力、重力、弹力(教育精品).ppt
力、重力、弹力要点疑点考点课 前 热 身能力思维方法延伸拓展要点疑点考点一、力的概念1.力是物体对物体的作用，有受力物体必有施力物体，反之亦然.力的作用是相互的.2.力是矢量，饺有大小，又有方向.力的三个要素是大小、方向、作用点，可用一根带箭头的线段表示力，这种方法叫做力的图示.3.力的作用效果是使物体发生形变或改变物体的运动状态.要点疑点考点4.力的分类：可根据性质命名，如重力、弹力、摩擦力、分子力、磁场力等；也可根据效果命名，如拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等.力也可以按相互作用分类，如场力(重力、电场力、磁场力等)；接触力(弹力、摩擦力)；力还可以按研究对象的范围来分类，如内力、外力.要点疑点考点二、重力1.产生：重力是由于地球吸引而使物体受到的力.2.大小：G=mg，物体的重力大小与物体的运动状态无关.3.方向：竖直向下.4.重心：重力的作用点.重心可以在物体上，也可以不在物体上.要点疑点考点三、弹力1.产生条件：直接接触、相互挤压(或发生形变).2.方向：弹力的方向与形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的物体上.(1)绳子的拉力的方向沿绳指向绳子收缩的方向.(2)接触面的压力或支持力方向垂直于接触面指向被压或被支持的物体.要点疑点考点3.大小：(1)弹簧的弹力：在弹性限度内，可由胡克定律求出.胡克定律表达式F=kx.(2)非弹簧的弹力，一般可由牛顿定律或平衡条件求出.课 前 热 身1.画出以下几个力的图示，并指出各力的受力物体与施力物体和各力的性质.(1)人对车水平向右的推力250N.(2)铁锤对钉子竖直向下的打击力400N.(3)水对船竖直向上的浮力3.5105N.(4)竖直向上飞行的质量为2103kg的火箭所受的重力.课 前 热 身2.请判断下面说法的正误(1)力的物质性体现在力不能脱离物体而独立存在(正确)(2)大小方向都相同的两个力，作用效果一定相同(错误)(3)拳击运动员用尽全力击出一拳，却未击中对方，故出拳过程中，只有施力物体而没有受力物体.(错误)(4)静止在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力(错误)课 前 热 身3.如图1-1-1所示，下列各图中A、B之间是否有弹力作用?若有请画出B受到A对它的弹力示意图.图1-1-1能力思维方法【例1】下图1-1-2中的球和棒均光滑，试分析它们受到的弹力.图1-1-2能力思维方法【解析】甲图中，A球受到右侧筒壁对它的弹力1，方向水平向左，B球对它的支持力FBA，方向沿两球心连线斜向上，如图1-1-3所示.B受到的弹力为A对它的压力FAB，左侧筒壁对它的弹力F2，底面对它的支持力3，如图1-1-4所示.能力思维方法乙图中，棒与半球形碗有两个接触点，底端受力与碗面垂直，沿半径指向球心.上接触点处的弹力垂直于棒斜向上.如图1-1-5所示.能力思维方法丙图中，球所受弹力只有地面对它的支持力(图略).球与左边的台阶虽然接触了，但这们之间没有相互挤压，不存在弹力，也可以假设台阶对球有斜向右上的弹力，则球不可能静止在图示位置，而应该加速向右运动，可见该力不存在.【解题回顾】分析弹力时，首先要看物体与周围哪些物体接触，再看与其接触的物体之间是否相互挤压，对是否相互挤压不明确的，可以采用假设法，根据假设判断其受力是否能与物体运动状态相吻合.能力思维方法【例2】如图1-1-6所示，两木块的质量分别为m1、m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1、k2，上面的木块压在上面弹簧上(但不拴住)，整个系统处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块直到它刚离开上面的弹簧，在这个过程中，下面木块移动的距离为(A)A.m1g/k1 B.m2g/k1C.m1g/k2 D.m2g/k2图1-1-6能力思维方法【解析】下面的木块移动的距离就是下面弹簧总长度的变化，即下面弹簧形变量的变化，由胡克定律F=kx,得x=F/k,F为初末状态的弹簧中弹力的变化.初状态，研究m1、m2整体，由平衡条件得下面弹簧的弹力F=(m+m2)g；末状态，研究m2,由平衡条件得下面弹簧弹力F=m2g.由胡克定律，下面弹簧向上恢复的长度x=F/k2=(F-F)/k2=m1g/k2，答案选A.能力思维方法【解题回顾】应用胡克定律时，可以灵活地把公式F=kx改写成腇=k膞，这样在计算弹簧形变量的变化量时，可以用弹力的变化量来求解.能力思维方法【例3】弹簧秤不测力时弹簧长4cm，当它两侧如图1-1-7各挂一个100g的砝码时，弹簧长8cm，要使弹簧秤的弹簧伸长为12cm，则应该(D)A.在右侧再加挂一个100g的砝码B.在右侧再加挂一个200g的砝码C.在左右两侧各挂一个100g的砝码D.在左右两侧各挂一个200g的砝码能力思维方法图1-1-7能力思维方法【解析】当两侧各挂一个100g砝码时，弹簧中的弹力为F1=m1g=1N(g取10m/s2，该取值不影响结果)，弹簧伸长量x1=8-4=4cm.由胡克定律F=kx，得k=F1/x1=25N/m.当弹簧伸长为12cm时，其伸长量为x2=12-4=8cm,则 F2=k x2=2N，所以应在弹簧秤两侧各挂一个200g的砝码.能力思维方法【解题回顾】本题除考查胡克定律应用之外，还要求学生能理解弹簧秤的原理，弹簧秤的读数等于弹簧的弹力，这一点有许多学生会错误地认为当两侧各挂100g砝码时弹簧秤读数为2N.竖直弹簧秤下挂100g砝码静止时，弹簧的受力中的弹力小为2N，这是导致本题错误的主要原因，实际上此时弹力的大小为1N?能力思维方法【例4】如图1-1-8所示，小车上固定着一根弯成角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，试分析下列两种情况下杆对球的弹力大小及方向：(1)小车静止不动；(2)小车以加速度a向向右运动.图1-1-8能力思维方法【解析】(1)因整个系统处于静止状态，球只受重力和杆对它的弹力两个力作用，根据物体平衡条件可知，杆对球的弹力大小为mg，方向坚直向上.(2)当系统处于加速运动状态时，小球只受重力和杆对其弹力作用，但其合外力不再为0，而是使球随车一起向右做加速运动.设小球受弹力方向与竖直方向成角，受力如图所示.根据牛顿第二定律，球受重力和弹力的合力就是水平向右，如图1-1-9所示.能力思维方法图1-1-9由图可知，水平方向上：Fsin=ma；竖直方向上：Fcos=mg，得F=tan=a/g.=arctan(a/g).能力思维方法【解题回顾】分析弹力时，应注意弹力方向的特点：(1)绳中拉力方向沿绳指向绳收缩方向；(2)接触面间的压力或支持力与接触面垂直.杆中的弹力方向则要注意根据物体的运动状态来确定.本题中的弹力方向就容易错误地认为是沿杆的方向.延伸拓展【例5】一根大弹簧内套一根小弹簧，小弹簧比大弹簧长0.2m，它们的一端平齐并固定在地面上，另一端自由，如图1-1-10(甲)所示.当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图像如1-1-10(乙)图所示，求两根弹簧的劲度系数k1和k2.（甲）（乙）图1-1-10延伸拓展【解析】由图像可知，当x=0.2m时，F1=2N,在此之前，F与x成正比，说明只有小弹簧被压缩，也就是对小弹簧来说，压缩量为0.2m时，弹力大小为2N，由胡克定律得k1=F1/x1=2/0.2N/m=10N/m；当x=0.3m时，F2=5N,从x=0.2m至0.3m的过程中，两根弹簧都被压缩，而大弹簧的压缩量为(x2-x1)，则F2=k1x2+k2(x2-x1).即k2=(F2-kx)/(x2-x1)=20N/m.延伸拓展【解题回顾】本题要求学生审题中要能弄清图像的意义，即在弹簧压缩量前0.2m与后0.1m的区别同时，在解决两个或两个以上弹簧组合使用的问题时，要先弄清楚两根弹簧的连接方式，其次是明确两弹簧形变量的关系或者弹力间的关系.
