高三物理第一轮复习《理学中常见三种力》课件.ppt

第二章相互作用 考试内容和要求 一 力的概念 力的概念 力的特征 力的图示和示意图 四种基本相互作用 力的分类 按性质分 按效果分 按产生条件分 重力弹力摩擦力分子力电场力磁场力 压力支持力拉力动力阻力向心力回复力 场力 非接触力 接触力 二 常见的三种性质的力 三种力 1 重力 重力与万有引力的联系与区别 f万 g f向心 重心 重心是一个物体各部分所受重力作用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质量分布均匀 形状规则的物体 重心在几何中心上质量分布不均匀的物体 重心的位置不仅与物体的形状有关 还跟物体质量的分布有关 重心不一定在物体上重心的位置与物体的位置 放置状态及运动状态无关 但一个物体的质量分布发生变化时 其重心的位置也发生变化 典例透析 如图两辆车以相同的速度做匀速直线运动 根据桶中所给的信息和所学的知识 你可以得出的结论是 a 物体各部分都受重力作用 但可以认为各部分的重力集中于一点b 重力的方向总是垂直向下c 物体重心的位置与物体形状和质量分布有关d 力是使物体运动的原因 ac 2 弹力 产生条件 两个物体直接接触 并发生形变方向 与形变的方向相反弹力的大小 对有明显形变的弹簧 弹力的大小与形变量有关 形变量越大 弹力越大对没有明显形变的物体 弹力大小由物体的受力情况和运动状况共同确定弹簧的弹力遵从胡克定律 f kx k称为弹簧的劲度系数 x为形变量 单位是n m 也可写成 f k x 说明1 典型物体模型的弹力特点 说明2 弹力有无的判断 例1 图中ac为竖直墙面 ab为均匀横梁 其重为g 处于水平位置 bc为支持横梁的轻杆 a b c三处均用铰链连接 试画出横梁b端所受弹力的方向 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 杆对物体的弹力不一定沿杆的方向 f 例2 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 试分析下列情况下杆对小球的弹力的大小和方向 1 小车静止 2 小车匀速直线运动 3 小车以加速度a水平向右运动 f mg f a gtan mg ma mg ma f 杆力由物体的受力情况和运动情况共同决定 典例透析 a 若不计空气阻力 上升过程中 a对b有向上的支持力b 若考虑空气阻力 上升过程中 a对b的压力向下c 若考虑空气阻力 下落过程中 b对a的压力向上d 若不计空气阻力 下落过程中 b对a没有压力 如图所示 小球b放在真空容器a内 球b的直径正好等于正方体a的边长 将它们以初速度v0竖直向上抛出下列说法正确的是 判断弹力的有无 可以采用假设法 假设 与研究对象 受力物体 相接触的物体 如题中的绳或接触面 不存在 如果研究对象的运动状态不发生改变 则不受弹力 否则将受到弹力的作用 例1 画出图中物体a所受的弹力 p为重心 接触面均光滑 f 假设法 典例透析 例2 如图 a b两个物体的重力分别是ga 3n gb 4n 弹簧的重力不计 整个装置沿竖直方向处于静止状态 这时弹簧的弹力f 2n 则天花板受到的拉力和地板受到的压力 有可能的是a 1n和6nb 5n和6nc 1n和2nd 5n和2n ad 典例透析 弹簧类问题 例3 如图所示 两物体重力分别为g1 g2 两弹簧劲度系数分别为k1 k2 弹簧两端与物体和地面相连 用竖直向上的力缓慢向上拉g2 最后平衡时拉力f g1 2g2 求该过程系统重力势能的增量 典例透析 弹簧类问题 典例透析 如图所示 四个完全相同的弹簧都处于水平位置 他们的右端守到大小皆为f的拉力作用 而左端的受力情况不同 中弹簧的左端固定在墙上 中弹簧的左端受大小也为f的拉力作用 中弹簧的左端拴一小物块 物块在光滑的桌面上滑动 中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 a l1 l2b l4 l3c l1 l3d l1 l4 弹簧类问题 3 摩擦力 两物体直接接触 相互挤压 接触面粗糙 由相对运动或相对运动趋势 这四个条件缺一不可 有弹力 没有弹力就没有摩擦力 例 如图所示 a b两物体叠放在一起 用手托住 让他们静靠在墙上 然后释放 他们同时沿竖直墙面向下滑动 已知ma mb 分析物体b的受力情况 产生条件 条件的把握 例 高考题 如图所示 c是水平地面 a b是两个长方形物块 f是作用在物块上沿水平方向的力 物体a和b以相同的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 0 b 1 0 2 0 c 1 0 2 0 d 1 0 2 0 bd 3 摩擦力 滑动摩擦力大小 滑动摩擦力f fn 其中的fn表示正压力 不一定等于重力g 叫动摩擦因数 与相互接触的两个物体的材料以及接触面的情况有关 例 如图所示 用跟水平方向成 角的推力f推重为g的木块沿天花板向右运动 木块和天花板间的动摩擦因数为 求木块所受的摩擦力大小 摩擦力大小 3 摩擦力 静摩擦力大小 必须明确 静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律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fmax fn 实际上最大静摩擦力略大于滑动摩擦力 静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同决定 其可能的取值范围是 0 ff fm 摩擦力大小的计算 例 在图中画出物体a在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向 并计算静摩擦力的大小 已知物体a的质量为m 1 物体a静止在倾角为 的斜面上 2 物体a受到水平拉力f作用但仍静止在水平面上 3 物体a放在车上 在刹车过程中物体相对于车厢静止 4 物体a与水平传送带一起匀速向右运动 摩擦力大小的计算 例 如图所示 a b为两个相同木块 a b间最大静摩擦力fm 5n 水平面光滑 拉力f至少多大 a b才会相对滑动 b从a下方拉出 摩擦力大小的计算 3 摩擦力 摩擦力的方向 摩擦力方向总是沿着接触面 和物体间相对运动 或相对运动趋势 的方向相反 摩擦力的方向和物体的运动方向可能相同 作为动力 可能反向 作为阻力 可能和物体速度方向垂直 在特殊情况下 可能成任意角度 作为匀速圆周运动的向心力 判定下列物体所受到摩擦力的方向 摩擦力的方向判定方法 1 假设法 假设没有摩擦力存在 即光滑 看两个物体会发生怎样的相对运动 根据 静摩擦力与物体相对运动的趋势方向相反 来判断静摩擦力方向 2 根据物体的运动状态 由牛顿定律或平衡条件判断 例 如图所示 质量为m的工件置于水平放置的钢板c上 二者间的动摩擦因数为 由于光滑导槽a b的控制 工件只能沿水平导槽运动 现在使钢板以速度v1向右运动 同时用力f拉动工件 f方向与导槽平行 使其以速度v2沿导槽运动 则f的大小为a 等于 mgb 大于 mgc 小于 mgd 不能确定 摩擦力方向的判定 c v1 f ff mg fn 例 对如图所示的皮带传动装置 下列说法中正确的是 a a轮带动b轮沿逆时针方向旋转b b轮带动a轮沿逆时针方向旋转c c轮带动d轮沿顺时针方向旋转d d轮带动c轮沿顺时针方向旋转 bd 摩擦力方向的判定 主动轮对皮带的摩擦力方向与皮带运动方向相同 皮带对从动轮的摩擦力方向与从动轮运动方向相同 例 物块m置于倾角为 的斜面上 受到平行于斜面的水平力f的作用处于静止状态 如图所示 如果将水平力f撤去 则物块 a 会沿斜面下滑b 摩擦力的方向一定变化c 摩擦力的大小变大d 摩擦力的大小不变 解 画出受力图如图示 ff2 f2 mgsin 2 如果