物理：第二章第二节《重力》课件ppt（教科版必修1）（共34张ppt）

课件34张PPT。物理：第二章第二节《重力》课件PPT（教科版必修1）
重力场中的物体平衡基 础 回 扣?
1. 重力?
（1）产生：重力是由于地面上的物体受地
球的 而产生的,但两者不等价.因为
万有引力的一个分力要提供物体随地球自转
所需的 ，而另一个分力即重力,如图
1-1-1所示.?
（2）大小:随地理位置的变化而变化?
在两极:G=F万?图1-1-1万有引力向心力在赤道:G=F万-F向?
一般情况下,在地表附近G =
（3）方向:竖直向下,并不指向地心. ?
2.弹力?
（1）产生条件:①接触;②挤压；③ .?
（2）大小：弹簧弹力F=kx,其它的弹力利用牛顿运动定律结合 求解.
（3）方向:压力和支持力的方向垂直于 指向被压或被支持的物体,若接触面是球面,则弹力的作用线一定过 .绳的作用力 沿绳,杆的作用力 沿杆.
提醒 绳只能产生拉力,杆既可以产生拉力,也可以产生支持力,在分析竖直面内的圆周运动问题时应注意二者的区别. mg形变平衡条件接触面球心一定不一定3. 摩擦力?
(1)产生条件:①接触且挤压；②接触面粗糙；③有
或 .?
(2)大小:滑动摩擦力Ff=μFN,与接触面的 无关；静摩擦力根据牛顿运动定律或平衡条件来求.?
(3)方向:沿接触面的 方向,并且与相对运动或相对运动趋势方向相反.
4.力的合成与分解?
由于力是矢量,因此可以应用平行四边形定则进行合成与分解，常用 法和 法来分析平衡问题.
5. 共点力的平衡?
(1)状态:静止或 ??相对运动相对运动趋势面积切线正交分解力的合成匀速运动(2)条件:F合=0
思 路 方 法?
1. 处理平衡问题的基本思路:确定平衡状态(加速度为 )→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论. ?
2. 常用的方法有:(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用 法.?
(2)求解平衡问题常用:正交分解法、力的合成法(在三个共点力作用下的平衡,任意两个力的合力必与第三个力等大反向)、解矢量三角形法和 法(分析动态平衡问题).零假设图解【例1】 如图1-1-2所示, 物体A靠在倾斜的
墙面上,在与墙面和B垂直的力F作用下,A、
B保持静止,试分析A、B两物体受力的个数.?题型一 受力分析问题图1-1-2解析 先取B为研究对象,把A看作墙的一部分,
受力如下图所示.
若只受GB和F,B物体不能静止,因此A对B有沿接触面向上的静摩擦力Ff1,受Ff1则一定有A对B的弹力FN,B受4个力作用.?取AB整体为研究对象,同理可得墙对A有沿墙面向上的静摩擦力Ff2和墙的弹力FNA;由牛顿第三定律知A还受B的斜向下的静摩擦力Ff1′和垂直接触面向上的弹力FN′,还有自身的重力GA,共5个力. ?答案 A受5个力,B受4个力3.当直接分析某一物体的受力不方便时,常通过转移研究对象,先分析与其相互作用的另一物体的受力,然后根据牛顿第三定律分析该物体的受力.上例中就是先分析了B的受力,又分析A的.预测演练1 (2009·海南·3) 两刚性球a和b
的质量分别为ma和mb,直径分别为da和db(da>
db).将a、b球依次放入一竖直放置内径为r
的平底圆筒内,如图1-1-3所示.设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为Ff1和Ff2,筒底所受的压力大小为F.已知重力加速度大小为g，若所有接触都是光滑的,则 （ ）图1-1-3?A.F=(ma+mb)g,Ff1=Ff2??
?B.F=(ma+mb)g,Ff1≠Ff2??
?C.mag?D.magB.支持力随时间变化的规律?
C.摩擦力随时间变化的规律?
D.合外力随时间变化的规律?
思路导引 (1)圆柱体缓慢转动时,物块与圆柱体保持相对静止,说明小物块P处于怎样的状态?所受合力为多少??答案 平衡状态 合力为零(2)若要得到支持力和摩擦力随时间变化的图象,应如何找它们的函数表达式?答案 取P为研究对象受力分析,根据平衡条件得到支持力和摩擦力的表达式,然后分析函数式的特点.解析 取小物块P为研究对象,受力分析
如右图所示.设物体P与O点的连线与竖直
方向夹角为θ,由平衡条件可得?
Ff=mgsinθ,FN=mgcosθ?
当θ减小时,Ff减小,FN增大;当θ增大时,Ff增大,FN?减小,所以F—t图象反映的是支持力随时间变化的规律. 答案 B 拓展探究1 请同学们画出摩擦力随时间变化的图象?答案 如下图所示 1.本题考查了力学中的三种力及力的分解，物体平衡条件的应用.?
2.审题时要注意,“缓慢”常作为平衡状态,受力分析时应特别注意摩擦力的方向沿着接触面的切线方向.
3.对球形物体受力分析时,支持力的方向是过球心的.A. B. C. D. 4.在作图象时,要注意应用物理规律找到相关的函数表达式.预测演练2 如图1-1-5所示, 将半球置
于水平地面上,半球的中央有一光滑小孔,
柔软光滑的轻绳穿过小孔,两端分别系有质
量为m1、m2的物体(两物体均可看成质点),它们静止时m1与球心O的连线与水平线成45°角,m1与半球面的动摩擦因数为0.5,m1所受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,则 的最小值是 （ ）?图1-1-5解析 当m1受到沿球面向下的静摩擦力,且静摩擦力达到最大时, 最小.设此时绳中的拉力为FT,则
对m1:FT=m1gsin 45°+Ffm,Ffm=μm1gcos 45°?
对m2:FT=m2g?
由以上各式解得=答案 B题型三 力的合成法在平衡问题中的应用 例3 (2009·茂名市二模) 如图1-1-6
所示是骨折病人的牵引装置示意图,绳
的一端固定,绕过定滑轮和动滑轮后挂
着一个重物,与动滑轮相连的帆布带拉图1-1-6着病人的脚,整个装置在同一竖直平面内.为了使脚所受的拉力增大,可采取的方法是 （ ）
A.只增加绳的长度?
B.只增加重物的质量?
C.只将病人的脚向左移动?
D.只将两定滑轮的间距增大解析 取动滑轮为研究对象,受力分析如
右图所示, F1、F2为绳子的拉力,F为帆布
带的拉力.动滑轮静止时,所受合外力为零, 即F1与F2合力与F等大反向.只要F1、F2的合力增大,F就增大.当绳的长度增加时,绳的拉力及绳间的夹角不变，合力不变, A错;当增加重物质量时,绳拉力增大,夹角不变,合力增大, B对;病人的脚左移时,绳间的夹角减小,合力增大, C对;定滑轮间距增大时,夹角增大,合力减小, D错.答案 BC? 1.物体在三个共点力作用下平衡时,任意两个力的合力与第三个力等大反向.?
2.当两个力之间的夹角减小时,合力增大;夹角增大时,合力减小.预测演练3 (2009·汕头市二模) 如图
1-1-7所示, ACB是一光滑的，足够长的、
固定在竖直平面内的“∧”形框架,其中
CA、CB边与竖直方向的夹角均为θ.P、
Q两个轻质小环分别套在CA、CB上,两
根细绳的一端分别系在P、Q环上,另一端和一绳套系
在一起,结点为O.将质量为m的钩码挂在绳套上,OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示,受到的拉力分别用F1和F2表示,则 （ ）
A.若l1=l2,则两绳受到的拉力F1=F2?
B.若l1=l2,则两绳受到的拉力F1>F2?图1-1-7C.若l1D.若l1>l2,则两绳受到的拉力F1=F2解析 当物体达到平衡状态时,绳拉力的方向与框架垂直.受力分析如下图所示,OP、OQ与竖直方向的夹角都为 ,因此不管两绳长度如何,拉力都相等.答案 AD题型 四 有弹簧作用的物体平衡问题 例4 (2009·平顶山许昌新乡三模) 如
图1-1-8所示, 在水平传送带上有三个
质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3,
中间分别用一原长均为L，劲度系数均为k的轻弹簧
连接起来.已知木块与传送带间的动摩擦因数为μ.
现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按
图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,2、3两
木块之间的距离是(已知重力加速度为g) （ ）
A.L+μ(m1+m2)g/k B.L+μm2g/k
C.L+μ(m1+m2+m3)g/k D.L+μm3g/k?
?图1-1-8解析 取m3为研究对象,受力分析如右图
所示. 由受力平衡得F=kx=μm3g,x= ,2、3两木块之间的距离为L+x=L+ .答案 D 拓展探究2 上例中1、3两木块之间的距离为多少?解析 取2、3两木块整体为研究对象,受
力分析如右图所示.?
F′=Ff′?
kx′=μ(m2+m3)g?
x′=?因此1、3两木块之间的距离为?
2L+x′+x=2L+答案预测演练4 (2009·潍坊市考前模拟) 如图1-1-9所示, 完全相同的A、B两球,质量均为
m,用两根等长的细线悬挂在O点,两球之
间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧,静止
时,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为θ,则弹簧的长度被压缩了 （ ）图1-1-9A. B. C. D.解析 取A球为研究对象,受力分析如右
图所示. 平移后构成矢量三角形,由几何
关系得F=mgtan =kx,x= ，C正确. ?C图1-1-10解析 B受到绳的压力是两侧绳子拉力的合力,由于夹角为120°,两根绳拉力的合力与拉力相等,即等于A物体的重力.B2.(2009·三明市质检) 如图1-1-11所示,用一根细绳通过定滑轮拉物体m,物体m静止不动.则下列物体m的受力分析示意图正确的是 （ ）图1-1-11解析 由于m静止不动,一定受摩擦力,受摩擦力则接触面间肯定有弹力.答案 D3. (2009·大连市二模) 如图1-1-12
所示, 质量为m的AB杆靠在平台的拐
角上处于静止状态,拐角处光滑,则地
面对杆A端施加的作用力为 （ ）?
A.受支持力和摩擦力作用?
B.仅受支持力作用
C.仅受摩擦力作用?
D.无法确定受几个力作用图1-11-12解析 可用“假设法”来判断,即假设不受摩擦力,则杆将会向左滑动.A4.(2009·广元市三检)倾角为30°
的斜面体放在水平地面上,在斜面上
放一个质量为5 kg的小物块,系统处
于静止状态. 若在小物块上再作用
一个竖直向上的力F=4 N,如图1-1-13所示.则地面对斜面体的支持力Ff，小物块受到的摩擦力Ff的变化情况是猜谜 （ ）A.FN减小了4 N
B.FN的减小量小于4 N
C.Ff减小了4 N
D.Ff的减小量小于4 N
?图1-1-13解析 采用整体法受力分析可知A
正确.对小物块受力分析如右图所示,
由平衡知Ff=(mg-F)sinθ, D正确.答案 AD5.(2009·上海市普陀区4月调研) 如图
1-1-14所示, 斜面体b的质量为M,放在
粗糙的水平地面上.质量为m的滑块a以
一定的初速度沿着有摩擦的斜面向上滑,然后又返回,整个过程中b相对地面没有移动.由此可知 （ ）图1-1-14A.地面对b一直有向右的摩擦力?
B.地面对b一直有向左的摩擦力?
C.地面对b的摩擦力方向先向左后向右?
D.地面对b的支持力一直小于(M+m)g解析 a上滑和返回过程,其加速度方向都沿斜面向下,取ab整体为研究对象可知B正确;由于加速度a的方向向下,处于失重状态, D对.答案 BD6.(2009·潍坊市二模)如图1-1-15
所示, 倾斜天花板平面与竖直方向夹
角为θ,推力F垂直天花板平面作用在
木块上,使其处于静止状态,则（ ）图1-1-15A.木块一定受三个力作用?
B.天花板对木块的弹力FN>F?
C.木块受的静摩擦力等于mgcosθ?
D.木块受的静摩擦力等于mg/cosθ解析 受力分析如下图所示,Ff=mgcosθ, C正确.答案 C7. (2009·济南市三模) 如图1-1-16所示, 物体P左边用一根轻弹簧和竖直墙相连,放在
粗糙水平面上,静止时弹簧的长度大
于原长.若再用一个从零开始逐渐增
大的水平力F向右拉P,直到把P拉动.在P被拉动之前
的过程中,弹簧对P的弹力Fk的大小和地面对P的摩擦力Ff的大小的变化情况是 （ ）A.Fk保持不变,Ff先减小后增大?
B.Fk保持不变,Ff始终减小?
C.Fk先不变后增大,Ff先减小后增大?
D.Fk始终增大,Ff始终减小图1-1-16解析 水平力F刚开始作用时受力分
析如右图所示, 由于P不动,弹簧形
变量不变,Fk不变.而由Fk=Ff+F知Ff
先减后增, A正确.答案 A8.(2009·南昌市二模)如图1-1-17
所示,在粗糙的斜面上, 物块用劲度
系数为100 N/m的轻质弹簧平行于斜
面拉住此物块放在ab间任何位置均能静止,在其他位置不能静止.测得ab=22 cm,Oa=8 cm,则物块静止在斜面上时受到的摩擦力大小可能为 （ ）图1-1-17A.14 N B.10 N??
C.6 N D.2 N?答案 CD9.(2009·泉州市5月质检)如图1-1-18
所示, 将细线的一端系在右手中指上,
另一端系上一个重为G的钩码.用一支
很轻的铅笔的尾部顶在细线上的某一点,使细线的上段保持水平,笔的尖端置于右手掌心.铅笔与水平细线的夹角为θ,则 （ ）
A.中指受到的拉力为Gsinθ?
B.中指受到的拉力为Gcosθ图1-1-18C.手心受到的压力为?
D.手心受到的压力为解析 受力分析如右图所示.?
FNcosθ=FT??
FNsinθ=FTG??
FTG=G
FN=?
FT=
C正确.答案 C返回