课件43张PPT。第三章 相互作用
第一课时 重力 基本相互作用 栏目链接一个静止的球,我们踢它一脚,就可以把力作用在球上,使它开始运动,并发生速度的变化;假如再去顶它一下,那就不只改变了它的运动方向,同时也改变了它的速度大小.力也可以使物体的形状改变,譬如撑杆跳高时,可以使杆发生弯曲. 栏目链接 栏目链接 栏目链接1.了解自然界中四种基本相互作用.?
2.知道重力的产生、大小、方向及重心的概念. 栏目链接 栏目链接要点1 力和力的图示1.运动状态的变化:物体的运动状态用速度来描述,只要物体的________变化了,不管是________还是________改变了,都说这个物体的运动状态发生了变化.
2.力:物体与物体之间的________称作力.
3.力的矢量性:力是________,既有大小又有方向,力的大小可以用________测量.在国际单位制中,力的单位是________,简称______,符号______.速度大小方向相互作用矢量测力计牛顿知 识
清 单牛N 栏目链接4.力的三要素:力产生的效果是由力的大小、方向、作用点共同决定的.
5.力的图示和力的示意图:力可以用一________的线段来表示,它的长短表示力的________,它的指向表示力的________,箭尾(或箭头)表示力的__________,这叫做力的图示,若只画出力的方向和作用点,这叫________.带箭头大小方向作用点示意图知 识
清 单 栏目链接怎样清晰地表示力的特征呢?应 用
思 考 栏目链接1.力的性质.
(1)力的物质性:一个物体受到力的作用,一定有别的物体对它施加这种作用.前者是受力物体,后者是施力物体.只要有力产生,就一定同时存在施力物体和受力物体.力不能脱离物体而独立存在,分析某个力,就要弄清这个力是谁对谁的作用,找不到施力物体的力不存在.
(2)力的相互性:力一定发生在两个物体之间.一个物体在对另一个物体施加力的作用时,另一个物体必同时对这个物体施加力的作用.这样相互作用的一对力,同时出现,同时存在,性质相同,同时消失,分别作用在两个物体上.这就是说,施力物体同时也是受力物体.综 合
拓 展 栏目链接(3)力的矢量性:既有大小,又有方向.
2.力的作用效果.
(1)改变物体的运动状态,指的是物体的速度发生变化.速度的改变是指大小改变或方向改变或大小和方向同时改变.
(2)使物体产生形变的两个方面:①物体形状的改变,如拉伸弹簧、铁片弯曲等;②体积的改变,如气球打气时体积增大,挤压海绵时体积减小.综 合
拓 展 栏目链接3.作力的图示法步骤.
(1)依题意选定标度;
(2)从作用点沿力的方向画一条线段,线段的长度由力的大小和所选的标度确定;
(3)标上刻度,画上箭头.综 合
拓 展 栏目链接特别提示:1.“防止添力”,确定物体受某一个力时,必须明确这个力的施力物体,找不到施力物体的力是不存在的.
2.物体的运动方向和受力方向不存在因果关系,即物体在运动方向上不一定受力.
3.力可以发生在直接接触的物体之间,也可发生在非直接接触的物体之间.
4 .不能用不同标度画同一物体所受的不同的力.综 合
拓 展 栏目链接1.(双选)关于力,下列说法正确的是( )
A.没有施力物体的力是不存在的
B.只有直接接触的物体之间才有力的作用
C.人推物体时,人只是施力物体而不是受力物体
D.一个施力物体同时也是受力物体尝 试
应 用答案:AD 栏目链接2.关于力的作用效果的叙述中,正确的是( )
A.物体的运动状态发生变化,一定受外力的作用
B.物体的运动状态不发生变化,一定不受外力的作用
C.物体受力作用后,一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象
D.力对物体的作用效果完全由力的大小决定尝 试
应 用 栏目链接解析:物体运动状态发生改变,一定受到了力的作用,但运动状态不变并不一定没有受到力的作用,力的作用效果是使物体运动状态发生改变或者使物体发生形变.力的大小、方向、作用点都影响力的作用效果.
答案:A尝 试
应 用 栏目链接要点2 重力1.重力是由于__________而使物体受到的力,它的施力物体是________.
2.重力的大小等于________,其中______是常数.重力的方向总是__________.
3.重心:重力的等效作用点叫做物体的重心,即认为重心是重力的________.物体的重心位置与物体的形状和质量分布有关,与物体怎样放置无关.______________________的物体,其重心在几何中心上.地球的吸引地球mgg知 识
清 单竖直向下作用点形状规则、质量均匀分布 栏目链接飞流直下三千尺的瀑布、落叶缤纷的收获季节、划过绿茵场上的足球弧线……一切都最终回到地球这个温暖的怀抱.你可否想过这些都是什么原因产生的呢?应 用
思 考 栏目链接1.重力的方向.
(1)“竖直向下”不是“垂直向下”,“竖直向下”是指“垂直于水平面向下”.不同地方的水平面不同,其“竖直向下”的方向也不同,而“垂直向下”可以是指垂直于任何一平面向下,如垂直某斜面向下(实际是斜向下).
(2)重力的方向一般不指向地心,只有在两极点和赤道时才指向地心.综 合
拓 展 栏目链接2.重力的大小.
(1)重力与质量的关系式为G=mg,g=9.8 N/kg,g的物理意义是1 kg的物体所受重力的大小是9.8 N.
(2)重力的大小等于物体静止时对水平支持面的压力或者对竖直悬绳的拉力.
(3)在地球表面不同的地方,同一物体的重力大小不同,纬度越高,重力越大.
(4)在处理问题时,在地球表面及附近某一高度的地方,同一物体重力大小可认为不变.综 合
拓 展 栏目链接3.重心.
(1)重心并不是实际存在的一个特殊点,它的位置跟物体的形状和物体各部分的质量分布有关.
(2)对于质量分布均匀的物体,重心的位置只跟物体的形状有关.形状规则的物体的重心就在几何中心上.例如,均匀细直棒的重心在棒的中点,均匀球体的重心在球心.综 合
拓 展 栏目链接(3)质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内质量分布有关.例如,载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化.起重机的重心随着提升物的重量和高度而变化.
(4)重心的位置并不一定都位于物体上.例如,我们平时玩的篮球、排球等物体的重心位置是在球心上.
特别提示:1.将竖直向下错认为是垂直于支撑面.
2.错误认为重心一定是在物体上.综 合
拓 展 栏目链接1.关于重力,下列说法正确的是( )
A.重力的施力物体是地球
B.重力的方向总是垂直向下的
C.重力的大小可以用弹簧测力计和杆秤直接测量
D.把物体放在水平支持物上,静止时物体对水平支持物的压力就是物体受力的重力尝 试
应 用 栏目链接解析:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,它的施力物体是地球;它的方向总是竖直向下的,不是垂直向下的;重力的大小可以用弹簧测力计直接测量,而杆秤直接测量的是质量,而不是重力;重力和压力的施力物体和受力物体不同,性质也不同,所以不是同一个力.
答案:A尝 试
应 用 栏目链接2.关于物体所受的重力,以下说法正确的是( )
A.物体只有在地面上静止时才受到重力作用
B.物体落向地面时,它受到的重力大于它静止时所受的重力
C.物体在向上抛出时受到的重力小于它静止时所受到的重力
D.同一物体在同一地点,不论其运动状态如何,它所受到的重力都是一样大的尝 试
应 用D 栏目链接要点3 四种相互作用1.四种相互作用分别是
________________________________________________.
2.相互吸引的作用存在于一切物体之间,相互作用的强度随距离增大而减弱.物理学中称其为__________.重力是万有引力在地球表面附近的一种表现.
3.__________的相互作用,__________的相互作用,本质上是同一种相互作用的不同表现,这种相互作用称为电磁相互作用.万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用万有引力电荷间磁体间知 识
清 单 栏目链接(双选)下列说法中正确的是( )
A.自然界所有的相互作用力都可归纳为四种基本相互作用
B.在四种基本相互作用中,万有引力是最强的
C.四种基本相互作用的规律是完全独立的,不可能再统一了
D.万有引力和电磁力是长程力,强相互作用和弱相互作用是短程力尝 试
应 用 栏目链接尝 试
应 用解析:在当前的研究水平上,可以认为自然界所有的相互作用归纳为四种,A正确;在四种基本相互作用中,万有引力是最弱的,B错误;随着研究的深入,已经发现了几种基本相互作用之间的统一关系,如“弱电统一”,四种基本相互作用最终有可能统一为一种最基本的相互作用,C错误;万有引力和电磁力是长程力,强相互作用和弱相互作用是短程力,D正确.
答案:AD 栏目链接 栏目链接题型1 力例1 (双选)关于力的概念,下列说法中正确的是( )
A.力是使物体发生形变和改变运动状态的原因
B.一个力必定联系着两个物体,其中每个物体既是施力物体又是受力物体
C.只要两个力的大小相等,它们产生的效果一定相同
D.两个物体相互作用,其相互作用力可以是不同性质的力 栏目链接解析:根据力的两个作用效果,可知选项A正确.根据力的相互性,可知选项B正确;根据力的三要素,可知力的作用效果不仅与力的大小有关,还与力的方向和作用点的位置有关,选项C错误;相互作用力一定是同一性质的力,选项D错误.
答案:AB 栏目链接1.(双选)关于力的作用,下列说法中正确的是( )
A.用拳头击打墙壁,因为拳头感到疼痛,说明墙壁对拳头有作用力
B.用拳头击打棉花包,拳头不感到疼痛,说明棉花包对拳头没有作用力
C.打篮球时,接球时球对手有作用力,手对球没有作用力
D.打篮球时,接球时球对手有作用力,手对球也有作用力变 式
应 用AD 栏目链接题型2 力的图示例2 如右图所示,物体A对物体B的压力是10 N,试画出这个力的图示. 栏目链接解析:画力的图示可按以下步骤进行:
(1)选3 mm长表示2 N;
(2)从B物体所受压力的作用点O竖直向下画一段五倍于标度的线段(如图甲),也可以照如图乙那样,不画B物体,而用O点代替B物体,画出力F的图示. 栏目链接(3)在线段的另一端加箭头表示力的方向.(箭尾在O点上)
答案:如图甲或乙.
名师点睛:力的图示是用一带有箭头的线段把力的大小、方向和作用点都表示出来的方法,画力的图示时必须选取标度.
力的示意图是用一带有箭头的射线把力的作用点和方向表示出来的方法,画力的示意图时,不需要选取标度.
虽然力的示意图只是粗略来表示力的三要素的,但在画力的示意图时,也应大致表示出力的大小关系. 栏目链接2.如右图所示,静止木块对水平桌面的压力为6 N,试画出压力的图示,指出此力的施力物体和受力物体,并画出木块所受到的支持力和重力的示意图.变 式
应 用 栏目链接解析:选一个标度,代表2 N.则这个力的图示如下图甲所示,此力的施力物体为木块,受力物体为桌子,木块所受到重力和支持力的示意图如下图乙所示.
答案:如上图所示变 式
应 用 栏目链接题型3 重力例3 关于物体的重心,以下说法中正确的是( )
A.重心就是物体上最重的一点
B.任何有规则形状的物体,它的重心一定在其几何中心
C.重心是物体所受重力的作用点,所以重心总是在物体上,不可能在物体外
D.悬挂在细线下的薄木板处于平衡状态,则物体的重心一定在沿细线方向的竖直线上,木板对细线的拉力等于木板的重力 栏目链接解析:重心是物体所受重力的等效作用点,物体上并不存在一个最重的点,重心只是物体重力集中的点,所以A错.重心分布取决于两个因素:质量分布情况和几何形状.几何形状规则、质量分布均匀的物体,重心在几何中心;质量分布不均匀的物体,即使形状规则其重心一般也不在其几何中心,所以B错. 栏目链接重心的分布可以在物体上,也可以在物体外,因此C错.在平衡状态下,物体对竖直悬线的拉力等于重力,由平衡条件又知:拉力方向,即细线方向,一定过物体重心,即D正确.
答案:D
名师点睛:重心是物体所受重力的等效作用点,应该用等效的思想方法去理解它.重心不是最重的一点,它可以不在物体上. 栏目链接3.如图所示,一个球形匀质薄壳容器,壳内装满水,打开容器底部的小阀门,让水缓慢流出,则在此过程中,系统(包括容器和水)的重心位置将( )
A.缓慢下降
B.缓慢上升
C.先下降后上升
D.先上升后下降变 式
应 用C 栏目链接课件59张PPT。第三章 相互作用
第二课时 弹 力 栏目链接我国古代有“后羿射日”的民间传说,汉代有“但使龙城飞将在,不教胡马度阴山。”的飞将李广,三国时有“辕门射戟”的吕布、“百步穿杨”的
黄忠,唐朝有“将军三箭定天山,壮士长歌入汉关。”的薛仁贵,隋朝有“一箭双雕”的长孙晟,元代有“只识弯弓射大雕”的铁木真……
这些英雄人物,创千秋功业,留万世英名,靠的就是强弓劲箭.一张弯弓何以产生如此威力? 栏目链接 栏目链接 栏目链接1.知道什么是弹力以及弹力产生的条件.?
2.知道弹簧的弹力跟其伸长的长度成正比. 栏目链接 栏目链接要点1 弹力和弹性形变1.物体在力的作用下形状或体积发生变化简称为________.
2.物体的形变可分为________形变、________形变、弯曲形变和扭转形变.
3.力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,使物体产生________;另一个是改变物体的__________.形变拉伸压缩形变运动状态知 识
清 单 栏目链接4.产生形变的物体由于________________,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力.
5.弹力产生的条件:(1)______________;(2)______________.带箭要恢复原状头相互接触有弹性形变知 识
清 单 栏目链接如右图所示,在一米跳板跳水比赛中,运动员为了在空中做出优美、复杂的动作,需要有较大的起跳速度,在运动员起跳过程中,跳板起什么作用?应 用
思 考 栏目链接1.弹力产生条件:①两物体接触;②有弹性形变(接触处是否挤压或拉伸)二者缺一不可.
2.弹力是接触力(物体相互接触时才能产生的力称为接触力).
3.弹力有无的判断方法.
对于形变明显的情况,由形变情况直接判断,对于形变不明显的情况通常用“假设法”和“替换法”,有时要根据物体的运动状态直接判定.综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接特别提示:注意弹力的产生条件有两点,缺一不可,除了接触外,还应分析接触处有无弹性形变,有的问题不容易看出接触处是不是发生了弹性形变,可以采用假设法.综 合
拓 展 栏目链接1.关于弹力产生的条件,下列说法正确的是( )
A.相互接触的物体间一定有弹力
B.发生形变的物体一定对与之接触的物体产生弹力作用
C.先有弹性形变,后有弹力
D.不接触的两物体之间不可能发生相互的弹力作用尝 试
应 用答案:D 栏目链接2.关于弹性形变的概念,下列说法正确的是( )
A.物体形状的改变叫弹性形变
B.将一根钢筋用力弯折后,形状的改变是弹性形变
C.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变
D.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变尝 试
应 用答案:C 栏目链接要点2 几种常见弹力压力和支持力都是________力,它们的方向都______于物体的接触面;拉力也是________力,绳的拉力沿着绳而指向绳________的方向.弹垂直弹收缩知 识
清 单 栏目链接取一根橡皮筋,下挂一串钥匙,橡皮筋被拉长;取一根细竹棍,当用力压它时,它发生了弯曲;跳水运动员在跳离跳板时,平直的跳板变得弯曲.
以上现象中均产生了弹力,弹力的方向是怎样的呢?应 用
思 考 栏目链接1.支持面的弹力.
面面接触(包括平面与平面、弧面与平面、弧面与弧面)之间的弹力的方向:如下图的甲、乙是面与面相接触,物体A所受到的弹力的方向垂直于接触面;丙图是圆弧(或球面)与平面接触,柱体(或球体)所受到的平面的弹力过弧面(或球面)与平面接触点与平面垂直并指向圆心(或球心);丁图是弧面与弧面(或球面与球面)接触,弹力方向一定通过两弧面的圆心(或球心)的接触点,即垂直于过接触点的切线(实际上是切面).综 合
拓 展 栏目链接点线接触或点面接触:戊图与己图是两杆所受到的弹力方向.点线接触(如两图中的两个A点)、点面接触(如戊图中的B点)、点与弧面(或球面)接触(己图中C点),均与过接触点的切线(或切面)垂直.综 合
拓 展 栏目链接2.绳的弹力.
绳状(或链条状)物体只能承受拉力,其形变方向与该处的线状物的切线方向一致.在庚图中重物A所受的拉力与沿绳伸长(即形变)方向相反;在辛图中绳对A点的作用力方向即为过A点的切线方向.综 合
拓 展 栏目链接3.杆的弹力.
杆对物体的弹力不同于绳,绳只能提供沿绳方向的拉力,而杆具有压、拉、挑等作用.因此杆的弹力方向并不一定沿杆的方向.
几种常见弹力:综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接特别提示:杆的弹力的方向不一定沿杆的方向.综 合
拓 展 栏目链接1.(双选)关于弹力的方向,下列说法正确的是( )
A.弹力方向一定垂直于接触面
B.弹力方向不一定垂直于接触面
C.轻质绳对物体的弹力方向一定沿着绳子离开物体的方向,因为绳子只会发生拉伸形变
D.轻质绳对物体产生的弹力一定垂直于与绳相连的接触面尝 试
应 用答案:BC 栏目链接2.画出图中物体所受弹力的示意图.尝 试
应 用 栏目链接尝 试
应 用答案: 栏目链接要点3 胡克定律胡克定律:实验表明,弹簧发生__________时,弹力的大小F跟_________(或__________)的长度x成正比,即F =________.
式中的k称为弹簧的________,单位是____________,单位符号用________表示.
这个规律是英国科学家________发现的,叫做胡克定律.弹性形变弹簧伸长缩短kx知 识
清 单劲度系数牛顿每米N/m胡克 栏目链接用力拉弹簧时,力越大,其伸长的越长,这是为什么?伸长与拉力的大小存在什么定量关系呢?应 用
思 考 栏目链接1.关于胡克定律,要注意以下几点:
(1)定律的成立是有条件的,这就是弹簧发生“弹性形变”,即必须在弹性限度内.
(2)表达式中的k是弹簧的劲度系数,它反映了弹簧的“软”、“硬”程度,在国际单位制中k的单位为“N/m”.
(3)由于弹簧的形变量x通常以“cm”为单位,而劲度系数k又往往以“N/m”为单位,因而在应用上式时要注意将各物理量的单位统一到国际单位制中.综 合
拓 展 栏目链接 (4)上述胡克定律的表达式F=kx,仅表示弹簧的弹力与弹簧形变量之间的大小关系,若同时要表示弹力方向与弹簧形变方向相反,则表达式可写成F=-kx.
2.弹力与弹簧伸长量的关系可用Fx图象表示,如右图,图象中的斜率
表示弹簧的劲度系数.综 合
拓 展 栏目链接3.胡克定律的另一种表达形式.
设劲度系数为k的弹簧,在形变量为x1、x2时产生的弹力分别为F1、F2,则根据胡克定律F=kx,有F1=kx1,F2=kx2.
两式相减,有F1-F2=k(x1-x2),即ΔF=kΔx.
上式表明:弹簧发生弹性形变时,弹力的变化量ΔF跟弹簧长度的变化量Δx成正比.综 合
拓 展 栏目链接特别提示:1.弹簧的形变量x,是指弹簧的伸长量或缩短量,而不是弹簧的长度.
2.弹簧的劲度系数k,它表示了弹簧固有的力学性质,大小由弹簧本身的物理性质决定,如材料、长度、截面积等.切勿认为k与F成正比.综 合
拓 展 栏目链接尝 试
应 用CD 栏目链接尝 试
应 用答案:D 栏目链接 栏目链接题型1 弹力有无的判断例1 如下图所示,已知小球静止,甲中的细线竖直,乙中的细线倾斜,试判断图中小球所受弹力的方向. 栏目链接解析:小球除受重力外,还受其他力的作用.甲、乙两图中均可采用“假设法”分析:在两图中,若去掉细线,则小球将下滑,故两细线中均有沿线方向的拉力;在甲图中若去掉斜面体,小球仍能在原位置保持静止状态;在乙图中若去掉斜面体,则小球不会在原位置静止.
答案:甲图中小球受细绳向上的拉力;乙图中受细线斜向上的拉力和垂直斜面向上的弹力 栏目链接名师点睛:因微小形变产生的弹力需借助于假设法判断.即假设接触的两物体间没有弹力,分析由此得出的结论是否符合题意,如符合,则说明假设成立,物体间不存在弹力,反之,则存在弹力. 栏目链接1.在下列各图中,A、B两球间一定有弹力作用的是( )变 式
应 用 栏目链接解析:在具体判断有没有弹力时,我们用假设法进行判断.在A图中,若拿去A球,则B球仍静止不动,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力.在B图中,若拿去A球,则B球将向左运动,故A、B间存在相互挤压,故A、B间存在弹力.在C图中,若拿去A球,则B球静止,即A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力.在D图中不能判断A、B间有没有弹力.因此选B.
答案:B变 式
应 用 栏目链接题型2 弹力的方向例2 在半球形光滑容器内,放置一细杆,如图所示,细杆与容器的接触点分别为A、B两点,则容器上A、B两点对细杆m的作用力的方向分别为( ) 栏目链接A.均竖直向上
B.均指向球心
C.A点处的弹力指向球心O,B点处的弹力竖直向上
D.A点处的弹力指向球心O,B点处的弹力垂直于细杆向上 栏目链接解析:支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面.在A点,杆的端点跟球面接触,弹力的方向垂直于该处球面的切面,指向球心,而在B点,容器的边缘跟杆的侧面接触,该处的支持力应垂直于杆向上,选项D正确.
答案:D 栏目链接2.一氢气球下系一小重物G,重物只在重力和绳的拉力F作用下做匀速直线运动,不计空气阻力和风力的影响,而重物匀速运动的方向如下图中箭头所示的虚线方向,图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是( )变 式
应 用答案:A 栏目链接题型3 胡克定律例3 如下图所示,两根相同的轻弹簧S1、S2,劲度系数皆为k=4×102 N/m,悬挂的重物质量分别为m1=2 kg和m2=4 kg,若不计弹簧质量,取g=10 m/s2,则S1、S2平衡时的伸长量分别为( )
A.5 cm,10 cm
B.10 cm,5 cm
C.15 cm,10 cm
D.10 cm,15 cm 栏目链接 栏目链接名师点睛:重物处于平衡状态时,悬挂重物的弹簧弹力大小等于下面所悬挂重物的重力大小.计算弹簧的伸长量时,注意将单位化为国际单位. 栏目链接3.水平桌面上放置一根弹簧,在弹性限度内对其施加30 N的拉力时,其长度为20 cm,对其施加30 N压力时,其长为14 cm,试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数.变 式
应 用解析:设弹簧的自然长度为l0,劲度系数为k.
根据F=kx,x为弹簧伸长(或缩短)的长度,由此得:
30=k(0.2-l0),①
30=k(l0-0.14).②
由①②得:l0=17 cm,k=1 000 N/m.
答案:17 cm 1 000 N/m 栏目链接题型4 探究弹力与弹簧伸长关系的实验例4 某同学用如右图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验.他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(重力加速度g取9.8 m/s2) 栏目链接 栏目链接(1)根据所测数据,在下图所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系图线. 栏目链接(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在________N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律,这种规格弹簧的劲度系数为________N/m.解析:(1)根据题目中所测量的数据进行描点,然后用平滑的曲线(或直线)连接各点,在连接时应让尽量多的点落在线上(偏差比较大的点舍去),不在线上的点尽量平均分配在线的两侧,如下图. 栏目链接 栏目链接名师点睛:在物理学中经常用图象处理物理问题,应用图象的好处是:直观、方便.作图象时,首先根据测量数据描点,然后用平滑的曲线将各点连接起来,在连接时应让尽量多的点落在线上,误差较大的点舍去,不在线上的点尽量均匀分布在两侧. 栏目链接4.以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验.
(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来:________.
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来
B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0
C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺变 式
应 用 栏目链接D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式
F.解释函数表达式中常数的物理意义变 式
应 用 栏目链接(2)下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据:
①写出曲线的函数表达式(x用cm作单位):________.
②函数表达式中常数的物理意义:_______________.变 式
应 用 栏目链接变 式
应 用 栏目链接课件47张PPT。第三章 相互作用
第三课时 摩 擦 力 栏目链接 栏目链接在日常生活中,摩擦现象随处可见.擦黑板的时候,你感觉到摩擦力的存在了吗?行走的时候,你体会到摩擦力的作用了吗?在柏油路上行走与在冰面上行走的感觉是不是大不相同?在体育运动中我们靠摩擦控制乒乓球、排球等球类的旋转和运动,滑冰时也会受到摩擦力,其实,皇家马德里的当家球星克里斯蒂亚诺·罗纳尔多的任意球绝技也是巧妙地利用了摩擦呢! 栏目链接 栏目链接1.知道滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向及滑动摩擦力大小的计算.?
2.知道静摩擦力产生的条件,会判断静摩擦力的方向,理解最大静摩擦力的概念. 栏目链接 栏目链接要点1 摩擦力两个相互接触并相互挤压的物体,当它们发生__________或具有__________________时,就会在接触面上产生________相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力.相对运动相对运动趋势阻碍知 识
清 单 栏目链接下列有关摩擦力的说法正确的是( )
A.一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间一定不存在摩擦力
B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
C.两物体间如果有了弹力,就一定有摩擦力
D.两物体间有摩擦力,就一定有弹力尝 试
应 用答案:D 栏目链接要点2 静摩擦力1.当一个物体相对另一个物体有______________而又保持相对______时,在接触面间产生的摩擦叫静摩擦,这种阻碍着相对运动发生的力叫做静摩擦力.
2.静摩擦力是由物体所受的其他外力决定的,它的增大有一个限度,它的大小在______和_____________之间,即0清 单 栏目链接3.最大静摩擦力:当物体介于________和________之间的临界状态时受到的摩擦力即为最大静摩擦力.它是静摩擦力的最大值,略大于滑动摩擦力,一般情况下可把二者视为相等.
4.静摩擦力的方向:总是沿着________,并且跟________________________相反.
相对静止相对运动接触面物体相对运动趋势的方向知 识
清 单 栏目链接公路上,突然一辆小轿车抛锚了,为了不妨碍交通,司机急忙下来想把车推到路边,可是无论他怎样用力,车就是不动.我们分析一下,司机用力推了汽车,但汽车没动,是什么力阻碍它运动呢?在日常生活中,我们时常也会碰到这样的情况,当用力推一个物体时,尽管我们很用力,但就是推不动物体,这究竟是什么原因?是什么力在阻碍物体与接触面间的相对运动趋势呢?应 用
思 考 栏目链接1.静摩擦力的判断方法.
静摩擦力总是跟物体的相对运动趋势方向相反,它跟物体运动的方向无关.因此,判断静摩擦力方向关键是弄清“相对运动趋势方向”,具体操作时采用化“静”为“动”的思路:假设研究对象与被接触物体之间光滑,若他们之间发生相对滑动,则其相对滑动方向便是原先的相对运动趋势方向;若它们之间不发生相对滑动,则说明它们之间原先并无相对运动趋势.综 合
拓 展 栏目链接2.静摩擦力大小的计算方法.
正压力是静摩擦力产生的条件之一,但静摩擦力的大小与正压力无关(最大静摩擦力除外).当物体处于平衡状态时,静摩擦力大小由平衡条件F合=0来求,而物体处于非平衡状态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律(后续学习)来求.
特别提示:静摩擦力是被动力,其方向和大小都是根据物体的“需要”来确立的.综 合
拓 展 栏目链接1.(双选)下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中,正确的是( )
A.静摩擦力的方向不一定与物体运动方向相反
B.静摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同
C.静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直
D.静止物体所受静摩擦力一定为零尝 试
应 用答案:AC 栏目链接2.(双选)用一个水平推力推放在水平地面上的木箱,没有推动,下列说法正确的是( )
A.木箱运动趋势的方向与水平推力方向相同
B.水平推力小于木箱受到的摩擦力
C.水平推力等于木箱受到的摩擦力
D.水平推力大于木箱受到的摩擦力尝 试
应 用答案:AC 栏目链接要点3 滑动摩擦力1.定义:当一个物体在另一个物体表面________的时候,会受到另一个物体________它滑动的力.这种力叫做滑动摩擦力.
2.产生条件:①两物体相________且________;②两物体发生________;③接触面________.滑动阻碍接触挤压知 识
清 单相对滑动不光滑 栏目链接3.大小:实验表明滑动摩擦力的大小跟________成正比,也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比.如果用F表示滑动摩擦力的大小,用FN表示压力的大小,则有公式________,其中μ是比例常数(它是两个力的比值,没有单位),叫做_____________,它的数值跟相互接触的两个物体的________有关.材料不同,两物体间的动摩擦因数也不同.动摩擦因数还跟接触面的________(如________)有关.
4.方向:滑动摩擦力的方向总是沿着________,并且跟物体的________________相反.压力F=μFN动摩擦因数材料知 识
清 单情况粗糙程度接触面相对运动的方向 栏目链接同样的地面上,较重的家具不容易推动;举重运动员比赛时手上要先擦些镁粉……这些现象与什么有关,是什么原因呢?应 用
思 考 栏目链接1.认识运动、静止与相对运动、相对静止的关系,区分两类摩擦力.
通常情况下,我们一谈到运动、静止,潜意识中是以地球或地面上静止的物体为参考系.而恰恰如此,使我们对“相对运动、相对静止”同“运动和静止”的概念混淆在一起,不能正确地判断出摩擦力的方向.谈到这里,我们应当强调“相对运动或相对静止”是针对与研究对象接触的物体而言的.综 合
拓 展 栏目链接2.滑动摩擦力大小和方向.
(1)滑动摩擦力方向的判断.
滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运动”的方向相反,所谓相对运动方向是把与研究对象相接触的面作为参照物,研究对象相对于接触面运动的方向.
(2)弄清滑动摩擦力大小的有关因素.
综 合
拓 展 栏目链接①当物体间存在摩擦力时,其大小即可由公式F=μFN计算,由此可看出它只与接触面的动摩擦因数μ及正压力FN有关,而与相对运动速度大小、接触面积大小无关.
②物体间有几个接触面,就可能有几个摩擦力,注意分析接触面的个数.
3.不同摩擦力与压力的关系.综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展特别提示:1.研究摩擦力时要研究相对运动、相对静止,它们都是以相互作用的另一物体为参考系.
2.滑动摩擦力的大小与物体间相对运动的速度大小无关.只要出现相对滑动,滑动摩擦力恒为F=μFN.
3.滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反,也可能跟运动方向相同,还可能跟运动方向成某一个角度. 栏目链接尝 试
应 用D 栏目链接尝 试
应 用答案:静 30 110 100 栏目链接 栏目链接题型1 摩擦力产生条件例1 下述情况中,两物体不存在摩擦力的是( )
A.汽车在公路上刹车时车胎与路面间
B.A物体叠放在B物体上共同沿光滑冰面匀速滑行时A、B物体间
C.皮带传动装置运行不打滑时皮带与轮缘间
D.压道机压道时压道轮与路面间 栏目链接解析:汽车刹车,车胎与路面有挤压且相对运动,产生滑动摩擦力;皮带传动时,皮带与轮缘间有挤压和相对运动趋势,且不打滑,故产生静摩擦力;压道机轮在路面上挤压、滚动,可产生滚动摩擦力.所以A、C、D情况均产生摩擦.B中冰面光滑则无摩擦力,且A、B两物体共同匀速运动,其间无相对运动趋势(假设A、B间接触面光滑,两物体间不会发生相对运动),故不产生摩擦力.
答案:B 栏目链接名师点睛:依据接触面不光滑、有挤压和相对运动(或相对运动趋势)这些摩擦力产生条件进行判断是基本的分析方法. 栏目链接1.下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C.摩擦力总是阻碍物体的运动
D.相对静止的两个物体之间,也可能有相互作用的摩擦力变 式
应 用答案:D 栏目链接题型2 摩擦力有无及方向的判定例2 如图所示,A、B两物块竖直叠放在水平面上.今用水平力F拉B物块,两物块均静止,那么物块A和B是否受静摩擦力作用呢? 栏目链接解析:用假设法判断,假设A受到静摩擦力作用,该摩擦力方向一定与接触面相切,即沿水平方向.根据力的作用效果知,A物块在摩擦力作用下不可能处于静止状态.因此与题意是相矛盾的,故A物块不受静摩擦力作用.再对B进行分析,B受到向右的拉力F作用处于平衡状态,由二力平衡特点,则B一定受到地面产生的向左的静摩擦力作用.
答案:物块A不受静摩擦力作用,物块B受到地面产生的向左的静摩擦力作用 栏目链接名师点睛:1.判断静摩擦力的方向时,可用“假设法”判定,方便快捷.
2.摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同,也可以与物体运动的方向相反,即摩擦力可以是动力也可以是阻力.
3.摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但不一定阻碍物体的运动. 栏目链接题型3 由二力平衡判断静摩擦力的大小、方向例3 (多选)如图所示,A、B两物体叠放在水平面上,水平力F
栏目链接作用在A上,使两者一起向右做匀速直线运动,下列判断正确的是( )
A.由于A、B一起做匀速直线运动,故A、B间无摩擦力
B.B对A的静摩擦力大小为F,方向向左
C.地面对B的滑动摩擦力的大小为F,方向向左
D.B物体受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力 栏目链接 栏目链接名师点睛:在此题的分析过程中,分别选取了A物体及B物体为研究对象,以单个物体为研究对象的方法叫“隔离法”.以A、B组成的整体为研究对象的方法叫整体法.在分析过程中,充分应用了二力平衡条件,这是解决静摩擦力常用的方法,随着学习的深入,我们会体会到,根据物体的运动状态,运用力和运动的关系进行分析,是一种常见的重要方法. 栏目链接2.如右图所示,用水平推力F把重为G的黑板擦紧压在竖直的墙面上静止不动,不计手与黑板擦之间的摩擦力,当把推力增加到2F时,黑板擦所受的摩擦力大小是原来的几倍?变 式
应 用答案:一倍 栏目链接题型4 摩擦力大小的计算例4 (多选)在研究摩擦力的实验中,每次用弹簧秤水平拉一放在水平桌面上的木块,木块运动状态及弹簧秤的读数如下表所示(每次木块与桌面的接触面相同),则由表可知:( ) 栏目链接A.第1次实验中木块受到的静摩擦力为0.4 N
B.木块受到的最大静摩擦力可能为0.6 N
C.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小各不相同 栏目链接解析:由平衡条件可知,第一次实验中静摩擦力等于0.4 N,A正确.从表中数据可以看出,最大静摩擦力应该介于0.6~0.7 N之间,故选项B正确;在第3、4、5次实验中,无论木块是加速、匀速、减速运动,只要木块运动,它所受的摩擦力就是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小是相同的,均为0.5 N,故C正确.
答案:ABC 栏目链接名师点睛:滑动摩擦力、静摩擦力的大小的计算方法完全不同,在一个物理过程中,可能前后段的摩擦力已经变化,相应的计算方法也必须改变. 栏目链接3.如图所示,水平面上有一重为40 N的物体,受到F1=13 N和F2=6 N的水平力作用而保持静止,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:变 式
应 用 栏目链接(1)物体所受的摩擦力的大小与方向;
(2)若只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若撤去的力不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力的大小、方向又如何?变 式
应 用答案:(1)7 N,方向向右 (2)6 N,方向向左 (3)8 N,方向向右 栏目链接课件24张PPT。第三章 相互作用
第四课时 受力分析 栏目链接 栏目链接2003年10月5日,我国成功地发射了载人飞船“神舟五号”.那么,飞船的运动为什么会及时、准确地发生变化呢?这是因为飞船能够自动地按照指令,改变自己的受力情况.任何物体的运动变化,都跟它受到的力的大小、方向有关.因此学会对物体进行受力分析,是研究物体运动变化的基础,也是学好力学的先决条件. 栏目链接 栏目链接 会对物体进行受力分析. 栏目链接 栏目链接要点1 受力分析1.力是______________________的原因,由于物体受力情况不同,导致物体的运动状态不同.要研究物体的运动情况,必须分析物体的________情况.
2.弹力的产生条件:一是________,二是接触面产生________.
3.摩擦力产生条件:(1)接触面________;(2)接触面间有________;(3)物体间有相对________或________趋势.改变物体运动状态受力接触知 识
清 单弹性形变不光滑弹力滑动相对运动 栏目链接山西悬空寺,上接危岩,下临深渊,那层层叠叠的殿阁,只用数十根木柱子支撑,犹如悬在半空之中.
其中道理是不是与受力有关呢?应 用
思 考 栏目链接1.受力分析指的是把指定的物体(研究对象)在特定的物理环境中所受到的所有力找出来,并画出受力示意图.
2.受力分析的判断依据.
(1)条件判断:根据力的产生条件是否满足来判断物体是否受到某个力的作用;
(2)效果判断:根据力的作用效果是否得以体现来判断物体是否受到某个力的作用;综 合
拓 展 栏目链接(3)相互作用判断:利用力的作用的相互性,即施力物体同时也是受力物体,从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个物体是否受到相应的力的作用.
3.受力分析的步骤.
(1)确定研究对象.
所谓研究对象是指需要具体分析其受哪几个力作用的物体或结点,可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统,这要根据研究问题的需要来确定.综 合
拓 展 栏目链接(2)具体分析研究对象的受力情况.
分析物体的受力时,一般要依据力的概念,从物体所处的环境和与其他物体的联系出发,按重力、弹力、摩擦力以及其他外力的顺序依次分析.
(3)画出研究对象的受力示意图.
受力分析的结果一般都通过画出物体的受力示意图直观地表示出来.综 合
拓 展 栏目链接特别提示:要养成按步骤分析的习惯.
1.先画重力:作用点画在物体的重心.
2.其次画接触力(弹力和摩擦力):绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周,看研究对象跟其他物体有几个接触点(面),某个接触点(面)若有挤压,则有弹力,若还有相对运动或趋势.则可能有摩擦力,分析完这个接触点(面)后再依次分析其他接触点(面).综 合
拓 展 栏目链接1.如右图所示,沿光滑水平面运动的小滑块,当它冲上光滑的斜面时,它受到的力是( )
A.重力、弹力、上冲力
B.重力、弹力
C.重力、弹力、下滑力
D.重力、弹力、上冲力、下滑力尝 试
应 用答案:B 栏目链接2.停放在地板上的篮球,受几个力的作用?施力物体各是什么物体?各是哪种性质的力?各力的方向是怎样的?画出篮球受力的示意图.尝 试
应 用解析:受到重力和地板的支持力.重力的施力物体是地球,方向竖直向下,支持力的施力物体是地板,是弹力,方向竖直向上.篮球受力图如下图所示.
答案:见解析 栏目链接 栏目链接题型1 单个物体的受力分析例1 分析下图中小球的受力情况(斜面光滑). 栏目链接解析:研究对象是小球,小球受竖直向下的重力G;球与光滑斜面接触,如果假设没有斜面,则小球就不可能在原位置静止,可见小球受到斜面给它的垂直斜面向上的弹力;绳子拉小球,小球还受到绳子的拉力,沿绳子指向绳子收缩的方向.小球的
受力如右图所示.
答案:见解析图
名师点睛:支持力的方向总与接触面垂直,绳子拉力的方向一定沿绳子指向绳子收缩的方向,物体相互接触时,不一定有弹力. 栏目链接1.如图所示,轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个重球,在重球下放着一光滑斜面,球与斜面接触且处于静止状态,弹簧保持竖直,则重球受到的力是( )
A.重力和弹簧的拉力
B.重力、弹簧的拉力和斜面的支持力
C.重力、斜面的弹力和斜面的静摩擦力
D.重力、弹簧的拉力、斜面的支持力和下滑力变 式
应 用答案:A 栏目链接题型2 整体法和隔离法例2 如右图所示,质量m=4 kg的物体,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面体的大小为30 N的力F推物体,物体沿斜面向上匀速运动,斜面体质量M=10 kg,且始终静止,θ=37°,取g=10 m/s2,试画出:
(1)M与m的受力分析图.
(2)M与m的整体受力图. 栏目链接解析:(1)先用隔离法对m作受力分析:沿斜面向上的推力F、垂直斜面向上的支持力F3、竖直向下的重力mg、沿斜面向下的滑动摩擦力F4,受力图如下图甲所示.
再对斜面体M作受力分析:重力Mg、支持力F5、m对M的压力F3′和摩擦力F4′以及地面施加向左的静摩擦力F6,受力图如下图乙所示. 栏目链接(2)整体法:m、M两个物体均处于平衡状态,将二者作为一个整体来研究,受力如上图丙所示.
答案:见解析
名师点睛:在分析系统内部各物体间相互作用的内力时,必须用隔离法.若不涉及系统内部物体间的作用力时,选整体为研究对象较为方便. 栏目链接2.如右图所示,物体A、B叠放在水平桌面上,对A物体施加一水平力F,使它们一起向右匀速运动,则下列说法正确的是( )
A.A、B之间一定有摩擦力
B.A、B之间可能没有摩擦力
C.B与桌面间可能没有摩擦力
D.B与桌面间一定有摩擦力变 式
应 用答案:AD 栏目链接课件39张PPT。第三章 相互作用
第五课时 力的合成 栏目链接 栏目链接杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的双塔双索面迭合梁斜拉桥.大桥全长7 654米,602米长的主桥犹如一道横跨黄浦江的彩虹,在世界同类型斜拉桥中雄居第一.挺拔高耸的208米主塔似一把利剑直刺苍穹,塔的两侧32对钢索连接主梁,呈扇面展开,如巨型琴弦,正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲.
那么,是什么力量拉起这么重的桥体呢? 栏目链接 栏目链接1.知道力的合成的概念.?
2.理解平行四边形定则,会用作图法求共点力的合力. 栏目链接 栏目链接要点1 合力与分力当一个物体受到几个力的共同作用时,我们常常可以找到这样一个力,这个力产生的________跟原来几个力的________相同,这个力就叫做那几个力的________,原来的几个力叫做________.效果共同效果合力知 识
清 单分力 栏目链接如下图所示,同样一桶水,一个人提和两个人共同提,感觉是不一样的,那么他们的效果一样吗?应 用
思 考 栏目链接1.合力与分力之间是一种等效替换的关系.
一个力(合力)产生的效果跟几个力(分力)共同作用产生的效果相同,即一个力可由几个力来替代,反过来这几个力也可由这一个力来替代.
2.合力和分力只是作用的效果相同,在作用效果上存在等效替换作用,它们可以是同性质的力,也可以是不同性质的力,但合力与分力不可同时存在.综 合
拓 展 栏目链接3.合力与分力的大小关系.
(1)两分力同向时,合力最大:Fmax=F1+F2,合力方向与 F1、F2的方向相同.
(2)两分力反向时,合力最小:Fmin=|F1-F2|,合力方向与较大的分力的方向相同.
(3)合力的取值范围:|F1 -F2|≤F≤F1+F2.
(4)夹角θ越大,合力就越小.
(5)合力可能大于某一个分力、等于某一个分力,也有可能小于某一个分力.综 合
拓 展 栏目链接特别提示:合力是几个分力的共同效果,并不是单独存在的力.合力与分力从物理实质上讲是在力的作用效果方面的一种等效替代关系,而不是物体的重新受力,因此受力分析中不能同时出现.综 合
拓 展 栏目链接1.(双选)关于几个力与其合力的说法中,正确的是( )
A.合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同
B.合力与原来那几个力同时作用在物体上
C.合力的作用可以替代原来那几个力的作用
D.不同性质的力不可以合成尝 试
应 用 栏目链接解析:由合力和分力的定义可知,A正确;合力和它的分力是等效替代关系,而不是物体同时受到合力和分力,它们不能同时存在,B错、C正确.力能否合成与力的性质无关,D错.
答案:AC尝 试
应 用 栏目链接2.关于合力和分力,下列说法正确的是( )
A.合力和分力是等效的
B.合力和分力的性质相同
C.合力和分力同时作用在物体上
D.合力和分力的性质不影响作用效果
尝 试
应 用A 栏目链接要点2 力的合成1.力的合成.
________________的过程叫做力的合成.
2.力的合成的法则——____________定则.
两个力合成时以表示这两个力的线段为__________作___________,那么,_______________的那条对角线就代表合力的_______和________,这个法则就叫做平行四边形定则,如右图所示,分力__________和________,合力________.求几个力的合力平行四边形邻边知 识
清 单平行四边形这两个邻边所夹大小方向F1F2F 栏目链接若桶和水重200 N,一个人将桶提起需200 N的力;两个人将桶提起时,合力的大小也一定是200 N,若两个人用的力大小分别是F1、F2,那么F1+F2也是200 N吗?应 用
思 考 栏目链接合力的计算.
1.图解法:要取统一的标度,严格作出力的图示,作出平行四边形或三角形,再用统一标度去量度合力的大小和方向.
用图解法可较直观地判断合力和分力的关系,特别是可借助一些几何知识,比如平行四边形的对角线可能比邻边长,也可能与邻边等长,也可能比邻边短,所以合力可能比分力大,也可能与分力相等,也可能比分力小,不要总以为合力一定比分力大.综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接特别提示:1.做出一个正确的平行四边形,应注意:①两分力是平行四边形的两个邻边,合力是两分力所夹的平行四边形对角线.②分力、合力的比例要适当.③虚线、实线要分清.
2.求矢量时要注意不仅要求出其大小,还要求出其方向,其方向通常用它与已知矢量的夹角表示.综 合
拓 展 栏目链接1.如右图所示,物体受到三个或三个以上力的作用时,怎样来求它们的合力?尝 试
应 用答案:如果有三个或更多的力同时作用在一个物体上,我们同样可以用平行四边形定则求出其合力. 栏目链接2.已知两个力的大小分别为F1=4 N,F2=5 N,用作图法求出下列各种情况下的合力F.
(1)两力同向;
(2)两力反向;
(3)两力夹角60°;
(4)两力夹角90°;
(5)两力夹角120°.尝 试
应 用答案:(1)9 N (2)1 N (3)7.8 N (4)6.4 N (5)4.6 N 栏目链接 栏目链接题型1 合力与分力的关系例1 右图是两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图象,则:
(1)这两个力的合力的变化范围是__________;
(2)这两个力的大小分别是________. 栏目链接解析:本题图象的横坐标表示在两个力合成的过程中二力所成的角度,从图象上看出:在两分力的夹角从0°变化到180°的过程中,合力减小.另外图象中:
当θ=0时,表示两分力的方向相同的情况,根据图象有F1+F2=5 N.①
当θ=180°时,表示两分力的方向相反时的情况,此时有|F1-F2|=1 N.②
通过解方程组①②可得:F1=3 N,F2=2 N或F1=2 N,F2=3 N,合力的变化范围是1 N~5 N. 栏目链接答案:1~5 N 2 N和3 N
名师点睛:本题通过图象给出已知条件,然后求解.遇到这类问题首先应弄清图象的两个坐标轴所代表的物理量.然后通过图象观察两个物理量之间的联系(一个量随另外一个量的变化情况:增大、减小,或根据图象写出两个物理量之间关系的数学表达式),再想一想图象中的一些特殊点所表示的物理含义. 栏目链接1.(双选)以下关于分力和合力的关系的叙述中,正确的是( )
A.合力和它的两个分力同时作用于物体上
B.合力的大小等于两个分力大小的代数和
C.合力可能小于它的任一个分力
D.合力的大小可能等于某一个分力的大小变 式
应 用解析:力的合成遵守平行四边形定则,合力的大小可以大于分力,可以小于分力,也可以等于分力.
答案:CD 栏目链接题型2 合力的计算例2 两个大小均为200 N的力,其夹角为60°,求它们的合力.解析:本题考查了力的合成所遵循的基本法则——平行四边形定则,解力的合成问题,可采用两种解法:图解法和计算法.
方法一:图解法.如右图所示,自O引两条有向线段OA和OB,相互间的夹角为60°(用量角器画出).取1 cm长度表示100 N的力,则OA和OB的长度都是2 cm,作出平行四边形OACB,其对角线OC就代表两个力的合力. 栏目链接量得OC长为3.5 cm,所以合力大小为:F=3.5×100 N=350 N.
用量角器量得∠AOC=30°,即合力沿两力夹角的平分线. 栏目链接 栏目链接名师点睛:这类题的典型错误有:(1)用作图法求合力时,标度不一致;(2)忘记求合力的方向,本题求的是合力,而不是合力的大小,不仅要求出合力的大小,还要求出合力的方向.
比较两种求合力的方法可以看出,用作图法求合力,虽然简单快捷,但准确度不高;用计算法求合力,由于受到数学知识的限制,目前只能在直角三角形中进行计算,遇到非直角三角形时,要转化为直角三角形进行计算. 栏目链接2.水平横梁一端插在墙壁内,另一端装小滑轮B.轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10 kg的重物,∠CBA=30°,如图所示,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 m/s2)( )变 式
应 用C 栏目链接题型3 三个共点力合成的最大值和最小值例3 有大小分别为4 N,9 N,11 N的三个共点力,它们彼此之间的夹角可以变化,它们的合力的最大值是多少?最小值是多少? 栏目链接解析:若取F1和F2的适当夹角,可使其合力F的大小为11 N,再取F3的方向与F的方向相反,则F1,F2,F3的合力为零,即为最小值.如右图.
先判断F1和F3或者F2和F3的合力的最大值与最小值,作类似的讨论.也可得出相同的结论.
答案:24 N 0 栏目链接名师点睛:求多个力的合力,其基本方法是先求两个力的合力,再用这个合力同第三个力合成,依次类推,全部合成为止.而要找三个力的合力范围,求最大值时,三个分力方向相同,大小为三力之和;求最小值时,如果这三个力能构成封闭的三角形(三角形两边之和不能小于第三边),则最小值就是零. 栏目链接3.(双选)三个共点力的大小分别为14 N、10 N、3 N,其合力大小可能为( )
A.0 B.3 N
C.10 N D.40 N变 式
应 用答案:BC 栏目链接课件37张PPT。第三章 相互作用
第六课时 力的分解 栏目链接 栏目链接杨柳吐绿,繁花似锦的季节,微风拂面,春意盎然的日子,牵一线风筝,放飞春天的喜悦.有诗曰:“草长莺飞二月天,拂堤杨柳醉春烟。儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢。”
通过风筝线的调节可以保持风筝面的角度,当风吹在风筝面上时,它们之间产生水平方向的相互作用力,那么,水平的风力是如何产生向上的分力呢? 栏目链接 栏目链接1.理解力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则.?
2.知道力的分解常从力作用的实际效果出发. 栏目链接 栏目链接要点1 力的分解1.__________________________叫做力的分解.
2.力的分解是__________的逆运算,同样遵守力的____________________.如果把已知力F作为________________________,那么,与力F共点的______________________就表示力F的两个分力F1和F2.
3.力的分解的特点是:同一个力,若没有________,可以分解为________大小、方向不同的力(因为对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形).求一个力的分力力的合成平行四边形定则知 识
清 单平行四边形的对角线 平行四边形的两个邻边其他限制无数对 栏目链接取一根细线,将细线的一端系在右手中指上,另一端系上一个重物.用一支铅笔的尾部顶在细线上的某一点,使细线的上段保持水平、下段竖直向下.铅笔的尖端置于右手掌心(如右图所示).你能感觉到重物竖直向下拉细线的力产生了哪两个作用效果吗?应 用
思 考 栏目链接1.力的作用效果的确定.
同一个力在不同情况下可能产生不同的效果,下面以重力为例说明不同情况下产生的效果.综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接2.力的分解的原则和方法.
具体问题中将一个力分解为两个分力一般根据这个力在该问题中的实际效果,这就要求在力的分解之前必须搞清楚力的效果,也就搞清了分力的方向,而搞清了分力的方向后,分解将是唯一的.
力的分解问题的关键是根据力的作用效果,画出力的平行四边形,接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题.其基本程序可表示为:综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展特别提示:按效果分解表现在一个力不可能分解出其他性质的力,如重力不能分解出压力、下滑力,而是分解成使物体压斜面的力和使物体沿斜面下滑的力. 栏目链接1.某同学说“在右图中,重力沿垂直斜面方向的分力F2就是物体对斜面的压力”,你对此有何看法,与同学们合作探究一下.尝 试
应 用答案:垂直于斜面的分力F2仅是在数值上等于物体对斜面的压力FN,不能说它就是物体对斜面的压力. 栏目链接2.将一个力F分解为两个分力F1和F2,则下列说法中错误的是( )
A.F是物体实际受到的力
B.F1和F2两个分力在效果上可以取代力F
C.物体受到F1、F2和F三个力的作用
D.F是F1和F2的合力尝 试
应 用C 栏目链接要点2 矢量相加的法则1.矢量相加可用______________和______________,这两种定则实质上是一样的.
2.矢量和标量.
既有________又有______,相加时遵从___________或______________的物理量叫做矢量.只有大小,没有________,求和时按照________相加的物理量叫做标量.平行四边形定则三角形定则大小知 识
清 单方向三角形定则平行四边形定则方向算术法则 栏目链接小明从家到图书馆发生的位移为AB,又从图书馆到学校发生的位移为BC.在小明从家到学校整个运动过程中的位移是AC,AC是合位移.
这里满足什么规律呢?总路程是如何的?
应 用
思 考 栏目链接1.用三角形定则求矢量的变化量.
矢量变化不仅大小变化,通常还有方向变化.求矢量的变化量实际上是求两矢量的差.求两矢量的和与差在表达形式上与代数和是相同的,只是在具体求的时候,将表达式中的综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接综 合
拓 展 栏目链接特别提示:1.三角形定则和平行四边形定则的实质是一样的.
2.所求问题的解的个数等于所作的平行四边形的个数,若能作两个平行四边形,说明有两个可能的解,若只能作一个平行四边形,说明有唯一解,若无法完成一个平行四边形,说明无解.综 合
拓 展 栏目链接1.如右图所示,力F作用于物体的O点,要使物体所受合力的方向沿OO′,那么必须同时再加一个力F′,这个力的最小值是( )
A.Fcos θ
B.Fsin θ
C.Ftan θ
D.Fcot θ尝 试
应 用B 栏目链接2.如图所示,物块所受重力为10 N,放在光滑斜面上由一弹簧秤沿斜面拉住,使它静止.已知弹簧秤读数为6 N,则斜面对物块的支持力大小为( )
A.4 N
B.8 N
C.10 N
D.无法确定尝 试
应 用B 栏目链接 栏目链接题型1 按力的作用效果分解例1 质量为m1的物体放在倾斜角为θ的斜面上处于静止,如下图甲;质量为m2的物体放在光滑的斜面上,因竖直挡板的作用而处于静止,如下图乙,如果要将其分解,应怎样分解?为什么? 栏目链接解析:力的分解遵循平行四边形定则,但按平行四边形定则分解一个力时,可以得到无数组解,没有实际意义,所以在实际问题中,应按力的实际效果进行分解,如下图,m1g所产生的效果之一是使物体沿斜面下滑,之二是与斜面产生挤压,故应将m1g垂直于斜面方向和沿斜面方向进行分解,如下图甲所示;m2g则不同,因斜面光滑,它产生的效果之一是与竖直挡板产生挤压,之二是与斜面产生挤压,所以其分解的情况应如下图乙所示. 栏目链接 栏目链接答案:见解析
名师点睛:解决本题的关键是要注意根据力的作用效果来进行分解.如同本题,同样的一个物体,重力的分解却不一样,即分力的大小与方向是不一样的. 栏目链接1.如图所示,质量为m的物体悬挂在轻质的支架上,斜梁OB与竖直方向的夹角为θ,设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2.以下结果正确的是( )变 式
应 用D 栏目链接题型2 用“图解法”解变力问题例2 如右图所示,一定质量的物块用两根轻绳悬在空中,其中绳OA固定不动,绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,则在绳OB由水平转至竖直的过程中,绳OB的张力的大小将( )
A.一直变大
B.一直变小
C.先变大后变小
D.先变小后变大 栏目链接解析:在绳OB转动的过程中物块始终处于静止状态,所受合力始终为零.右图为绳OB转动过程中结点的受力示意图,从图中可知,绳OB的张力先变小后变大.
答案:D 栏目链接名师点睛:用“图解法”具有直观、便于比较的特点,应用时注意:
(1)明确哪个力是合力,哪两个力是分力;
(2)明确哪个力是大小、方向不变的,哪个力的方向是不变的;
(3)明确哪个力大小、方向变化,变化的范围如何? 栏目链接2.用与竖直方向成θ角(θ<45°)的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一小球,这时绳b的拉力为F1,现保持小球在原位置不动,使绳b在原竖直平面内逆时针转过θ角固定,绳b的拉力变为F2,再转过θ角时固定,绳b的拉力变为F3,如图所示,则下列可能正确的是( )
A.F1=F3>F2
B.F1<F2<F3
C.F1=F3<F2
D.F1=F2<F3变 式
应 用A 栏目链接