高三物理第一轮复习力、物体的平衡全章课件及试题力的概念1.ppt

力的基本概念 第一课时 一 力的基本性质 2 力的矢量性和独立性 力既有大小 也有方向 力是一个矢量 力的合成和分解满足平行四边形定则 每个力各产生各的效果 产生加速度或使物体发生形变 与其它力是否存在无关 1 力的物质性和相互性 力是物体和物体的相互作用 力的作用离不开物体的存在 施力物体同时也是受力物体 物体之间的作用力满足牛顿第三定律 注意 受力分析只分析研究对象所受到的性质力 而不分析效果力 2 按力的作用效果分 拉力 支持力 压力 张力 动力 阻力 向心力 回复力 浮力 介质阻力等 1 按力的性质分 万有引力 重力 弹力 摩擦力 分子力 电场力 磁场力 核力等 3 力的两种常见的分类方法 二 高中物理几种常见的力 有质量的两个物体之间 重心 重心不一定在物体上 沿两物体中心连线向里 万有引力 重力 物体在地球表面及附近 总是竖直向下 跟水平面垂直 1 普遍性2 相互性 重力与万有引力 重力与万有引力的关系如图所示 重力是万有引力的一个分力 万有引力的另一个分力提供物体随地球自转的向心力 只要电荷在电场中就会受到电场力 正 负 电荷受到电场力的方向与电场方向相同 反 电场力做功与路径无关电场力做功等于电势能的减少量 电场力 磁场力 洛伦兹力 安培力 通电导线在磁场中 并且电流方向和磁场方向不平行 运动电荷在磁场中 并且运动方向和磁场方向不平行 左手定则 安培力的方向总是垂直电流方向和磁场方向决定的平面 左手定则 洛伦兹力的方向总是垂直电荷速度方向和磁场方向决定的平面 洛伦兹力永远不做功 1 匀强磁场2 b i垂直3 l为有效长度 1 匀强磁场2 b v垂直 安培力是洛伦兹力的宏观表现 洛伦兹力是安培力的微观本质 两者大小为倍数关系 方向相同 1 两个物体直接接触 2 发生弹性形变 2 轻绳 沿绳且离开受力物体 1 弹簧的弹力f kx2 牛顿定律或平衡条件计算 弹力 3 轻杆 杆对物体的弹力不一定沿杆的方向 1 接触面 垂直于接触面 跟形变方向相反 弹力和静摩擦力是被动力 它们由主动力和物体的运动状态 加速度 共同决定 通常用平衡条件或牛顿运动定律判断方向和求解大小 摩擦力 滑动摩擦力 静摩擦力 1 接触面粗糙2 相互接触3 发生弹性形变 有相对运动趋势 有相对运动 1 与弹力方向垂直2 与接触面相切 与相对运动方向相反 与相对运动趋势方向相反 两个有关两个无关 牛顿定律或平衡条件计算 0 f fm 滑动摩擦力大小可根据f n直接求解或根据牛顿定律和平衡条件间接求解 重力概念的理解 1 产生的条件 黄金代换 物体在两极时 重力 加速度 最大 物体在赤道时 重力 加速度 最小 如果不考虑地球的自转效应 在地球表面 或附近 的物体受到的万有引力近似等于其重力 物体从赤道到两极 重力 加速度 逐渐增大 地球表面附近的物体 由于地球吸引而使物体受到的力 重力是万有引力的一个分力 作用点 概念 物体的各部分都受重力的作用 但从效果 产生加速度或使物体发生形变 上看 我们可以认为物体各部分受到的重力都集中在一点 各部分重力的合力的作用点 这个点就是重力的作用点 叫做物体的重心 测量 薄板可用悬挂法测出 2 重力的三要素 大小 当物体静止 相对于地球表面静止 时 物体的重力数值等于 拉紧竖直悬绳的力 物体对水平支持面的力 方向 竖直 竖直 是跟物体所在处的水平面垂直 向下 但不一定指向地心 只有在赤道和两极上物体的重力方向指向地心 例1 地球质量为m 5 98 1024kg 半径为r 6 37 106m 计算m 1kg的物体在北极和赤道时的重力大小 g 6 67 10 11n m2 kg2 解 物体在北极时 物体在赤道时 物体的重心位置与物体的质量分布和形状两个因素有关 只有质量分布均匀的有规则几何形状的物体的重心才在其几何中心 例2 某种汽车的制造标准是车身横向倾斜300角时不翻倒 如图所示 若车轮间的距离为2m 那么车身重心g离斜面的高度不应超过多少米 a b o 解 当重力的作用线超过车轮的支持面时 车就会翻倒 从量变到质变 随着车厢内装的货物增加 重心在ab中垂线上不断升高 当重力的作用线超过车轮的支持面时 车就会翻倒 例3 如图所示 矩形均匀薄板长ac 60 宽cd 10 在b点以细线悬挂 板处于平衡 ab 35 求悬线和板边缘ca的夹角 一方面 质量分布均匀长方形薄板的重心在其两条对角线的交点 另一方面 根据二力平衡 重心在沿悬线的竖直方向上 物理上求角度 一般是把角度放在一个直角三角形中 通过求其三角函数值来确定角度值 认真作图 根据三角和几何知识求解 解析 矩形均匀薄板的重心在ad和ce交点o处 根据二力平衡条件知重力g跟悬线拉力等大反向 且共线 如图所示 由几何知识知 例4 如图所示 光滑但质量分布不均的小球 球心在o 重心在p 静止在竖直墙和桌边之间 试画出小球所受的弹力 下列说法正确的是 a p与o一定重合b p与o一定在同一条竖直线上c p与o一定在同一条水平线上d p与o不一定在同一条竖直线上 b 1 对于圆球形物体 所受弹力弹力必须指向球心 而不一定指向重心 2 根据三力汇交原理确定重心在过球心的竖直线上 p点可能在o的正上方 不稳定平衡 也可能在o的正下方 稳定平衡 也可能在o点 例5 某同学的身高1 8m 在运动会上参加跳高比赛 起跳后身体横着越过了1 8m高度的横杆 据此可估算他起跳时竖直向上的速度大约为 g 10m s2 a 2m sb 4m sc 6m sd 8m s b 跳高是一项常见的体育运动 首先应构建实际运动模型 恰当地选择重心才能有效地解决问题 解