高一物理 力的相互作用课件必修1.ppt

第三章相互作用 1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力4 力的合成5 力的分解6 共点力的平衡 重力 1 力 force 概念 物体与物体之间的相互作用 效果 改变物体运动状态 使物体发生形变 特点 相互性 单位 牛顿 newton 牛 n 2 力是矢量 力的图示 三要素 力的示意图 3 重力 产生原因 由于地球的吸引而使物体受到的力 大小 g mg 方向 竖直向下 作用点 重心 g随纬度的增大而增大 随高度的增加而减小 基本相互作用 1 万有引力 重力 2 电磁相互作用 弹力 摩擦力等 3 强相互作用 核子之间 4 弱相互作用 放射现象中 力的命名 1 按力的性质命名 重力 弹力 摩擦力等 2 按力的效果命名 动力 阻力 拉力 压力等 弹力 elasticforce 1 产生原因 物体发生弹性形变 2 研究弹力的方法 1 了解弹性形变与弹力作用的关系 弹力产生的根本原因是施力物体发生形变 2 观察物体的微小形变 3 弹力的方向 1 绳子对物体的弹力 2 弹簧对物体的弹力 3 硬杆对物体的弹力 需通过受力分析来确定 4 各种形状的接触面之间的弹力 垂直接触面 胡克定律 hooklaw 弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比 弹性限度内 公式 k 劲度系数 由弹簧本身决定 图象 摩擦力 frictionalforce 1 摩擦力产生的条件 接触 相对滑动的趋势 静摩擦力 相对滑动 滑动摩擦力 挤压 粗糙 2 分析摩擦力的方法 种类 静摩擦力 实际静摩擦力 最大静摩擦力 滑动摩擦力 ff fn 与相对运动的快慢 其他外力无关 下列叙述正确的是 a 重心总在物体上b 任何形状规则的物体 它们的重心都在几何中心处 c 物体静止在水平地面上 由于受重力作用 使得物体和地面发生弹性形变 物体产生了对地面的压力 压力大小等于重力 方向竖直向下 所以压力就是重力 d 把物体由赤道移到北极 若用天平称量 则示数在两地相同 若用弹簧秤称量 则示数在北极略微增大 d 在下图中 a b间一定有弹力的是 b 判断有无弹力 消除法和假设法 以上各接触面光滑 a b c d e 如图所示 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的球 试分析下列两种情况下杆对球的弹力大小及方向 1 小车静止不动 2 小车以加速度a向向右运动 由图可知 水平方向上 fsin ma 竖直方向上 fcos mg 得f tan a g arctan a g 探究弹力和弹簧伸长的关系时 在弹性限度内 悬挂15n重物时 弹簧长度为0 16m 悬挂20n重物时 弹簧长度为0 18m 则弹簧的原长l原和劲度系统k分别为a l原 0 02mk 500n mb l原 0 10mk 500n mc l原 0 02mk 250n md l原 0 10mk 250n m 下列关于滑动摩擦力的说法正确的是 a 滑动摩擦力的方向总是阻碍物体的运动并与物体的运动方向相反b 当动摩擦因数一定时 物体所受的重力越大 它所受的滑动摩擦力也越大c 有滑动摩擦力作用的两物体间一定有弹力作用 有弹力作用的二物体间不一定有滑动摩擦力作用d 滑动摩擦力总是成对产生的 两个相互接触的物体在发生相对运动时都会受到滑动摩擦力作用 c 根据物体的运动状态 用牛顿第二定律来判断 利用作用力和反作用力来判断 如图所示 两个质量均为m的木块p q 在水平恒定f作用下都静止在竖直墙上 画出q物体受力分析的图示 q受p的弹力大小为 受p的静摩擦力大小为 画出p物体受力分析的图示 p受墙的静摩擦力大小 p受墙的支持力大小 某人骑自行车前进时 地面对后轮的摩擦力为f1 对前轮的摩擦力为f2 则f1和f2的方向如何 试分析之 主动轮所受的摩擦力方向总是与其转动方向相反 从动轮所受的摩擦力方向总是与其转动方向相同 判断轮上两点a b所受摩擦力方向 如图所示 甲 乙 丙三个物体质量相同 与地面的动摩擦因数相同 受到三个大小相同的作用力f而运动 则它们受到摩擦力大小关系是 a 三者相同b 乙最大c 丙最大d 条件不足无法确定 b 若三个物体都保持静止 则大小关系是 c 木板的上表面的一端放有一铁块 木板由水平位置缓慢向上转动 即木板与水平面的夹角 变大 另一端不动 如图所示 写出木板转动过程中摩擦力与角 的关系式 并分析随着角 的增大 摩擦力怎样变化 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 900 起先铁块静止 受静摩擦力f静 mgsin 增大 f静增大 而后当角 超过某一值时 铁块受滑动摩擦力作用 由f滑 fn知 f滑 mgcos 增大 f滑减小 如图所示 三个相同的支座上分别放着三个质量和直径都相等的光滑圆球 b c 支点p q在同一水平面上 球的重心oa位于球心 b球的重心ob位于球心的正上方 c球的重心oc位于球心的正下方 三个球都处于平衡状态 支点p对 球 b球 c球的弹力分别为fa fb fc 则a fa fb fcb fb fa fcc fb fa fcd fa fb fc a 力的合成 1 合力 分力的关系 等效替换 2 力合成的方法 平行四边形定则 力的分解 1 力的合成的逆运算 2 力的分解方法 平行四边形定则 3 按效果分解 根据效果确定分力方向 平行四边形定则的应用 1 三角形定则 简化了的平行四边形定则 f1 f1 f2 f2 f f 首尾相连的两个力为分力 关于两个大小不变的共点力与其合力的关系 下列说法正确的是a 合力大小随着两力夹角的增大而增大b 合力大小一定大于分力中最大者c 两分力夹角小于180 时 合力随夹角的减小而增大d 合力不能小于分力中最小者e 合力f一定大于任一个分力f 合力的大小可能等于f1也可能等于f2g 合力有可能小于任一个分力 cfg 共点的三个力a b c 已知a b c 若b c a 则三个力的合力最小值为零 若b c a 则三个力的合力最小值不为零 等于 a b c 六个共点力的大小分别为f 2f 3f 4f 5f 6f 相互之间夹角均为60 如图所示 则它们的合力大小是 方向 在研究两个共点力合成的实验中得到如图所示的合力f与两个分力的夹角的关系图 问 1 两个分力的大小各是多少 2 合力的变化范围是多少 将一个有确定方向的力f 10n分解为两个分力 已知一个分力有确定的方向 与f成300角 另一个分力的大小为6n 则在分解时 a 有无数组解b 有两组解c 有唯一解d 无解 b 分解只有一解的条件 已知一个分力的大小和方向已知两个分力的方向 如图所示 物体静止于光滑的水平面上 力f作用于物体o点 现要使合力沿着oo 方向 那么必须同时加一个力f 这个力的最小值是 a fcos b fsin c fd fcot b 共点力作用下物体的平衡 平衡状态 静止或匀速直线运动 平衡条件 f合 0或a 0 平衡条件的推论 当物体平衡时 其中某个力必定与余下的几个力的合力等大反向 1 以下四种情况中 物体处于平衡状态的有 a 竖直上抛物体达到最高点时b 娱乐场中的摩天轮匀速转动时 坐在上面的乘客c 荡秋千的人通过最高点时d 做 蹦极跳 运动的运动员有最大速度时 d 物体处于平衡状态的特征是加速度为零 合外力为零 把物体的平衡问题转化为二力平衡的基本模型 很多情况下物体受到三个力的作用而平衡 任意两个力的合力必定跟第三个力等大反向 从而把三力平衡转化为二力平衡 这种方法称为合成法 重g的均匀绳两端悬于水平天花板上的a b两点 静止时绳两端的切线方向与天花板成 角 求绳的a端所受拉力f1和绳中点c处的张力f2 2004广东 广西 用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中 如图所示 已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为300和600 则ac绳和bc绳中的拉力分别为 abcd a 一般说对于三个共点力平衡问题 画出平行四边形是解决问题的关键 然后就是根据平衡方程和几何关系 如直角三角函数 勾股定理 菱形添对角线 相似三角形 正弦定理 列出平衡方程 一航天探测器完成对月球的探测任务后 在离开月球的过程中 由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行 先加速运动 再匀速运动 探测器通过喷气而获得推动力 以下关于喷气方向的描述中正确的是a 探测器加速运动时 沿直线向后喷气b 探测器加速运动时 竖直向下喷气c 探测器匀速运动时 竖直向下喷气d 探测器匀速运动时 不需要喷气 c 三力平衡中的动态平衡 特点 一个力保持不变 一个力方向保持不变 一个力大小方向都变化 如图所示 轻质杆bc 重力不计 的c端挂一重物 并用一细绳ac拉着c端 今将a逐渐下移时 ac绳的拉力大小将 bc不动 a 逐渐变小b 先变大 后变小c 先变小 后变大d 逐渐变大 d 用细绳将一小球拉住使球静止在一光滑斜面顶端 如图 现把细线从图示实线位置移到水平虚线位置 在移动过程中 球始终静止不动 则线对小球的拉力 a逐渐减小b逐渐增大c先减小后增大d先增大后减小 c 一个力保持不变 另二个力方向都发生变化 需要运用相似三角形来解决 多力平衡 四个或四个以上的力 应用正交分解法求解 即建立坐标系将各力在坐标系上正交分解后 建立平衡方程 重g的物体放在一斜面上 与斜面的动摩擦因数为u 在水平推力作用下 物体沿斜面匀速运动 求f的大小 如图所示 重力为500n的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200n的物体 当绳与水平面成60o角时 物体静止 不计滑轮与绳的摩擦 求地面对人的