力物体的平衡讲稿.ppt
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1、力物体的平衡第一页,讲稿共三十二页哦第第1讲重力、弹力、摩擦力讲重力、弹力、摩擦力基础导学基础导学一、力一、力1定义:定义:物体与物体之间的物体与物体之间的 作用作用2力的作用效果:力的作用效果:改变物体的改变物体的 或使物体发生或使物体发生 3力的三要素:力的三要素:、和作用点和作用点相互相互运动状态运动状态形变形变大小大小方向方向第二页,讲稿共三十二页哦4力的性质力的性质 (1)物质性:力不能脱离物质性:力不能脱离 而独立存在而独立存在 (2)相互性:物体间力的作用是相互性:物体间力的作用是 的,只要有作用力,就一定有对应的的,只要有作用力,就一定有对应的 (3)独立性:一个力作用于某个物
2、体上产生的效果,与这个物体是否受到其他独立性:一个力作用于某个物体上产生的效果,与这个物体是否受到其他 力的作用力的作用 (4)矢量性:力既有大小,又有方向,力的运算遵循矢量性:力既有大小,又有方向,力的运算遵循 定则定则 (5)同时性:物体间的相互作用总是同时性:物体间的相互作用总是 产生,产生,变化,变化,消失的消失的5力的图示及示意图力的图示及示意图 (1)力的图示:从力的作用点沿力的方向按一定标度画出的力的图示:从力的作用点沿力的方向按一定标度画出的 (包括力的包括力的 三要素三要素)(2)力的示意图:受力分析时,作出的表示物体受到某一力的力的示意图:受力分析时,作出的表示物体受到某一
3、力的 物体物体相互相互反作用力反作用力无关无关平行四边形平行四边形同时同时同时同时同时同时有向线段有向线段有向线段有向线段第三页,讲稿共三十二页哦二、重力二、重力重力的产生由于 的吸引而使物体受到的力注意:在地球表面附近可近似认为等于 .重力的大小Gmg可用 测量注意:(1)物体的质量不会变;(2)G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的重力的方向总是 的注意:竖直向下是和 垂直向下,不一定和接触面垂直重心因为物体各部分都受重力作用,可认为重力作用集中于 ,即为物体的重心(1)影响重心位置的因素:物体的 ;物体的 .(2)确定方法:法注意:重心的位置不一定在物体上地球地球万有引力万有引力弹
4、簧秤弹簧秤竖直向下竖直向下水平面水平面某一点某一点形状形状质量分布质量分布悬挂悬挂第四页,讲稿共三十二页哦三、弹力三、弹力1定义:定义:发生弹性形变的物体,由于要发生弹性形变的物体,由于要 ,会对与它接触的物体产生力的,会对与它接触的物体产生力的 作用作用2产生条件产生条件 (1)物体相互物体相互 ;(2)物体发生物体发生 3方向:方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向弹力的方向总是与施力物体形变的方向 4大小大小 (1)弹簧类弹力:在弹性限度内遵守胡克定律弹簧类弹力:在弹性限度内遵守胡克定律F .(2)非弹簧类弹力的大小应由平衡条件或动力学规律求解非弹簧类弹力的大小应由平衡条件或动力学规律
5、求解接触接触弹性形变弹性形变相反相反kx恢复原状恢复原状第五页,讲稿共三十二页哦四、摩擦力四、摩擦力1定义:定义:相互接触且发生形变的粗糙物体间有相互接触且发生形变的粗糙物体间有 或或 时,时,在接触面上所受的阻碍在接触面上所受的阻碍 或或 的力的力 2产生条件:产生条件:接触面接触面粗糙粗糙;接触面间有弹力;物体间有;接触面间有弹力;物体间有 或或 .3大小:大小:滑动摩擦力滑动摩擦力FFN,静摩擦力:,静摩擦力:0FFmax.4方向:方向:与相对运动或相对运动趋势方向与相对运动或相对运动趋势方向 5作用效果:作用效果:物体间的相对运动或物体间的相对运动或 运动趋势运动趋势 相对运动相对运动
6、相对运动趋势相对运动趋势相对运动相对运动相对运动趋势相对运动趋势相对运动相对运动趋势趋势相对运动相对运动相反相反阻碍阻碍相对相对第六页,讲稿共三十二页哦自我诊断自我诊断1如图如图111所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动;根据图中所给信息和所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动;根据图中所给信息和 所学知识你可以得出的结论是所学知识你可以得出的结论是 ()A物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点 B重力的方向总是垂直向下的重力的方向总是垂直向下的 C物体重心的位置与物体形状或质量分布有关物体重心的位置与物体形状
7、或质量分布有关 D力是使物体运动的原因力是使物体运动的原因图图111第七页,讲稿共三十二页哦解析:解析:物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以是垂直向下,所以A正确,正确,B错误;从图中可以看出,汽车错误;从图中可以看出,汽车(包括货物包括货物)的形状和的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C正确;力不
8、是使物体运动正确;力不是使物体运动的原因而是改变运动状态的原因,所以的原因而是改变运动状态的原因,所以D错误错误答案:答案:AC第八页,讲稿共三十二页哦图图1122.20102011赛季斯诺克球员巡回赛第五站赛事在谢菲尔德结束,赛季斯诺克球员巡回赛第五站赛事在谢菲尔德结束,中国选手丁俊晖一路过关斩将,决赛中中国选手丁俊晖一路过关斩将,决赛中4 1横扫琼斯成功夺得横扫琼斯成功夺得 本站赛事冠军设在比赛中当台球以速度本站赛事冠军设在比赛中当台球以速度v0与球桌边框成与球桌边框成角角 撞击撞击O点,反弹后速度为点,反弹后速度为v1,方向与球桌边框夹角仍为,方向与球桌边框夹角仍为,如,如 图图112所
9、示所示OB垂直于桌边,则下列关于桌边框对小球的弹垂直于桌边,则下列关于桌边框对小球的弹 力方向的判断中正确的是力方向的判断中正确的是 ()A可能沿可能沿OA方向方向 B一定沿一定沿OB方向方向 C可能沿可能沿OC方向方向 D可能沿可能沿OD方向方向 解析:解析:台球与球桌边框碰撞时,受到边框的弹力作用,弹力的方向应与边框垂台球与球桌边框碰撞时,受到边框的弹力作用,弹力的方向应与边框垂 直,即沿直,即沿OB方向,故方向,故B项正确项正确 答案:答案:B第九页,讲稿共三十二页哦3(2009天津卷天津卷)物块静止在固定的斜面上,分别按图示的方向对物块施加大小相物块静止在固定的斜面上,分别按图示的方向
10、对物块施加大小相 等的力等的力F,A中中F垂直于斜面向上,垂直于斜面向上,B中中F垂直于斜面向下,垂直于斜面向下,C中中F竖直向上,竖直向上,D中中 F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是 ()解析:解析:由于物块始终静止在斜面上,物块所受静摩擦力与正压力无直接关系,由于物块始终静止在斜面上,物块所受静摩擦力与正压力无直接关系,对物块进行受力分析,沿斜面方向列平衡方程可判断出选项对物块进行受力分析,沿斜面方向列平衡方程可判断出选项D正确正确 答案:答案:D第十页,讲稿共三十二页哦第十一页,讲稿共三十二页哦5一物体由
11、圆锥和与它底面相同的半球组成一物体由圆锥和与它底面相同的半球组成(如图如图113所示所示),置于粗糙的水平,置于粗糙的水平 地面上用水平外力拉它做图中所示三种情况的运动比较它所受的摩擦力大地面上用水平外力拉它做图中所示三种情况的运动比较它所受的摩擦力大 小小 解析:解析:物体在三种不同的运动情况下,都相对水平面有相对运动,故它受到滑物体在三种不同的运动情况下,都相对水平面有相对运动,故它受到滑 动摩擦力的作用在三种情况下,水平地面对物体的支持力的大小都等于物体动摩擦力的作用在三种情况下,水平地面对物体的支持力的大小都等于物体 的重力,故物体对地面的正压力的大小都等于其重力,即的重力,故物体对地
12、面的正压力的大小都等于其重力,即FNmg.由由F FN,知以上三种情况下摩擦力的大小相等,知以上三种情况下摩擦力的大小相等 答案:答案:大小相等大小相等图图113第十二页,讲稿共三十二页哦选项判断选项判断(2011长沙模拟长沙模拟)T2的的B选项:直选项:直接接触的物体一定有弹力接接触的物体一定有弹力 ()一、弹力方向的判断一、弹力方向的判断1根据弹力产生的条件直接判断根据弹力产生的条件直接判断 根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断 是否存在弹力此方法多用来判断形变较明显是否存在弹力此方法多用来判断形变较明显 的情况的情况.2根据物体的运动状态分析根
13、据物体的运动状态分析 根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡 条件判断弹力是否存在条件判断弹力是否存在 例如:如图例如:如图114所示,小球所示,小球A在车厢内随车厢一起向右运在车厢内随车厢一起向右运 动,可根据小球的运动的状态分析车厢后壁对球动,可根据小球的运动的状态分析车厢后壁对球A的弹力的情况的弹力的情况 (1)若车厢和小球做匀速直线运动,则小球若车厢和小球做匀速直线运动,则小球A受力平衡,所以车厢后壁对小球无受力平衡,所以车厢后壁对小球无 弹力弹力 (2)若车厢和小球向右做加速运动,则由牛顿第二定律可知,后车厢壁对小球的若车厢和
14、小球向右做加速运动,则由牛顿第二定律可知,后车厢壁对小球的 弹力水平向右弹力水平向右图图114第十三页,讲稿共三十二页哦3几种常见模型中弹力方向的确定几种常见模型中弹力方向的确定弹力弹力的方向弹簧的弹力与弹簧测力计中心轴线重合,指向弹簧恢复原状方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力的物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或过接触点的切面)而指向受力物体球与面接触的弹力在接触点与球心连线上,指向受力物体球与球接触的弹力垂直于过接触点的公切面,而指向受力物体杆的弹力可能沿杆,也可能不沿杆,应具体情况具体分析画出下图中物体受弹力的方向画出下图中物体受弹力的方向(各
15、接触面均光滑各接触面均光滑)第十四页,讲稿共三十二页哦二、静摩擦力的有无及方向判断二、静摩擦力的有无及方向判断1假设法假设法2用牛顿第二定律判断:用牛顿第二定律判断:先判断物体的运动状态先判断物体的运动状态(即加速度方向即加速度方向),再利用牛顿第,再利用牛顿第 二定律二定律(Fma)确定合力的方向,然后受力分析判定静摩擦力的有无和方向确定合力的方向,然后受力分析判定静摩擦力的有无和方向3用牛顿第三定律判断:用牛顿第三定律判断:“摩擦力总是摩擦力总是 成对出现的成对出现的”,先确定受力较少的物,先确定受力较少的物 体受到的摩擦力方向,再确定另一物体受到的摩擦力方向,再确定另一物 体受到的摩擦力
16、方向体受到的摩擦力方向.选项判断选项判断(2011重庆模拟重庆模拟)T4的的C选项:摩擦力选项:摩擦力的方向与物体运动的方向既可以相反,的方向与物体运动的方向既可以相反,也可以相同,还可以垂直也可以相同,还可以垂直 ()第十五页,讲稿共三十二页哦弹力的分析与计算弹力的分析与计算图图115【例【例1】如图如图115所示,一重为所示,一重为10 N的球固定在支杆的球固定在支杆AB的上的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5 N,则,则AB杆对球的作用力杆对球的作用力 ()A大小为大小为7.5 NB大小为大小为10 NC方
17、向与水平方向成方向与水平方向成53角斜向右下方角斜向右下方D方向与水平方向成方向与水平方向成53角斜向左上方角斜向左上方第十六页,讲稿共三十二页哦方法提炼:弹力大小的计算方法方法提炼:弹力大小的计算方法(1)一般物体之间的弹力,要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算一般物体之间的弹力,要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算(2)弹簧的弹力,由胡克定律弹簧的弹力,由胡克定律(F kx)计算计算第十七页,讲稿共三十二页哦图图116 如图如图116所示,在水平传送带上有三个质量所示,在水平传送带上有三个质量分别为分别为m1、m2、m3的木块的木块1、2、3,1和和2及及2和和3间分别用原间分别用原长为长为L
18、,劲度系数为,劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数为的动摩擦因数为,现用水平细绳将木块,现用水平细绳将木块1固定在左边的固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,墙上,传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,1、3两木块之间的两木块之间的距离是距离是 ()A2L(m2m3)g/k B2L(m22m3)g/kC2L(m1m2m3)g/k D2Lm3g/k解析:解析:先以先以2、3为整体分析,则为整体分析,则1、2间弹簧的伸长量为间弹簧的伸长量为x1,有,有kx1(m23)g;再以再以3为研究对象,则为研究对象,则
19、2、3间弹簧伸长量为间弹簧伸长量为x2,有,有kx2m3g,所以,所以1、3两木块之两木块之间的距离为间的距离为2Lx1x2,故选,故选B.答案:答案:B第十八页,讲稿共三十二页哦静摩擦力的有无及方向的判断静摩擦力的有无及方向的判断图图117【例【例2】(2011广州模拟广州模拟)如图如图117所示是主动轮所示是主动轮P通过皮带带通过皮带带动从动轮动从动轮Q的示意图,的示意图,A与与B、C与与D分别是皮带上与轮缘上相互分别是皮带上与轮缘上相互接触的点,则下列判断正确的是接触的点,则下列判断正确的是 ()AB点相对于点相对于A点运动趋势方向与点运动趋势方向与B点运动方向相反点运动方向相反BD点相
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