平衡概念 三种性质的力

四、摩擦力

【例题1】如图所示，用跟水平方向成α角的 推力F推重量为G的木块沿天花板向右运动， 木块和天花板间的动摩擦因数为μ，求木块所 受的摩擦力大小。
α G
F2 f G F
f =μ(Fsinα-G)
α
N
F1
四、摩擦力

【练习1】F拉着木板在水平地面上运动，求 杆与地面间受力情况。
一、力的概念：
力是物体对物体的作用



（1）力不能离开物体而独立存在，有力就一定有 “施力”和“受力”两个物体。二者缺一不可。 （2）力的作用是相互的(作用力和反作用力) （3）力的作用效果：①形变；②改变运动状态， 产生加速度 （4）力的图示和力的示意图（表示出三要素） （5）力的分类：可以按性质分，也可以按效果分。 （5）矢量性：力有大小、方向且符合平行四边形 定则
2．弹力的方向：指向使物体恢复原状的方向。


三、弹力
3．弹力的大小

与形变量及物体的材料有关。
F=kx （胡克定律）
k：劲度系数（与材料、粗细、长短等有关） x：形变量（伸长或缩短的长度） 弹力的大小，一般情况下根据物体所处的运动 状态，利用平衡条件或牛顿运动定律来计算； 弹簧等在弹性限度内，根据胡克定律来计算。

三、弹力

【例题1】试画出下列各图中球所受到的弹力 （接触面光滑，小球静止）
N
N1
N
F
N2
分析物体是否受到弹力作用，看所研究的物体周围， 凡与该物体接触的其他物体和它之间有没有相对挤 压、与它相连的绳子有没有被拉伸。
G源自文库
三、弹力

【例题2】画出下列各图中物体所受压力、支 持力的方向
B A
画弹力时，若面和面或点和面接触，弹力垂直于 接触面；若点和点接触，弹力垂直于切线。
二、重力：

【练习3】一个2米的运动员背跃式跳高，跳过 2米10的横杆，运动员重心上升的高度？ 【例题3】图中已知斜面的倾角为θ，且tgθ＜ μ,为使物体不从斜面上翻倒，均匀长方体的边 长之比至少为多少？

G
二、重力：

【练习4】如图所示，一个半径R、质量m的 均匀薄圆盘处在竖直方向上，可绕过其圆心O 的水平转动轴无摩擦转动，现在其右侧挖去圆 心与转轴O等高、直径为R的一个圆，然后从 图示位置将其静止释放，则剩余部分 （填 “能”或“不能”）绕O点作360°转动，在 转动过程中具有的最大动能为 。
（ ｄ ）
（ｅ）
（ｆ）
三、弹力

【例题3】 如图所示，光滑但质量分布不均匀 的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖 直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。
F1 A
O F2
B
P
三、弹力

【练习2】 如图所示，重力不可忽略的均匀杆被 细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力
A A F1 F2
F2
B
B
C

【练习3】 图中AC为竖直墙面，AB为均匀横梁， 其重为G，处于水平位置。BC为支持横梁的轻杆， A、B、C三处均用铰链连接。试画出横梁B端所 受弹力的方向。
O
三、弹力
1．弹力的产生条件

弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发 生弹性形变。(接触不一定有弹力)
⑴压力、支持力的方向总是垂直于接触面。 ⑵绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。 ⑶杆对物体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。
三、弹力


【例题4】两轻质弹簧，ka=1×103N/m, kb=2×103N/m，原长分别为La=6cm， Lb=4cm，下端挂一重物G=10N，平衡时 求两弹簧弹力及两弹簧的长度。 【练习4】在一条弹簧的两端，各有9N的 外力向外拉伸，弹簧伸长了6cm， a 要使它再伸长4cm，弹簧两端外力 应为多少牛？劲度系数为多少？
一、力的概念：
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…… 2．按效果分 压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回 复力 …… 3．按产生条件分 场力（非接触力）、接触力。
二、重力：
由于地球的吸引而使物体受到的力
（1）方向；总是竖直向下 （2）大小：G＝mg （g随高度增加而减小，随纬度增大而增大）
2．滑动摩擦力大小



⑴概念：当一个物体在另一个物体表面上滑动 时，两个物体接触面间产生的阻碍它们相对滑 动的力叫滑动摩擦力。 ⑵只有滑动摩擦力才能用公式F=μFN， μ：滑动摩擦因素，取决于两个接触面的材料 性质和粗糙程度。 FN：表示正压力，即物体受到接触面支持力的 反作用力，不一定等于重力G。


注意：重力是万有引力的一个分力，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。由于重力远大于向心力，一般情况下 近似认为重力等于万有引力。
二、重力：
（3）重心：重力的等效作用点。重心的位置 与物体的形状及质量的分布有关。重心不一定 在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体， 重心在几何中心上．薄板类物体的重心可用悬 挂法确定。 （变质量问题或某些力矩、功能问题中可根据重 心位置的变化求解）
弹簧读数表示一端受力
b
G
四、摩擦力
1．摩擦力产生条件



摩擦力的产生条件为：两物体直接接触、相互 挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的 趋势。这四个条件缺一不可。 两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要 条件。（没有弹力不可能有摩擦力） 在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。
四、摩擦力
三、弹力

绳的拉力方向
A
同一根轻质绳子，两端受力相等，方向相反。
三、弹力

【练习1】在下列各种情况中，物体对支持面的压 力与作用力Ｆ无关的应是图（ c d ）；物 体对支持面的压力与物体重力无关的应是图 f （ ）；物体对支持面的压力大小等于 f Ｆ的应是图（ ）
F
F F （ ａ ） （ ｂ ） F （ ｃ ） F F

二、重力：

【例题1】确定图（1）均匀物体的重心。

【练习1】 确定图（2）中质量分布均匀的直 角尺的重心位置。
二、重力：

【例题2】如图，原来平放在地上的长为L的 均匀铁链，从中央提起h高度（h>L/2）时， 铁链的重心位置变化？
F

【练习2】把一个边长为a的均匀正方形翻转， 重心高度变化的最大值？