课件42张PPT。相互作用力的定义:物体间的相互作用
力的作用效果:力能使物体发生形变,能使物体的运动状态发生改变。力的性质 一、物质性:力是物体间的相互作用。有力的必定有施力物体和受力物体。二、相互性:物体间的作用是相互的。A对B作用的同时B也对A作用,这两个力等大反向且在一条直线上。 四种基本相互作用1、万有引力:
存在于一切物体之间,相互作用的强度随距离的增大而减小。
2、电磁相互作用:
存在于电荷与电荷、磁体与磁体、电流与电流之间,他们本质上是同一种相互作用的不同表现,作用规律与万有引力相似。
3、强相互作用:
存在于原子核内质子质子、质子与中子、中子与中子之间,它是短程力,作用范围只有约10-15 m。
4、弱相互作用:
在放射现象中发现的,也是短程力。强度只有强相互作用的10-12 倍。
?力的三要素力的大小、方向和作用点 你能以开教室的门为例,向大家分别证明当力的大小、方向、作用点不同时力的作用效果不同吗? 力的表示方法力的图示: 1、选定标度。 2、从作用点向力的方向画一有向线段,有向线段的箭头指向力的方向,有向线段长短按选定标度和力的大小来画,线段上加刻度(一般两至三格即可) 3、用箭头(或箭尾)表示力的作用点。 【力的图示】2)力的图示要求是将力的三要素表示清楚1)用一根带有箭头的线段来表示力例:用150N的力竖直上提物体作出力的图示。F=150N力的测量力的大小可以用测力计(弹簧秤)测量。在国际单位制中,力的单位是牛顿(N)重力 定义:大小:由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。 G=mg g就是前面学过的自由落体运动加速度。 g在地球上不同位移变化规律是什么?1、纬度越高,g越大; (地球自转的影响)
2、同一纬度,高度越大,g越小。 重力的测量测量仪器:测力计(弹簧秤)注意点:1、力的测量用测力计。要注意测力计要竖直放置且必须保持静止或匀速直线运动.
2、物体对测力计的拉力等于物体的重力(一般情况下讲A力等于B力是指两力大小相等),不能说成“物体对测力计的拉力就是物体的重力”。重心一个物体的各部分都要受到重力作用,从效果上看,可以把物体各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心。定义:重心的确定 1、质量分布均匀的物体,重心只跟物体的形状有关,若物体的形状规则,则重心在几何中心。2、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,还与物体内质量分布有关。(高中阶段一般不考虑) 3、质量分布均匀但形状不规则的物体呢? 总结1、重心不是重力的真实作用点,重力的作用点遍布整个物体,重心是重力的等效作用点或物体各部分所受重力的合力的作用点。 2、重心不是物体上最重的一点,但可以把物体的质量看成都集中在重心这一点。3、重心的位置可以不在物体上。 1、定义: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~二、弹力的产生一、形变的概念1、定义:2、种类: 3、弹性形变: 能恢复原状的形变物体形状或体积的改变有拉伸、压缩、弯曲、扭转等 说明:任何物体都能发生形变【弹力】2、产生的条件:接触且有形变三、弹力的大小1、与形变大小有关,形变越大,弹力越__2、胡克定律 3)k叫劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧的材料、直径、长度和粗细决定。1)公式 2)适用条件:弹性限度以内大例:下图中共有多少个弹力。4个弹力3、大小【摩擦力】一、滑动摩擦力 1、产生条件2、方向接触有形变、接触面不光滑、有相对运动沿接触面的切线,与相对运动方向相反F = ? N叫动摩擦因数,其数值与两物体的材料有关,还跟
两个物体接触面的粗糙程度有关,但与接触的面积无关 4、最大静摩擦力 二、静摩擦力1、产生条件2、方向3、大小接触有形变、接触面不光滑、有相对运动趋势沿接触面的切线,与相对运动趋势方向相反0 ? F ≤ Fm一个物体相对另一个物体刚要运动的静摩擦力,比滑动摩擦力略大。问题2 如图所示,物体在水平推力作用下处于静止状态,若F 增大,则物体受到的静摩擦力如何变化?物体可能受到的最大静摩擦力如何变化?问题1 如图所示,长方形木块在水平推力作用下移动的过程中,受到的摩擦力如何变化?不变不变【力的合成分解】1、平行四边形法则F1F2F2、合力F与F1和F2间夹角的关系可见合力可以比分力大,也可以比分力小问题1: 共点力F1、F2的大小分别为6N和8N,则合力的范围为 。2N≤F合≤14N小问题2: 三个共点大小分别为5N、7N、11N,则三个力合力大小的范围是 。0≤F合≤23N问题3、大小相等,方向互成1200的三力的合力多大?0问题4、物体受到大小相等的两个拉力的作用,每个拉力均为200 N,两力之间的夹角为60°,求这两个拉力的合力。 346N例:施用一动滑轮将一物体提起来,不计滑轮与绳的质量及其间的摩擦力,则( )
A.总可以省力一半 B.最大省力一半;
C.拉力可能大于被提物体的重量; D.拉力可能等于被提物体的重量;
BCD 解析:如图所示,当拉力沿竖直方向1时.省力一半,当沿2的方向上提时拉力肯定大于物体重力一半.所以A错B对,当两绳间夹角等于1200时拉力等于物体重量,所以D对,当夹角大于1200时,拉力大于物体重量,所以c对.
说明:力是矢量,它的加减不是简单的代数加减;不共线的两个共点力与它们的合力构成三角形,利用正、余弦定理,三角形几何知识来分析相关问题,直观简捷!物体的受力分析
及其运算技巧正确地对物体进行受力分析,作出物体的受力分析图,是解决力学问题的关键。对物体进行受力分析的基本方法是隔离法,其主要步骤如下:(1)明确研究对象;(可以是质点、结点、物体、物体系)即确定我们是要分析哪个物体的受力情况。(2)明确研究对象所处的运动状态;(3)隔离物体分析;即将研究对象从周围物体中隔离出来,进而分析周围有哪些物体对它施加力的作用?方向如何?(4)找出研究对象所受的各种作用力,并正确画出受力图。应按顺序分析受力,先重力,其次是接触力(弹力、摩擦力)最后是其他力。
(有摩擦力一定存在弹力;有弹力不一定存在摩擦力。)(5)对画出的受力图进行检验,防止错画力、多画力和漏画力。
(6)定性分析时多用平行四边形法则对各个力进行合成和分解;定量计算时一般用正交分解法对各个力进行分解计算。例 1 画出静止在斜面上的A物体的受力示意图。(F垂直于斜面)例 2 在竖直双线悬吊着的斜木梁M上,放着物体m,分析斜梁受哪几个力的作用?例 3 画出下图中光滑斜面上被一挡板挡住的静止钢球的受力示意图。[例4]在以下各图中物体A、B均保持静止,试分别对A、B进行受力分析: [例5]质量相同的两块砖A、B被两木板夹住,试分析 A、B的受力情况。 若三块砖呢? [例6]物体A静止于斜面上,而斜面又静止于水平桌面,试对物体A进行受力分析。 力的正交分解法一: 力的正交分解法二:[例7]物体m在斜向上与水平方向成 角的力F作用下,静止在水平面上,请画出m的受力情况 受力分析要注意与运动状态的结合【例1】以下四种情况中,物体处于平衡状态的有( )
A、竖直上抛物体达最高点时
B、做匀速圆周运动的物体
C、单摆摆球通过平衡位置时
D、弹簧振子通过平衡位置时
思考:单摆摆到最高点时是否是平衡状态?D如图所示凹型容器中有 一个圆球,将它们一起向空中斜向上抛出过程中,球的受力情况如何? 两个以上物体的受力分析要注意以下方法的互相配合
隔离法:分析内力
整体法:分析外力
假设法:判断弹力或摩擦力
是否存在【例2】如图所示,有一重力为G的圆柱体放置在水平桌面上,用一夹角为60°、两夹边完全相同的人字夹水平将其夹住(夹角仍不变),圆柱体始终静止。试问:(1)若人字夹内侧光滑,其任一侧与圆柱体间的弹力大小也等于G,则圆柱体与桌面间的摩擦力的大小为多少?
(2)若人字夹内侧粗糙,其任一侧与圆柱体间的弹力大小仍等于G,欲使圆柱体对桌面的压力为零,则整个人字夹对圆柱体摩擦力的大小为多少?方向如何?G G 方向斜向上例:有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙, OB竖直向下,表面光滑。AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图所示)。现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是
A.FN不变,f变大 B.FN不变,f变小 C.FN变大,f变大 D.FN变大,f变小解:以两环和细绳整体为对象求FN,可知竖直方向上始终二力平衡,FN=2mg不变;以Q环为对象,在重力、细绳拉力F和OB压力N作用下平衡,设细绳和竖直方向的夹角为α,则P环向左移的过程中α将减小,N=mgtanα也将减小。再以整体为对象,水平方向只有OB对Q的压力N和OA 对P环的摩擦力f作用,因此f=N也减小。答案选B。