0201-力重力弹力.doc

高中物理授课纸 授课日期 年 月 日 N0翰林汇翰林汇翰林汇翰林汇课 题： 力 物体的平衡 类型：复习课目的要求：通过强化基础训练，内化力的合成与分解、受力分析等解题思想，以形成解题能力重点难点： 力的合成与分解，受力分析。教 具：过程及内容：第1课 力、力学中常见的三种力基础知识 一、力1、定义：力是物体对物体的作用说明：定义中的物体是指施力物体和受力物体，定义中的作用是指作用力与反作用力。2、力的性质力的物质性：力不能离开物体单独存在。力的相互性：力的作用是相互的。力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向。力的独立性：一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。3、力的分类按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等按研究对象分类：内力和外力。按作用方式分类：重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。说明：性质不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的。4、力的作用效果：是使物体发生形变或改变物体的运动状态5、力的三要素是：大小、方向、作用点6、力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。7、力的单位：是牛顿，使质量为1千克的物体产生1米秒2加速度力的大小为 1牛顿二、重力1、产生：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫重力说明：重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不就等于地球时物体的引力重力是地球对物体的万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球旋转所需的向心力。由于物体随地球自转所需向心力很小，所以计算时一般可近似地认为物体重力的大小等于地球对物体的引力。2、大小：Gmg （说明：物体的重力的大小与物体的运动状态及所处的状态都无关）3、方向：竖直向下（说明：不可理解为跟支承面垂直）4、作用点：物体的重心5、重心：重心是物体各部分所受重力合力的作用点说明：（l）重心可以不在物体上物体的重心与物体的形状和质量分布都有关系。重心是一个等效的概念。 （2）有规则几何形状、质量均匀的物体，其重心在它的几何中心质量分布不均匀的物体，其重心随物体的形状和质量分布的不同而不同。 （3）薄物体的重心可用悬挂法求得三、弹力1、定义：直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力2、产生条件：直接接触，有弹性形变。3、方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的物体上。说明：压力、支持力的方向总是垂直于接触面（若是曲面则垂直过接触点的切面）指向被压或被支持的物体。绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向。杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。4、大小：弹簧在弹性限度内，遵从胡克定律力F=kX。一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等。非弹簧类的弹力是形变量越大，弹力越大，一般应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来计算。规律方法 1、关于力的概念重力实际上是物体与地球间的万有引力的一部分（另一部分为物体绕地球旋转所需要的向心力）重力是非接触力。非特别说明，凡地球上的物体均受到重力。重力的大小： Gmg ，g为当地的重力加速度 g9.8m/s2，且随纬度和离地面的高度而变。（赤道上最小，两极最大；离地面越高，g越小。在地球表面近似有：【例1】模块总复习P21 例1关于力的叙述正确的是( C )A只有互相接触的物体间才有力的作用B物体受到力的作用，运动状态一定改变C施力物体一定受力的作用D竖直向上抛出的物体，物体竖直上升，是因为竖直方向受到升力的作用分析:力是物体间的相互作用，施力物体同时一定是受力物体，一定受到力的作用，所以C正确；力作用的两个物体不一定互相接触，如电磁力，所以A错；物体受到的合外力为零，运动状态不变，所以B错；对竖直上抛物体受力分析知“升力”无施力物体，所以升力不存在，所以D错。2、对重力及重心的正确认识【例2】模块总复习P22 2关于物体的重心，下列说法中正确的是( D )A重心就是物体上最重的一点B形状规则的物体的重心，一定在它的几何中心C重心一定在物体上D用软绳将一物体悬挂起来，该物体的重心一定在悬挂绳的延长线上【例3】创新设计P21 应用2一个圆球形薄壳容器所受重力为G，用一细线悬挂起来，如图所示现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，将小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，系统(包括容器和水)的重心位置 ( )A慢慢下降B慢慢上升C先下降后上升D先上升后下降3、弹力方向的判断方法（1）根据物体的形变方向判断：弹力方向与物体形变方向相反，作用在迫使这个物体形变的那个物体上。弹簧两端的弹力方向是与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状方向；轻绳的弹力方向沿绳收缩的方向，离开受力物体；面与面，点与面接触时，弹力方向垂直于面（若是曲面则垂直于切面），且指向受力物体球面与球面的弹力沿半径方向，且指向受力物体轻杆的弹力可沿杆的方向，也可不沿杆的方向。（2）根据物体的运动情况。利用平行条件或动力学规律判断【例4】模块总复习P22 例4 三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上，a球的重心Oa位于球心，b球和c球的重心Ob、Oc分别位于球心的正上方和球心的正下方，如图所示，三球均处于平衡状态，支点P对a球的弹力为FNa,对b球和c球的弹力分别为FNb和FNc则( )A. FNa=FNb=FNcB. FNBFNAFNcC. FNBFNAFNb=FNc分析:三种情况下，支点P、Q对球的弹力都沿着它们与球心的连线指向球心，而不是想当然地错误认为弹力都沿着他们与重心的连线而指向重心。由对称性可知：P、Q两点对球的作用力的大小相等，平衡时，每一种情况下，P、Q两点对球的作用力大小相等；平衡时，每一种情景下，P、Q两点对球的弹力的夹角一定。故由三力平衡知识可得：三种情景下P点对球的弹力相等，正确答案选A。说明：分析弹力：找接触面（或接触点）判断是否有挤压（假设法）判断弹力的方向【例5】模块总复习P22 例5 如图1所示固定在小车卜的支架的释并与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是( )A小车静止时，F=mgcos，方向沿杆向上B小车静止时，F=mgcos，方向垂直杆向上c小车向右以加速度a运动时，一定有F=mgsin D小车向左以加速度a运动时，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为=arctan(ag)分析：小车静止时，由物体的平衡条件有此时杆对球的作用力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg。小车向右以加速度a运动，设小球受杆的作用力方向与竖直方向的夹角为，如图2所示，根据牛顿第二定律有Fsin= ma Fcos=mg两式相除可得tan=ag只有当球的加速度a=gtan时，杆对球的作用力才沿杆的方向，此时才有F=masin。小车向左以加速度a运动，根据牛顿第二定律知小球受重力mg和杆对球的作用力F的合力大小为ma，方向水平向左，根据力的合成这三力构成图3所示矢量三角形, ，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为=arctan(mamg)=arctan(ag)。正确答案为D。4、弹簧弹力的计算与应用【例6】创新设计P22 2如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：弹簧的左端固定在墙上，弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有 ( )【例7】创新设计P22 【例2】如图所示，装满土豆的木箱，以一定的初速度在动摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动，则木箱中某一质量为m的土豆受到其他土豆对它的作用力为 ( )解析 ： 木箱做匀减速运动时，加速度为a=g以木箱中某一土豆为研究对象，把它的受力简化为只受重力和一个等效弹力(周围其他土豆对它的压力之和)作用下的问题受力如右图所示，F合= mg，可得：答案 C【例8】模块总复习P22 例6如图1所示，劲度系数为k2的轻质弹簧，竖直放在桌面上，上面压一质量为m的物体