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第三章 相互作用-力
第一节 重力 弹力
1、足球的运动状态发生变化了吗?如何变化?
足球运动状态发生变化的原因是什么?
2、撑杆跳的杆为什么会弯?
一、相互作用——力
1、概念:力是物体与物体间的相互作用。
3.力的三要素:力的大小、方向和作用点
矢量
存在施力物体与受力物体。
2、作用效果:
(1)改变物体的运动状态。
(2)使物体发生形变。
4.力的单位:牛顿 (简称牛 )符号N
5.力的分类:
(2)性质力:重力 弹力 摩擦力
(1)效果力:支持力 压力 拉力 阻力
①力的图示(准确表示力的三要素)
1、选定合适的标度;
2、从作用点开始沿力的方向画一线段,
线段的长度由力的大小和所选标度确定。
3、画上箭头(表示力的方向),用箭尾(表示力的作用点)。线段所在的直线叫做力的作用线。
②力的示意图
只准确画出力的作用点和方向,粗略表示力的大小
F=30N
15N
F=30N
线段的长度—大小
箭头的方向—方向
起点(终点)—作用点.
6.力的表示方法
苹果为什么会落向地面
衣服上的水为什么会向下
二、重力(G)
1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力.
(1)地球附近一切物体都受到重力的作用。
(2)施力物体:地球
受力物体:物体
2、大小:
G=mg
① g是重力加速度。一般情况下取g = 9.8 N/kg,粗略计算中取g = 10N/kg 。
②1m/s2=1N/kg
③9.8N/kg代表1kg的物体受到的重力为9.8N
(与它的运动状态和是否受其他力无关)
3、方向:竖直向下
(1)竖直向下是垂直水平面向下
(2)竖直向下不能说指向地心,只有两极和赤道处指向地心。
4.作用点——重心
①定义: 一个物体的各部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点,这一点叫做物体的重心。
②质量分布不均匀的物体,形状不规则的物体(悬挂法)
(2)重心的位置:
①形状规则、质量分布的物体的重心的位置在其几何中心;
3.重心不一定在物体上。
例题1:一杯子装满水,杯的底部有一个小孔,在水从小孔不断流出的过程中,杯连同杯中水的共同重心将( )
A、一直下降 B、一直上升
C、先升后降 D、先降后升
D
1.定义:物体在力作用下形状或体积发生改变
三、形变
2.原因:物体受到力的作用
3.现象:拉伸 压缩 弯曲 扭转
4.分类
弹性形变:有些物体在力的作用下发生形变,力撤消后又能够恢复原状。如:弹簧、橡皮筋。
非弹性形变:生活中还有些物体发生形变并撤消力以后不能恢复原状,如橡皮泥、保险丝等。
5.弹性限度:形变超过一定限度,即使撤去作用力,物体也不能完全恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度。
作用过程
杆受到运动员的作用
杆发生形变
杆对运动员产生力
发生形变的杆把运动员支撑起来
四、弹力(FN)
1.概念:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力称为弹力。
受力物体
施力物体
2.弹力产生条件
相互接触
发生弹性形变(相互挤压)
两者需同时满足
3.作用点:接触面
4.方向:
弹力方向指向形变趋于恢复的方向
弹力的方向与物体的形变方向相反
桌面发生弹性形变在恢复时
物体受到支持力
FN
物体发生弹性形变在恢复时
FN
桌面受到的压力
5.常见弹力(压力、支持力)的方向
(1)压力:由于被支持物体发生形变,而对支持物产生的弹力。压力的方向总是垂直于接触面,指向被压的物体。
(2)支持力:支持面发生形变,对被支持的物体产生的弹力。支持力的方向总是垂直支持面,指向被支持的物体。
5.常见弹力(弹簧、绳子)的方向
F
F
F
F
弹簧的拉伸或压缩产生的弹力,与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状方向。
拉力的方向:沿着绳而指向绳子收缩的方向。
五、弹力方向的判断
1.弹力有无判断
①平面与平面接触
过接触面垂直平面指向受力物体
过接触点垂直平面指向受力物体
②曲面与平面接触
2.弹力方向判断
③点与平面接触
A
B
过接触点垂直平面指向受力物体
④曲面与曲面接触
A
B
与过接触点的公切面垂直并指向受力物体
⑤点与点的接触
A
B
O
FN1
FN2
O
FN1
FN2
与过接触点的公切面垂直并指向受力物体
⑥轻杆(忽略杆的质量)
1、可拉可压(类似弹簧);
2、杆所受的力不一定沿杆的方向;可能沿任意方向