物理必修课件 第二章第一讲重力、弹力、摩擦力.ppt
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1、考考点点点点击击1.2.3.4.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力形变、弹性、胡克定律形变、弹性、胡克定律矢量和标量矢量和标量力的合成和分解力的合成和分解考考点点点点击击5.6.7.共点力的平衡共点力的平衡实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系实验三:探究求合力的方法实验三:探究求合力的方法考考情情播播报报1.三种常见的力,特别是弹力和摩擦力的有无、方三种常见的力,特别是弹力和摩擦力的有无、方 向判定及大小计算向判定及大小计算2.胡克定律及其应用胡克定律及其应用3.力的合成与分解,合力与分力的关系,共点力的力的合成与分解,合力与分力的关系
2、,共点力的 平衡平衡考考情情播播报报4.物体的受力分析,共点力平衡中的动态问题、物体的受力分析,共点力平衡中的动态问题、极值与临界问题极值与临界问题5.与牛顿运动定律、能量及电磁学等知识相结合与牛顿运动定律、能量及电磁学等知识相结合 出题出题.1在复习本章内容时,要弄清弹力、摩擦力产生的条件,在复习本章内容时,要弄清弹力、摩擦力产生的条件,弹力、摩擦力方向的判断,以及滑动摩擦力、静摩擦弹力、摩擦力方向的判断,以及滑动摩擦力、静摩擦 力大小的计算方法,弄清滑动摩擦、静摩擦及最大静力大小的计算方法,弄清滑动摩擦、静摩擦及最大静 摩擦的区别和联系对共点力的平衡问题要重点复习摩擦的区别和联系对共点力的
3、平衡问题要重点复习 好受力分析,灵活运用平衡条件解决物理问题好受力分析,灵活运用平衡条件解决物理问题2在复习本章知识时,应注重与实际相结合,掌握建立在复习本章知识时,应注重与实际相结合,掌握建立 物理模型的方法、受力分析的方法物理模型的方法、受力分析的方法(整体法、隔离法整体法、隔离法)、力的合成与分解的方法力的合成与分解的方法(力的图示法、正交分解法力的图示法、正交分解法)通过训练规范解题习惯,提高理解能力、推理能力、通过训练规范解题习惯,提高理解能力、推理能力、综合能力及运用数学知识解决物理问题的能力综合能力及运用数学知识解决物理问题的能力.3力的三要素:力的三要素:、和作用点和作用点2力
4、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 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 作用作用相互相互运动状态运动状态形变形变大小大小方向方向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,就的,只要有作用力,就 一定有对应的一定有对应的 (3)独立性:一个力作用于某个物体上产生的效果,与这个独立性: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物体是否受到其他力的作用 (4)矢量性:力既有大小,又有方向,力的运算遵循矢
5、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,消失的消失的物体物体相互相互反作用力反作用力无关无关平行四平行四边形边形同时同时同时同时同时同时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力的图示:从力的作用点沿力的方向按一定标度画出 的的 (包括力的三要素包括力的三要素)(2)力的示意图:受力分析时,作出的表示物体受到某一力的示意图:受力分析时,作出的表示物体受到某一 力的力的 有向线段有向线段有向线段有向线段 力的图示与力的示意图是有区别的力的图示要力的图示与
6、力的示意图是有区别的力的图示要求严格画出力的大小和方向,在相同标度下用线段的长求严格画出力的大小和方向,在相同标度下用线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向;力的示意图着重短表示力的大小,箭头表示力的方向;力的示意图着重于力的方向的画法,不要求作出标度于力的方向的画法,不要求作出标度二、重力二、重力重力重力的的产生生由于由于 的吸引的吸引而使物体受到的力而使物体受到的力注意:在地球表面附近可近注意:在地球表面附近可近似似认为等于等于 重力重力的大小的大小G 可用可用 测量量注意:注意:(1)物体的物体的质量不会量不会变(2)G的的变化是由在地球上不化是由在地球上不同位置同位置处g的的变化引起
7、的化引起的重力重力的方向的方向总是是 的的注意:注意:竖直向下是和直向下是和 垂直,不一定和接触面垂直垂直,不一定和接触面垂直地球地球mg弹簧秤簧秤万有引力万有引力水平面水平面竖直向下直向下重心重心因因为物体各部分物体各部分都受重力作用,都受重力作用,可可认为重力作用重力作用集中于集中于 ,即,即为物体的重物体的重心心(1)影响重心位置的因素:影响重心位置的因素:物体的物体的 ;物体的物体的(2)确定方法:确定方法:法法注注意意:重重心心的的位位置置不不一一定定在在物物体上体上某一点某一点形状形状质量分布质量分布悬挂悬挂三、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
8、,由于要 ,会,会 对与它接触的物体产生的力对与它接触的物体产生的力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 恢复原状恢复原状接触接触弹性形变弹性形变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求解相反相反kx四、摩擦力四、摩擦力1定义:相互接触且发生形变的粗糙物体间有定义:相互接触且发生形变的粗糙物体间有 或或 时,在接触面上所受的阻碍时,在
9、接触面上所受的阻碍 或或 的力的力2产生条件:接触面产生条件:接触面 ;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:滑动摩擦力大小:滑动摩擦力F ,静摩擦力:,静摩擦力:0FFmax.4方向:与相对运动或相对运动趋势方向方向: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相对运动相对运动相对运动趋势相对运动趋势相对运动趋势相对运动趋势粗糙粗糙相对运动相对运动相对运动趋势相对运动趋势相反相反阻碍阻碍相对相对FN1摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋
10、势,但不一定阻碍物体的运动摩擦力可能是动力,也可但不一定阻碍物体的运动摩擦力可能是动力,也可 能是阻力能是阻力2受静摩擦力作用的物体不一定静止,受滑动摩擦力作受静摩擦力作用的物体不一定静止,受滑动摩擦力作 用的物体不一定运动用的物体不一定运动3接触面处有摩擦力时一定有弹力,且弹力与摩擦力方接触面处有摩擦力时一定有弹力,且弹力与摩擦力方 向总垂直向总垂直1弹力有无的判断方法弹力有无的判断方法(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是否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的情况存在弹力此方法多用
11、来判断形变较明显的情况(2)利用假设法判断利用假设法判断 对形变不明显的情况,可假设两个物体间不存在弹力,对形变不明显的情况,可假设两个物体间不存在弹力,即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉,看物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存在弹力,若运动状态改变,则此处一定存在弹力(3)根据根据“物体的运动状态物体的运动状态”分析分析 由状态分析弹力,使物体的受力必须与物体的运动状态由状态分析弹力,使物体的受力必须与物体的运动状态 符合,依
12、据物体的运动状态,由物体受力平衡符合,依据物体的运动状态,由物体受力平衡(或牛顿第或牛顿第 二定律二定律)列方程来判断物体间的弹力是否存在列方程来判断物体间的弹力是否存在2弹力的方向的判断方法弹力的方向的判断方法(1)弹力的方向与物体形变的方向相反,作用在迫使物体发弹力的方向与物体形变的方向相反,作用在迫使物体发 生形变的那个物体上具体情况有以下几种:生形变的那个物体上具体情况有以下几种:弹力力弹力的方向力的方向弹簧两端的簧两端的弹力力与与弹簧簧测力力计中心中心轴线相重合,指向相重合,指向弹簧恢复原状的方向簧恢复原状的方向轻绳的的弹力力沿沿绳指向指向绳收收缩的方向的方向面与面接触的面与面接触的
13、弹力力 垂直于接触面指向受力物体垂直于接触面指向受力物体点与面接触的点与面接触的弹力力过接触点垂直于接触面接触点垂直于接触面(或接触面的或接触面的切面切面)而指向受力物体而指向受力物体杆的杆的弹力力可能沿杆,也可能不沿杆,可能沿杆,也可能不沿杆,应具体情具体情况具体分析况具体分析(2)由物体的运动状态判断弹力的方向由物体的运动状态判断弹力的方向 物体的受力必须与物体的运动状态相符合可根据物体物体的受力必须与物体的运动状态相符合可根据物体 的运动状态,先假设一个弹力的方向,由共点力的平衡的运动状态,先假设一个弹力的方向,由共点力的平衡 条件或牛顿第二定律列方程,求出弹力若所得结果为条件或牛顿第二
14、定律列方程,求出弹力若所得结果为 正值,其方向与假设方向相同,如果为负值,其方向与正值,其方向与假设方向相同,如果为负值,其方向与 假设方向相反假设方向相反1绳对物体只能产生拉力,不能产生推力,且绳子的弹绳对物体只能产生拉力,不能产生推力,且绳子的弹 力的方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向,这是力的方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向,这是 由绳子本身的特点决定的由绳子本身的特点决定的2杆既可以产生拉力,也可以产生推力,弹力的方向可杆既可以产生拉力,也可以产生推力,弹力的方向可 以沿杆,也可以不沿杆,这是杆和绳两种模型的最大以沿杆,也可以不沿杆,这是杆和绳两种模型的最大 区别区别1.如图如图
15、211所示,小球所示,小球A在内在内 壁光滑的车厢内随车厢一起向壁光滑的车厢内随车厢一起向 右运动,试分析车厢后壁对球右运动,试分析车厢后壁对球A 的弹力情况的弹力情况解析:解析:(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受力受力平衡,所以车厢后壁对小球无弹力平衡,所以车厢后壁对小球无弹力(2)若车厢和小球向右做加速运动,由牛顿第二定律可若车厢和小球向右做加速运动,由牛顿第二定律可知,车厢后壁对小球的弹力水平向右知,车厢后壁对小球的弹力水平向右答案:答案:见解析见解析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
16、态(即加速即加速 度方向度方向),再利用牛顿第二定律,再利用牛顿第二定律(Fma)确定合力的方向,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:“摩擦力总是成对出现的摩擦力总是成对出现的”,先确,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 受到的摩擦力方向受到的摩擦力方向 摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,不一定与运动的方向相反向相反,不一定与运动的方向相反 2卡车上装着一只始终与它相对静止
17、的集装箱,在卡车上装着一只始终与它相对静止的集装箱,在 水平路面上运动,不计空气阻力,下列说法正确水平路面上运动,不计空气阻力,下列说法正确 的是的是 ()A当卡车开始运动时,卡车对集装箱的静摩擦力当卡车开始运动时,卡车对集装箱的静摩擦力 使集装箱随卡车一起运动使集装箱随卡车一起运动B当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装 箱随卡车一起运动箱随卡车一起运动C当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零D当卡车制动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零当卡车制动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零解析:解
18、析:因为集装箱始终相对于卡车静止,所以二者运动因为集装箱始终相对于卡车静止,所以二者运动状态相同,具有相同的加速度当卡车开始运动时,有状态相同,具有相同的加速度当卡车开始运动时,有加速度,所以卡车对集装箱有静摩擦力,加速度,所以卡车对集装箱有静摩擦力,A正确;当卡正确;当卡车匀速运动时,加速度为零,卡车对集装箱的静摩擦力车匀速运动时,加速度为零,卡车对集装箱的静摩擦力也为零,也为零,B错误,错误,C正确;当卡车制动时,有加速度,静正确;当卡车制动时,有加速度,静摩擦力不为零,摩擦力不为零,D错误错误答案:答案:AC 计算摩擦力的大小,首先要判断摩擦力是属于静摩计算摩擦力的大小,首先要判断摩擦力
19、是属于静摩擦力还是滑动摩擦力,然后根据静摩擦力和滑动摩擦力擦力还是滑动摩擦力,然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小的特点计算其大小1静摩擦力大小的计算静摩擦力大小的计算 根据物体所受外力及所处的状态根据物体所受外力及所处的状态(平衡或加速平衡或加速)可分为两种可分为两种 情况:情况:(1)物体处于平衡状态物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动静止或匀速直线运动),利用力的平衡,利用力的平衡 条件来判断其大小条件来判断其大小(2)物体有加速度时,若只有摩擦力,则物体有加速度时,若只有摩擦力,则Ffma.例如匀速转例如匀速转 动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度动的圆盘上物块靠摩擦
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