课件58张PPT。
●情景切入
“它不是物,但不能离开物而存在;它不孤独,总是成双成对地出现;它不让你看见,但你能觉察到它的作用效果;它不能象数那样相加,而是遵循另外的法则.”你知道这是什么吗?它就是我们即将要学习的——力.
自然界的力现象无处不在,无奇不有(如图).那么,在生活中接触到的力有些什么特点呢?如何发挥力的作用,避免力的危害?本章将探讨这些问题.●知识导航
(1)本章重点介绍了三种相互作用力——重力、弹力、摩擦力,以及矢量合成的基本法则——平行四边形法则,为今后学习高中力学奠定了基础.
学习过程中要掌握四个概念,两个定则.
四个概念:力、重力、弹力、摩擦力.
两个定则:平行四边形定则、三角形定则.
(2)本章知识分为两部分:一是力的概念,是贯穿于力学乃至整个物理学的重要概念,重力、弹力、摩擦力是常见的几种相互作用力;二是共点力的合成与分解,体现出利用等效方法研究物理学的思想.(3)对物体进行正确的受力分析,是学习高中物理第一个需要掌握的基本功,是解决力学问题的关键.
力的合成与分解所遵守的平行四边形定则,是所有矢
量合成与分解都遵守的普遍法则,必须熟练掌握.
(4)本章重点:重力、弹力、摩擦力的产生和方向判定、大小计算及共点力的合成与分解.
本章难点:应用平行四边形定则求解共点力的合成与分解.
●学法指导
(1)力、重力
对于力以及重力的理解,应该从大小、方向、作用点三个方面把握.
(2)弹力与胡克定律
要理解弹力的方向“总是与施力物体的形变方向相反”.弹簧产生的弹力大小与弹簧的形变量成正比,所以在运用胡克定律时一定要区分弹簧的长度和形变量的不同
(3)摩擦力
在学习摩擦力时,要注意区分滑动摩擦力和静摩擦力.在判断摩擦力的方向时要深刻理解“相对运动”的含义,这里的相对运动指的是两个物体分别以对方为参考系所表现的运动,而不是相对地面或其他物体的运动
克服“摩擦力总是阻力”“摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反”的错误认识.
(4)力的合成与分解
根据物体的受力情况,利用平行四边形定则迅速作出几个力的合力或者某个力的分力是解决这类问题的基本功
(5)受力分析
对物体进行受力分析,一般有两种途径:其一是从力的概念出发,根据力的产生条件判断是否存在以及力的方向;其二是根据物体的运动状态来判断物体的受力.另外要注意整体法和隔离法的运用1.重力 基本相互作用
请按下图所示姿势坐到椅子上,把上身挺直,不准向前倾,两小腿竖直,不准移到椅子底下,然后试试看能否站起,你知道这是为什么吗?1.在物理学中,人们把 物体的运动状态,产生 的原因,即物体与物体之间的 ,称做力,力的单位是 ,符号是N.
2.力是矢量,它不但有 而且有 ,可以用一根 的线段来表示,下图中的力的图示表示作用在小车上的力是 ,方向 .
3.地球上 都受到地球的吸引,这种由于 的力叫做重力.一个物体受到10 N的重力,也可以说这个物体的 是10 N.改变形变相互作用牛顿大小方向带箭头100N水平向左一切物体地球的吸引而使物体受到重量4.一个物体的各部分都要受到 的作用.从效果上看,我们可以认为 的重力作用集中于 ,这一点叫做物体的 .
5.薄板的重心位置可以用悬挂法确定:(下图)重力各部分受到重心一点①在A点 ,通过A点画一条 ,②再选另一处D点 ,同样通过D点 ,③AB和DE的 ,就是薄板的重心.
6. 和 为人们目前所认识到的自然界中存在的四种基本相互作用.
把物体悬挂起来竖直线AB把物体悬挂起来画一条竖直线DE交点万有引力、电磁相互作用力、强相互作用弱相互作用
(1)力的定义:力是物体和物体间的相互作用.
(2)力的性质
①力的物质性:有力发生则一定存在着施力物质和受力物质.
②力的相互性:施力物体给予受力物体作用力的同时必然受到受力物体的反作用力.即力总是成对出现的.
③力的矢量性:力是矢量,不但有大小而且有方向.因此要确切地表示一个力,必须既指明其大小,又指明其方向.可以用有方向的线段表示力.④力的瞬时性:有力则有加速度,力消失,加速度亦消失.
(3)力的作用效果.
①使物体产生形变(即物体的形状或体积发生变化);
②使物体的运动状态发生改变(即物体的速度大小或运动方向发生改变).力的作用效果是由力的大小、方向和作用点共同决定的.特别提醒:
(1)相互作用的物体,可以直接接触,也可以不接触,但作用力必然是成对出现的.
(2)并非有生命的物体才是施力物体,也并非先有施力物体后有受力物体.
(3)任何一个力都独立地产生作用效果,使物体发生形变或使物体运动状态发生变化.
《水浒传》第七回“鲁智深倒拔垂杨柳”中有这样一个情节:众泼皮嫌一株柳树上的老鸹叫,“鲁智深想了一想,走到树前,把布裰脱了,用右手向下,把身倒缴着,却把左手拔住上截,把腰只一伸,将那棵柳树连根拔起”,有人说:“鲁智深对柳树施加了力,柳树对鲁智深没有力的作用,因此才把柳树拔了出来.”这句话是否正确?答案:这句话的说法是错误的.其原因是力的作用是相互的,不存在只有施力物体而没有受力物体的力,也不存在只有受力物体而没有施力物体的力.鲁智深对柳树施加了力,同时柳树也对鲁智深施加了力.
点评:对于新的问题,我们要善于从中找到复杂情况下所体现出来的物理模型,用探究性的方式去解决这些问题.其实本题只考查力的概念这一基本物理知识点.
①力的大小可用测力计(弹簧秤)测量.
②力的单位:国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N.
③在物理学中用一根有向线段来表示力,用线段的长短表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,用箭头或箭尾表示力的作用点,这种方法叫做力的图示法.
画力的图示的步骤:a.选取合适的标度(用多少毫米表示多少牛的力).
b.从作用点开始沿力的方向画一线段,线段的长短按选定的标度和力的大小画出,线段上加刻度.
c.在线段的一端加箭头表示力的方向,箭尾在力的作用点上,力的方向所沿的直线叫力的作用线.
(4)力的示意图:只画出物体受到的力及力的方向,不需要选定标度确定线段的长短以表示力的大小的画力的方法叫力的示意图.
特别提醒:
(1)力的图示反映了力的三要素,而力的示意图只反映了力的作用点和方向,在分析物体受力时经常用到.
(2)标度的选取应根据力的大小合理设计.一般情况下,线段应取2~5段整数段标度的长度.
(3)要用同一标度画同一物体受到的不同的力.
如图所示,桌面上有质量为600g的书,用图示法表示出桌面对书的支持力并作出这个力的示意图.(g取10N/kg)解析:首先计算出书的重力,再结合初中学过的二力平衡条件,明确方向及标度即可作图.
书的重力为G=mg=6N,桌面对书的支持力也为6N,作用在书上.
取0.5cm长的线段表示2N,则沿力的作用点向上作出1.5cm长的有向线段即可作出力的图示,如图甲所示;这个支持力的示意图,如图乙所示.
(1)重力的概念
由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力.
①地球上的物体都受到重力作用,不管质量大小,也不论有无生命,凡是由分子、原子构成的物体皆受重力作用.
②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.在有的情况下,认为物体所受的重力与地球对物体的吸引力大小相等,原因是两者相差很小.③重力是非接触力.
④重力的施力物体是地球.
(2)重力的大小
①重力的测量
在实验室里,重力的大小可以用测力计测量;工业上用电子吊秤可以称更重的物体.
测量原理:二力平衡时,两个力大小相等.
测量条件:物体处于静止或匀速直线运动时.
测量方法:用测力计将待测物体悬挂起来处于静止状态,测力计的读数在数值上等于重力的大小.②重力的大小
由于G=mg,在同一地点,重力的大小与质量成正比;在不同地点,如从两极到赤道或离地面越高,g值均减小,从而使同一物体的重力也有所不同;物体的重力与其运动状态无关.
③重力的方向
重力总是竖直向下的.竖直向下不能说成垂直向下,垂直要看接触面,重力和水平面垂直,与斜面并不垂直.物体在自由释放后总是竖直向下的,就说明了重力的方向.(3)对重心的理解
①重心是重力的等效作用点.
②重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.如一个圆形平板的重心在板上,而一个铜环的重心就不在环上.
③重心在物体上的位置与物体所处的位置、放置状态及运动状态无关,但一个物体的质量分布或形状发生变化时,其重心在物体上的位置也发生变化.
④质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上;对形状不规则的薄物体,可用支撑法或悬挂法来确定.
(2010·福建泉州市高一水平测试)如图所示,A为矩形匀质薄板,B为半圆形钢条,C、D均为直角形支架,把这些物体分别用细绳竖直悬挂,静止时所处的位置符合实际的是 ( )
答案:C
(1)万有引力:存在于一切有质量的物体之间,作用强度随距离增大而减弱.
(2)电磁相互作用:存在于电荷间和磁体间,作用强度随距离增大而减弱.
(3)强相互作用:存在于原子核内部粒子间.作用范围只有约10-15 m.距离增大时,作用急剧减小.
(4)弱相互作用:存在于微观粒子间,其作用范围与强相互作用相同,但强度只有强相互作用的10-12倍.
下列说法正确的是 ( )
A.甲打乙一拳,乙感到痛,而甲未感觉到痛,说明甲对乙施加了力,而乙未对甲施加力
B.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的
C.磁铁吸引铁钉时,磁铁不需要与铁钉接触,说明力可以脱离物体而存在
D.网球运动员用力击球,网球受力后飞出,网球受力的施力物体不再是球网解析:甲对乙施力的同时,乙对甲也施力,只不过甲的“拳头”比乙“被打的部位”——如肚子、胸部,更能承受打击罢了,所以乙感到痛而甲未感到痛,A错;“风吹草动”的施力物体是空气,B错;力不可以离开物体,磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场发生的,磁场离不开磁铁,故C错;网球飞出后受重力和阻力,施力物体是地球和空气,故D正确.
答案:D
点评:只有深刻地理解力的概念,明确力的物质性和相互性,才能准确解释和分析物体间发生的力的作用. (北京市丰台区09-10学年高一上期期中)关于力,下列说法中正确的是 ( )
A.向上运动的物体,一定受到向上的作用力
B.相互接触的物体之间,一定有作用力产生
C.任何一个力的产生都离不开两个物体
D.只有相互接触的物体之间才能产生作用力
答案:C
关于重力的大小,下列说法中正确的是( )
A.物体的重力大小总是恒定的
B.同一地点,物体的重力与物体的质量成正比
C.物体落向地面时,它受到的重力大于它静止时所受的重力
D.物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力解析:物体的重力的计算式为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.随着物体所处的地理位置纬度的升高,g值将增大,随高度的增加,g将减小.因此,不能认为物体的重力是恒定的,故选项A错,选项B正确.由公式可知,物体所受的重力与物体的质量和g值有关,与物体是否受其他力及运动状态均无关,故选项C错误.用测力计竖直悬挂重物只有静止(或匀速运动)时,物体对测力计的拉力才等于物体的重力,故选项D错误.
答案:B
点评:关于重力的大小,应注意其决定因素是物体的质量和g值,与是否受其他力及运动状态无关.关于重力的测量应注意其条件是物体处于静止状态或匀速直线运动状态.
下列关于物体重力的说法中正确的是 ( )
A.地球上的物体在运动时才受到重力
B.同一物体在某处向上抛出后所受重力较小,向下抛出后所受重力较大
C.某物体在同一位置时,所受重力与静止还是运动无关,重力大小是相同的
D.物体所受重力大小只与其质量有关
答案:C
解析:物体在地球上受的重力是由于地球的吸引而产生的,与物体是运动,还是静止无关,故A错,B错;物体在地球上某点处所受重力G=mg,在同一点g相同,故G由m决定,但不同位置,不同高度g值不同,G由m和g共同决定.所以C对D错.
如图所示,一个空心均匀球壳里面注满水,球的正下方有一个小孔,当水由小孔慢慢流出的过程中,空心球壳和水的共同重心将会 ( )
A.一直下降
B.一直上升
C.先升高后降低
D.先降低后升高解析:重心的位置跟物体的形状和质量分布有关,当注满水时,球壳和水的重心均在球心,故它们共同的重心在球心.随着水的流出,球壳的重心虽然仍在球心,但水的重心逐渐下降,开始一段时间内,球壳内剩余的水较多,随着水的重心的下降,球壳和水共同的重心也下降;后一段时间内,球壳内剩余的水较少,随着水的重心的下降,球壳和水共同的重心都升高;最后,水流完时,重心又回到球心.故球壳和水的共同重心将先降低后升高,D选项正确.
答案:D
点评:不要认为两者共同的重心在两者各自重心连线的中点上,因为两者的质量是不一样的,即整体的质量分布不均匀.
(江西高安二中08-09学年高一上学期期中)如图所示,n块厚度为d的相同的砖块,靠在一起平放在地面上,今将它们一块一块向上叠起来,这堆砖的重心升高了多少?
如右图所示,静止木块对桌面的压力为6 N,试画出压力的图示,说明施力物体和受力物体;并画出木块所受重力和支持力的示意图.
解析:画力的图示时,要按照以下步骤进行:
(1)选标度:本题选5 mm的线段表示2 N的力.
(2)从作用点沿力的方向画一线段,线段长短按标度和力的大小来画,线段标上刻度.如下图中(a)所示,从O点竖直向下画一条三倍于标度(15 mm)的线段.(3)在线段上加上箭头表示力的方向.
为了简便,也可照图(b)来画.压力的施力物体是木块,受力物体是桌子.
画力的示意图时,只需要画出力的作用点和方向,对线的长短没有严格要求.如图(c)为木块所受重力和支持力的示意图,也可照图(d)那样用一点表示木块,画出重力和支持力的示意图. 一个重20N的物体沿斜面下滑,关于该物体重力的图示,如以下所示的四个图中正确的是( )
答案:A解析:垂直于水平面竖直向下的方向即重力的方向,该方向一定竖直向下,不一定与接触面垂直,该方向与接触面情况也无关,BC错误.A、D中虽然方向都对了,但是D的图示大小并不是20N,而是10N,地球附近的物体重力大小为一定值,不因放在斜面上而有所改变,故A正确而D错误.
(2009·山东济南)在对重力的本质还未认清之前,我国古代劳动人民就有了比较复杂的应用.我国西安半坡出土了一件距今约5000年的尖底陶器,如图所示,这种陶瓶口小腹大,有两耳在瓶腰偏下的地方,底尖,若用两根绳子系住两耳吊起瓶子,就能从井口取水,试分析人们是怎样利用尖底陶瓶从井中取水的.解析:当汲水瓶空着时,由于瓶的重心高于绳的悬点,它就会倾倒;把它放在水里,水就会自动流进去,当瓶中汲入适量的水(达到瓶容积的60%~70%)时,瓶的重心降到绳的悬点以下,一提绳,汲水瓶就会被直立着提上来.如果瓶中的水太满,瓶的重心又高于绳的悬点,瓶会自动倾倒,将多余的水倒出.这种汲水瓶巧妙地通过重心变换,使得汲水方便、省力,又能控制汲水量,充分体现了我国古代劳动人民的智慧. 从跳高运动史看,100年内跳高的姿势发生了五次变革,跨越式、剪式、滚式、俯卧式、背越式五种.每改革一次姿势,跳高的世界纪录就提高一次.1.70m的第一个世界纪录是用跨越式创造的;第二届奥运会上,巴克斯捷尔用剪式越过了1.90m的横杆,1912年美国运动员霍林用滚式创造了2.01m的好成绩;29年以后美国运动员用俯卧式以2.11m的成绩创造了新的世界纪录.现代新的姿势是背越式,背越式出现以后,跳高的成绩更加提高了,1984年我国运动员朱建华创造的世界纪录为2.30m.1993年古巴运动员索托马约尔创造了2.43m的世界纪录,现在各国的优秀跳高运动员都在力争创造更高的世界纪录.跳高姿势的变化是不断刷新跳高成绩的关键之一,请你谈一谈背越式跳高与跨越式跳高相比有什么优点.
答案:运动员采用跨越式跳高在跃过横杆的一瞬间,双腿及上身(包括头、双臂)均在横杆之上,其总体重心就高于横杆所在高度,而采用背跃式跳高的运动员,在身体腰部跃过横杆瞬间,其总体重心略低于横杆高度,故采用背跃式跳时,运动员重心升高量较小,容易跃过更高的高度,故现在普遍采用背跃式跳高姿势.课件21张PPT。第三章 第二节
弹力弯弓射箭他们有何共同特点?1、形变:在力作用下,物体形状或体积发生改变一、形变 (1)弹性形变和塑性形变弹性形变:能够恢复原状的形变 塑性形变:不能恢复原状的形变 (2)弹性限度:
如果形变过大,超过一定的限度,撤去外力后,物体就不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度。如:撑杆跳(杆)、拉箭(弓)、 拍球(球)、跳板软的物体能看见形变,那么坚硬的物体能否发生形变呢?讨论一切物体在力的作用下都会发生形变。思考
什么原因使小球发生了运动状态的变化?
受力物体是什么?施力物体是什么?
弹簧对小球产生弹力要满足什么条件呢? 施力物体受力物体(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。二、弹力(2)产生条件:
① 物体间相互接触
② 物体间发生弹性形变(挤压或拉伸) (3)压力、支持力和拉力都属于弹力。
接触力跟踪练习1:
关于弹力产生的说法中正确的是 ( )
A、物体间不相互接触,也能产生弹力。
B、只要两物体接触就一定会产生弹力。
C、只有弹簧才能产生弹力。
D、两个物体直接接触且互相挤压发生
形变时才会产生弹力。D弹力有无的判断
假设推理法FN光滑平面AB三、弹力的方向1、垂直于物体间的接触面(指向受力物体)(1)平面与平面接触(2)曲面与平面接触(3)点与平面接触NN`光滑斜面NANB(4)曲面与曲面接触2. 绳的拉力: 沿着绳子指向绳子收缩的方向 .T思考:球对绳的拉力是什么方向?跟踪练习2:
试分析图中细杆或小球A(研究对象)所受的弹力,并确定其方向。AAAAB课 堂 小 结 一、形变
定义:在力作用下,物体形状或体积发生改变 (一切物体)
分类:弹性形变:能够恢复原状的形变 (弹性限度)
塑性形变:不能恢复原状的形变
二、弹力
1、定义:发生弹性形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力
2、产生条件:①直接接触②发生弹性形变
注:可用假设法判断有没有弹力
三、弹力方向
①有平面或公切面时:垂直于物体间的接触面(指向受力物体)
②绳子产生的弹力方向:沿着绳指向收缩方向
四、弹力的大小弹力的大小跟形变的大小有关1、利用力的平衡来计算
2、弹簧弹力大小计算—— 胡克定律 胡克定律内容:
在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
公式:
注:K-弹簧的劲度系数( 跟弹簧的形状、大小、长短、钢丝的线径、材料等因素有关)
单位:牛每米, 符号N/m
x- 弹簧伸长(或缩短)的长度F=Kx探究弹力和弹簧伸长的关系F=Kx跟踪检测3:
关于胡克定律的下列说法,正确的是( )
A.拉力相同、伸长也相同的弹簧,它们的劲度系数相同
B.劲度系数相同的弹簧,弹簧的伸长相同
C.知道弹簧的劲度系数,就可以算出任何拉力下的弹簧伸长
D.劲度系数和拉力、伸长量没有关系,它只决定于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细D有一根弹簧在自然状态长度为15cm,在下面挂上0.5kg的重物后长度变成了18cm,求弹簧的劲度系数?(g取10N/Kg)课 堂 小 结 一、形变
定义:在力作用下,物体形状或体积发生改变 (一切物体)
分类:弹性形变:能够恢复原状的形变 (弹性限度)
塑形形变:不能恢复原状的形变
二、弹力
1、定义:发生弹性形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力
2、产生条件:①直接接触②发生弹性形变
注:可用假设法判断有没有弹力
三、弹力方向
①有平面或公切面时:垂直于物体间的接触面(指向受力物体)
②绳子产生的弹力方向:沿绳指向收缩方向
③弹簧产生的弹力方向:指向弹簧恢复原状的方向。
四、弹力大小
①利用力的平衡来计算 ② F=Kx
谢谢 !
Thanks!课件13张PPT。摩擦力与 受力分析(四)复习:摩擦力 遵循“先定性,再定量”或利用受力平衡一、受力分析的方法1.由力产生的条件(原因)
2.利用相互作用力的特点
3.由物体的运动状态分析(假设法,假设力存在,结合物体运动状态分析)如果是多体、连接体受力时,可以单独分析受力,也可以整体分析受力整体法和隔离法【例1】如图所示,A、B、C叠放在水平面上,各接触面的动摩擦因数均为μ,重均为G。加一水平拉力3N分别在B、C上,三个物体仍然处于静止状态,判断三个物体间、C与地面之间有没有摩擦力作用?二、受力分析的一般步骤1.明确研究对象(研究对象可以是一个物体也可是若干个物体整体,比如:质点,绳子的结点,绳端,杆子,相对静止的几个物体等)
2.按照一重 二弹三摩擦再其他顺序找力
3.画出力的示意图
4.检查是否有重复力,缺少力(1)只分析所研究物体所受到的力,不分析物体给其他物体施加的力
(2)每分析一个力都要找到一个施力物体
(3)不要效果力和性质力混淆,只画性质力,不画效果力
(4)结合物体的运动状态,利用力作用的相互性也是确定受力分析正确的有效途径注意:课后作业FN课件22张PPT。 第四节 力的合成
G=200N
观察下面的情境图片,结合生活经验思考:两位小孩对水桶施加的两个力与一位大人对水桶施加的一个力,就“提起水桶”这一作用效果而言,相同吗?它们可以相互替代吗? 生活中还有很多事例可以说明“几个力与一个力的作用效果相同”。观察下面的情境图片,细心体会“等效替代”的含义。想一想:1、合力: 一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同,这个力叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做分力。求几个力的合力的过程或方法,叫做力的合成说明:在实际问题中,就可以用这个力来代替那几个力,这就是力的等效代替。而不是物体又多受了一个合力。2、力的合成: 今天我们学习力的合成,将接触一种很重要的物理思想方法—— 等效代替。 如果一个物体受两个或多个力作用,这些力都作用在物体上的同一点,或者虽不作用在同一点上,但它们的延长线相交于同一点,这几个力叫做共点力。 共点力F3非共点力注:力的合成的平行四边形法则,只适用于共点力(2)反向相减F = F1-F2= 1N一、力的合成1、同一直线上两个力的合成 大小F =|F1-F2|,方向与较大力的方向相同实验 探究求合力的方法问题:1、怎样保证合力与分力等效?
2、力的大小怎样知道?
3、力的方向如何让确定?记录结点位置O记录拉力F1和F2的方向记录拉力F1和F2的大小F1=10.0 NF2=6.8 NF合=12.8 NO2N结论: 在误差允许范围内,以两分力F1、F2
为邻边的平行四边形的共点对角线与
力F重合。F1F2OF3 两个力合成时,以表示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。这个法则叫做平行四边形法则。F平行四边形法则力F1=45N,方向水平向右。力F2=60N,方向竖直向上。通过作图和计算法求这两个力的合力F的大小和方向。FO (2)计算法 解:(1)作图法 如图所示,量得合力的大小为75N, 合力F与F1的夹角为53o。多力合成的方法:F12F123F1234 先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力逐次合成法思考:F1、F2大小一定,夹角增大,合力如何变化?
合力什么时候最大,什么时候最小?合力的范围如何? 思考:合力是否一定比分力大?合力与分力间夹角θ关系:①θ=0°时,即F1、F2共线同方向:
F合=F1+F2 合力方向与两个力的方向相同②θ=180°时,即F1、F2共线反方向:
F合=|F1-F2| 合力方向与分力F1、F2中较大的方向相同。④合力的取值范围:|F1-F2| ≤ F合≤ F1+F2③夹角θ越大,合力就越小:
F合随F1和F2的夹角增大而减小⑤ F合可能大于、等于、小于 F1、F23.已知有两组力,每组力中三个力的大小分别为:
(1)4N、3N、5N; (2)8N、4N、3N.
求它们的合力大小的取值范围. (1) 合力大小的取值范围是: 0≤F≤12N. 作用在同一物体上的两个力分别为5 N 和15 N,当改变两个力之间的夹角时,其合力大小也随之改变,合力大小变化的范围是( )。 A. 5 ~ 20 N B. 10 ~ 20 N C. 5 ~ 15 N D. 10 ~ 15 N B 两个共点力都是F,若它们的合力也为F,则这两个共点力之间的夹角为 : 平衡状态:静止或匀速直线运动状态。
平衡条件:物体所受力的合力为零阅读课本63页最下面小字部分:推论:如果物体在N个力作用下处于平衡状态,那么
其中任何一个力都与其余(N 1)个力的合
力大小相等,方向相反。课件22张PPT。 第四节 力的分解
上海南浦大桥,其桥面高达46米,主桥全长846米,引桥总长7500米,你知道为什么高大的桥要造很长的引桥吗?一、力的分解定义:
已知一个力求它的分力的过程叫力的分解。二、力的分解法则:满足平行四边形定则一、力的分解概念及法则注意在力的分解中合力真实存在,分力不存在F2F1F如果没有其它限制,对于同一条对角线(确定的合力),可以作出无数个不同的平行四边形.(任意性)对于同一条对角线(确定的合力),你可以作出多少个不同的平行四边形?(任意性)F二、力的分解的方法1、按实际作用效果分解力:分解的步骤:(1)分析力的作用效果(2)据力的作用效果定分力的方向;(画两个分力的方向)(3)用平行四边形定则定分力的大小;(4)据数学知识求分力的大小和方向活生实例拉力产生的效果:使耙克服泥土的阻力前进,同时把耙向上提,使它不会插得太深。力的分解方法F1F2θF1 = ______F2 = ______FcosθFsinθF1F1 = ______F2F2 = ______θGsinθGcosθ力的分解方法如图,重为50N的球,被一竖直光滑挡板挡住,静止在倾角为30°的光滑斜面上,试根据力的作用效果对物体所受重力进行分解,并求出两分力的大小和方向。F1F2为了减小桥面的坡度,从而减小G1 对汽车上坡和下坡的影响,使行车方便和安全G2G11、车在桥面上行驶时它的重力产生了什么效果?你能找到它的两个分力吗?
2、桥高一定,引桥很长目的是什么,这能减少重力的哪个效果,有什么好处?
思考与讨论O60OAB 你能求出OA和OB两条绳上的拉力吗?G =10
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.用一枝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?请你亲自做一做: 一个作用效果是水平拉指头,另一个作用效果是压铅笔使之扎手心.
A.一个2N的力能分解为7N和4N的两个分力
B.一个2N的力能分解为7N和9N的两个分力
C.一个6N的力能分解为3N和4N的两个分力
D.一个8N的力能分解为4N和3N的两个分力1、下列有关说法正确的是 ( )
当堂检测BC2.如右图所示,光滑斜面上的物体的重力分解为F1、F2两个力,下列说法正确的是( )
A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的压力
B.物体受到重力mg、N、F1、F2四个力的作用
C.物体只受到重力mg和斜面支持力N的作用
D.N、F1、F2三个力的作用效果与mg、N 两个力的作用效果相同当堂检测CDF1F3O 求三个力F1、F2与F3合力? 在很多问题中,当多个力求合力时,常把每个力分解为互相垂直的两个分力,然后求两个方向上的力的合力,这样可把复杂问题简化,F2F1F2F3xyOF2yF3yF3xF2X 在很多问题中,常把一个力分解为互相垂直的两个分力,特别是物体受多个力作用时,把物体受到的各个力都分解到互相垂直的两个方向上去,然后求两个方向上的力的合力,这样可把复杂问题简化, 求三个力F1、F2与F3合力?正交分解(1)原理:把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。(2)正交分解步骤:①建立xoy直角坐标系②沿xoy轴将各力分解③求x、y轴上的合力Fx,Fy④最后求Fx和Fy的合力F大小:F2yF1yF3yF3xF1xF2X2、力的正交分解法F注意:正交分解法的分解原则:物体受多个力时,应使尽量多的力落在坐标轴上,以减少分解力的运算过程。【随堂训练3】如图所示,F1=5N,F2=10N,F3=15N, θ=600,用正交分解法求这三个力的合力。三角形定则当一个确定的合力加上相应条件限制,它的分力有没有惟一解?1、已知两分力的方向:2、已知一个分力的大小和方向:唯一解唯一解平行四边形法则的应用:在限定条件下力的分解Oⅰ. 当 F2< F0 ( F0=Fsinθ)时, 无解;ⅱ. 当 F2=F0 时, 有一组解;ⅲ. 当 F0一、物体的静态平衡:
1.概念:物体在力的作用下处于静止的平衡状态,
称为静态平衡。
2、受力特点:处于静态平衡的物体所受共点力的
合力为零。
二、物体的动态平衡:1.概念:物体在力的作用下处于匀速直线运动的平衡状态,我们称为动态平衡。
2、受力特点:处于动态平衡的物体所受共点力的
合力为零。
例1、如图所示,一个半径为r,重为G的圆球被长为2r的细线悬挂在墙上,求球对细线的拉力F′和球对墙的压力N′为?解:物体受力如图:细线对球的拉力F和墙对球的
支持力N的合力F合 ,结合相互作用力的关系可得:例2、在水平地面上有一质量为11kg的物体,它受到与水平方向成370角斜向上的50N的拉力作用,在水平方向做匀速直线运动,g=10m/s2,求物体与地面间的动摩擦因数(sin370=0.6,cos370=0.8)求解共点力体用下平衡问题的解题一般步骤:
1)确定研究对象(物体或结点,结点不计重力);
2)对研究对象进行受力分析,并画受力示意图;
3)分析判断研究对象是否处于平衡状态;
4)根据物体的受力和已知条件,运用共点力平衡条 件,选用适当方法计算求解。如图所示,重力为500 N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200 N的物体,当绳与水平面成60°角时,物体静止。不计滑轮与绳的摩擦。求地面对人的支持力和摩擦力。如图所示,细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同,长度MO〉NO,则在不断加重重物G的过程中
(绳OC不会断)( )
A. ON绳先被拉断
B. OM绳先被拉断
C. ON绳和OM绳同时被拉断
D. 因无具体数据,故无法
判断哪条绳先被拉断。A物体处于一系列的平衡状态中,此过程中外力在发生变化,但合力始终为零。
变化的外力一般是被动力(微变弹力、静摩擦力)。
解决动态平衡问题的关键是:在变化中找到不变。
动态平衡例1、如图所示,人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船,若水的阻力恒定不变,则在船匀速靠岸的过程中,绳的拉力和船受到的浮力如何变化?点评:多力平衡,正交分解用计算法进行分析。拉力T变大,浮力F变小。例2、如图所示,一个重为G的球放在光滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住,使之处于静止状态,今使板与斜面夹角β缓慢增大,问:在此过程中,球对挡板、斜面的压力如何变化?1、三角形定则:定一个力的方向、大小与另一个力的方向 点评:合力的大小、方向不变,一个分力的方向不变,则当两分力垂直时,另一分力有最小值。这是用三角形法则求物体的动态平衡。由力作用的相互性可得:对挡板压力先减小后增大,对斜面的压力始终减小。如图4所示,轻绳一端系在质量为m的物体A上,另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接.用水平力F拉住绳子上一点O,使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置.现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置,这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动.则此过程中,圆环对杆的摩擦力F1和圆环对杆的弹力F2的变化情况是例3、光滑的半球固定在水平地面上,球心正上方有一滑轮,轻绳的一端系一小球靠在半球上,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图3所示,现缓慢地拉绳,在使小球沿球面上移过程中,半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化情况如何?2、相似法:只定一个力大小和方向其他不定FNF拉点评:合力大小方向不变,力的矢量三角形与几何三角形相似。T变小,N保持不变。一轻杆BO,其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO上,B端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮,用力F拉住,如图所示。现将细绳缓慢往左拉,使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减少,则在此过程中,拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是如图4-1所示,在水平天花板与竖直墙壁间,通过不计质量的柔软绳子和光滑的轻小滑轮悬挂重物G=40N,绳长L=2.5m,OA=1.5m,求绳中张力的大小,并讨论:
(1)当B点位置固定,A端缓慢左移时,绳中张力如何变化?
(2)当A点位置固定,B端缓慢下移时,绳中张力又如何变化?