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H01305H01306 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 9NB 25NC 6ND 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 Fsin30 N G N G Fsin30 Fsin30 f f Fsin30 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m0gB 物体A与B间有摩擦力 大小为m0gC 桌面对A B对A都有摩擦力 两者方向相同 合力大小为m0gD 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B B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 叫做作用力和反作用力