高中物理 专题4 物体之间的相互作用学业水平测试课件.ppt

一 力的概念 力是物体对物体的作用 1 力不能离开物体而独立存在 有力就一定有 施力 和 受力 两个物体 二者缺一不可 2 力的作用是相互的 3 力的作用效果 形变 改变运动状态 4 力的图示 表示出力的作用点 大小 方向的线段 二 力的分类1 按性质分 重力 万有引力 弹力 摩擦力 分子力 电场力 磁场力等2 按效果分压力 支持力 拉力 动力 阻力 向心力 回复力等3 按生产条件分 场力 重力 电场力 磁场力即非接触力 接触力 三 重力1 由于地球的吸引而使物体受到的力 但不一定等于地球的吸引力 1 方向 总是竖直向下 2 大小 g mg g为重力加速度 说明 重力是万有引力的一个分力 另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力 在两极处重力等于万有引力 由于重力远大于向心力 一般情况下近似认为重力等于万有引力 重力的方向是 竖直向下 不是 垂直向下 也不是一定是 指向地心 重力的大小不受其它力的影响 与运动状态也没有关系 2 重心 重力的等效作用点 重心的位置与物体的形状及质量的分布有关 重心不一定在物体上 质量分布均匀 形状规则的物体 重心在几何中心上 对质量分布不均匀的物体 其重心随物体的形状 质量分布不同而不同 薄板类物体的重心可用悬挂法确定 四 弹力 发生弹性形变的物体对使其发生弹性形变的物体的作用力1 弹力的产生条件弹力的产生条件是 两个物体直接接触 并发生弹性形变 2 相互接触的物体是否存在弹力的判断方法 判别物体是否产生弹性形变 这种方法适用于形变明显的情况 如果物体存在微小形变 不易判断 这时可以用假设法进行判定 即假设接触的两物体没有弹力 看它们是否符合物体所处状态 如物体处于静止状态f合 0 如果符合 则说明不存在弹力 反之存在弹力 3 弹力的方向 物体所受弹力的方向总是指向该物体发生形变的方向 弹力的作用线总是通过两物体的接触点 并沿接触点与平面垂直的方向 作用在物体上的支持力 这种弹力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体 通常有如下三种情况 面面接触 弹力的方向垂直于接触面 点面接触 弹力的方向垂直于接触面 点点接触 弹力的方向垂直于过切点的切面 几种弹力的方向特点 1 压力 支持力的方向总是垂直于接触面 2 绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向 3 杆对物体的弹力不一定沿杆的方向 如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态 则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向 4 弹力的大小对有明显形变的弹簧 弹力的大小可以由胡克定律计算 对没有明显形变的物体 如桌面 绳子等物体 弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定 1 胡克定律可表示为 在弹性限度内 f kx x为弹簧伸长后或被压缩之后的长度与弹簧原长之差 即弹簧的形变量 k为劲度系数 由弹簧的材料 结构等因素决定 2 几种典型物体模型的弹力特点如下表 五 摩擦力1 摩擦力的产生条件摩擦力的产生条件为 两物体直接接触 相互挤压 接触面粗糙 有相对运动 滑动摩擦力或滚动摩擦力 或相对运动的趋势 静摩擦力 这四个条件缺一不可 两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件 没有弹力不可能有摩擦力 2 滑动摩擦力大小 1 在接触力中 必须先分析弹力 再分析摩擦力 2 只有滑动摩擦力才能用公式f fn 其中的fn表示正压力 不一定等于重力g 3 静摩擦力大小 1 必须明确 静摩擦力大小不能用滑动摩擦力公式f fn计算 只有当静摩擦力达到最大值时 其最大值一般可认为等于滑动摩擦力 即fm fn 2 静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定 可根据平衡条件或牛顿第二定律求得 其可能的取值范围是 0 ff fm4 摩擦力方向 1 摩擦力方向与接触面相切 和物体间相对运动 或相对运动趋势 的方向相反 说明 分清相对运动 相对静止 与运动 静止 一般而言相对运动 相对静止 是以双方中的对方为参考系的 而运动 静止 是以地面为参考系的 摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度 通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同 作为动力 可能和物体运动方向相反 作为阻力 可能和物体速度方向垂直 作为匀速圆周运动的向心力 在特殊情况下 可能成任意角度 同样受静摩擦力作用的物体不一定静止 单选 2010年黑龙江学业水平测试 以下关于重力说法正确的是 a 重力的大小可以用天平直接测量b 重力的方向总是垂直于接触面向上c 重力的方向总是竖直向下d 重心一定不在物体上 解析 重力的大小用弹簧秤测量 天平测的是质量 a错 重力的方向总是竖直向下 不是垂直于接触面向上 c对b错 重心可以在物体上 也可以在物体外 答案 c点评 重力的方向总是竖直向下或垂直水平面向下 不能说总是垂直于支持面 单选 2010年天津学业水平测试 原长为10cm的轻质弹簧被竖直悬挂 当其下端挂上一个质量为50g的钩码时弹簧的长度为12cm 换上一个质量为100g的钩码时弹簧的长度为 弹簧始终处于弹性限度内 a 4cmb 8cmc 14cmd 16cm解析 由胡克定律f kx知当悬挂50g的钩码时弹簧伸长2cm 则挂100g的钩码时 弹簧伸长4cm 弹簧的总长度为14cm 答案 c点评 胡克定律f kx中的x是指弹簧的伸长量 单选 如图所示 一个球形物体o静止放在水平地面上 并与竖直墙相接触 a b两点是球与墙和地面的接触点 则下列说法正确的是 a 物体受三个力 重力 b点的支持力 a点的弹力b 物体受二个力 重力 b点的支持力c 物体受三个力 重力 b点的支持力 地面的弹力d 物体受三个力 重力 b点的支持力 物体对地面的压力 解析 球虽然与墙面接触 但不挤压 故在a点 没有弹力产生 球只受到两个力 地面的支持力和球的重力 答案 b 2010年广东学业水平测试 下列关于物体所受的滑动摩擦力表述正确的是 a 方向垂直于接触面b 大小与正压力成正比c 大小与正压力成反比d 方向始终与物体的运动方向相同解析 滑动摩擦力f n 大小与正压力成正比 方向与接触面相切 与物体间的相对运动方向相反 答案 b点评 本题属于 理解 层次 理解摩擦力的大小与哪些因素有关 多选 在水平力f作用下 重为g的物体匀速沿墙壁下滑 如右图所示 若物体与墙壁之间的动摩擦因数为 则物体所受的摩擦力的大小为 解析 物体沿着墙壁下滑 物体与墙壁之间在外力f作用下产生挤压 物体对墙壁的正压力为f 根据f n可以判断a正确 另外物体匀速下滑 在竖直方向物体受二力作用平衡 故这个摩擦力又等于物体的重力 c正确 答案 ac 1 单选 2010年广东学业水平考试 关于弹力 下列表述正确的是 a 杯子放在桌面上 杯和桌均不发生形变b 杯子放在桌面上 杯和桌之间没有弹力作用c 在弹性限度内 弹簧的弹力与弹簧的长度成正比d 在弹性限度内 弹簧的弹力与弹簧的伸长 或缩短 量成正比 解析 杯子放在桌面上 杆和桌均发生形变 故a b选项错误 根据胡克定律 选项c错误 d正确 答案 d 2 单选 一根弹簧上端固定 下端悬挂质量为100g的砝码时 弹簧的伸长量为l1 若下端悬挂200g的砝码 弹簧的伸长量为l2 且未超过弹性限度 下列关于l1与l2的关系正确的是 a l1 l2b l1l2d 不确定 解析 根据胡克定律 发生形变的弹簧其弹力的大小与弹簧的形变量成正比 而弹簧的弹力大小应等于悬挂物体的重力 可见 l1 l2 答案 b 3 单选 2010年江苏学业水平测试 在轻质弹簧下端悬挂一质量为0 1kg的物体 当物体静止后 弹簧伸长了0 01m 取g 10m s2 该弹簧的劲度系数为 a 1n mb 10n mc 100n md 1000n m 4 单选 2010年广东学业水平模拟 重200n的物体放在水平地面上 现用水平方向的大小为20n的拉力f向右拉它 若物体仍处于静止状态 则物体的摩擦力大小为多少 已知物体与水平面的动摩擦因数为0 5 a 20nb 200nc 100nd 以上都不对 解析 物体处于静止状态 在水平方向受水平向右的拉力 和水平向左的静摩擦力 据二力平衡知 f f 20n 选a 答案 a 5 单选 2010年天津学业水平测试 如图所示 一物体在粗糙水平面上运动 若物体重为100n 与水平面间的动摩擦因数为0 2 该物体受到的滑动摩擦力大小为 a 10nb 20nc 50nd 100n 解析 由f n知 f g 0 2 100n 20n 选b 答案 b 一 单项选择题 1 10 1 关于力的说法中正确的是 a 力是物体对物体的作用b 只有直接接触的物体才有力的作用c 由磁铁间有相互作用可知 力可以离开物体而单独存在d 力的大小可以用天平测量 a 二 单项选择题 11 16 11 如下图所示 三个质量均不计的完全相同的弹簧秤 按图示的方式连接