研究物体间相互作用.ppt

第一节,第二节,第三节,第四节,第五节,第六节,第三章 研究物体间的 相互作用,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,首页,第一节 探究形变与弹力的关系,认识形变,H01301,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,首页,放大微小形变的方法:,1.显示微小形变的实验:H0302,2.显示玻璃瓶的微小形变:H0303,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,首页,弹性：像弹簧这样具有恢复原状的性质叫弹性。 弹性形变：像弹簧这样具有弹性的形变。 弹性限度：如果物体形变过大，超过了一定限度，撤去外力后，物体形状不能完全恢复，这 个限度叫弹性限度。,弹性与弹性限度,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,首页,资料：,探究弹力,索托马约尔,布勃卡,（跳高世界纪录 2.45米保持者）,(撑竿跳高世界纪录 6.14米保持者),认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,首页,撑竿跳高,运动员起跳时竿发生了何种形变? 是否为弹性形变? 竿对运动员是否有力的作用?,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,首页,弹力 概念：产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接 触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。 产生条件：两个物体相互接触 有弹性形变,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,首页,弹力的方向： 压力和支持力,F1：压力 F2：支持力,F2,F1,结论：压力和支持力均为弹力，方向垂直于支持面指向被压或被支持的物体。,H0304,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,首页,绳子的拉力,F1：绳子对电灯的拉力 F2：电灯对绳子的拉力,F1,F2,结论：绳子的的拉力是弹力，方向沿着绳子指向绳子收缩的方向。,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,首页,弹力的大小 实验与探究 实验用具如右图，根据 课本表3-1-1测量记录实验数 据总结得出结论,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,科学家的结论：在弹性限度 内，弹簧弹力的大小与弹 簧的伸长（或缩短）量成 正比，用公式表达为： （胡克定律） 为弹簧劲度系数，单位为,首页,例题分析,1、当一个物体静止在水平面上时，则（ ） A、物体对桌面的压力就是该物体的重力 B、物体对桌面的压力使该物体发生形变 C、桌面形变产生对物体的支持力 D、以上说法都不正确,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,首页,2、画出下列A物体受到的弹力：,A,A,A,A,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,F,F1,F2,F1,首页,3(作业)一根弹簧在弹性限度内，对其施加30N的 拉力时，其长为0.2m；对其施加30N的压力时， 其长0.14m。则该弹簧的自然长度为 ， 劲度系数是 。,认识形变,放大形变,弹性与弹性限度,弹力,例题,首页,第二节 研究摩擦力,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,生活实例: 轮胎上的纹路或顆粒，可防止打滑,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,汽车在雪地行驶，轮胎上加挂铁链可防止打滑,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,减少摩擦力,在蒸汽火车的机械零件上添加润滑油，以减少摩擦,气垫船可飘浮在水面上而快速滑行,在房子底下墊上钢管，利用钢管滚动來搬迁房子,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,行驶的汽车，关闭发动机后最终会停下来，这说明什么问题？ 在书本当中夹一纸条，合上书本拉纸条，会感到费劲。 用手去推讲台，讲台不动。 这些例子说明了什么问题？,思考:,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,滑动摩擦力,两个相互接触的物体有相对滑动时,物体之间存在 的摩擦叫滑动摩擦.,在滑动摩擦中,物体间产生阻碍物体相对滑动的作 用力,叫滑动摩擦力.,1.定义:,2.大小:,猜想：滑动摩擦力大小与哪些因素有关？ 学生设计实验方案，验证自己的猜想,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,滑动摩擦力的大小,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,结论,经实验证明，滑动摩擦力的大小与相互之间的正压力N成正比，还与接触面的粗糙程度、材料等有关。,实验表明： 1.滑动摩擦力的大小跟两物体之间的正压力有关，且正压力越大，滑动摩擦力越大。 2.接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。,动摩擦因素,正压力,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,3.滑动摩擦力的方向 H01305 H01306,总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动方向相反。,相对运动方向指受力物体相对于施力物体 （以施力物体为参照物）的位置发生了改变。 注意：与“物体的运动方向”不同。,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,4.例题:,滑动摩擦力方向的判断：,f,f,f,动力,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,感受静摩擦力 H01307,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,1.定义,两个互相接触的物体，一个物体相对于另一个物体静止，但存在相对运动的趋势时，这时产生的摩擦力就是静摩擦力。,拉不动,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,1、静摩擦力的大小是不确定的，会随时发生改变。但有个范围 0 f fmax (fmax最大静摩擦力）。 2、可以利用二力平衡来进行计算。,2.静摩擦力的大小 H01307,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,方向总是和接触面相切，并且跟物体相对运动趋势方向相反。,什么是相对运动趋势方向呢？ 假设接触面光滑，物体将要发生相对运动的方向。（也是以施力物体为参照物）,3.静摩擦力的方向,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,皮带运输机把货物由低处送到高处，试分析货物所受的静摩擦力方向。,4.例题:判断静摩擦力的方向,f,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,产生条件,相互接触，且有弹力产生,接触面粗糙（不光滑）,在接触面上发生相对运动趋势,（两物体保持相对静止，但有相对运动的趋势。）,5.静摩擦力产生条件,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,做第一节第二节课后练习,及习题三的1-6题,课堂练习,判断摩擦力的方向： 1、汽车从静止开始启动，木箱无滑动。 2、汽车匀速直线运动，木箱无滑动。 3、汽车刹车时，木箱无滑动。 4、汽车刹车时，木箱在车厢上向前滑动。 5、汽车在运动中突然加速，木箱在车上滑动。,引入,思考,滑动摩擦力,静摩擦力,课堂练习,首页,第三节 力的等效和替代,思考,力的图示,力的等效,首页,寻找等效力,力的替代,思考:,一辆小汽车陷入泥泞，用什么方法可以将其拉出？,思考,力的图示,力的等效,首页,寻找等效力,力的替代,力的图示,H01310,1.力的三要素,大小：线段长短 方向：箭头方向 作用点：箭尾/头,2.力的表示方法,例：弹簧受500牛竖直向下的力,示意图（有方向和作用点，无大小） 图示法（用一条带箭头的线段来表 示，有大小、方向、作用点）,注意:力的三要素影响力的作用效果,不同的力,产生 的作用效果不同 .(举例),思考,力的图示,力的等效,首页,寻找等效力,力的替代,力的等效,实例讨论等效 H01311,思考：每个例子中，从作用效果看，有什么 关系？又能得出什么结论？,结论：,力是可以等效的。,思考,力的图示,力的等效,首页,寻找等效力,力的替代,力的替代,1.分力和合力：,如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同，那么这个力与另外几个力可以相互替代；这个力就叫做那另外几个力的合力，而那另外几个力叫做这个力的分力。H01311,2.力的合成和力的分解：,用合力去等效替代分力 叫做力的合成。用分力等效替代合力称为力的分解。,思考,力的图示,力的等效,首页,寻找等效力,力的替代,思考: 合力与分力之间存在什么关系？,猜想: 1.合力等于各分力之和。 2.力的图示是有向线段，它们可能构成 几何图形。,寻找等效力,实验与探究,H01312,思考,力的图示,力的等效,首页,寻找等效力,力的替代,实验结论： 如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。,巩固练习: 用作图法做课本P59的练习第一、三题。,思考,力的图示,力的等效,首页,寻找等效力,力的替代,第四节 力的合成与分解,力的合成,力的分解,首页,第一课时 力的合成,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,合力、分力 （1）一个力对物体的作用效果和几个力共同作用在物体上的效果相同，那么，称 这个力为那几个力的合力 那几个力为这个力的分力 （2）已知几个力,求合力的过程叫力的合成 已知一个力,求它的分力的过程叫力的分解 （3）力的合成和力的分解互为逆过程,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,力的平行四边形定则,如果几个力都作用在物体的同一点，或者它们的反向延长线相交于同一点，这几个力叫做共点力。,1.共点力：,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,以后若没有特别说明，我们的研究的物体受力 都可以看作共点力。（尤其是在我们研究质点 运动规律的时候）,2.力的平行四边形定则:求互成角度的两个共点力的合力，可以用表示两个力的线段为邻边作平行四边形，两个邻边之间的对角线就表示合力的大小。 实验表明：合力和分力之间遵循力的平行四边形法则.,例题,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,例1(见课本例1),例2,已知力F1=30N， F2=30N，夹角=60o ,用作图法求合力.,小结,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,F=51N,小结:作图要点,各个力(包括合力、分力)严格用同一标度 严格按力的图示法作出各个力的图示。 用规定标度读取合力的大小。 用量角器测量合力跟某一个分力之间的夹角。,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,思考：对于两个大小确定的力，当夹角发生变化时，其合力有什么变化？什么时候合力最大，什么时候合力最小？合力和分力之间有什么关系？,1.合力可以比分力大，也可以比分力小,也可以等 于分力大小. 2.随两个力的夹角的增大，其相应的合力随着减小，其最小值： (两力方向相反时) 其最大值： (两力方向相同时) 3.即两个已知分力的合力大小介于,合力的计算,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,HO1313,4. 求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以用表示F1、F2的有向线段为邻边作平行四边形，它的对角线（在两个有向线段F1、F2之间）就表示合力的大小和方向。,思考,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,如果物体受三个力作用，合力如何求得？ 力的合成结果是否唯一？,两个合成后再与第三个合成。,是的。,思考:,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,课堂练习:,1.大小分别为6N、 8N的两个力的合力大小范围是什么？ 2.大小分别为6N、 8N、10N的三个力的合力大小范围是什么？,3.F1=5N,F2= 7N,哪个力大？,4.两个共点力大小分别为F1=15N,F2=9N,则它 们的合力不可能等于: A.9N B.25N C.6N D.21N,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,作业: 5、有五个力作用于同一点，这五个力构成一个正六边形的两条邻边和三条对角线，如图所示，F3=10N，则这五个力的合力大小为多少？,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,答案,解:,复习,平行四边形定则,合力的计算,课堂练习,第四节,首页,第二课时 力的分解,引入,分力的计算,讨论与交流,例题,第四节,首页,几个力可以共同作用产生一个效果； 一个力的作用也可以同时产生几个效果，相当于“几个力”分别作用的结果。 为了研究一个力产生的多种效果，需要将力进行分解。,引入,分力的计算,讨论与交流,例题,第四节,首页,分力的计算:,1. H01314,2. 实验与探究:体验力的作用效果,同一个力可以分解无数对大小和方向都不同的 力,实际应用中,如何分解一个力?,根据力的作用效果进行分解,H01315,3.思考:课本P63,引入,分力的计算,讨论与交流,例题,第四节,首页,例1,例1：放在水平面上的物体在斜向上的拉力作用下沿水平面向右运动。拉力产生哪些效果?,使物体向前运动的效果和使物体向上提升的效果,讨论:如何分解这两个力?,引入,分力的计算,讨论与交流,例题,第四节,首页,解答,作法： 1.过合力作用点沿力的作用效果方向作分力作用线。 2.根据合力及两个分力方向作平行四边形 3.确定过合力作用点的两条邻边为两个分力的大小。,使物体向上提升的力F1=Fsin30o 使物体向前运动的力F2=Fcos30o,引入,分力的计算,讨论与交流,例题,第四节,首页,例2,例2：斜面上物体受到的重力产生哪些效果?,H01315,引入,分力的计算,讨论与交流,例题,第四节,首页,一个是使物体下滑的效果，另一个是使物体挤压斜面的效果。 使物体下滑的力G1 =Gsin， 使物体挤压斜面的力G2= Gcos ，是物体产生对斜面正压力的原因。,讨论与交流:P62,H01316,H01317,实践与拓展:P63,H01318,合力大小一定时，分力夹角越大，分力越大。,引入,分力的计算,讨论与交流,例题,第四节,首页,有如下几种情况，力的分解是唯一的： 1.已知两个分力的方向 2.已知其中一个分力的大小和方向,引入,分力的计算,讨论与交流,例题,第四节,首页,这时G的效果变为： 使物体压着斜面 使物体压着挡板,1.若在斜面上加一挡板,求小球对挡板的压力和对斜面的压力.,引入,分力的计算,讨论与交流,例题,第四节,首页,2.物重G=30N，在与水平面成30度角拉力 F=10N作用下向右匀速运动，求物体对桌面的压力和滑动摩擦力？,解答：Fsin30NGNGFsin30 Fsin30ffFsin30,引入,分力的计算,讨论与交流,例题,第四节,首页,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,共点力的平衡条件,第五节,如果几个力都作用在物体的同一点，或者它们的反向延长线相交于同一点，这几个力叫做共点力。,共点力：,讨论与交流:,HO1319,F1,F3,F2,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,平衡状态：一个物体在共点力的作用下，如果 保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个 物体处于平衡状态,竖直上抛的物体运动到最高点时，这一瞬时的速度为零（静止），但这一状态不可能保持，因而这一不能保持的静止状态不属于平衡状态 物理学中有时出现”缓慢移动”也说明物体处于平衡状态.,（2）“保持”某状态与“瞬时”某状态有区别：,（1）共点力作用下物体平衡状态的运动学特征：,加速度为零,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,3.共点力作用下物体的平衡条件是,F合=0,HO1320,寻找共点力的平衡条件:,1.二力平衡条件:,2.三力平衡条件:,两力大小相等,方向相反,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,合外力为零:,例1:课本例题,例2:,如右图所示，重力为G的电灯通过两根细绳 OB与OA悬挂于两墙之间，细绳OB的一端固定于左 墙B点，且OB沿水平方向，细绳OA挂于右墙的A点。,HO1321,2保持O点和细绳OB的位置，在A点下移的过程中，细绳OA及细绳OB的拉力如何变化?,1当细绳OA与竖直方向成角时，两细绳OA、OB的拉力FA、FB分别是多大?,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,解答,分析:,电灯处于静止状态,满足平衡条件,则沿OA,OB方向的拉力的合力与物体所受重力大小相等,方向相反.,解:,电灯受力分析如图,依题意及平衡条件得,F=G.,(1)FA = G/cos，FB = Gtan,(2)在A点下移的过程中，细绳OA与 竖直方向成角不断增大,FA 、FB 不断增大,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,应用共点力平衡条件解题的一般方法和步骤,1确定研究对象 合理选择研究对象是解决平衡问题的关键，它关系到能否做出解答或能否顺利地解答 研究对象的选取可以是一个物体，一个结点，或一个系统（相互作用物体的全体）通常在分析外力对系统的作用时，用整体法，在分析系统内务物体间相互作用力时，用隔离法,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,2对研究对象正确地受力分析，并做出受力图 正确进行受力分析是正确分析物理过程或物理状态的前提，是解决力学问题的基本能力要求，受力分析通常接以下步骤进行，首先确定研究对象（受力物体），然后按重力、弹力、摩擦力及其他力的顺序来分析 3判定研究对象是否处于平衡状态 共点力作用下的物体如果处于平衡状态，则物体保持着静止状态或匀速直线运动的状态,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,4运用平衡条件，选择合适的方法列出平衡方程解题 若物体受力较多时，一般可选用力的正交分解法，即建立直角坐标系将各力分解到两相互垂直的坐标轴上，然后列等式解题 对有些问题，我们也可采用根据力的作用效果分解后根据平衡条件解题，对三力平衡的问题，常采用三力组成封闭三角形的特征，利用三角形方面的数学知识来求解 5视问题的要求，对结果做出说明或讨论,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,例3,例3：A、B、C三个物体质量分别为M、m和m0，作如下图所示的连结，绳子不可伸长，且绳子质量、滑轮的摩擦均不计，若B随A一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断定：,A物体A与桌面间有摩擦力，大小为m0g B物体A与B间有摩擦力，大小为m0g C桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相同，合力大小为m0g D桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相反，合力大小为m0g,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,解析,解析：A、B一起做匀速运动，它们所受的合外力必为零为了分析A、B之间的作用力，必须把A、B隔离开来，可充分析受力情况比较简单的物体BB在水平方向只可能受A对它的摩擦力作用，除此之外，没有其他物体对B施加水平方向的作用力，而由B做匀速运动可知，B在水平方向上所受合力必为零，所以B不可能受到A施加的摩擦力作用 对于A物体在水平方向与绳子相连，而绳子系着C物体匀速运动，所以绳子的拉力等于C的重力大小，故绳子对A物体施加一水平向右的拉力作用，大小为m0g，要使A物体平衡，桌面需对A施加一水平向左的摩擦力作用 本题的正确选项应为A.,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,作业：如右图所示，长为5m 的细绳，两端分别系于竖立地面相距为4m 的两杆A、B点。绳上挂一个光滑的轻质滑轮，其下端连着一重为6N 的物体。,求:平衡时，绳中的拉力多大?,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,解答,分析与解： 绳子的拉力是指绳子的内部的弹力，绳子通过滑轮拉物体，滑轮两边绳子的拉力大小相等，即FA = FB,根据平衡的特点，由力的几何结构可知：,引入,寻找平衡条件,例题,解题步骤,作业,首页,第六节 作用力与反作用力,生活思考,实验与探究,牛三的理解,练习,结束语,首页,1.用手拍打桌子.会有什么感觉?,2.用手推另一只船,看到什么现象?,3.两根磁铁异极相对,会看到什么现象?,H0323,生活思考,实验与探究,牛三的理解,练习,结束语,首页,结论:,2.两个物体间的这种相互作用力，叫做作用力 和反作