2013-2014学年高中物理鲁科版必修一教学课件:第4章 相互作用(3份)

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名称 2013-2014学年高中物理鲁科版必修一教学课件:第4章 相互作用(3份)
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版本资源 鲁科版
科目 物理
更新时间 2014-03-14 08:02:50

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课件61张PPT。第1节 重力与重心[自学教材] (1)概念:力是 和 之间的相互作用。
(2)单位: ,简称牛,用符号 表示。
(3)力是矢量,不但有 ,而且有 。
(4)力的作用效果:改变物体的 和 。
(5)力的图示:我们用一根带箭头的线段来表示力,按一定比例(或标度)画出线段,其 表示力的大小;在线段的末端标上 表明力的作用方向; 表示力的作用点,箭头所在的直线表示力的作用线,这种表示力的方法,叫做力的图示。物体物体牛顿N大小方向形状运动状态长短箭头箭头或箭尾感受人体肌肉的力量之美一、力的描述1、力的定义
力是物体和物体之间的相互作用2、力的作用效果 改变物体的形状改变物体的运动状态3、对力的概念的理解:(1)物质性:力不能离开物体而存在,只要有力就有施力物体和受力物体(2)相互性:力的作用是相互的,力总是成对出现,施力物体同时也是受力物体想一想:怎样准确的描述力?要准确的描述力,就必须把力的三要素,
即:力的大小,方向,作用点 描述出来。4、力的描述
(1)力的示意图(2)力的图示1 N① 选定标度(用多长的线段表示多少 牛 的力)② 从作用点沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加刻度。③ 在线段的一端加箭头表示方向,箭尾表示作用点,多余线段擦去。标度作用线[重点诠释] 1.对力的概念的理解
(1)作用方式。物体间发生相互作用的方式有两种:①直接接触;②不直接接触,如磁体之间的相互作用无需接触。
(2)力的物质性。力不能离开物体而独立存在,只要有力的存在,就必然有施力物体和受力物体。
(3)力的相互性。力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。所以说力是成对出现的。2.力的图示和力的示意图比较1.下列说法正确的是 (  )
A.鸡蛋碰石头,虽然鸡蛋碎了而石头完好无损,但鸡
蛋与石头受到的作用力仍是相等的
B.只有能运动的物体才会施力,静止的物体只能受力
而不会施力
C.“风吹草低见牛羊”,草受到力作用而弯曲,但未
见到施力物体,说明没有施力物体的力也是可以
存在的
D.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体解析:由于力具有相互性的特点,所以鸡蛋与石头间的作用力是相等的,鸡蛋之所以破是因为鸡蛋的承受力比石头的承受力小,选项A正确;物体之间的相互作用力是否存在,与物体是否运动无关,选项B错误;草受到了力而弯曲,施力物体是空气,肉眼观察不到,但人们能感受到风力的存在,选项C错误;任何一个物体施加力的同时也是受力物体,选项D正确。
答案:AD练一练水平桌面对书产生5N的支持力斜面对物体的支持力为6N把物体用3N的力压 在墙壁上F=5NF=6NF=3N画出以下力的图示:[自学教材] 1.重力
(1)定义:由于 而使物体受到的力。为了叙述简便,常把物体受到的重力的大小简称为 。
(2)计算方法:重力的大小可用公式 计算得出。式中g是比例系数,g= ,G的单位用N,m的单位用kg。
(3)方向:重力的方向总是 。地球吸引物重G=mg9.8 N/kg竖直向下 2.重力的测量
重力的大小可以用 测出,测量时物体必须保持 ,这样物体对测力计的拉力才等于物体受到的 ,体检时常用 来测量体重。弹簧测力计 平衡状态 重力磅秤二、重力(G)1、概念: 由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。简称为物重产生原因:地球吸引施力物体:地球受力物体:地面上的物体2、重力的三要素:(1)大小:①用测力计测出:思考:测量的原理?g值随地球纬度的增加而增加,减小而减小g值随海拔高度的增加而减小,减小而增加②公式:G=mg g= 9.8 N/kg(2)方向:总是竖直向下注:不是垂直向下思考:上述几个图中,重垂线是利用了什么原理?利用了重力的方向总是竖直向下的。[重点诠释] 1.对重力的理解
(1)重力的性质:
①地球上的物体都受到重力作用,不论质量大小,也不论有无生命。
②重力是非接触力,同一物体在空中运动与静止时所受重力相等。
③重力的施力物体是地球。 (2)重力的大小:
重力是由于地球的吸引而产生的,但重力的大小不一定等于地球对物体的吸引力,重力一般小于地球对物体的吸引力。
重力与质量的关系:G=mg,g是自由落体加速度,通常取g=9.8 N/kg,表示质量为1 kg的物体受到的重力是9.8 N。 ①g值会随地球上的纬度的改变而改变,纬度越高,g值越大,两极处最大,赤道处最小。导致同一物体在不同纬度处所受重力不同。
②g值会随海拔高度改变而改变。在同一纬度处,高度越大,g值越小,致使同一物体受重力随高度增加而减小。 (3)重力的方向:
①重力的方向总是竖直向下的,可利用铅垂线确定其方向。
“竖直向下”,既不能说成“垂直向下”,也不能说成“指向地心”。“竖直向下”是垂直于当地的水平面向下,而“垂直向下”可以垂直于任何支持面向下;只有在两极或赤道时,重力的方向才指向地心,其他位置并不指向地心。
②重力的方向不受其他作用力的影响,与运动状态也没有关系。2.重力与质量的区别与联系2.关于重力下列说法中正确的是 (  )
A.同一物体重力的大小总是恒定的
B.同一地点,物体重力的大小与物体的质量成正比
C.物体落向地面时,它受到的重力大小大于它静止
时受到的重力大小
D.物体的重力总等于它对竖直弹簧测力计的拉力解析:物体重力的计算式为G=mg,物体的质量m是恒定的,但g的取值与地理位置有关,对同一地点,g的取值相同。随着物体所处地理位置纬度的升高,g的值在增大;随着高度的增加,g的值将减小,因此不能认为物体的重力是恒定的,A错,B对。由公式可以知道物体的重力仅与物体的质量与当地的重力加速度有关,与物体的运动状态无关,C错。用弹簧测力计竖直悬挂物体,只有静止或匀速直线运动时,物体对测力计的拉力才等于物体的重力,D错。答案:B[自学教材] 1.重心
物体的各部分都受重力作用,从效果上看可认为各部分所受到的 作用集中于一点,这一点称为物体的重心
2.决定物体重心位置的因素
(1)物体的 ;
(2)物体的 。重力形状质量分布 3.确定物体重心的方法
(1)形状规则、质量分布均匀的物体,重心在其 上
(2)对不规则的细棒和薄板,可用支撑法或 确定其重心
4.物体重心与稳定的关系
重心 ,物体的稳定性越差,
重心 ,物体的稳定性越好。几何中心悬挂法越高越低三、重心与稳定1、重心---重力的等效作用点(理想化模型)物体各部分所受重力的等效作用点2、重心的确定(1)质量分布均匀的物体,重心位置只跟物体的形状有关若物体的形状是中心对称,对称中心就是物体的重心。(2)质量分布不均匀的物体,重心位置除跟物体的形状有关,还和质量分布有关。质量分布不均匀的物体的重心质量分布均匀、形状规则物体的重心重心的变化①②③①跨跃式②俯卧式③背跃式思考:物体的重心一定在物体上吗?[重点诠释] 1.对重心的理解
(1)重心并不是实际存在的一个特殊点,引入重心是为了研究问题的方便。
(2)如果物体的形状、质量的分布情况发生变化,则重心的位置将发生变化。当物体的形状及质量分布确定后,物体的重心是唯一确定的。 (3)重心不是最重的点。物体的各部分都受到重力作用,重力并不只作用于重心上,重心也不是物体上最重的点。
(4)物体的重心可以不在物体上。由于重心是一个等效作用点,所以它可以不在物体上(如球壳,其重心在球心,并不在壳体上)。 2.重心的确定——悬挂法
(1)前提条件:薄板状物体。
(2)原理:当悬挂的物体静止时,重力和拉力平衡,重心一定位于过悬挂点的竖直直线上。
3.重心的高低对物体稳定性的影响
(1)物体的稳定性往往受重心高度的影响,物体的重心越低,则物体越稳定。生活中往往采用降低重心高度的办法来增加物体的稳定性,如装运货物时,往往把较重的货物放在下面,就是为了降低重心,增大稳定性。 (2)当物体的重力作用线落在它的支持面内时,物体可以保持稳定,落到支持面外时则会倾斜,如车辆行驶时车身倾斜的角度不能过大。3.关于物体的重心,下列说法正确的是 (  )
A.物体上只有重心受到重力作用
B.重心与物体的形状和物体内质量分布有关
C.物体的重心一定在这个物体上
D.重心处受到的重力最大
解析:物体上各个部分都受重力作用,A错;重心不一定在物体上,如篮球的重心在球的中心,C错;重心是认为物体上各部分所受的重力集中到一点,并不是重心的重力最大,D错。
答案:B练一练关于物体重心的说法,下列正确的是( )A、重心就是物体最重的那个点B、重心一定在物体上C、重力只作用在重心上D、物体的各部分都受到重力,重心只是一个抽象的等效作用点E、跳水运动员在跳水过程中,其重心位置不断发生变化 DE F、重心就是物体的几何中心 3、重心与稳度1、稳度与重心高低有关,重心越低,稳度越大2、稳度与支持面面积有关,面积越大,稳度越高例如:不倒翁3、应用:当重力作用线落在物体的支持面外时,物体将倾倒。 [例1] 下列关于力的说法中正确的是 (  )
A.射出枪口的子弹,能打到很远的距离,是因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用
B.甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用
C.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受到力
D.任何一个物体,一定既是受力物体,又是施力物体[思路点拨] 解答本题时应把握以下三点:
(1)找不到施力物体的力是不存在的。
(2)任何物体都能产生力的作用。
(3)力的作用是相互的,受力物体同时也是施力物体。 [解析] 子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力,使子弹离开枪口时有很大的速度,但子弹离开枪口以后,只受重力和空气阻力的作用,并没有一个所谓的推力,因为不可能找到这个“推力”的施力物体,故不存在,所以A错;物体间力的作用总是相互的,甲推乙的同时乙也推甲,故B错;不论物体是否有生命或是否有动力,它们受到别的物体作用时,都会施力,马拉车时,车也拉马;书向下压桌子,桌子也向上推书,故C错;由于自然界中的物体都是相互联系的,找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体,所以每一个物体既是受力物体,又是施力物体,故D正确。
[答案] D (1)力的概念中,“物体”并非仅指有生命力或有动力的物体。
(2)物体之间的相互作用有接触与非接触两种作用方式。
(3)物体之间力的作用是相互的,每个物体既是施力物体,也是受力物体,物体的运动状态发生改变,一定是由于受到了力的作用。1.下面关于力的说法中正确的有 (  )
A.力的作用离不开施力物体,但可以没有受力物体
B.有的物体自己就有力,这个力不是另外的物体施加的
C.力是物体与物体间的相互作用
D.没有施力物体和受力物体,力照样可以独立存在解析:力是物体间的相互作用,有力作用时必定要有两个物体同时存在,一个是施力物体,另一个是受力物体。一个物体是不能对自己产生力的作用的。
答案:C[例2] 下列说法正确的是 (  )
A.形状规则的物体的重心,一定在物体的几何中心上
B.物体的重心一定在物体上
C.地球对物体的吸引力就是物体的重力
D.物体的重力,是由于地球对物体的吸引而产生的
[思路点拨] 根据重力的产生及重心的概念分析判断。[解析] 物体的重心位置由物体的形状及质量分布决定,故A错;形状规则质量分布均匀的物体重心在其几何中心,但几何中心不一定在物体上,如均质圆环,故B错误;重力是由于地球的吸引而产生,但不一定等于地球对物体的吸引力,故C错D对。
[答案] D 影响物体重心的位置的因素是物体的形状和物体的质量分布,重心可以在物体上,也可以在物体外。重力的施力物体是地球,但重力和地球对物体的吸引力,两者是有差异的。2.下列关于重力和重心的说法,正确的是 (  )
A.只有静止的物体才受到重力作用
B.重力就是地球对物体的吸引力
C.重心就是物体上最重的一点
D.重心是物体的各部分所受重力的等效作用点解析:重力是由于地球的吸引而产生的,与物体所处的状态无关,但又不能将重力与物体所受的地球吸引力相混淆,重力只是地球对物体的吸引力的一个分力而已;重心是从重力作用效果来定义的,它是物体的各部分所受重力的等效作用点,不能理解为是最重的点。故选项D正确。
答案:D [例3] 一个半径为R的圆球,其重心不
在球心O上,将它置于水平地面上,静止时
球与地面的接触点为A。如图所示,若将它
置于倾角为30°的粗糙斜面上,静止时(静
摩擦力足够大)球与斜面的接触点为B。已知弧AB所对的圆心角度数为60°,则圆球重心离球心O的距离是________。
[思路点拨] 根据悬挂法的基本思想及重心一定在重力的作用线上的特点结合几何关系计算。 此题解法源自用“悬挂法”找物体重心,用“悬挂法”找物体重心时,细线的延长线通过重心,但不管物体如何放置,重力的作用线一定通过重心。3.如图所示的ABC是木匠用的拐尺,它是
用粗细不同、质量分布均匀、质量相等的
木料AB和BC做成的。D是A、C连线的中
点,E是AB的中点F和BC的中点G连线的
中点,则拐尺的重心在 (  )
A.B点          B.D点
C.E点 D.G点解析:把拐尺看成由两部分形状规则的木料组成,则其各自的重心在其中点F、G上,故公共重心应在F、G连线的中点E上。
答案:C课件69张PPT。第2节、形变与弹力[自学教材]1.形变
物体发生的 、 、 等变化称为形变。
2.弹性体及弹性形变
(1)弹性体是撤去外力后能 原来形状的物体。
(2)弹性形变指 发生的形变。伸长缩短弯曲恢复弹性体 3.范性形变
物体发生形变后 恢复原来的形状,这种形变叫范性形变。
4.弹性限度
当弹性体形变达到某一值时,即使撤去外力,物体也 恢复原状,这个值叫弹性限度。不能不能形变:形状或体积的变化任何物体都能发生形变 微小形变:放大法如何测一张纸厚度?Fiash动画Fiash动画玻璃瓶形变桌面形变在外力停止作用后能恢复原状的形变.
(1)在无特别说明情况下,
形变通常是指弹性形变.
(2)常见形变的种类有: 一、弹性形变弹性:能够恢复到原状的性质非弹性拉伸、压缩、弯曲、扭转等.超过弹性限度[重点诠释] 1.形变的两种情况
(1)形状的改变:指受力时物体的外观发生变化,如橡皮条拉伸时由短变长;撑竿跳高时,运动员手中的撑竿由直变曲等。
(2)体积的改变:指受力时物体的体积发生变化,如用力压排球,排球的体积变小;用力压海绵,海绵的体积变小。 2.形变的种类:弹性形变和范性形变
任何物体都能发生形变,不能发生形变的物体是不存在的,不过有的形变比较明显,可以直接看见;有的形变极其微小,要用仪器才能显示出来。有的物体在力的作用下发生形变,当撤去使物体发生形变的外力后,有的物体能够恢复原状,这种物体叫弹性体,其形变叫弹性形变;有的物体不能恢复原状,这种形变叫范性形变。1.如图所示的形变中,哪些发生的是弹性形变?
哪些发生的是范性形变?解析:甲中拉长的弹簧、乙中压缩的弹簧、丙中弯曲的跳板发生的是弹性形变,丁中压缩的橡皮泥发生的是范性形变。
答案:见解析[自学教材] 1.定义
物体发生 时,由于要 ,会对与它 产生力的作用,这种力叫弹力。
2.方向
弹力的方向总是与物体形变的趋向 ,以使物体恢复原状。弹性形变恢复原状接触的物体相反 3.弹力的应用
(1)拉伸或压缩弹簧,必须 做功,所做的功以 的形式储存在弹簧中。
(2)弹簧具有弹性,不但可以 ,而且还有
的作用。克服弹簧的弹力弹性势能缓冲减震自动复位1.弹力:发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力.
 弹力的施力物体是发生形变的物体,受力物体是和它接触的物体。
2.产生弹力的条件:①发生(弹性)形变;②接触.二、弹力 弹力存在的判断:移物法、假设法3、弹力的方向 a.支撑类:
支持力(压力)垂直于支持面,
指向被支持(被压)的物体.总结:弹力的方向总与施力物恢复形变的方向相同.c.弹簧的弹力
弹簧被拉伸时弹力沿收缩的方向;
弹簧被压缩时弹力沿伸长的方向.b.绳索类:
绳拉力的方向总是沿绳收缩的方向.弹力的方向:垂直于面(切面) 面面接触点面接触点曲面接触面曲面接触曲面曲面接触[重点诠释] 1.弹力产生的条件
(1)物体间直接接触。
(2)接触处发生弹性形变。
2.弹力有无的判断方法
(1)直接法:
对于形变比较明显的情况,可以根据弹力产生的条件来判断,即物体间相互接触并且发生弹性形变,两个条件必须同时满足才有弹力产生。 (2)假设法:
对于形变不明显的情况,可以假设与研究对象相接触的物体不存在,看被研究物体的运动状态是否改变,如果运动状态改变,则存在弹力,否则不存在弹力。3.弹力方向的判定
(1)判断弹力方向的步骤:(2)几种常见弹力的方向:
①几种不同的接触方式的弹力方向:②轻绳、轻杆和轻弹簧的弹力方向:2.下列关于弹力的说法中正确的是 (  )
A.两物体相互接触,就一定会产生相互作用的弹力
B.两物体不接触,就一定没有相互作用的弹力
C.笨重的金属块放在木板上,木板会发生形变对金属施
加弹力,而金属不会发生形变,但因其自身重力会对木板施加压力
D.运动的小球去挤压弹簧,弹簧会发生形变产生弹力,
小球虽不会发生形变,但由于运动会对弹簧产生压力解析:弹力的产生条件是两物体直接接触,而且发生弹性形变,B正确,A错误;两物体间发生弹力作用时,两物体都会发生弹性形变,给对方施加弹力作用,C、D均错误。
答案:B[自学教材] 1.胡克定律
(1)内容:在弹性限度内,弹性体(如弹簧)弹力的大小与弹性体伸长(或 )的长度成正比。
(2)公式:F= 。
(3)适用条件:在弹簧的 内。
2.劲度系数
是一个有单位的物理量,单位为 。弹簧的劲度系数为1 N/m的物理意义为:弹簧伸长或缩短1 m时产生的弹力大小为1 N。缩短kx弹性限度牛/米4.弹力的大小 在弹性限度以内,
形变越大,弹力越大. 对于弹簧的弹力F=kx胡克定律:F=kx(弹性限度之内)F——弹簧一侧对接触物体的弹力
x——形变量(伸长量或压缩量)为现长与原长之差的绝对值
伸长量x=L-L0:压缩量x=L0-L
k——劲度(N/m),由弹簧本身性质决定,
与材料、长度、圈数、粗细等有关。[重点诠释] 探究弹簧伸长量与弹力的关系
1.实验原理
如图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹
簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂
钩码的重力大小相等。 2.实验步骤
(1)将弹簧的一端挂在铁架台上,让
其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸
长时的长度l0,即原长。
(2)如图所示,在弹簧下端挂上质
量为m1的钩码,量出此时弹簧的长度
l1,记录m1和l1,求出弹簧的伸长量x1,
并填入自己设计的表格中。 (3)改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m2、m3、…和相应的弹簧长度l2、l3、…,并求出每次弹簧的伸长量x2、x3、…并填入表格中。 3.数据处理
(1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标作图,描点后连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。
(2)以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数。首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数。
(3)得出弹簧伸长量与弹力之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义。 4.注意事项
(1)所挂钩码不要过重,以免超出弹簧弹性限度。
(2)每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点稀一些,这样作出的图线更精确。
(3)测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,以免增大误差。
(4)记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。 3.某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。下表是该同学记录的实验数据,实验时弹簧伸长量始终未超过弹性限度。(g取10 m/s2)(1)在所给坐标纸(如图所示)上建立坐标系,并标出合适的标度,根据实验数据作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像。(2)根据图像可计算出弹簧的劲度系数为________ N/m。(保留三位有效数字)解析:(1)计算弹簧的弹力及相应伸长量如下表所示:以F为纵坐标,x为横坐标,坐标标度如图所示,描点并连接成平滑的直线。答案:(1) 见解析图 (2)25.9弹力的应用
1弹簧的储能(弹性势能)应用
2弹簧的缓冲应用
3弹簧的自动复位应用 [例1] 如图所示,用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触,并保持静止,甲中细绳倾斜,乙中细绳呈竖直方向。判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用?[思路点拨] 解决此题的关键有两点
(1)理解弹力产生的条件:接触、形变。
(2)可根据假设法或状态法分析。 [解析] 假设法:假设两图中的斜面不存在,则甲图中小球无法在原位置保持静止,乙图中小球仍静止,故甲图中小球受到斜面的弹力,乙图中小球不受斜面的弹力。
状态法:如两图中斜面均对小球有弹力作用,则甲图中小球将仍能保持静止状态,乙图中小球则不能保持静止,所以乙图中小球不受斜面弹力作用,甲图中受到斜面弹力作用。
[答案] 见解析 弹力是接触力,弹力与形变相生相伴,判断是否存在弹力要抓住“接触”、“形变”,二者缺一不可。1.在如图所示的四种情况中,小球A均静止,各接触面均光滑,小球A受到两个弹力的是 (  )解析:采用假设法或撤移法可判断只有C图中小球A受两个弹力作用,故选C。
答案:C[例2] 试在图中画出物体所受的弹力方向。[思路点拨] 解答此题时要注意以下两点:
(1)明确弹力方向与使物体发生形变的外力方向相反。
(2)明确常见弹力方向的画法。[解析] 根据弹力的特点可知:
甲是点点接触,此时弹力的方向与过接触点的切面垂直,如图甲;乙是点面接触,此时弹力垂直于接触面,如图乙;丙是面面接触,此时弹力垂直于接触面,如图丙;丁是点弧接触,此时弹力垂直于弧的切线,如图丁。[答案] 见解析 (1)绳的弹力方向一定沿着绳,而杆既能产生拉力,也能产生压力,其弹力方向不一定沿着杆,应根据实际情况进行分析。
(2)弹簧的弹力既能充当拉力,也能充当支持力,其方向既可沿弹簧压缩的方向,也可沿弹簧伸长的方向。
(3)接触面是球面时,弹力方向一定沿着接触点和球心的连线。
(4)接触处为点与面时,弹力方向与接触面垂直且过“点”。2.按下列要求画出图中物体所受弹力的示意图。(1)斜面对物体的支持力;
(2)大球球面对小球的支持力。
解析:弹力的方向总是与接触面垂直,图(1)中,物体与斜面之间是平面与平面接触,支持力垂直于接触面指向被支持物体;图(2)中,球面与球面接触,支持力的方向沿两球心的连线指向小球。答案:如图所示。 [例3] 某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时,实验装置如图甲所示,所用钩码每只质量是30 g。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,并将数据填在下表中。实验中弹簧始终未超过弹性限度,取g=10 m/s2。试根据这些实验数据在如图乙所示的坐标系中作出弹簧所受弹力与弹簧长度之间的函数关系的图线。则:(1)写出该图线的数学表达式F=________N;
(2)图线与横轴的交点的物理意义是__________________;
(3)该弹簧的劲度系数k= ________ N/m;
(4)图线延长后与纵轴的交点的物理意义是_______________。[思路点拨] 本题的解题思路为: [解析] 描点作图,得出弹簧弹
力与其长度之间的图像如图所示。
(1)由图像可以得出该图线的数
学表达式为F=(30L-1.8) N
(2)图线与横轴的交点表示弹簧所受弹力F=0时弹簧的长度为6 cm,即弹簧的原长。 (3)图像的斜率表示弹簧的劲度系数,即k=30 N/m。
(4)图线延长后与纵轴的交点表示弹簧长度为5 cm时的弹力,此时弹簧被压缩了1 cm,即表示弹簧被压缩1 cm时的弹力。
[答案] (1)30L-1.8 (2)弹簧的原长为6 cm
(3)30 (4)弹簧被压缩1 cm时的弹力为0.3 N 在物理学中经常利用图像处理物理问题,解决这类问题时必须明确:
(1)图线斜率的物理意义(或切线斜率的意义);
(2)图线与纵轴、横轴交点的物理意义。
图像法是处理实验数据的一种常用方法。3.如图甲所示,一个弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧长度的改变量与弹簧产生的弹力的关系图像,如图乙所示。则下列判断错误的是 (  )A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比
C.该弹簧的劲度系数是200 N/m
D.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变答案:A小结:课件29张PPT。第3节 摩擦力1定义:两接触的物体之间产生的一种阻碍相对运动(趋势)的力.摩擦力滑动摩擦力2种类:3条件:粗糙,有正压力,有相对运动(趋势).静摩擦力4方向:总跟接触面相切,与相对运动(趋势)相反5大小:滑动摩擦力大小与接触面间的压力成正比:f滑=? N (?为动摩擦因数由材料粗糙程度决定,N≠ G N为正压力)静摩擦力大小与引起相对运动趋势的外力有关.平衡时f静=F外,但0<f静≤fm(fm最大静摩擦力)练习有摩力就有弹力与相对运动方向相反vfvfvvv滑动摩擦力静摩擦力滚动摩擦3、摩擦力的条件:粗糙,有正压力,有相对运动(趋势).有摩擦力就一定有弹力?接触运动一定有摩擦力?4、摩擦力的方向:总跟接触面相切,与相对运动(趋势)相反受静摩擦力的物体一定静止?
受滑动摩擦力的物体一定运动?滑动摩擦力一定与运动方向相反?摩擦力可以是阻力,也可是动力静摩擦力的方向判断:(3)根据作用力和反作用力判断。(1)与相对运动趋势方向相反;(2)根据物体的运动状态判断;加速、匀速、减速接触面不光滑摩擦力的大小实验探究与正压力与接触面粗糙程度与接触面面积Ff滑= μN ,f滑只由μ、N决定,
与其他因数(跟接触面积、外力、运动性质)无关几种材料间的动摩擦因数说明
1、0≤ μ <1静摩擦力的大小 静摩擦力大小由力的平衡知识求出:f静=F外 最大静摩擦力是推动一个物体最小的推力。实验探究:粗测最大静摩擦力1最大静摩擦力≥滑动摩擦力,粗略地可以认为它们相等2最大静摩擦力与压力成正比f静随外力变化而变化,
存在最大静摩擦力fm从静摩擦力到滑动摩擦力FF由0逐渐增大,
摩擦力如何变化?倾角由0逐渐增大,
摩擦力如何变化?拉力由0逐渐增大,
摩擦力如何变化?运动静止f滑与推力无关f静与压力无关区别例题μ=0.5F=5N,求摩擦力F=12N,求摩擦力静止F=12N变为5N的运动过程, 求摩擦力撤去F物体滑动过程, 求摩擦力f静=F=5Nf动=μmg=10Nm=2kg例:如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N。若撤去力F1,则木块在水平方向受到的摩擦力为( )Cf静=F1-F2=8Nfm ≥8NA.8 N,方向向左
B.6 N,方向向左
C.2 N,方向向左
D.0 NNNm从上下分别拉出物体至少需要多大拉力?静止NNf=μNNN皮带传动:神气小球筷子提杯主动轮从动轮ABCDω 施力不画画受力,
重力弹力先分析;
摩擦方向要分清,
多漏错力须鉴别。 物体受力分析?⒈确定研究对象:受力物体⒉隔离研究对象:分析周围物体对它施加的力,
不考虑它对其他物体的力⒊分析物体运动状态:静止、匀速、加速、减速4.受力分析顺序:一重二弹三摩檫注意:a.防止漏力、多力、错力漏力——按顺序多力——找施力物体错力——弹力摩擦力的条件:假设法、二力平衡
    弹力摩擦力方向:弹力垂直面,摩擦力与相对运动(趋势)相反b.只画实际受到的力(分力、合力等效果力不是实际受到的力)c.力的作用点一般画在物体中心(杆和转动物体画在作用点)静静GNfGNfG物体沿光滑斜面上滑或下滑物体沿粗糙斜面上滑f物体静止在斜面上f0N下滑G静止:匀速下滑:静止:NGTGN1N2GTNf0ABBAF匀速、加速、减速匀速、加速、减速BAFAVVB静静μ1μ2随传送带一起向右匀速运动传送带由静止开始起动ff0f0向上运输向下运输f0以A为对象
T=fBA=0.2*10=2N已知GA=10N,GB=20N,A与B之间的动摩擦因数为μ1=0.2,
B与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.3
三种情况匀速拉动B物体,求所加拉力F1 、 F2 、 F3 ?F1 =f地B =μ(GA+GB)
=0.3(10+20)=9 N abCA把AB看为一个整体,
由二力平衡得:以B为对象,B相对
A和地面有向前运动趋势,
所以B受到摩擦力都向后
由力平衡得:F2=f地B + fAB
=μ(GA+GB)+μGA
=9 +0.2 *10=11N以B为对象,
受力如图
由力平衡得:
F3=f地B+fAB+T
=9+2+2=13N1234F隔离法:整体法:红毛巾和绿毛巾:毛巾质量都为2m,动摩擦因数为μ,求拉动绿毛巾最小的拉力?求地面对4的f?123413mm静止例题:
如图所示,质量为m的物体在水平方向向右的恒力作用下,沿静止在水平面上的长木板向右运动,长木板质量为M,物体和长木板,木板和水平面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2,长木板和水平面间的摩擦力大小是( B )
A.F B. μ1mg
C. μ2(m+M)g D.μ1mg+μ2 Mg木板不动物体滑动μ1μ2例2、如图,竖直墙壁光滑,物体m和均匀木板M均处于静止,试分析m、M的受力。隔离法:整体法:mmg变化:如图,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边贴着竖直墙壁,若在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,试分析小车的受力。例4、如图,盒的空间刚能容纳光滑小球
(1)一起沿斜面匀速下滑时,小球是否受到弹力?
(2)盒沿光滑斜面自由下滑时,小球是否受到弹力?
(3)盒沿粗糙斜面自由下滑时?
(4)盒沿粗糙斜面自由上滑时?