专题2力与物体的平衡2.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流专题2力与物体的平衡2.精品文档.第二章 相互作用1、力的特点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:Gmg g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
2、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2关于地球上的物体,下列说法中正确的是( )A物体静止时不受到重力作用 B物体只有落向地面时才受到重力作用 C物体落向地面时比物体上抛时所受的重力小 D物体所受重力的大小与物体的质量有关,与物体是否运动及怎样运动无关 3关于物体的重心,以下说法中正确的是 ( )A物体的重心不一定在物体上 B用线悬挂的物体静止时,细线方向一定通过重心 C一块砖平放、侧放或立放时,其重心在砖内的位置不变 D
3、舞蹈演员在做各种优美动作时,其重心的位置不变 4一个物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化 ( )A把它从赤道拿到南极B把它送到月球上去 C把它放到水里D改变它的运动状态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、被支持的物体绳的拉力总是沿绳指向绳收缩的方向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轻弹簧的拉力或压力沿弹簧的
4、轴线方向 (4)弹力的大小对弹簧,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)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)求出一根张紧的轻绳上的拉力大小处处相等重点难点例析a b图2-1-1图2-1-2GFN1FN2一、弹力的分析与计算1弹力有无的判断2弹力方向的判断图2-1-7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
5、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丁球只受重力作用图2-1-12【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:中弹簧的左端固定在墙上,中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用,中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动,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 ( )Al2l1 Bl4l3 Cl1l3 Dl2l4图2-1-142如图2-1-
6、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( )A10N,0 B0,10N C20N,10N D10N,10N第2课时 摩擦力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=FN,FN指接触面的压力,不一定等于重力G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
7、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=FN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0FFm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
8、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ABF图2-2-1【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( )AA、B间无摩擦力BA对B的静摩擦力大小为F,方向向右CB对地面的动摩擦力的大小为F,方向向右DB受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力BAABFF甲 乙 图2-2-2l 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
9、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3如图2-2-11所示,两块相同的竖直木板之间有质量均为m的四块相同的砖,用两个大小均为F的水平压力压木板,使砖静止不动,设所有接触面均粗糙,则第三块砖对第二块砖的摩擦力大小为( )1 2 3 4 FF图2-2-11A0 Bmg CF D2mg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=FN计算计算中关键的是对压力FN的分析,它跟研究物
10、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0FFm范围内变化,常通过平衡关系或牛顿运动定律来求其大小FAB图2-2-3【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?l 拓展图2-2-4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
11、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)( )ABCD图2-2-5【解析】本题应分三种情况进行分析:1关于摩擦力,下列说法正确的是( )A摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同B摩擦力的大小一定与压力成正比C运动的物体可以受静摩擦力作用,静止的物体也可以受滑动摩擦力的作用D静摩擦力可以是动力,也可以是阻力,滑动摩擦力一定是阻力F1F2图2-2-71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
12、10 N,F22 N若撤去F1,则木块在水平方向上受到的合力为( )A10 N,方向向左 B6 N,方向向右FcFb图2-2-8abcC2 N,方向向左 D零2如图2-2-8所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=5N、Fc=10N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止以F1、F2、F3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则( )AF1=5N,F2=0,F3=5N BF1=5N,F2=5N,F3=0CF1=0,F2=5N,F3=5N DF1=0,F2=10N,F3=5N第3课时 力的合成与分解基础知识回顾1合力与分力图2-3-1一个力,如果它产生的效果与几个力的
13、共同作用效果相同,则这个力叫做那几个力的合力,那几个力叫这一个力的分力合力与分力之间是等效替代关系2力的合成与分解(1)求几个力的合力的过程叫做力的合成,反之,求一个力的分力的过程叫做力的分解(2)平行四边形定则:两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向(如图2-3-1所示)(3)力的合成与分解都遵从平行四边形定则(4)力的合成唯一,而力的分解一般不是唯一3矢量和标量 既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)的物理量叫做矢量只有大小没有方向,求和时按照算术法则相加的物理量叫做标量重点难点例析一力的合成1合成法则:平行四
14、边形定则或三角形定则2同一直线上的力合成,选定一个正方向,与正方向相同的力为正,与正方向相反的力为负即可将矢量运算转化为代数运算求合力3互成角度的两力F1、F2的合成二力的分解(1)力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则或三角形定则(2)两个力的合力唯一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果来分解(3)力分解时有解、无解的讨论已知合力F的大小与方向,两个分力的方向,则两个分力的大小有唯一确定解已知合力F的大小与方向,一个分力的大小和方向,另一分力的大小与方向有唯一确定解已知合力和一个分力F1的大小与另一个分力F2的
15、方向,求分力F1的方向和分力F2的大小时,其分解方法可能惟一,也可能不惟一图2-3-7如图所示,已知F、(F1与F的夹角)和F2的大小这时有四种情况,下面采用图示法和三角形知识进行分析从力F的端点O作出力F1的方向,以F的矢端为圆心,用分力F2的大小为半径作圆a当F 2F sin 时圆与F1相切,说明此时有一解,如上图b所示c当F sinF 2F,圆与F1无交点,说明此时无解,如上图a 所示b当F 2=F sin 时,时,圆与F1有两个交点,说明此时有两解,如上图c所示d当F 2F时,圆与F1有一个交点,说明此时有一解,如上图d所示(a) (b) 图2-3-18五用力的矢量三角形定则分析力最小
16、值的规律1当已知力F的大小、方向及一个力F1的方向时,另一个力F2最小的条件是:两个分力垂直,如图2-3-18(a)甲所示最小的F2Fsin. 受力分析12010安徽19 L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。则木板P 的受力个数为A 3 B4 C5 D62.(08广东理科基础2) 人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,如图所示.以下说法正确的是 ( )A.人受到重力和支持力的作用B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用C.人受到的合外力不为零D.人受到的合外力方向与速度
17、方向相同3.(09安徽17)为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示。那么下列说法中正确的是 ( )A. 顾客始终受到三个力的作用B. 顾客始终处于超重状态C. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下D. 顾客对扶梯作用的方向先指向右下方,再竖直向下4.(04上海5)物体B放在物体A上,A、B的上下表面均与斜面平行(如图),当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时 ( )A. A受到B的摩擦力沿斜面方向向上B.A受到B的摩擦力沿斜面方向向下C.
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- 专题 物体 平衡
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