高三物理专题复习课件：常见的三种力.pptVIP

常见的三种力 2008 2009高考复习 1 地球上一切物体都受到地球的吸引 这种由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力 重力不但有大小 而且有方向 重力的方向是竖直向下的 在已知物体质量的情况下 重力的大小可以根据关系式g mg计算出来 式中g 9 8n kg 表示质量是1kg的物体受到的重力是9 8n 重力 说明 重力 由于地球的吸引作用在物体上的力 在不考虑地球自转影响的条件下 可以认为是地球对物体万有引力 式中g是地球表面处的重力加速度 g是万有引力恒量 m是地球的质量 r是地球的半径 赤道处 地球表面附近处的物体 地球某高度处的物体 g f向 f万 两极处 f万 gf向 0 f万 f向 g 重心一个物体的各部分都要受到重力的作用 从效果上看 我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点 这一点叫做物体的重心 1 有规则形状的均匀物体 它的重心就在几何中心上 2 质量分布不均匀的物体 重心的位置除跟物体的形状有关外 还跟物体内质量的分布有关 1 关于物体的重心 下列说法正确的是 a 物体的重心一定在物体上b 任何物体的重心都在它的几何中心上c 物体的形状发生改变其重心位置一定改变d 物体放置的位置发生改变 重心对物体的位置不会改变 d 2 图1所示的abc是木匠用的曲尺 它是用粗细不同 质量分布均匀 ab和bc相等的木料做成 d是ac连线的中点 e是ab的中点f和bc的中点g连线的中点 则曲尺的重心在 a b点b d点c e点d g点 c 3 关于重心的说法 不正确的是 a 重心就是物体内最重的一点b 物体的重心位置有可能变化c 把一物抬到高处 其重心在空间的位置也升高了d 背跃式跳高运动员 在跃过横杆时 其重心在身体之外 a 一 物体的形变 物体的形状或体积发生改变称形变 二 弹力发生形变的物体 由于要恢复原状 对跟它接触的物体会产生力的作用 这种力叫弹力 弹力产生在直接接触并发生形变的物体之间 形变由三种 1 拉伸形变 压缩形变 2 弯曲形变3 扭转形变 弹力 微小形变 1 胡克定律 在弹性限度内 弹簧的弹力与弹簧的形变成正比 f kx 2 由于在许多情况下物体的形变是不可测量的 弹力无法直接计算 所以一般是用平衡方程或动力学方程反推其大小 弹力大小 弹力的方向 1 压力 支持力的方向总是垂直于接触面指向放挤压或被支持的物体 这里的接触面可以是平面 也可以是曲面 这种情况下压力和支持力垂直于曲面在该点的切面 当一个物体的某一点跟另一物体的某一面间发生挤压时 压力和支持力的方向垂直于后一物体的表面 2 绳对物体的拉力方向总是沿着绳指向绳收缩的方向 3 杆对物体的弹力方向不一定沿杆的方向 如果轻秆只有杆上的两个点受力且处于平衡处态 则该轻杆在这两点对物体的弹力方向一定沿杆的方向 4 绳上任何一个横截面两边相互作用的拉力叫做 张力 轻绳任何一个横截面上的张力大小都等于绳的任意一端所受拉力的大小 观察并思考 例1 放在水平桌面上的书 由于重力的作用而压迫桌面 使书和桌面同时发生微小的形变 书由于发生微小的形变 对桌面产生垂直于桌面向下的弹力f1 这就是书对桌面的压力 桌面由于发生微小的形变 对书产生垂直于书面向上的弹力f2 这就是桌面对书的支持力 静止地放在倾斜木板上的书 由于重力的作用也压迫木板 它们都发生微小形变 致使书对木板有垂直于木板斜向下方的压力f1 木板对书有垂直于书面斜向上方的支持力f2 通常所说的压力和支持力都是弹力 压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体 支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体 例2 挂在电线下面的电灯 由于重力的作用而拉紧电线 使电灯和电线同时发生微小的形变 电灯由于发生微小的形变 对电线产生竖直向下的弹力f1 这就是电灯对电线的拉力 电线由于发生微小的形变 对电灯产生竖直向上的弹力f2 这就是电线对电灯的拉力 通常所说的拉力也是弹力 绳的拉力是绳对所拉物体的弹力 方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向 点面接触时 弹力方向垂直于面 例3 如图所示 光滑但质量分布不均的大球的球心在o 重心在p 静止在竖直墙和桌边之间 试画出小球所受弹力 例4 如图所示 均匀杆被细绳拉住而静止 试画出杆所受的弹力 fb fa 思考1 物体对水平面的压力就是物体受到的重力 这句话对吗 为什么 思考2 分析图中物体所受到的弹力 1 轻绳 绳对物体的拉力是沿绳收缩的方向 同一根绳上各点所受拉力都相等 2 轻杆 杆对物体的弹力不一定沿杆方向 杆对物体既可以施加支持力也可以施加拉力 如果轻直杆只有两端受力而处于平衡状态 则轻杆两端对物体的弹力方向一定沿杆方向 3 弹簧对物体的弹力方向总是沿着弹簧的轴线指向弹簧恢复原长的方向 常见的三个理想化模型 例5 如图所示 长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端a b 绳上挂一个光滑的轻质滑轮 其下连着一个重为12n的物体 静止时绳的拉力t为 解 由于t1 t2t1cos t2cos t1sin t2sin gt1 t2 50n a b 例6 如图 小车上固定着一根弯成 角的曲杆 杆的另一端固定一个质量为m的小球 试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向 1 小车静止 2 小车以加速度a水平向右运动 1 图1 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 2 小木块放在桌子上 下列说法正确的是 a 在接触处只有桌子有弹力产生b 在接触处桌面和小木块都有弹力产生c 木块对桌面的压力是木块形变后要恢复原状而对桌面施加的力d 木块对桌子的压力是木块的重力 bc b 3 如图2 a b叠放在水平地面上 则地面受到的压力是 a a和b对地面的压力之和b 只有b对地面的压力c b的重力d a和b的重力 a 4 关于弹力的方向 以下说法不正确的是 a 压力的方向总是垂直于接触面 并指向被压物b 支持力的方向总是垂直于支持面 并指向被支持物c 绳对物体拉力的方向总是沿着绳 并指向绳收缩的方向d 杆对物体的弹力总是沿着杆 并指向杆收缩的方向 d 5 一根弹簧挂0 5n的物体时长12cm 挂1n的物体时长14cm 则弹簧原长 它的劲度系数 6 一弹簧的劲度系数为500n m 它表示 若用200n的力拉弹簧 则弹簧伸长 m 10cm 弹簧每伸长或缩短1m需500n的拉力或压力 0 4 0 25n m 一 滑动摩擦摩擦力也是在两个互相接触的物体之间产生的 一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动的时候 要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力 这种力叫做滑动摩擦力 摩擦力 二 滑动摩擦力的方向和大小滑动摩擦力的方向总跟接触面相切 并且跟物体的相对运动的方向相反 实验表明 滑动摩擦力跟压力成正比 也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比 这叫做滑动摩擦定律 用f表示滑动摩擦力的大小 用n表示压力的大小 那么f n 其中 是比例常数 叫做动摩擦因数 它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关 材料不同 两物体之间的动摩擦因数也不同 动摩擦因数还跟接触面的情况 如粗糙程度 有关 在相同的压力下 动摩擦因数越大 滑动摩擦力就越大 动摩擦因数是两个力的比值 没有单位 例题 在东北的冬季伐木工作中 许多伐下的木料被装在雪橇上 用马拉着雪橇在冰道上滑行 将木料运送出去 一个有钢制滑板的雪橇 上面装着木料 总重量为4 9 104n 在水平的冰道上 马要在水平方向用多大的力 才能够拉着雪橇匀速前进 分析雪橇 包括木料 在水平方向受到两个力的作用 马对雪橇的拉力f1 冰道对雪橇的滑动摩擦力f2 分析雪橇的受力情况 在这两个力的作用下 雪橇匀速前进 明确雪橇的运动情况 解答已知g 4 9 104n 0 02 求拉力f1 f1 f2 fn g 代入数值得f1 0 02 4 9 104n 980n马要在水平方向用980n的力 才能够拉着雪橇匀速前进 三 静摩擦 我们用不大的水平力在水平地板上推箱子 虽然箱子应该沿着力的方向运动 有相对于地板运动的趋势 但箱子并没有动 就是因为箱子跟地板之间发生了摩擦 这个摩擦力和推力都作用在箱子上 它们的大小相等 方向相反 彼此平衡 因此箱子保持不动 这时发生的摩擦叫做静摩擦 静摩擦力的方向总跟接触面相切 并且跟物体相对运动趋势的方向相反 逐渐增大对箱子的推力 如果推力还不够大 箱子仍旧保持不动 静摩擦力跟推力仍旧彼此平衡 可见静摩擦力随着推力的增大而增大 但是静摩擦力的增大有一个限度 静摩擦力的最大值fm叫做最大静摩擦力 推力超过最大静摩擦力 就可以把箱子推动了 最大静摩擦力等于使箱子刚要运动所需的最小推力 两物体间实际发生的静摩擦力f在零和最大静摩擦力fmax之间 即0 f fmax 视频 摩擦力的方向 静摩擦因数实验表明 最大静摩擦力fmax跟压力fn成正比 即fmax sfn 其中 s是比例常数 叫做静摩擦因数 它的数值跟相互接触的两物体的材料 接触面的情况有关 在材料和接触面情况相同时 静摩擦因数比动摩擦因数稍大些 一个重量为200n的木箱放在水平地板上 设箱子与地板间的静摩擦因数s 0 3 由公式可知箱子与地板间的最大静摩擦力fmax sfn 0 3 200n 60n 这并不表示箱子与地板间实际存在着f 60n的静摩擦力 人不推箱子 箱子对地板没有相对运动的趋势 静摩擦力f 0 用40n的水平力推箱子 由于fmax 60n 40n 这时不能推动箱子 但箱子对地面有相对运动的趋势 所以有静摩擦力f 40n 在箱子里放进重物 使箱子的重量变为300n 最大静摩擦力增大为fmax sfn 0 3 300n 90n 如果仍用40n的水平力推箱子 箱子与木板间的静摩擦力仍为40n 思考2 如图所示 物体在水平推力作用下处于静止状态 若f增大 则物体受到的静摩擦力如何变化 物体可能受到的最大静摩擦力如何变化 思考1 如图所示 长方形木块在水平推力作用下移动的过程中 受到的摩擦力如何变化 例1 如图所示 位于斜面上的物块m在沿斜面向上的力f作用下 处于静止状态 则斜面作用于物块的静摩擦力的a方向可能沿斜面向上b方向可能沿斜面向下c大小可能等于od大小可能等于f 答案 a b c d 例2 如图所示 c是水平地面 ab是两个长方形物块 f是作用在物块b上沿水平方向的力 物体a和b以相同速度作匀速直线运动 由此可知 a b间的动摩擦因数 1和b c间的动摩擦因数 2有可能是 a 1 0 2 0b 1 0 2 0c 1 0 2 0d 1 0 2 0 答案 b d 例4 在粗糙水平面上有一个三角形木块abc 在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量m1和m2的木块 m1 m2 如图所示 已知三角形木块和两物体都是静止的 则粗糙水平面对三角形木块 左 右 a有摩擦力的作用 摩擦力的方向水平向右b有摩擦力的作用 摩擦力