学们在解题时一定要注意.●拓展如图2-1-7所示,甲、乙球通过弹簧连接后用绳悬挂于天花板,丙、丁球通过细绳连接后也用绳悬挂天花板.若都在A处剪断细绳,在剪断瞬间,关于球的受力情况,下面说法中正确的是〔〕A.甲球只受重力作用B.乙球只受重力作用C.丙球受重力和绳的拉力作用D.丁球只受重力作用【解析】剪断A处绳的瞬间,因为弹簧的形变较大,所以在极短的时间内,形变不发生变化,弹力仍和剪断前相同,甲球受重力和向上的弹力作用,其合力为零,乙球受重力和向下的弹力作用;而由于丙、丁的细绳的形变很小,形变发生变化,弹力和剪断前不同,丙、丁只受重力作用.故选项D正确.【答案】D二、探究弹力与弹簧的伸长的关系【例3】某同学用如图2-1-8所示的装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验.他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所纸的标尺刻度,所得数据列表如下:〔重力加速度g=9.8m/s2〕〔1〕根据所测数据,在图2-1-9的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线.〔2〕根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在___ ___N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格弹簧的劲度系数为______N/m.【解析】〔1〕根据表格中所测数据,在坐标系中的描点如图2-1-10所示〔2〕从x与钩码质量m的关系曲线可以看出,在0~4.9N范围内弹力大小与弹簧伸长是一条直线,这说明这一范围内满足胡克定律,由曲线斜率的倒数可求得弹簧的劲度系数为24.9N/m=25.0N/m(34.615)10Fkx-∆==∆-⨯【答案】〔1〕如图2-1-10所示〔2〕0~4.9 25.0【点拨】根据所给坐标纸合理选取x、F两轴标度,使得所得图象尽量分布在较大空间上,以便减小误差,这是作图的基本要求.据所给实验数据描点,然后作出平滑曲线〔或直线〕,注意所画直线不一定过所有点,原则是尽量使各点均匀分布在曲线〔或直线〕的两侧.●拓展在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F , 实验过程是在弹簧的弹性限度 内进行的.用记录的外力F 与 弹簧的形变量x 作出的F-x 图线 如图2-1-11所示.由图求出弹簧的劲度系数k= ;图线不过原点的原因 . 【解析】弹簧的劲度系数等于F-x 图线,即N/cm=200N/m ,因弹簧因弹簧自身有重量,水平放置测量的自然长度与弹簧自然下垂时的自然长度是不同的. 804.50.5F k x ∆-==∆-【答案】200N/m 弹簧自身有重量三、弹簧弹力的分析与计算要领〔1〕轻质弹簧两端的弹力大小相等,方向相反. 〔2〕弹簧的弹力〔或弹簧测力计的示数〕并非弹簧所受的合外力.〔3〕弹簧的弹力不可突变.〔4〕弹簧状态不确定时要分情形讨论〔压缩和伸长〕.易错门诊【例4】如图2-1-12所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F 的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上,②中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用,③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动,④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有 〔 〕A .l2>l1B .l4>l3C .l1>l3D .l2=l4【错解】选A 或B 或C .【错因】造成错误的原因是不清楚轻质弹簧两端的弹力大小相等,与物体的运动状态无关.对图②,易误认为弹簧受2F 的拉力,得出形变量是图①的2倍,而错选A ;对图③易错误理解为物体在光滑面上,弹力小于F ,而错选C ;比较③④易错误认为④中拉力大于③中拉力而错选B .【正解】由于弹簧质量不计,无论弹簧的运动状态如何所受合力均为零,又因弹簧右端受力相同,则四种情形下弹簧的弹力都相同,故四种情形下弹簧的形变相同,即l1=l2=l3=l4.因此只有D 正确.【点悟】轻质弹簧两端的弹力大小相等,与物体的运动状态无关.课堂自主训练1.图2-1-13中a 、b 、c 为三个物块,M 、N 为两个轻质弹簧,R 为跨过光滑定滑轮的轻绳,它们的连接如图并处于平衡状态.下列说法正确的是〔 〕 A .有可能N 处于拉伸状态而M 处于压缩状态 B .有可能N 处于压缩状态而M 处于拉伸状态 C .有可能N 处于不伸不缩状态而M 处于拉伸状态 D .有可能N 处于拉伸状态而M 处于不伸不缩状态 【解析】绳R 对弹簧N 只能向上拉不能向下压,所以绳R 受到拉力或处于不受拉力两种状态.弹簧N 可能处于拉伸或原长状态.而对于弹簧M ,它所处状态是由弹簧N 所处的状态来决定.当弹簧N 处于原长时,弹簧M 一定处于压缩状态;当弹簧N 处于拉伸时,对物体a 进行受力分析,由平衡条件可知弹簧M 可能处于拉伸、缩短、原长三种状态.故选项A 、D 正确.图2-1-12【答案】AD2.如图2-1-14所示,弹簧测力计和细线的重力不计,一切摩擦不计,重物的重力G=10N ,则弹簧测力计A 、B 的示数分别是〔 〕A .10N ,0B .0,10NC .20N ,10ND .10N ,10N 【解析】弹簧测力计示数等于外力对弹簧测力计的拉力,不是弹簧测力计受力的合力,也不是两边拉力和. 【答案】D课后创新演练1.关于弹力,下列说法中正确的是 〔BD 〕 A .弹力的大小总是与形变成正比B .拉力、压力、支持力在性质上均为弹力C .支持力一定等于重力D .桌子上的铅笔给桌子的压力是由于铅笔发生形变而产生的2.如图2-1-15所示,一容器内盛有水,容器下方有一阀门k ,打开阀门让水从小孔慢慢流出,在水流出过程中,系统〔水和容器〕重心将〔 D 〕 A .一直下降 B .一直上升C .先上升,后下降D .先下降,后上升3.如图2-1-16所示,两根相同的轻弹簧S1、S2,劲度系数皆为k=4×102N/m ,悬挂的重物的质量分别为m1=2 kg 和m2=4 kg .若不计弹簧质量,取g=10m/s2,则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为〔 C 〕 A .5 cm ,10 cm B .10 cm ,5 cm C .15 cm ,10 cm D .10 cm ,15 cm4.在图2-1-17中,a 、b 〔a 、b 均处于静止状态〕间一定有弹力的是〔B 〕5.如图2-1-18所示,A 、B 是两个物块的重力分别为3N 、4N ,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直向方向处于静止状态,这时弹簧的弹力F = 2N ,则天花板受到的拉力F1和地板受到的压力F2有可能是〔AD 〕A .F1=1N ,F2=6NB .F1=5N ,F2=6NC .F1=1N ,F2=2ND .F1=5N ,F2=2N 【解析】弹簧的弹力为2N ,有两种可能:一是弹簧处于拉伸状态,由A 、B 受力平衡可知D 正确;二是弹簧处于压缩状态,同理可知A正确. 【答案】AD6.如图2-1-19所示,滑轮本身的质量可忽略不计,滑轮轴O 安装在一根轻木杆B 上,一根轻绳AC 绕过滑轮,绳与滑轮间的摩擦不计,A 端固定在墙上,且绳保持水平,C 端下面挂一个重物,BO 与竖直方向夹角θ=45°,系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变,改变θ的大小,则滑轮受到木杆的弹力大小变化的情况是〔D 〕A .只有角θ变小,弹力才变小B .只有角θ变大,弹力才变大C .不论角θ变大或变小,弹力都变大D .不论角θ变大或变小,弹力都不变【解析】绳A 与绳C 的拉力大小与方向均不变,所以其合力不变,对滑轮而言,杆的作用力必与两绳拉力的合力平衡,所以杆的弹力大小与方向均不变.解决这类问题关键是区别杆、绳对物体的作用力,绳对物体的作用力一定沿绳,但杆对物体作用力不一定沿杆. 【答案】D7.如图2-1-20所示,两木块的质量分别为m1和m2,CA OB θ图2-1-1912m 1m 2两轻质弹簧的轻度系数分别为k1和k2,上面的木块压在上面的弹簧上〔但不拴接〕,整个系统处于平衡状态.现缓慢地向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹簧,求这个过程中下面木块移动的距离.【解析】设整个系统处于平衡时,下面弹簧压缩量为x2,则由平衡条件有〔m1+m2〕g = k2x2;设上面弹簧的压缩量为x1,则同理可有m1g= k1x1.现缓慢向上提m1至它刚离开弹簧时x1消失,对下面木块而言,又处于新的平衡,形变量为x3,则m2g= k2x3,则其上移的距离为= x2—x3 = .【答案】第2课时摩擦力基础知识回顾1.摩擦力当一个物体在另一个物体的表面上相对运动或有相对运动趋势时,受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力,叫做摩擦力.摩擦力可分为滑动摩擦力和静摩擦力.2.摩擦力产生条件〔1〕相互接触的物体间有弹力存在.〔2〕接触面粗糙.〔3〕接触面间有相对运动或相对运动的趋势.3.摩擦力的大小〔1〕滑动摩擦力的大小跟压力成正比,即F=μFN,F N指接触面的压力,不一定等于重力G.μ是动摩擦因数,与接触面的两个物体的材料、接触面的情况〔如粗糙程度〕有关,与接触面积、接触面上受力情况和物体运动状态无关.〔2〕静摩擦力大小不能用动摩擦力公式F=μFN计算,要根据物体的受力情况和运动情况共同决定.静摩擦力的大小可以在0与最大静摩擦力Fm之间变化,即0<F≤F m.静摩擦力的大小与物体间的压力无关,只与外力有关,但物体间的最大静摩擦力与物体间的压力有关.4.摩擦力的方向跟接触面相切,并跟物体相对运动或相对运动趋势方向相反.重点难点例析一、静摩擦力是否存在及其方向的判断方法相对运动趋势具有很强的隐蔽性,所以静摩擦力是否存在及其方向的确定,通常采用以下方法.〔1〕假设法:假设接触面滑〔即无摩擦力〕时,看相对静止的物体间能否发生相对运动.若能,则有静摩擦力,方向与相对运动的方向相反;若不能,则没有静摩擦力.〔2〕由运动状态判断当物体处于平衡状态〔匀速运动或静止〕时,由平衡的观点确定静摩擦力的大小和方向;当物体处于非平衡状态时,可通过牛顿运动定律和受力分析确定静摩擦力大小和方向.【例1】如图2-2-1所示,A、B两物体叠放在水平面上,水平力F作用在A上,使两者一起向右作匀速直线运动,下列判断正确的是〔〕A.A、B间无摩擦力B.A对B的静摩擦力大小为F,方向向右C.B对地面的动摩擦力的大小为F,方向向右D.B受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力【解析】A做匀速运动,故A的合力为零.由于它受到一个向右的拉力,因此它一定还要受到一个向左的水平力与力F平衡,所以B对A一个水平向左的静摩擦力为F平衡,由牛顿第三定律可知,A一定要对B 施加一个向右的静摩擦力;B做匀速直线运动,它在水平方向上一定要受到一个向左的力与A对B的静摩擦力平衡;B是在水平面上运动,显然地面对B有一个向左的滑动摩擦力,那么B对地面施加一个向右的滑动摩擦力.因此选项BCD正确.【点拨】判断物体物体是否受静摩擦力的作用,常采BAABFF甲 乙 图2-2-2用假设法、运动状态和受力情况来分析判断,而滑动摩擦力则可以直接由其相对运动的情况来判断.● 拓展如图2-2-2示,物体A 、B 在力F 作用下一起以相同速率沿F方向匀速运动,关于物体A 所受的摩擦力,下列说法中正确的是〔 〕A .甲、乙两图中A 均受摩擦力,且方向均与F 相同B .甲、乙两图中A 均受摩擦力,且方向均与F 相反C .甲、乙两图中A 均不受摩擦力D .甲图中A 不受摩擦力,乙图中A 受摩擦力,方向均与F 相同【解析】用假设法分析:甲图中,假设A 受摩擦力,其合力不为零,与A 作匀速运动在水平方向受力为零不符,所以A 不受摩擦力.乙图中,假设A 不受摩擦力,A 将相对B 沿斜面向下运动,从而A 受沿沿斜面向上方向的摩擦力.故D 为正确选项.【答案】D二、摩擦力大小的计算1.先分清摩擦性质:是静摩擦力还是滑动摩擦力. 2.滑动摩擦力由公式F=μFN 计算.计算中关键的是对压力FN 的分析,它跟研究物在垂直于接触面方向的受力密切相关,也跟研究物体在该方向的运动状态有关,特别是后者,最容易被人忽视.注意FN 变引起F 变的动态关系.3.对静摩擦力,区分最大值与非最大值.最大静摩擦力Fm 与正压力成正比,非最大静摩擦力与正压力无关,其大小可以在0<F≤Fm 范围内变化,常通过平衡关系或牛顿运动定律来求其大小.【例2】如图2-2-3所示,物体A 、B 的质量mA=mB=6kg ,A 和B 、B 和水平面间的动摩擦因数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,水平力F=30N .那么,B 对A 的摩擦力和水平桌面对B 的摩擦力各为多大?【解析】假设A 相对于B 、B 相对于桌面均不发生滑动,则绳对A 、B 的拉力大小均为N=15N .2302==F F T A 、B 间的最大静摩擦力F Am=μFNA=μmAg=0.3×6×9.8N=17.64N >FT ,B 与桌面间的最大静摩擦力FBm=μFNB =μ〔mA+mB〕g=0.3×〔6+6〕×9.8N=35.28N >F ,可见以上假设成立.对A 应用二力平衡条件,可得B 对A 的摩擦力FBA= FT=15N .对A 、B 和滑轮整体应用二力平衡条件,可得桌面对B 的摩擦力 F 桌B=F=30N .【点拨】本题在A 、B 运动状态不明确的情况下,需先加以讨论.若不假思索即采用公式F=μFN 求解,必然会导致错误结果.本题求解过程中隔离法和整体法的交叉应用,对培养思维的灵活性很有帮助.● 拓展长直木板的上表面的一端放置一个铁块,木板放置在水平面上,将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起,木板另一端相对水平面的位置保持不变,如图2-2-4所示.铁块受到摩擦力f 随木板倾角α变化的图线可能正确的是〔设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小〕〔 〕FA B 图2-2-3【解析】本题应分三种情况进行分析:【解析】〔1〕当0≤α<arctanμ〔μ为铁块与木板间的动摩擦因数〕时,铁块相对木板处于静止状态,铁块受静摩擦力作用其大小与重力沿木板面方向分力大小相等,即f = mgsinα, f随α增大按正弦规律增大.〔2〕当α=arctanμ时处于临界状态,此时摩擦力达到最大静摩擦,由题设条件可知其等于滑动摩擦力大小.〔3〕当arctanμ<α≤90°时,铁块相对木板向下滑动,铁块受到滑动摩擦力的作用,根据摩擦定律可知f = μFN=μmgcosα,f随α增大按余弦规律减小,当α=90°时,f =0.综合上述分析可知C图可能正确地表示了f随α变化的图线.【答案】C三、传送带上摩擦力的分析传送带上的物体与传送带的摩擦力方向,与物体与传送带之间速度有关,要根据它们的相对速度方向确定它们间的相对运动或相对运动趋势.易错门诊【例题3】水平传送带的装置如图2-2-6所示,O1为主动轮,O2为从动轮.当主动轮顺时针匀速转动时,物体被轻轻地放在A端皮带上.开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,之后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端.在传送的过程中,若皮带和轮不打滑,则物体受到的摩擦力和皮带上P、Q两处〔在O1O2连线上〕所受摩擦力情况正确的是〔〕A.在AC段物体受水平向左的滑动摩擦力,P处受向上的滑动摩擦力B.在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力,P处受向上的滑动摩擦力C.在CB段物体不受静摩擦力,Q处受向下的静摩擦力D.在CB段物体受水平向右的静摩擦力,P、Q两处始终受向下的静摩擦力【错解】选A或B或D【错因】不能正确理解“相对运动”和“相对运动趋势”的含义.【正解】当物体被轻轻放在皮带A端时,其初速度为零,物体相对皮带向左运动,物体受到水平向右的滑动摩擦力,使物体相对地面向右加速;当物体与皮带等速时,两者无相对运动趋势,两者之间无摩擦力作用,物体在重力和皮带的支持力作用下匀速运动.假设主动轮O1与皮带间无摩擦力作用,则当O1顺时针转动时,O1与皮带间将会打滑,此时P点将相对于O1轮向上运动,因此,P点受向下的静摩擦力作用.同理,当皮带顺时针转动时,Q点相对轮有向上运动趋势,因此Q点受向下的静摩擦力作用因此选项C正确.【答案】C【点悟】〔1〕对传送带上物体的摩擦力的分析,关键抓住物体相对传送带的运动或运动趋势方向,而对传送带上的点〔通常是传送带与轮子接触点〕,要确定哪是主动轮,还要清楚传送带与轮子是否打滑等.〔2〕主动轮、从动轮、皮带之间的转动关系:主动轮→皮带→从动轮,即主动轮先转,带动皮带运转,皮带又带动从动轮运转.课堂自主训练1.如图2-2-7所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受到三个力即F1、F2和摩擦力,木块处于静止状态,其中F1=10 N,F2=2 N.若撤去F1,则木块在水平方向上受到的合力为〔〕A.10 N,方向向左B.6 N,方向向右。
物理重力 相互作用课件资料
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不同? F1
.
F2 方向
第第 三三一 章章
运
相动
不同
互的 作描
用述
F1=10N
F2=10N
力是矢量,有大小也有方向。其大
小用___测__力__计____测量力的大小,力的 单位是_牛__顿___,简称_牛___,用字母__N__ 表示。
高中物理 第 一 册 对力的概念的理解:
力是物体间的相互作用
第第 三三一
了多少?
运
A
B
相动 互的
作描
用述
( 2 1)L
D
C
2
高中物理 第 一 册
第
一
章
运 动 的 描 述
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第
一
章
运 动 的 描 述
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一
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作力的图示步骤:
第第 三三一
① 选取合适的标度;
章章
运
② 从力的作用点沿力的方向画一条线
相动 互的
段,线段的长短按选定的标度和力的大
作描 用述
小画出,线段上标出刻度;
③ 在线段的末端加箭头表示力的方向。
注意:画同一物体受多个力的图示时,表示各 力的标度应统一。
高中物理 第 一 册
互的 作描
在静止时所受到的重力
用述
C、物体在向上抛出时受到的重力大于物体
在静止时所受到的重力
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1 力的概念
(1)定义:力是物体和物体之间的一种相互作用;
(2)作用效果:力可以使物体的形状发生改变(简称形变),也可以使物体的运动状态发生改变(速度的大小和方向);
(3)三要素:大小、方向、作用点。
【注意以下几点】:
①力的物质性:有力发生则一定存在着施力物体和受力物体,施力物体和受力物体总是同时存在的。
②力的相互性:施力物体给予受力物体作用力的同时必然受到受力物体的反作用力,即力总是成对出现的。
③力的矢量性:力是矢量,既有大小又有方向。
④力的独立性:一个物体可能同时受几个力作用,每个力产生独立的作用效果。
【例】以下有关力的说法错误的是( )
A.力是物体对物体的作用,离开了物体就没有力的作用B.物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体
C.力的大小、方向、作用点是影响力的作用效果的三种要素D.在各种力中,只有重力没有施力物体
2 力的图示和力的示意图
3 力的分类
(1)根据力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。
(2)根据力的效果命名:如拉力、压力、支持力、动力、阻力等。
【注意以下几点】:
①根据效果命名的不同名称的力,性质可能相同;同一性质的力,效果可能不同。
②同一个力按性质命名有一个名称,按效果命名可能有不同名称,如马拉车的力按性质叫弹力,按效果可以叫拉力或动力。
③对力进行分类时,不能同时使用两种不同的标准,一般按性质来分。
对物体进行受力分析时,只分析按性质命名的力。
【例】关于力的分类,下列说法中正确的是( )
A.根据效果命名的同一名称的力,性质一定相同B.根据效果命名的不同名称的力,性质可能相同.
C.性质不同的力,对物体的作用效果一定不同D.性质相同的力,对物体的作用效果一定相同
4 重力
(1)重力:由于地球的吸引而使物体受到的力。
(2)重心:由于地球吸引,物体各部分都会受到重力的作用,从效果上看我们把各部分受的重力作用集中于一点。
【注意以下几点】:
①重心是重力的等效作用点,并非物体的全部重力都集中于重心。
②重心的位置可以在物体上,也可以在物体外。
【例】.关于重力,下列说法中正确的是( )
A.重力就是地球对物体的吸引力,其方向一定指向地心B.重力的方向就是物体自由下落的方向.
C.重力的大小可以用弹簧秤或杆秤直接测出D.在不同地点,质量相同的物体重力不变
5 弹力
(1)概念:发生形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
(2)产生的条件:①直接接触;②相互挤压(产生形变)。
(3)弹力有无的判断方法:
①根据弹力产生的条件判断:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。
②假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉,看物体还能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定存在弹力。
(4)弹力的方向:总是与引起形变的作用力的方向相反。
判断弹力方向应掌握以下三种情况:①当与面(或曲面)接触时,弹力垂直于接触面或接触面的切面。
②绳上弹力
(滑轮、勾、环、杆等),则从始到终各段绳都是同一根绳,同一轻根绳处处弹力一定是相等的。
③系:即在该点“打了个死结”,这样不同段绳就不是同一根绳了,不同根绳上的弹力不一定相等,需具体问题具体分析。
(6)轻杆模型:
(7)轻弹簧模型:
(8)点与平面接触、点与曲面接触、平面与平面接触、平面与曲面接触、曲面与曲面接触模型
常见弹力的方向
6
(1)摩擦力产生的充分必要条件
第一:接触面粗糙;第二:物体间相互接触;第三:物体间有相互挤压作用(即有支持力和压力);第四:物体间有相对运动趋势或相对运动。
(2)“相对运动”与“物体运动”的区别:相对运动指受力物体相对于施力物体的
位置发生了改变; 物体的运动一般指物体相对地面的位置发生了改变。
所以静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用, 例如擦黑板时静止的黑板受到的是黑板擦对它的滑动摩擦力。
【例】关于滑动摩擦力,下列说法正确的是: ( ) A 、物体的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大; B 、滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反; C 、接触面的滑动摩擦系数越大,滑动摩擦力也越大; D 、滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。
(3)静摩擦力的有无和方向判断:①假设法——假设接触面光滑,不存在摩擦力,然后分析这两个物体是否发生相对运动。
若无相对运动,说明这两物体间就没有相对运动趋势; 若有相对运动, 则存在静摩擦力。
②平衡条件法——当相互接触的两物体处于静止或匀速直线运动状态时, 可根据二力平衡条件判断静摩擦力是否存在。
【例】如图所示, A 、B 两物体竖直叠放在水平面上。
今用水平力F 拉B 物体,两物体均静止,那么物体A 和B 是否受静摩擦力作用呢? (4)静摩擦力、最大静摩擦力、滑动摩擦力的区别:①静摩擦——相互接触且相互挤压的物体之间有相对滑动趋势但没有发生相对滑动时,物体之间产生的摩擦称为静摩擦,静摩擦力的大小为f ,与物体的受力状态有关。
②滑动摩擦——当相互接触且相互挤压的物体之间有相对滑动时,物体之间产生的摩擦称为滑动摩擦, 滑动摩擦力的大小f=μF N 。
③最大静摩擦力——静摩擦力与一般约束力不同,它并不随外力的增大而无限制地增大。
当外力的大小达到一定数值时,物体处于将要滑动,但又未开始滑动的临界状态,此时静摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力,fmax ≈μF N 。
7 受力分析 (1)受力分析的要点:分析它受到所处环境中其
他物体的哪些力的作用。
(2)受力分析的基本步骤:①确定研究对象;②按顺序分析物体的受力,一般先分析重力,再分析弹力,后分析摩擦力和其他性质的力;③正确地画出物体受力的示意图;④检查受力分析图是否正确,有无漏力或多力现象;⑤ 如果某个力的方向难以确定,可以用假设法分析。
【例】:在机场和港口,常用输送带运送旅客和行李、货物。
如图所示,图甲为水平输送带,图乙为倾斜输送带,当一个行李箱随输送带一起做匀速直线运动时, 下列判断中正确的是( ) A .甲、乙两图中的行李箱都受到两个力作用 B .甲、乙两图中的行李箱都受到三个力作用 C .图甲中行李箱受到三个力,图乙中行李箱受到四个力 D .图甲中行李箱受到两个力,图乙中行李箱受到三个力 8 解决平衡问题的几种方法 (1)力的合成法解决平衡问题;(2)正交分解法;(3)整体法和隔离法;(4)动态分析法;(5)三角形图解法。