高一物理第三章相互作用章末总结课件.ppt

第三章、相互作用 相互作用 力的概念 力：物体对物体的作用，力的作用是相互的 力的三要素：大小、方向和作用点 力的图示和示意图：表示力的几何方法 四种基本的力：万有引力、电磁相互作用力、强相互 作用力和弱相互作用力 相互作用 力的作用效果 力的种类 使物体发生形变 使物体的运动状态发生变化 重力 产生条件：地球的吸引 大小：G=mg 方向：竖直向下 作用点：重心 弹力 产生条件：两物体接触且发生弹性形变 方向：弹力的方向与物体形变方向相反 大小：在弹性限度内弹力的大小与形变成正比 F=kx 相互作用 摩擦力 静摩擦 滑动摩擦力 滚动摩擦力 产生条件：弹力、不光滑且有相对运动趋势 大小：随外界条件变化，存在最大值 方向：和相对运动趋势方向相反 产生条件:弹力、不光滑且存在相对运 动 大小：F=FN 方向：和相对运动方向相反 力的合成与分解 合力与分力：等效代替关系 运算定则：平行四边形定则或三角形定 则 力的正交分解法 相互作用 物体受力分 方法：隔离法 分析顺序：重力、弹力、摩擦力以及其他力 力的正交分解法 把力沿两个互相垂直的方向分解，叫做力的正交分解法. 1. 这是一种很有用的方法，分解是为了求合力，尤其适用于物体受多个力 的情况. 求物体受到F1、F2、F3多个力的合力F时，可把各力沿相互垂直的x轴、y 轴分解，F1分解为F1x和F1y,F2分解为F2x和F2y,F3分解为F3x和F3y，则x轴上 的合力 Fx=F1x+F2x+F3x+，y轴上的合力Fy=F1y+F2y+F3y+.合力 F= ，设合力与x轴夹角为，则tan = . 2. 正交分解时建立坐标轴的原则 (1)在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则; (2)在动力学中，以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴 建立坐标，这样使牛顿第二定律表达式变为 这 一点在以后学习中会用到; (3)尽量不分解未知力或少分解未知力. 3. 正交分解法的步骤 (1)以力的作用点为原点建立直角坐标系，标出x轴和y轴，如果这时物体处于 平衡状态，则两轴的方向可根据方便自 Fy=0 Fx=ma 己选择，如果物体受力不平衡而产生加速度，则x轴（或y轴）一般要和加速 度的方向重合（有时分解加速度). (2)将与坐标轴成角度的力分解成沿x轴方向和沿y轴方向的两个分力，并在图 上标明，用符号Fx和Fy表示. (3)在图上标出力与x轴或力与y轴的夹角，然后列出Fx、Fy的数学表达式，如 F与x轴的夹角为，则Fx=Fcos ,Fy=Fsin ，与两轴重合的力就不需要分解了 . (4)列出x轴方向上的各分力的合力和y轴方向上的各分力的合力的两个方程， 然后再求解. 例1用绳AC和BC吊起一个重50 N的物体，物体静止时，两绳AC、BC与竖直 方向的夹角分别为30和45，求：绳AC和BC对物体的拉力大小. 【解析】以C为原点建直角坐标系，设x轴水平，y轴竖直，如图所示，在图 上标出FAC和FBC在x轴和y轴上的分力. 即FACx=FACsin 30= FAC, FACy=FACcos 30= FAC. FBCx=FBCsin 45= FBC, FBCy=FBCcos45= FBC. 在x轴上，FACx与FBCx大小相等. 即12FAC=22FBC 在y轴上，FACy与FBCy的合力与重力相等. 即32FAC+22FBC=50 N 联立得，FAC=50(3-1)N,FBC=252(3-1).即绳AC的拉力大小为50(3-1)N,绳BC的 拉力大小为252(3-1)N. 【点评】本题可以用平行四边形定则求解，但计算麻烦，改用正交分解法则简 便得多. 例2(创新题)如图所示,是一种测定风力 的仪器,P是质量为200 g的金属球,固定 在一根细长钢性的金属丝下端,当无风 时金属球自然竖直下垂,有风时金属丝 将偏离竖直方向,刻度盘上的角度就能 反映出风力的大小.若某一时刻风从图 示的水平方向吹向金属球P时,金属丝 向左偏离竖直的角度=30而处于静止.则 (1) 此时风力和金属丝拉力分别有多大? (2) 有人说:“若角度变为2,则风力也为原来的2倍”,你认为这个结论对不对?为 什么? 【解析】(1) 画出受力分析把T沿水平方向和竖直方向分解